1- La informació i la informàtica.
    Informació analògica i digital.


1.1 La informació i la informàtica. Informació analògica i digital                    
1.2  Informació digital: “0” i “1”. Unitats de mesura: bit, byte, kb, Mg, Gb, Tb
1.3  Números i aritmètica binària
1.4 Lletres, el codi ASCII.
1.5 Senyals analògics i digitalització. Multimèdia: imatge i so.
      1.5.1. Imatge digital. Tipus matricial (raster), píxels i resolució. Tipus vectorial.
      1.5.2. Audio (So, sonido). Naturalesa ondulatòria del so i digitalització. Standards.
      1.5.3. Vídeo digital.

En aquest tema anam a explicar els cinc tipus d'informació més importants que manipula un ordinador:
        a) Numeros, b) lletres, c) Imatges, d) Sons i e) Video.  
La informació digital binària es basa en els valors numèrics 0 i 1, i en la quantitat de combincaions que podem formar amb "tires" de 0 i 1. Digitalitzar vol dir "assignar un números" a cada objecte que representam.
Digitalitzar números i lletres és molt senzill. Digitalitzar imatge i so requereix explicar i comparar els conceptes de Analògic (basat en la similitud, analogia) i digital (basat en la numeració, en els dígits). Quins colros existeixen i quin númreo litoca a cadascun? Quins sons existeixen i quin li toca a cadascun?

1.1. Informació i informàtica. Codis de representació.

Definim la informació com el conjunt de dades (datos, data) que representen una realitat, que es poden processar, manipular i organitzar.
La informàtica és el tractament automatitzat de la informació.




1.2. Informació digital: “0” i “1”. Unitats de mesura: bit, byte, kb, Mg, Gb, Tb.

Dígit=Número=Xifra

 La informació digital és la que es basa en números.
La informació binària només té dos possibles valors: {Sí o NO}, {Vertader o Fals}, {0 o 1}

La informacio digital binària admet dos valors possibles: {0, 1}, en tantes posicions numèriqes com es vulguin.
Per exemple, la seqüència 00011010 és una informació digital binària.

El dígit d'informació binària es diu bit: binary information digit. L'exemple anterior seria així una paraula binària de 8 bits.  

Un ordinador és un aparell electrònic capaç de manipular  informació basant-se en el codis digitals binaris

Per a un ordinador, un 0 o un 1 poden ser:
    - Un senyal elèctric que passa o no passa per un cable
    - Una marca magnètica amb orientació Nord o orientació Sud en un disc magnètic (disc dur)
    - Una marca òptica en un CD o DVD, que reflexa el raig làser lector cap a la dreta o cap a l'esquerra


Amb dígits binaris, quants valors es poden representar? Això depen de la quantitat de dígits binaris que poguem utilitzar.  Es pot entendre un dígit binari com una "caixeta" on hi cap un 0 o un 1. Si anomenam "L" a la quantitat de bits que utilitzam, aleshores:

* L=1. Amb un bit,  es tenen dos possibilitats de representar objectes diferents:

1 bit (x)

Valor decimal

0
1

0
1

        
* L=2. Amb dos bits, longitud=2, tenc 4 possibilitats:
       

2 bits (xx)

Valor decimal

00

0

01

1

10

2

11

3

La quantitat total de valors representats és q= 2L = 2²=4


* L=3 Amb tres bits,  la taula anterior seria

3 bits (xxx)

Valor Decimal

000

0

001

1

010

2

011

3

100

4

101

5

110

6

111

7
i la quantitat total de valors representats és  q = 2L = 23 = 8

* L=4. Amb quatre bits,  tenim el següent:

4 bits (xxxx)

Valor decimal

0000

00

0001

01

0010

02

0011

03

0100

04

0101

05

0110

06

0111

07

1000

08

1001

09

1010

10

1011

11

1100

12

1101

13

1110

14

1111

15

Ara, la quantitat total de valors representables és q = 2L = 24 = 16


Així, la quantitat total de combinacions que puc tenir amb "L" bits és  

                    q= 2L

Un byte és un conjunt de 8 bits, amb els quals es poden obtenir 28 = 256 combinacions

