Кодирование графической и звуковой информации

Кодирование — это процесс перевода информации в форму, удобную для хранения, обработки и передачи с помощью технических устройств.

Кодирование графической информации

Изображение разбивается на мельчайшие части — пиксели. Каждый пиксель имеет свой цвет и положение. Чем больше пикселей — тем выше качество изображения.

Разрешение — количество пикселей по горизонтали и вертикали (например, 1920×1080).
Глубина цвета — сколько бит используется для хранения цвета одного пикселя:
• 1 бит: чёрно-белое изображение
• 8 бит: 256 оттенков серого
• 24 бита: полноцветное изображение (RGB — по 8 бит на каждый цвет)

Пример кодирования чёрно-белого изображения

Изображение 3×3:

Ч Б Ч
Б Ч Б
Ч Ч Ч

Кодировка: Ч = 0, Б = 1 → 010101000

Пример кодирования изображения в цвете (RGB)

Каждому пикселю соответствует 3 числа — интенсивность красного (R), зелёного (G) и синего (B).
Пример: (255, 0, 0) — чистый красный

Кодирование звуковой информации

Аналоговый звук преобразуется в цифровую форму с помощью дискретизации.
Частота дискретизации — сколько раз в секунду измеряется сигнал (например, 44 100 Гц).
Глубина кодирования — сколько бит используется для хранения одного измерения (например, 16 бит).

Задачи на функциональную грамотность

Ремонт квартиры и дизайн

Анна выбрала обои по фото из интернета и использовала код RGB с сайта: R=180, G=200, B=150. Сколько бит потребуется на передачу одного такого цвета?

Решение: 8 бит на канал × 3 канала = 24 бита

Селфи и память смартфона

Дима сделал 50 фотографий: 4000×3000, глубина — 24 бита. Сколько места займут все фото?

Решение: 12 000 000 пикселей × 3 байта = 36 МБ. 36 МБ × 50 = 1,8 ГБ

Сравнение качества аудиофайлов

Формат A: 44 100 Гц, 16 бит, моно. Формат B: 22 050 Гц, 8 бит, стерео. Какой формат лучше?

Решение: A — выше частота и глубина, следовательно, лучшее качество.

Умный дом

Камера у двери делает снимок 100×100 пикселей, 1 бит на пиксель. Сколько байт требуется?

Решение: 10 000 бит = 1250 байт

Съёмка с дрона

Дрон делает фото: 1920×1080, 24 бита, 15 минут полёта (900 фото). Сколько памяти нужно?

Решение: 6 МБ × 900 = 5,4 ГБ

Запись подкаста

Катя записывает подкаст 44 100 Гц, 16 бит, стерео, 20 минут. Сколько места займёт?

Решение: 176 400 байт/сек × 1200 сек = 202 МБ

Анализ видео

Видео: 1280×720, 24 бита, 30 кадров/сек, 10 мин. Сколько памяти нужно?

Решение: 18 000 кадров × 2,76 МБ = 49,7 ГБ