Nyt kysytään ehkä jonkun mielestä tyhmiä, mutta kysytään nyt kuitenkin, koska tämä asia on mieltä vaivannut jo 1980-luvlta lähtien, mutta on välillä unohtunut mielestä.
Digitaalitekniikka on mielenkiintoista, mutta itse en ole ymmärtänyt koskaan sitä, että miten se itseasiassa toimii, eikä seuraavan kaltaisista artikkeleistakaan ole apua:
https://avplus.fi/opas-nain-cd-toimii-analogisesta-signaalista-ykkosiksi-ja-nolliksi-ja-takaisin/
“Aina kun lasersäde heijastuu takaisin tasaiselta pinnalta, valokenno havaitsee sen ja lähettää lyhyen sähkövirtapurskeen eteenpäin mikropiirille, joka tulkitsee sen arvoksi 1. Jos taas lasersäde siroaa kuopan kohdalla, valokenno ei havaitse sitä eikä myöskään tee mitään, jolloin mikropiiri tulkitsee sen arvona 0. Tämä kahden arvon vaihtelu toistuu koko levyn pyörimisen ajan, ja niiden perusteella cd-soittimen mikropiiri tulkitsee levylle valmistusvaiheessa tallennettua binääristä lukujonoa, spiraalimaista miljardien ykkösten ja nollien virtaa.
Jotta binäärinen lukujono saadaan muunnettua musiikiksi, siihen tarvitaan useimmista mutta ei kaikista cd-soittimista löytyvää da- eli digitaali–analogi-muunninta (da-muunnin voi olla myös erillinen laite tai integroituna johonkin toiseen toistoketjun laitteeseen)”.
Analoginen ääni muunnetaan digitaaliseksi ottamalla ääninäytteitä(CD-levyllä yksi ääninäyte 16 bittiä) valitulla näyteenottotaajuudella. Mitä usemapia ääninäytteitä ja korkeampi näyteenottotaajuus, niin sitä parempi ja kohinattomampi äänenlaatu.
CD-levyllä ja DVD-levyllä ja Bluray-levyllä on siis vain ykkösiä ja nollia peräkkäin binäärilukuina. Noin ainakin tuossa artikkelissa ja muissakin lukemissani suomenkielisissä kerrotaan. Kuinka ykköset ja nollat sitten muuntuvat mm. musiikiksi ja elokuviksi? Miten kuuudellatoista ykkösellä ja nollalla voi ilmaista analogisesta lähteestä otetun musiikkiääninäytteen kun ykkönen(1) ja nolla(0) eivät ole muuta kuin käskyjä 1=päällä ja 0=pois päältä.
Ja miten on videokuvan ja elokuvien kanssa? Nekin kun ovat bittimuodossa(1 ja 0) levyillä.
Tiedän, että jotain on nyt minulta ilmeisesti jäänyt ymmärtämättä, tai käsitetty väärin, mutta mitä?
Digitaalitekniikka on mielenkiintoista, mutta itse en ole ymmärtänyt koskaan sitä, että miten se itseasiassa toimii, eikä seuraavan kaltaisista artikkeleistakaan ole apua:
https://avplus.fi/opas-nain-cd-toimii-analogisesta-signaalista-ykkosiksi-ja-nolliksi-ja-takaisin/
“Aina kun lasersäde heijastuu takaisin tasaiselta pinnalta, valokenno havaitsee sen ja lähettää lyhyen sähkövirtapurskeen eteenpäin mikropiirille, joka tulkitsee sen arvoksi 1. Jos taas lasersäde siroaa kuopan kohdalla, valokenno ei havaitse sitä eikä myöskään tee mitään, jolloin mikropiiri tulkitsee sen arvona 0. Tämä kahden arvon vaihtelu toistuu koko levyn pyörimisen ajan, ja niiden perusteella cd-soittimen mikropiiri tulkitsee levylle valmistusvaiheessa tallennettua binääristä lukujonoa, spiraalimaista miljardien ykkösten ja nollien virtaa.
Jotta binäärinen lukujono saadaan muunnettua musiikiksi, siihen tarvitaan useimmista mutta ei kaikista cd-soittimista löytyvää da- eli digitaali–analogi-muunninta (da-muunnin voi olla myös erillinen laite tai integroituna johonkin toiseen toistoketjun laitteeseen)”.