Les unitats d'agrupament són els mútliples de l'escala decimal, però el factor de conversió no és 1000, sinò 1024. Això és perquè 210 = 1024
Així, tenim:

  8 Bits = 1 Byte
 1024 Bytes  = 1 Kilobyte 
 1024 Kilobytes = 1 Megabyte 
 1024 Megabytes  =  1 Gigabyte 
 1024 Gigabytes =  1 Terabyte 
 

1.3. Números i aritmètica binària.
Amb els números voldrem fer sobretot dos coses:
 
1) Numerar. És a dir, comptar, i també identificar de forna única (cardinals i ordinals)
La numeració binària natural consisteix en fer correspondre directament  el valor binari amb el seu valor decimal

2) Operacions aritmètiques    L'aritmètica binària consisteix en executar les operacions matemàtiques elementals {+. -, *, / } directament en binari.

La taula de sumar d'un sol dígit, i generant un resultat de dos dígits, és la següent:
0+0=00
0+1=01
1+0=01
1+1=10     Recordem que el 2 decimal és el 10 binari, i que en decimal escrivim 1+1=2

Exemple de suma de dos números binaris:

    2     →      0010
+  3     →      0011
                              
   5      ←      0101

Aquest tipus d'operacions són molt fàcilment executables per circuits electrònics com el que representa aquest esquema, un circuit que fa la funció de "sumador ". Té dues entrades de 4 dígits binaris , i una sortida també de 4 dígits binaris.  La suma que s'executa és X+Y=Z, on tots tres números tenen 4 dígits binaris.
                                chip                      
Un circuit com aquest es pot construïr amb diferents tecnologies: a) amb vàlvules electròniques, b) amb transistors, o c) amb circuits integrats, abreujat CI, també anomenats "xips". Els CIs tenen aspecte de pastilleta negra amb potes metàl·liques, i és el que utilitzen els ordinadors actuals. La tècnica que estudia com construir circuits d'aquest estil és l'electrònica digital.
1.4. Lletres, el codi ASCII.
És el codi de 8 bits per representar caràcters alfanumèrics que usen la majoria d'ordinadors
ASCII és l'acrònim de  American Standard Code for Information Interchange

Existeixen 28 = 256 valors ASCII, que responen a  256 símbols

Exemple=  valor binari de 8 bits 01000001 = valor decimal 65 = És la lletra "A" mayuscula

Aquest són els únics caràcters que pot admetre un editor de text simple, tipus Bloc de notes. Els arxius que generen aquests editors solen tenir l'extensió .txt. Per això es pot dir també que "El Bloc de notes és un editor ASCII".  

 Pràctica: per fer aparèixer la lletra A en un editor de text, pulsam la tecla Alt i el seu valor ASCII decimal en el teclat numèric.
Exemple: Alt + 65 fa aparèixer una A  
Per posar un espai sería Alt + 255

La taula ASCII conté: 
    - caràcters de control de dispositius,
    - lletres minúscules {a..z}
    - lletres majúscules {A..Z}
    - símbols imprimibles i signes de puntuació {! " $ % ...}
    - els dígits decimals {0..9}, entesos no com a valor numèric, sinò com a símbol

Els editors de text més complexes, que incorporen gràfics, atributs de text com negreta o cursiva, etc, guarden més informació que simple text. Han de codificar més coses que els 256 codis ASCII. Cada un d'ells genera arxius amb la seva pròpia extensió, vinculada al seu aplicatiu.

Exemples:  MS-Word genera l'extensió .doc (abreviacó de "document"), l'editor de text de Open Office genera l'extensió .odt (acrònim de "Open Data Text"). Alguns aplicatius poden convertir text d'un format a un altre, com a part de la funció "Guardar com..." .

