Olen käyttänyt digitaalitekniikkaa päivittäin siitä saakka jatkuvasti kun se kaupallistettiin. Olen vähän tutkistkellut sivustojakin, joilla kerrotaan digitaalitekniikan toiminnan perusteista. Pakko nyt kuitenkin tunnustaa, että ei ole avautunut. Tässä on ehkä ajattelussakin jokin virhe ja väärinkäsitys, mutta kun ei vaan avaudu. Sen tiedän, että esimerkiksi cd-levy. Dvd-levy ja bluray-levy sisältävät vain ykkösiä ja nollia, kuten digitaaliteknologiassa aina on. Voisiko joku selventää, että miten ykkösistä ja nollista syntyy musiikkikappale? Lyhyillä aäninäytteillä kylläkin, mutta miten ykkösillä ja nollilla saadaan aikaiseksi ääninäytteitä analogisesta musiikkikappaleesta ja kappale kaikkine nyannsseineen? Ja vielä vaikeampi on ymmärtää digitaalista kuvaa kun sekin syntyy kuulemma pelkillä ykkösillä ja nollilla. Miten? Liikkuva kuvaa vaatii aina peräkkäisiä still-kuvia ja videonaurin toiminnan ymmärtäminen onkin helppoa kun se toimii periaateessa kuten filmiprojektori. Pakkohan still-kuvia on olla elävää kuvaa sisältävällä dvd -levylläkin, mutta miten ne kuvat muodostetaan pelkillä ykkösillä ja nollilla? Olen luultavasti ymmärtänyt jotain nyt väärin, mutta kun kelvollista ymmärrettävä selitystä tähän ei vaan hakemallakaan tunnu löytyvän. Olen tätä joskus kysynyt aiemminkin toisella palstalla, mutta kukaan ei oikein tuntunut tietävän, vaikka kuulunee peruskouluopetusohjelmaankin tietokoneet ja digitaalitekniikan alkeet nykyään. Biteistä muodostetaan lukusarjoja digitaalitekniikassa ja esimerkiksi kaikilla kirjamilla ja numeroilla on omat koodisarjansa. Helppo ymmärtää tämä, mutta miten koodaat valokuvan ja kokonaisen elokuvankin lukusarjoilla?
Kyselenköhän nyt tyhmiä – no kysytään nyt kuitenkin, jos vaikka joku tietäisi ja osaisi asian vielä selittääkin.
Kyselenköhän nyt tyhmiä – no kysytään nyt kuitenkin, jos vaikka joku tietäisi ja osaisi asian vielä selittääkin.
Vastaukset 12
Vanhimmat
Joskus pähkäilin tätä asiaa televisioiden osalta ja päädyin siihen, että esimerkiksi 1080p HD TVssä jossa on noin miljoona pikseliä, luetaan/puretaan pikselin värin koodilukusarja jokaisesta pikselistä erikseen. Mutta kun kuva vaihtuu nykyään jopa 144 kertaa sekunnissa ja on 8-K televisioita, joissa on 33miljoonaa pikseliä. Ja taitaa olla jo 12-K televisioitakin. Vaatii aikamoista nopeutta, joten onkohan tuo teoria edes oikeansuuntainen?
Kommentoikaa vaan, vaikka ette ihan tarkasti ja varmuudella kaikkea tietäisikään avauksessa esillä olevista asioista. Viimeksi kun kysyin tätä, niin ei tullut muistaakseni yhtään vastausta.
Äänen purkamisessa binäärisestä muodosta analogiseen muotoon, keskeisenä tekijänä on DA-muunnin, tai voidaan puhua myös DAC:sta.
Niin, on A/D ja D/A muuntimia, mutta miten ne toimivat kun tieto on vain binäärimuodossa? Valokuvien suhteen voisi olla ehkä niin, että jokainen kuvapiste ja värisävy on koodattu erikseen binäärimuotoon. Sama koskenee videokuvaa mikä koostuu yksittäisistä peräkkäin esitetyistä kuvista. Prosessi on nopea kun katsotaan vaikkapa 120 HZn videokuvaa 8-K televisiolla, mutta ehkä jollain tavalla ymmärrettävä kuitenkin. Mutta entäpä musiikki ja ääni yleensäkin. Miten monimutkainen ja yksilöllinen ääni voidaan ilmaista binäärilukusarjalla? Siis ääninäytteet, josta esimerkiksi cd-levyiltä kuultava musiikki koostuu, vaikka levyllä on vain ykkösiä ja nollia.
Eikö kukaan tiedä tarkemmin miten musiikkia tallennetaan binäärimuodossa?
Elämmekö sittenkin simulaaatiossa?
Jokaista kuvapistettä esitetään numeroilla punainen, vihreä ja sininen. Ääniaallon muoto jokaisella ajanhetkellä tallennetaan numeroina.