Analoginen ääni muunnetaan digitaaliseksi ottamalla ääninäytteitä(CD-levyllä yksi ääninäyte 16 bittiä) valitulla näyteenottotaajuudella. Mitä usemapia ääninäytteitä ja korkeampi näyteenottotaajuus, niin sitä parempi ja kohinattomampi äänenlaatu.
CD-levyllä ja DVD-levyllä ja Bluray-levyllä on siis vain ykkösiä ja nollia peräkkäin binäärilukuina. Noin ainakin tuossa artikkelissa ja muissakin lukemissani suomenkielisissä kerrotaan. Kuinka ykköset ja nollat sitten muuntuvat mm. musiikiksi ja elokuviksi? Miten kuuudellatoista ykkösellä ja nollalla voi ilmaista analogisesta lähteestä otetun musiikkiääninäytteen kun ykkönen(1) ja nolla(0) eivät ole muuta kuin käskyjä 1=päällä ja 0=pois päältä.
Ja miten on videokuvan ja elokuvien kanssa? Nekin kun ovat bittimuodossa(1 ja 0) levyillä.
Tiedän, että jotain on nyt minulta ilmeisesti jäänyt ymmärtämättä, tai käsitetty väärin, mutta mitä?
Vastaukset 3
Vanhimmat
Peruskouluissakin kuulemma on vuodesta 2016 opetettu digitaalitekniikkaa(ei omana aineena) ja pyrkimyksenä on, että oppilaat oppisivat tuntemaan tietokoneen toimintaa. Itse en ole opiskellut digitaalitekniikkaa kuin lukemalla muutaman artikkelin aiheesta ja tuo nyt kiinnostaisi kovasti, että miten elävää ja vivahteikasta musiikkia sisältävä ääninäytteenpätkä koodataan binääriluvuiksi ja kakki pätkät yhdessä muodostavat musiikkikappaleen. Sen kyllä ymmärrän, että numerot ja esimerkiksi tietokoneen koko näppäimistö on mahdollista ja helppoa koodata binäärinumerosarjoilla(1 ja 0). Ja myöskin se kiinnostaa, että kuinka elävä kuva koodataan samalla tavalla. Käytännössähän se tapahtuu tietysti yksittäisistä still-kuvista, mutta kuinka ihmeessä mikään prosessorilaskunopeus riittää kun esimerkiksi 4K Blurayssa on 8,5 miljoonaa kuvapistettä yhdessä kuvassa ja kuva vaihtuu 60 kertaa sekunnissa?Ja jokaiselle kuvapisteelle on määrättävä väritkin 60 kertaa sekunnissa.
Elävässä kuvassa käytetään näköjään tiedon tiivistystä, jotta data ei vie niin paljon tilaa ja on helpompi ja nopeampi käsitellä.
Mutta mikä on periaate kun esimerkiksi musiikkia ja laulua sisältävä ääninäyte muunnetaan digitaaliseen muotoon nolliksi ja ykkösiksi? Siinä muodossahan ne kuulemma cd-levyllä ovat ja d/a-munnnin muuntaa bitit musiikiksi. Yksi ääninäyte cd:llä vie siis 16 bittiä. Joku varmasti tämänkin palstan lukijoista ja kirjoittajista tietää ja ymmärtää.
Periaatteessa A/D-muunnin on jännitemittari, joka mittaa äänisignaalia, esim. mikrofonin tuottamaa vaihtelevaa jännitettä, hyvin tiheään tahtiin. CD-levyn tapauksessa 44100 kertaa sekunnissa. Mittaustulokset tallennetaan 16-bittisinä lukuarvoina, joka tarkoittaa että noin 65000 eri jännitetasoa pystytään tunnistamaan.
D/A-muunnin tekee vastakkaisen asian, eli tuottaa jännitettä siihen syötettyjen 16-bittisten lukuarvojen mukaisesti, jos nyt edelleen puhutaan CD-tasoisesta äänestä. (Muuntimiahan on toki myös eri bittimäärillä toimivia.)
Käytännössä D/A-muuntimesta ulos tuleva jännitesignaali on samanlainen kuin se mikrofonin tuottama jännitesignaali, ja kun se vahvistetaan ja syötetään kaiuttimeen, niin kaiuttimen kalvo tärisyttää ilmaa niin, että saadaan kuuluviin saman kaltainen ääni, jota oli alun perin syötetty mikrofoniin. Laitteiston laadusta riippuu kuinka lähelle alkuperäistä ääntä päästään.