A representação digital da informação é a primeira característica dos sistemas multimédia:

·         Reduzir os media, que estimulam os nossos sentidos, a padrões de dígitos binários que são manipulados pelos computadores…

·         Como é representada a informação?

o   Na computação são usados dois estados: 0 ou 1

§  Escolhido pela sua simplicidade; símbolos podem ser facilmente representados por exemplo com dois valores de tensão eléctrica (0 Volt e +5Volt)

·         Sistema base 2 ou de numeração binária (Leibnitz, Séc. XVIII)

·         Álgebra de Boole ou lógica binária (Boole, Séc. XIX)

·         No contexto dos sistemas de numeração:

o   0 – ausência de unidade;

o   Base – número de símbolos utilizado;

o   Unidade – diferença entre dois símbolos consecutivos;

o   O valor de um símbolo depende da sua posição no número;

§  (ex: no sistema decimal, 21 é diferente de 12)

·         Pode-se estabelecer uma equivalência entre dois sistemas de

numeração:

o   Por exemplo, conversão de binário para decimal e vice-versa

Conversão binário – decimal

·         Binário para decimal:

·         Ou, genericamente, multiplicando o digito pelo valor da posição em que ocorre:

·         Binário para decimal: 

·         Divide-se sucessivamente o número decimal pela base 2, sendo o número binário obtido pelos restos das divisões…

Equivalência sistemas numeração

Bytes

·         1 Byte = 8 bit (capacidade de armazenamento)

·         Múltiplos: KByte, MByte, GByte, TByte, EByte, ZByte, YByte

Bit

·         Múltiplos: Kb, Mb, Gb, Tb, Eb, Zb, Yb (múltiplos de 1000)

·         Exemplo de utilização: 1 bps = 1 bit/seg (capacidade de transmissão)

Sinais analógicos

·         Os sinais analógicos correspondem a medidas físicas

·         São análogos à respectiva variável física que é medida pelo sensor.

·         Variam continuamente com o tempo e/ou o espaço:

o   s = f(t) O sinal “s” varia apenas em função do tempo;

o   s = f(x,y,z) O sinal “s” varia apenas em função do espaço, isto é, das coordenadas “x”, “y”, e “z”;

o   s = f(x,y,z,t) O sinal “s” varia em função do espaço e do tempo;

·         Exemplo de obtenção de um sinal analógico:

·         Exemplo de um sinal analógico com uma única frequência

·         Exemplo de um sinal analógico:

 

Processo de digitalização

·         Fases do processo de digitalização

o   Amostragem

§  Consiste em recolher apenas um conjunto discreto de valores do sinal contínuo...

o   Quantificação

§  Converter os valores recolhidos na amostragem, apenas num conjunto reduzido de valores possíveis...

o   Codificação binária

§  Associar a cada valor um código binário (Ex: “00010010” para o valor 18)

Amostragem

·         Frequência de amostragem fa = 1 / Ta

·         Teorema de Nyquist

Para preservar a informação contida num sinal analógico é necessário amostrar o sinal com uma frequência de amostragem que deve ser sempre superior ao dobro da maior frequência contida no sinal analógico original.

 

·         Uma verificação simples com fa=fs, ou uma amostra por ciclo:

 

Quantificação

Cada amostra = 2 bit, logo, apenas 2²=4 valores possíveis!

 

Codificação binária

Sinal digital = 1111100011101111110101

Vantagens da digitalização

·         Um único tipo de dispositivo de armazenamento é suficiente para todo o tipo de dados

·         A transmissão automática é simplificada, porque apenas necessitamos de redes capazes de transportar bit (ex: RDIS)

·         A informação digitalizada pode ser tratada por computador (ou por outro hardware, sempre da mesma forma)

·         O sinal digital é mais robusto que o analógico, porque menos sensível ao ruído, e pode sempre ser reconstituído… não há perda de qualidade na reprodução e na transmissão

·         São possíveis mecanismos de detecção e até correcção de erros

·         Cifragem/decifragem da informação, para assegurar segurança, torna-se mais simples.

 

Desvantagens da digitalização

·         _O processo de digitalização introduz sempre distorções:

A amostragem, quantificação e codificação não produz um sinal idêntico ao original.

·         Pode-se aumentar o número de amostras, mas…

o   implica aumento do número de bits!

§  8 minutos de som estereofónico CD ocupam 80MBytes de disco

§  Uma página de texto digitalizada pode ocupar 50 000 bytes! A mesma página, no formato de caracteres digitais, ocupa apenas 4000 bytes!

o   Há limites na nossa percepção: a partir de um certo ponto as melhorias não são perceptíveis pelos nossos sentidos