Si des d'un editor de text s'obre un arxiu que no està codificat amb el seu "llenguatge de 1s i 0s", pot passar que no el pugui traduïr, i el que fa és mostrar en pantalla caràcters sense sentit. El que està passant és que l'aplicatiu usa la seua codificació de caràcters de control i la codificació ASCII sobre seqüències de 1s i 0s ordenades incorrectament. 


1.5. Senyals analògics i digitalització. Multimèdia: imatge i so.

En electrònica, es parla de senyal per a indicar la presència d'una magnitud electromagnètica (llum, so, energia...) que es pot mesurar. Segons la manera de mesurar aquests  senyals, en tenim de dos tipus: 

Senyal analògic: és un senyal continu en el temps, generat per algun fenomen electromagnètic. La llum, el so, l'energia etc., son senyals analògics, donat que que tenen una variació contínua. Per amesurar-los s'usa una escala que en teoria té una "precisió infinita", sempre es pot trobar un decimal més per a mesurar una quantitat. Per exemple: mesurant la temperatura  en ºC, sempre es pot trobar un decimal més per a precisar la mesura.

Senyal digital: és un tipus de senyal continu en el temps que es mesura en termes de magnitud discreta (i.e: "exacte"), en lloc de valors dins d'un cert rang. És a dir, no hi ha valors intermijos entre dos valors colindants. Per a prendre mesures s'usen "valors exactes". Per exemple, l'interruptor de la llum només pot prendre dos valors o estats: obert o tancat, o la pròpia làmpada: encesa o apagada. Això no significa que el senyal físicament sigui discret ja que els camps electromagnètics són continus (no estam mesurant la quantitat de llum en cada instant), sinó que existeix una forma de discretitzar-la unívocament (la llum està encesa o apagada?). Un exemple encara més senzill: quanta gent hi ha dins classe?
magnituds

La imatge i el so són magnituds de naturalesa analògica. Els ordinadors treballen amb agrupacions de bits, que, com ja hem vist, representen valors exactes. Per això, per a  tractar la imatge i el so amb ordinadors hem de digitalitzar tots dos senyals, i per això hem hem d'entendre:
    a)     Què és la imatge, què és el so? La llum és una ones electromagnètica, el so una ona acústica.
    b)     Quins elements de lum i de so podem identificar? Cada frequència de l'EM és un color, cada so que distingim és una freqüencia acústica
    i c)    A què hem d'assignar valors digitals binaris? A cada freqüència, o a cada grup, segons la fidelitat amb que volguem represntar el senyal original

FASES DE DE L'ADQUISISCIÓ DE DADES DIGITALS


1- Sistema físic: ONES
2- Transductor (micròfon o càmera) que convertreix el senyal en una ona elèctrica (variació de voltatge)
3- Filtrat de senyal, estabilització de l'ona
4- Conversió analògica/digital, a cada freqüencia de color o de so se li assigna un número
5- El senyal digital és un seguit de números, decimals o binaris

1.5.1. Imatge digital. Tipus matricial (raster), píxels i resolució. Tipus vectorial.

Podem entendre una imatge com una superfície bidimensional, que té altura (H, de "Height") i amplària (W, de "Width") , i dins la qual hi ha punts, units en principi de forma contínua, i que presenta dues característiques: brillantor i color.  La brillantor és la intensitat de la llum, i el color és la mescla de les freqüències de llum en colors bàsics i que conformen el color que acaba percebent l'ull.  Els colors llum bàsics llum són vermell (R de "Red"), verd (G de "Green") i blau (B de "Blue").