Mahdollisesti noin on ääniaaltojen suhteen, mutta on aika vaikeasti ymmärrettävä asia, koska erilaista musiikkia kaikkine sävyineen on rajattomasti ja pelkillä 1 ja 0-jonoilla sen ilmaisemisen luulisi olevan mahdotonta. Lyhytkin analoginen ääninäyte kun voi olla hyvin monimutkainen ja monikerroksinen. Mutta ei ole levysoitinteknologiakaan yksinkertaista, vaikka on 130 vuotta vanhaa. Vinyylilevyllä kun on vain kaiverrettuja uria ja niissä pieniä erikokoisia nyppylöitä, joista äänirasia tekee musiikkia.
Nopeasti valokuva kyllä tietokoneella rakentuu kun yhdessä kuvassa voi olla esimerkiksi 50 miljoonaa pikseliä ja 4-K elokuvia katsoessahan vasta vauhti onkin kova 4-K televisiolla, 8-K televisiolla ja olikohan niitä jo 12-K televisioitakin. Ja kuvakin vaihtuu joissakin TV-malleissa jo 144 kertaa sekunnissa.
Mutta onkohan tämä nyt liian helppo aihe kun ei lisäksesi kukaan ole kommentoinut? Liian itsestään selvää ja opetetaan ehkä jo peruskoulussakin nuorille nykyään. Mutta siis musiikin ilmaiseminen ykkösillä ja nollilla on se kiinnostavin juttu ja sitä olen jollain lailla pohdiskellut vuosikymmeniä, että miten cd-levy oikein toimii. Kysyttäessä kukaan kaveri ei ole tiennyt, eikä aiemmin kukaan tällä, tai toisella pastallakaan. Ääninäytteet ovat ilmeisesti lyhyitä ja niitä otetaan paljon 44,1 khz taajuudella, mutta miten näytteet ilmaistaan ja puretaan binäärilukuina musiikiksi?
Lähdetään nyt ihan ensiksi vaikka liikkeelle siitä, että mitä binäärimuotoinen data itsessään on https://fi.wikipedia.org/wiki/Binääritiedosto
TV:ssä on oma prosessori, minkä ainoa tehtävä on prosessoida kuvaa siihen ruudulle. Eli puhutaan SoC- ratkaisusta. Tämän kaverina on RAM-muistia, mutta ne voivat olla samalla SoC- piirillä. Tässä voisi puhua CPU:n ja GPU:n yhdistelmästä. Elektroniikka on aina perustunut tähän 1 ja 0 tiloihin. Laitan tähän esimerkiksi mitä desimaaliluku 14 on binäärisenä, ja se on 1110.
Tässä on jotain digitaaliseen ääneen liittyen:
“Digitaalinen audiosignaali on numeraalinen mallinnus alkuperäisestä äänestä tai analogisesta audiosignaalista. Kun signaali digitoidaan, se muutetaan numeroarvoiksi. Mitä tarkemmin signaali voidaan mitata ja mitä enemmän ”numeroita” on käytössä sitä tarkempi mallinnus voidaan tehdä.
Lisääntyvä tarkkuus vie luonnollisesti enemmän tallenuskapasiteettia ja vaatii laitteistolta enemmän tehoa. Digitaalisuuden etu on se, että kun signaali on kerran muutettu numeraaliseen muotoon, siitä voi sen jälkeen tehdä rajattomasti kopioita äänenlaadun kärsimättä ja signaalia voi siirtää vaikka toiselle puolelle maapalloa ilman, että se muuttuu matkan varrella.”
https://aaltomuoto.wordpress.com/aani/aanisuunnittelu-ja-studiotyo/digitaaliaudion-perusteet/
Näytteitä otetaan siis tuhansia kertoja sekunnissa äänestä(esim 44,1 khz 44100 kertaa) kun se muunnetaan digitaaliseen muotoon. Ja käsittääkseni jokaista erillistä ääninäytettä vastaa binäärilukusarja. Tähän se asian ymmärtämisen vaikeus kuitenkin juuri liittyykin. Miten useitakin sottimia ja kerroksellista laulua sisältävää vivahteikasta musiikkia voidaan kuvata numerosarjoilla jonka A/D ja D/A muuntimet muuntavat haluttuun muotoon.
Luulenpa, että jossain vaiheessa on saatu maanulkopuolista apua tekniikassa kun levysoitinkin on yli 130 vuotta vanha keksintö jo ja edustaa korkeaa teknologiaa.
Ei tarvitse ihan hirveän kauaksi peruuttaa ajassa, kun pelkkä MP3:ksi pakkaaminen oli aikamoista säätämistä. Ääneen tuli helpolla napsumista, koska pakkaaminen vei sen verran paljon tehoja, CD-asemat olivat todella virheherkkiä levyjä lukiessaan. Jouduit pakkaamaan ääntä todella rajusti, että tiedostokoko pysyi järjellisenä, syynä vähäinen tallennustila.