Tecnologias multimédias ~ Conceitos Básicos de Multimédia

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.

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.

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.

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.