Una càmera fotogràfica és una petita caixa que té un sistema òptic, l'objectiu, que permet enfocar un motiu. Es permet que entri més o menys llum controlant un diafragma semblant al que tenen els ulls humans a la pupil·la. Quan es pulsa el disparador, el que es fa és exposar durant un temps controlat a la llum que es deixa entrar dins l acàmera a una superfície que capturarà aquesta imatge.  
  1. Objectiu frontal  intercanviable
  2. Portalents
  3. Diafragma  (control de quantitat de llum)
  4. Obturador de pla focal  (tapa  que s'aixeca quan es  pulsa el disparador)
  5. Pel·lícula
  6. Subjecció de corretja
  7. Disparador
  8. Comandament de velocitats (control de temps de'exposició)
  9. Contafotogrames
  10. Càmera de visor traser
  11. Zòcal del  flash
  12. Anell d’enfocament

Entrada a Wikipèdia sobre fotografia.
En la càmera fotogràfica analògica, aquesta captura s'aconsegueix gràcies a la reacció d'una substància química fotosensible que impregna una pel·lícula flexible quan aquesta s'exposa a la llum. La pel·lícula està enrotllada dins un rodet. Cada exposició es fa sobre un petit tram de la pel·lícula, un fotograma, que es va desenrotllant per a cada exposició. Posteriorment, la pel·lícula s'extreu i es submergeix dins un líquid fixador (això es fa en un ambient de molt poca llum),  en un procés que es diu revelatge (revelado). A la pel·lícula revelada se l'anomena negatiu, i a partir d'ella es fan còpies sobre paper fotogràfic o sobre diapositives.

Aquesta tècnica també rep el nom de fotografia química 		       
La càmera fotogràfica digital té el mateix sistema òptic que la analògica, però la supèrfície que s'exposa a la llum és un xip que s'anomena CCD (Coupled Charged Device) .

Aquest xip està construït en forma de matriu quadrada, on cada un dels seus elements s'anomena pixel (picture element).

Durant l'exposició, cada pixel adquireix un valor numèric binari que fa referència a la intensitat de llum i colors bàsics que l'estan excitant. La quantitat de pixels d'un xip CCD determina la qualitat de la imatge que es pot capturar.   		         

Generació d'imatges digitals

1) Així tenim que un primer sistema pèr a obtenir imatges digitals és la càmera fotogràfica digital. 

2) Un segon sistema és usar un scanner. Els scanners són perifèrics d'entrada de dades d'ordinador. El seu funcionament es basa en un faig (haz) de llum que examina punt a punt un document, i segons el color que es detecti es construeix una imatge digital pixel a pixel. Es pot utilitzar per a digitalitzar fotografies analògiques.

    Hi ha scanners que es poden controlar amb programes que tenen la capacitat de identificar caràcters impresos i generar el codi ASCII corresponent. Aquest funció es diu OCR, Optic Character Recognition, i no genera una imatge digital.  Normalment, el resultat d'un escaneig OCR s'envia como a dades d'entrada a un editor de text. Amb caràcters ASCII composts, com per exemple "ó" poden confondre's i detectar per exemple el caràcter "6".  

                   

3) I un tercer mètode per a generar imatges digitals és usar software editor d'imatges com són per exemple els programes Paint o Photoshop. Aquests programes permeten  fer dues coses,
    a) Generar una imatge digital des de zero
    b) Modificar una imatge digital ja existent. 

Tant les càmeres digitals, com els scaners com els programes d'edició d'imatges que hem anomenat, generen el que es coneix com a  imatge matricial.  Una imatge matricial es pot entendre com a un mosaic quadrat, format per elements de la mateixa grandària que s'anomenen pixels (picture element). Cada pixel representa un punt de la imatge. A cada píxel s'hi afegeix una tercera dimensió, la profunditat d'imatge
 
cubo

        La profunditat d'imatge és la quantitat de bits assignada a cada pixel, amb la que es codifica la mescla dels 3 colors llum primaris.Aquesta codificació pot ser així:

         - Red, amb 8 bits. És a dir, 256 intensitats de vermell possibles, des de blanc fins a vermell pur
        - Green, també amb 8 bits
        - Blue, també amb 8 bits

        Aquesta codificació es diu mode RGB, i la imatge que conforma és un bit map, un mapa de bits. Un fitxer que conté un bit map té l'extensió .bmp. L'editor d'imatges Paint genera arxius en aquest format.  La grandària d'un bmp es pot calcular en bits mulitplicant les tres dimensions: H x W x Profunditat.

