INF1040 Digital representasjon

Transkript

1 INF1040 Digital representasjon av tekster, tall, former, lyd, bilder og video Forelesere: Gerhard Skagestein Fritz Albregtsen Første forelesning: Onsdag 23. august 12:15 14:00, Sophus Lies Auditorium. Hva kurset dreier seg om: Hvordan kode, lagre og overføre på mest hensiktsmessig måte tall, tekst, grafikk, lyd, bilder, video, Hvordan komprimere og kryptere slike data. Hva skjuler seg bak begreper som ASCII, CD, DVD, MP3, HDTV, DAB, Hvordan kan forskjellige duppeditter håndtere tekst, lyd, bilder? INF1040-presentasjon-1

2 Analog virkelighet digital representasjon Virkeligheten er stort sett analog Mange fenomener varierer kontinuerlig, og kan måles med (nesten) vilkårlig nøyaktighet for eksempel tid, posisjon, temperatur, lydstyrke, lysintensitet,... Analoge signaler er utsatt for forvrengning og feil. Digitale signaler kan overføres feilfritt, og mye billigere, og kan komprimeres og krypteres multiplekses for økt overførings-kapasitet Digital signaloverføring forutsetter diskretisering av tiden av posisjonen av alt som vi måler som funksjon av tid og/eller sted INF1040-presentasjon-2

3 Fra tegn og råtekst til komplett nettsted Digital representasjon av tegn og tekster Sentrale internasjonale standarder. Skille mellom den digitale representasjonen og presentasjonen. Eksempel: hvordan nettsider med tilhørende stilark kan konstrueres. Markeringsspråk - for å legge inn tilleggsopplysninger om teksten. XML - som er det toneangivende markeringsspråket. Hvordan bygge en nettside ved hjelp av markeringsspråket XHTML. INF1040-presentasjon-3

4 Representasjon av tall og geometrier Tallsystemer. Titallsystemet, det binære og det heksadesimale tallsystemet. Hvordan vi kan konvertere mellom disse tallsystemene. Digital representasjonen av tall Enkle regneregler for binære tall Heltall og reelle tall, både positive og negative, representert binært Verdiområder og presisjon Moduloregning, også kalt klokkearitmetikk. Koordinater og koordinatsystemer Hvordan beskrive punkter på en linje, i et plan, i et rom osv. Representasjon av geometriske former og figurer digitale kart. INF1040-presentasjon-4

5 Hørsel, lydbølger og digital lyd En kortfattet beskrivelse av hvordan hørselen fungerer. Et grunnlag for hvordan lyd bør digitaliseres. Vi kan oppnå vesentlig besparelser i datamengdene ved å bare ta vare på de delene av et sammensatt lydsignal som vi er i stand til å høre. Lydbølger, og det begrepsapparatet vi har bruk for. Hvordan finner vi ut hvilke frekvenser som finnes i et lydsignal. Digitaliseringen av et lydsignal ved sampling, kvantisering og lagring. Hvor tett vi må ta prøver sampler av lydintensiteten? Hvor mange mulige verdier vi må ha for intensiteten? Hvordan kan et digitalisert signal avspilles. Noen lagringsformater for lyd gjennomgås, slik som MP3. Digital radio (DAB) og noen alternative løsninger blir også omtalt. INF1040-presentasjon-5

6 Syn, avbildning og digitale bilder En kortfattet beskrivelse av hvordan synssansen fungerer. En bakgrunn for hvordan bilder bør digitaliseres og prosesseres. Avbildning med en enkel linse. Hva er den geometriske oppløsning? Hvor stort blir bildet av et objekt? Hvor små detaljer i objektet vi kan se i bildet? Hvor mange detektorer vi må ha i bildeplanet? Digitaliseringen av et bilde ved sampling, kvantisering og lagring. Hvor tett vi må sample et analogt bilde? Hvor mange bitposisjoner vi bør ha i hver piksel. Raster og vektorrepresentasjon. INF1040-presentasjon-6

7 Fargebilder, video og digital bildeanalyse En innføring i hvordan vi og et kamera- kan oppfatte farger. Noen av de vanligste metodene for representasjon av farger. teknikker for framvisning og utskrift av bilder. noen av de vanligste digitale bildeformatene. Fra stillbilder til digital video og digital kino Teknikker for kompresjon av video og lagring på DVD, HD DVD, Blu-ray. Noen steg i et system for digital bildeanalyse Eksempel: Et system for automatisk gjenkjenning av tekst i bilder. INF1040-presentasjon-7

8 Kompresjon og kryptering Kompresjon og koding av masse tekst, mye lyd og mange bilder. Teknikker for kompresjon av tekst, signaler, bilder og video. Eksakte og lossy teknikker. Dere vil bli i stand til å utføre en Huffman-koding. Dere vil lære om Lempel-Ziv koding og JPEG kompresjon. Kryptering og steganografi det vi vil holde for oss selv. Metoder for å kryptere meldinger (tekst, lyd, bilde, video). Steganografi og vannmerking blir også gjennomgått. INF1040-presentasjon-8

9 INF1040 et nyttig kurs! Digital teknologi omgir oss hele tiden. i PC er, mobiltelefoner MP3-spillere og små minnepinner. Digitale data overføres og avspilles hele tiden i et ufattelig omfang. Hensikten med kurset er å gi innsikt i hvordan disse kolossale mengdene med data kan håndteres. Dere bør ikke bare være brukere dere bør forstå hvordan teknologien virker. Vi skal innom mange temaer, og underveis skal vi ha det trivelig! Det blir mykje lyd og mange bilder. NB! Til kurset er det skrevet en splitter ny lærebok. Løp og kjøp!!! INF1040-presentasjon-9