Тема 1. Пиксельная (растровая) графика Аналоговый и импульсный сигналы

Органы чувств человека воспринимают сигналы в так называемой аналоговой форме. Оригиналы иллюстраций (фотографии, живопись, акварели и прочие) состоят из цветов, которые имеют плавно и непрерывно изменяющиеся параметры: цветовой тон, яркость, насыщенность и т.п. Это и есть аналоговая форма сигнала.

Пример аналогового способа передачи информации удобнее пояснить для органов слуха: музыкальный инструмент издает звук – колебания воздуха; записывают на граммофонную пластинку в виде аналогичных колебаний глубины бороздки; при воспроизведении игла заставляет колебаться мембрану, и получаются колебания воздуха – звук.

Достоинством аналогового способа передачи информации является ее естественность и непрерывность. Недостатки – способность к затуханию и чувствительность к помехам.

Для использования в компьютерных программах необходимо преобразовать сигнал в цифровую форму (иногда говорят – импульсный сигнал, а импульсы можно сосчитать). Для этого надо произвести дискретизацию аналогового сигнала, то есть разбиение аналогового сигнала на интервалы и усреднение сигналов в пределах каждого интервала. Затем следует выполнить квантование ‑ замену величины усредненного дискретного отсчета ближайшим значением из набора фиксированных уровней. Наконец производится кодирование – присвоение каждому уровню цифрового значения. Теперь цифры можно тем или иным способом передать в другое устройство или другую компьютерную программу. Но, чтобы воспринять информацию, надо преобразовать импульсный сигнал обратно в аналоговый. И здесь происходят потери информации. Аналоговый сигнал, синтезированный из цифрового сигнала может довольно значительно отличаться от исходного аналогового сигнала.

Достоинства импульсного способа передачи информации – устойчивость к затуханию и помехам и возможность контроля передаваемого сигнала на его соответствие исходному сигналу. Главным достоинством является абсолютная идентичность копий. Недостатки – ошибки при аналогово-цифровом и цифро-аналоговом преобразованиях. А именно, приблизительность при дискретизации и округление при квантовании и, как следствие, невозможность получить непрерывный и гладкий аналоговый сигнал при декодировании.