         Una imatge monocroma en blanc i negre, on cada píxel és un punt o blanc o negre, té profunditat 1. Un bit per píxel.


       
Profunditat d'impressió. Si una imatge digital s'orienta a ser impresa, el mode RGB en serveix per veure-la en pantalla,però als seus pixels sels ha d'associar amb informació sobre els colors pigment, que tenen relació directa amb els colors de tinta que pot fer servir una impressora: Cyan,  Magenta, Yellow i Black. Això és el mode CMYK. Editors d'imatge professionals com Photoshop permeten fer aquest canvi de mode de profunditat d'imatge.

Resolució d'imatge És la mesura de la densitat de pixels per unitat de distància, concepte important per a una imatge que ha de ser impresa, doant que va directament relacionat amb les dimensions de la imatge impresa i la seva qualitat.
    1 polzada (inch) = 2,54 cm
    Número de pixels per polzada → dots per inch → dpi
    Valors típics: 30, 60, 72

Escalabilitat: És la possibilitat d'ampliar o reduir la visió de la imatge en pantalla. Això es pot fer amb moltes utilitats informàtiques: zoom de finestra d'aplicació en editors d'imatge, "drag and drop" des d'un cantó de la finestra de document en una utilitat de visualització. Amb això no es canvia la resolució ni les dimensions del fitxer que conté la imatge. El que feim és "aproximar", "allunyar". Si aproximam molt  la imatge veurem "els quadrets" resultants d'agrupar en pantalla els valors de color dels píxels més pròxims. Això es diu "imatge pixelada"

 Compressió d'imatges matricials: Una imatge bmp ocupa molt d'espai. Per a estalviar-lo hi ha diferents tècniques de compressió d'imatges. Una d'elles és no donar la codificació de colors per a tots i cadascun dels píxels, sinò "descriure la imatge",  identificant per exemple grups de píxels segons la posició que ocupin dins la matriu. És a dir, assignar un mateix valor RGB a tot un rang de píxels. Aquesta tècnica de compressió la va determinar el Joint Pictures Groups Experts, un grup de treball format per tècnics de les principals empreses de fotografia del món, als anys 1980. Una imatge en aquest format és una imatge JPEG, i l'extensió de l'arxiu que en conté una és .jpg Hi ha altres tècniques de compressió i codificació d'imatges digitals matricials, i cada una  es  relaciona amb una diferent extensió de fitxer:  .gif, .png, i altres.

Els editors d'imatge poden tractar més d'una extensió d'imatge, i una de les funcions que ofereixen és la  conversió de format ("Desa com..." i escollint el format que volem).

A més de la imatge digital matricial, existeix també la imatge digital vectorial.  Un vector és una seqüencia  de punts  descrita matemàticament. Amb vectors es poden dibuixar polígons, rectes, figures geomètriques...

 vector
Exemple de descripció de polígon:

Segment 1; x= 2x, des de (0,0) fins a (x1,y1)
Segment 2; x= 3x  des de (0,0) fins a (x2,y2)
Segment 3;......




Les imatges de tipus vectorial es generen: 
    - Amb programes especifícs, com per exemple AutoCAD, un programa de dibuix tècnic
    - Amb funcions d'editors d'imatges matricials.  Photoshop i Paint tenen funcions de imatge vectorial
    - Amb funcions incorporades a editors de text. Per exemple, les funcions de dibuix d'MS-Word
    - Coma a base de programes de disseny i simulació de circuits elèctrics, electrònics, etc..

Les imatges digitals vectorials són molt apropiades per a esquemes, plànols...  No poden representar imatges tant detallades i realistes com les matricials, però tenen dues avantatges davant d'elles: ocupen molt menys espai, i no es pixelen quan s'escalen.

