Tecnologias multimédia

6. Tecnologias multimédia

 6.1. Representação digital

•   Através da representação digital é possível a utilização de programas para armazenar, modificar, combinar e apresentar todos os tipos de média.
•   É também possível realizar a transmissão dos dados por meio de redes informáticas ou armazená-los em suportes, tais como CD e DVD. 

    Numa representação digital, os dados assumem um conjunto de valores discretos, ou descontínuos, processados em intervalos de tempo discretos.

A figura 1 mostra o exemplo de um sinal que assume uma gama de valores contínuos no tempo. Este tipo de sinal é designado por sinal analógico, enquanto os sinais que um computador processa são designados por sinais digitais.

Sinal analógico (a cinzento): um sinal contínuo, que varia em função do tempo.
Sinal digital (a vermelho): sinal de valores descontínuos no tempo (discretos), representado por uma sequência de valores.

• Os sinais digitais que circulam nos circuitos electrónicos de um computador são constituídos apenas por dois níveis de tensão eléctrica. Ao nível mais baixo é associado o valor lógico zero (0) e ao nível mais alto o valor lógico um (1).
• Baseado no sistema de numeração binária, isto é, que utiliza apenas dois dígitos (0 e 1), é possível conceber todo o funcionamento dos circuitos digitais. Nestes circuitos, o bit é a unidade mínima de informação de um sinal, podendo assumir o valor 0 ou 1.
• Os caracteres e símbolos necessários à comunicação entre utilizador e computador são representados por conjuntos de 8 bits (Byte). Que corresponde ao seu código ASCII.

6.1.1. Amostragem

·         Se os sinais que circulam num computador ou os gerados por um teclado são digitais, o sinal que um microfone produz é analógico. Assim, para obter este sinal no computador há necessidade de digitalizá-lo, ou seja, convertê-lo para uma sequência de bits. A digitalização de um sinal analógico é composta pelas fases de amostragem, quantização e codificação.

·         A amostragem é o processo que permite a retenção de um conjunto finito de valores discretos dos sinais analógicos.

·         Como um sinal analógico é contínuo no tempo e em amplitude, contém um número infinito de valores, dificultando o seu processamento pelo computador. Assim, há necessidade de inicialmente amostrar o sinal analógico.

·         Na prática, para se amostrar um sinal analógico (Fig.1) multiplica-se (electronicamente) este por um impulso eléctrico (Fig.2) em intervalos de tempo iguais. Desta forma, no instante do impulso é obtido o valor correspondente da amostra do sinal analógico.

6.1.2. Quantização

Depois de amostrado o sinal analógico, sob a forma de amostras ou impulsos PAM, é preciso quantizar ou quantificar a infinidade de valores que a amplitude do sinal apresenta (Fig.3). O circuito electrónico que efectua esta conversão designa-se por conversor analógico-digital (A/D ou do inglês ADC).

Quantizar um sinal PAM significa atribuir lhe um determinado valor numa gama de níveis que o conversor A/D apresenta. Assim, por exemplo, um sinal com uma amplitude de 8,3 V poderia ser quantizado para um valor inteiro acima ou abaixo dele. Devido a este arredondamento, origina-se um erro de quantização resultante da diferença de amplitude entre o sinal quantizado e o sinal real.

6.1.3. Codificação

Os valores das amplitudes dos impulsos PAM, depois de quantizados, precisam de ser codificados para poderem ser representados por uma sequência de bits com valor 0 ou 1. Uma das formas de codificar o sinal é através da modulação PCM (Pulse-Code Modulation) , utilizando um impulso de amplitude fixa, duração constante e valores lógicos 0 ou 1.

O quadro 1 apresenta os valores da quantização e da codificação do sinal analógico e o sinal digital obtido do exemplo simples representado nas figuras 1, 2 e 3 Neste caso, para a codificação dos valores quantizados foram utilizados apenas quatro bits.