Przetwarzanie danych

Poprzednio miałem okazję omówić, jakie techniki stosujemy, aby kompresować obrazy — zarówno stratnie, jak i bezstratnie. Naturalną kontynuacją jest przejście z obrazów statycznych do ruchomych. Dlatego też, tym razem, omówmy, jakie techniki wykorzystuje się przy kompresji wideo, dzięki czemu zajmują one jeszcze mniej miejsca, niż gdybyśmy zapisali wszystkie klatki jako oddzielne pliki.

Robiąc zdjęcia, pobierając obrazy z Internetu, albo generalnie zapisując jakąś grafikę, korzystamy z takich formatów jak JPG, PNG czy nowocześniejszych jak WEBP bądź AVIF. Ich zaletą jest to, że dzięki kompresji nie zajmują dużo miejsca na dysku w przeciwieństwie do bardzo podstawowych formatów jak BMP. Tylko o co chodzi z tą kompresją? Czym, pod kątem algorytmicznym, różnią się kompresje stratne i bezstratne? Przejdźmy przez zagadnienia związane z tym tematem na dość ogólnym poziomie, bez wchodzenia w techniczne detale konkretnych implementacji. Aczkolwiek z jednym wyjątkiem: tam, gdzie matematyka jest najciekawsza.

Jakiś czas temu na blogu miałem okazję pisać o tym, że na komputerze wszystko jest przechowywane w postaci liczb. Pokazywałem to na przykładach zapisu tekstu, a także przedstawiłem, jak interpretować zapisane tak obrazy. Dlatego tym razem postanowiłem przejść do przedstawienia innego medium, którego zapis w postaci cyfrowej jest najmniej intuicyjny — dźwięk.

Ostatnio opisywałem, jak podejść do odczytu obrazów zapisanych w plikach BMP. Pliki tego typu to klasyczny przykład zapisu danych cyfrowych w postaci plików binarnych — wszystkie informacje są przechowywane jako liczby, będąc w ten sposób zakodowane. Takich formatów jest wiele więcej. Ale oprócz nich, mamy także formaty tekstowe. Pliki te można odczytać i edytować nawet bez specjalnego oprogramowania, a potrafią przechować równie dużo informacji. Przejrzyjmy najpopularniejsze sposoby przechowywania danych w taki sposób.

W artykule o zapisie nie-liczb jako liczby wspomniałem o tym, jak różnego rodzaju media możemy zapisywać w postaci binarnej. Wspomniałem między innymi o zapisie obrazów jako BMP, czyli najprostszej formie, w jaki sposób można to robić. Dlatego też przejdźmy nieco do programowania i spróbujmy sami zaprogramować odczyt takich plików.

W poprzednich artykułach z tej serii mówiliśmy o liczbach całkowitych, rzeczywistych, różnych ich kodowaniach, więc można stwierdzić — „Acha! To tak działają kalkulatory!” Tylko jakoś zgubiliśmy tutaj to, o czym pisałem na samym początku, że wszystko reprezentujemy jako liczby. Ale jak liczbami zapisać śmieszny filmik z kotami? Albo w tym artykule, jak każda litera może być liczbą? Otóż wszystko ponownie odnosi się do… kodowania.