La rasterització és la conversió d'una imatge vectorial en una imatge matricial.  El procés invers, la vectorització  d'una imatge matricial, es fa esquematitzant la imatge a vectoritzar ressaltant els seus punts importans. 

rasterització


   



La rasterització s'usa, per exemple, per a generar una imatge realista de l'edifici que un arquitecte ha dissenyat en AutoCAD, o per generar efectes especials en produccions cinematogràfiques, utilitzant software especialitzat, com Autodesk 3DS MAx. Aquests dos programes permeten dibuixar amb línies i figures geomètriques la base del que després esrà la imatge matricial.

                                 

La vectorització s'usa, per exemple, per a convertir una imatge feta a mà, i posteriorment escanejada i capturada com a matricial, en una imatge fàcil de tractar en un procés d'impressió. Consisteix en marcar els punts significatius de la imatge matricial, i unir després aquests punts amb línies rectes. Hi ha programes que ho poden fer automàticament, i altres que permeten marcar els punts amb el ratolí. Són editors d'imatges com Adobe Photoshop CS o Corel Draw. 


                             


1.5.2. So. Naturalesa ondulatòria del so i digitalització. Standards.

 La part de la física que estudia el so és l'acústica.  El so és una vibració longitudinal de partícules d'aire que s'originen entre una font emissora (ex. cordes vocals, un instrument musical) i un receptor(normalment, el tímpan d'una persona o animal). El so és un fenòmen ondulatori que ocorre durant un temps, al llarg del qual va variant, i que té una duració indeterminada.  Així, una de les característiques més immediates d'un registre sonor és la duració d'aquest registre, normalment mesurada en minuts i segons.

ones          

     





                                  nº d'ones
       Freqüència =  __________   → es mesura en S -1 = Hz  (Hertz)        1000 Hz = 1KHz
                                    segon

NOTA: En l'eix vertical d'aquest gràfic també es pot estudiar, en lloc de la posició que ocupa la partícula en un instant donat, la pressió que exerceix en cada instant la partícula d'aire que vibra sobre la partícula contígua en la mateixa direcció. El llindar de pressió que detecta el tímpan humà són 20 micropascals.  Per  mesurar la intensitat del so, però, no s'usa ni una unitat de distància ni  una unitat de pressió, sinò una relació adimensional entre una mesura de pressió standard i la mesura real, que s'anomena decibel, i que funciona segons una escala logarítmica, imitant el comportament del tímpan humà. El que s'ha de tenir clar és que aquest eix vertical dona una idea de la intensitat, potència o volum del so que es descriu en aquest gràfic.


El rang de percepció del so de l'oïda humana és:

    - Ones més separades     →  so més greu     →  freqüencies baixes     →               16           Hz
    - Ones més juntes              →  so més agut     →  freqüencies altes         →              20.000     Hz 


Eix vertical:          L'altura a la que arriba una partícula d'aire es relacina amb el volum del so.  Quieter = més silenciós. Louder = més alt.
Eix horitzontal:     La rapidesa amb que  oscil·la la partícula es relaciona amb el to: Deeper = Més greu    Higher = Més agut. Hi ha animals que poden captar freqüències més altes que les que podem captar les persones.  Aquestes freqüències s'anomenen ultrasons.


Tractament Analògic del so.  

Un micròfon és un transductor electroacústic, que converteix l'ona acústica en ona elèctrica. Aquesta ona elèctrica es pot conduir per un fil elèctric, amplificar electrònicament, i reproduïr en un transductor invers, l'altaveu, que torna a convertir l'ona elèctrica en ona acústica.

tractament de so analogic

L'ona elèctrica també es pot enregistrar (grabar, record) sobre medis analògics, imitant la forma de l'ona original. Els dos mètodes analògics d'enregistrament d'audio més coneguts són el disc de vinil i la cinta de casette.

En un disc de vinil, el solc (surco) que emmagatzema el so té la mateixa forma que l'ona acústica original.  L'agulla funciona com un micròfon que reconeix la forma física de l'ona física, i la converteix en un impuls elèctric. 

   
Disc de vinil, i fotografia ampliada del solc. Aquest solc té una ona a cada costat; són els dos canals de l'audio estereofònic que es reprodueixen simultàniament.

En una cinta de cassette, s'enregistra  la forma de l'ona sonora mitjançant marques magnètiques, molt  fàcilment traduibles "des de" i  "a" una ona elèctrica.

   
Capçal de lectura d'una unitat de cassette, i esquema d'una cinta dins la seva carcassa


Digitalització del so

Un arxiu d'audio digital és un enregistrament d'audio en un fitxer informàtic. Per crear-ne un, el senyal sonor analògic   es recull igualment amb un micròfon, i a continuació se li aplica elprocés de CAD, conversió analògica-digital.  Aquest procés,  consta de tres fases:

    1 - Presa de mostres. El so és una magnitud contínua en el temps. El que feim és decidir quantes "lectures de so"  prendrem cada segon. Cada lecturade so, cada mostra, és un "fragment" de so de duració minúscula. Valors típics són 8000, 44100, 96000 mostres per segon.  Això és la freqüència de mostra, que no s'ha de confondre amb la freqüència del so.

    2 - Quantificació. Cada mostra que es pren pel micròfon genera un voltatge que s'ha de identificar amb un rang de freqüències.

            - Quan més petit és aquest rang, més sons diferents es poden identificar.
            - Quan més gran és aquest rang, menys sons diferents es poden codificar.

    Podriem, per exemple, identificar les freqüències  múltiples de 2, o be  les múltiples de 10. En el primer cas en codificam una de cada dos freqüències, molts de sons distints. En el segon cas codificam una de cada 10 freqüències, no tenim tanta "riquesa de so" .
 
   En realitat, el que es fa aquí és decidir quants elements diferents s'han de codificar, i això depen del número de bits que volguem dedicar a codificar sons.  Valors típics són 16, 24 o 32 bits (2, 3 o 4 bytes) per mostra. Aquesta quantitat de bits és la profunditat o resolució del so digital.  

    En alguns formats d'audio digital es decideix eliminar del tot  la possiblitat de codificar sons que sabem que no es produiran en l'entorn en que estam.  Per exemple, els micròfons de telefonia mòbil no capten freqüències massa diferents de les que produeix la veu humana, entre 300Hz i 3500Hz, un tram molt més petit que el que pot captar l'orella.  Així, els possibles sons a codificar són menys, i es poden usar menys bits per a representar-los. Així s'estalvia espai d'emmagatzemament i es guanya rapidesa en la transmissió. Això explica perquè si intentam transmetre música per telèfon, la qualitat d'audio és tan dolenta. 

    3 - Codificació. Aquest és el pas final, que consisteix en realment assignar una seqüència de bits a cada mostra presa.  Aquesta assignació es pot fer segons diferents codis.


Així, un canal d'audio digital pot entendre's com un bloc de bits que es va llegint al llarg del temps. Quan més gran sigui la resolució d'audio, i més alta sigui la freqüència de mostra, més bits són necessaris per a codificar un segon d'audio.  Un fitxer d'àudio digital pot ser  monofònic (d'un sol canal) , stereofònic (de dos canals), d'Audio 5.1 (sis canals, cada un codificant amb valors de freqüències diferents), o altres formats.

Els diferents formats d'audio digital poden diferenciar per la codificació que assignen  a cada freqüència, però també poden tenir qualitats distintes segons la resolució, freqüència de mostra i nº de canals que utilitzin.  Quan més alts són aquests valors, més espai ocupa cada segon d'audio digital en un fitxer informàtic, i més costa d'enviar-lo per un canal de telecomunicacions. Aquest és el preu que s'ha de pagar per a obtenir una major qualitat d'audio. 

Exemples de formats d'audio:
    Format wave (ona), extensió .wav, que té una freqüència de mostra de 44100 Hz, resolució de 16 bits, dos canals, i una assignació de valors binaris a cada freqüència que s'anomena PCM (Pulse Code Modulation)
    Format  Compact disc Audio, extensió .cda, és el .wav adaptat a l'estructura de fitxers sobre un CD  òptic de 720Mb de capacitat.  És el que usen els CDs de música que tenim a casa.
    Format MPEG1-Audio Layer 3, abreujat com mp3. En aquest format  el que es fa és decidir el bitrate (tasa de bits), el número de bits per segon que s'envien al reproductor, i els altres paràmetres s'ajusten a aquest valor. Bitrates mp3 típics són 128, 192, 256, 320  kbps (kilobits per segon). mp3 utilitza tècniques de compressió d'audio semblants a les que abans haviem explicat per les imatges en format jpg.

Existeixen editors d'audio que permeten captar el so d'una font externa (micròfon, entrada d'audio des d'un reproductor analògic...), guardar-lo en diferents formats, i  també editar el seu contingut de manera semblant a com s'editen imatges.

  


1.5.3. Vídeo digital.

El vídeo es una seqüencia d'imatges que succeeixen amb prou rapidesa com per donar la sensacio de moviment a l'ull humà, acompanyades de una pista d'audio sincronitzat
 
El concepte base és el frame (marc) de video, que es pot entendre com a un fotograma. Un arxiu de video es un conjunt de frames ordenats, tots amb la mateixa resolució i dimensions. A l'hora de reproduïr-lo hem de tenir en compte  un paràmetre relatiu a la quantitat d'imatges que es processenper segon, l'fps (frames per second). Valors típics són  25  i 27,9. Un fps més lent dona la impressió de que la imatge es mou  "a salts", i un fps més gran mostra més imatgs per segn que les que pot entendre la retina de l'ull humà.  A un fitxer de video se liassocia una o més pistes d'audio (possibilitat de canviar d'idioma, diferent format de reproducció) de la qualitat que es decideixi.

Exemples d'extensions de fitxers de video són:  avi, audio video interleave (entrellaçat d'àudio i vídeo),  wmv (windows media video) i mov (movie, un format usat per l'empresa Apple i els seus aplicatius)

Existeixen també editors de video com el Windows Movie Maker.



Reproducció de multimedia. Els fitxers d'audio i video es reprodueixen en un ordinador gràcies a aplicatius específics. Exemples en són el Windows Media Player, el Quick Time, el VLC, i molts altres. Aquests aplicatius de vegades necessiten un petit programa adjunt que  s'anomena codec.  Un  codec és un programa que transforma un fluxe de dades digitals en un senyal audio i/o video, i interpreta la codificació d'un format multimedia com els que hem descrit.  En principi, cap reproductor multimedia està associat a un sol format d'arxiu multimedia. Els problemes de reproducció que es poden donar (imatge negra, audio absent, no reconeixemnt de format) es solen deure a l'absència del codec necessari.

Els fitxers multimedia, a més de en un ordinador amb el software adequat, també es poden reproduïr en altres dispositius: ipods, televisors i reproductors de DVD amb entrades USB...

Si el fitxer multimedia que es vol reproduir no està al mateix dispositiu, sinò a una xarxa d'ordinadors (típicament, Internet), hem de distingir dos casos:
    Download El fitxer multimedia s'ha de "descarregar" o "baixar" des d'un servidor,  i la reproducció es fa des d'una còpia local. Això és necessari quan la velocitat d'arribada de dades és inferior a la velocitat del fluxe necessària  per a reproduïr-lo
    Downstream El fitxer s'interpreta a la vegada que es va baixant. Això només és possible si la velocitat d'arribada és sufcient per a anar-lo interpretant menres arriba.


ANAR A L'ÍNDEX D'INFORMÀTICA                                                                                                                                ANAR AL TEMA SEGÜENT