Не думаю, что Вам когда-нибудь придётся досконально разбираться во всех тонкостях этого цифрового телевидения? Но вот хотя бы поверхностно, очень поверхностно представлять сам процесс, надо бы?! Итак...
СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ, ЦИФРЫ, БИТЫ, БАЙТЫ.
Что это ещё за цифры? Это, что: раз, два, три, четыре, пять?.. И да и нет, в смысле не совсем да и не совсем нет! Дома (на работе) подойдите к выключателю. Он оказывается в одном положение, — лампочка (и) на потолке не светятся. Щёлкните по выключателю, — он перейдёт в другое положение, — лампочка (и) засветятся! Вот на таких простецких устройствах (вентилях) и работают большинство электронных схем! К чему это я? А к тому, что процессору неудобно оперировать со знакомыми нам цифрами: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0; в смысле цифрами с основанием 10! А с каким ему удобно, вообще? А?! С основанием два: 1, 0; Всего две цифорки, единица и ноль! Поняли намёк? Включено, — единица! Выключено, — ноль! И всё! А как же быть с раз, два, три, четыре, пять? И не только пять, десять но и значительно больше можно представить в виде сочетаний единиц и нулей! И слухи ходят, что придумали всю эту фигню, как всё в нашей Расее, конечно же китайцы, чтоб они все были здоровы! А описал всё это очень учёный и очень умный немец — Лейбниц, естественно в своё время! Посмотрите на рис1. Там очень даже понятно показано, что представление чисел есть набор разрядов, бит образующих байт. Восемь бит равно одному байту. Каждый бит может принимать только два значения, либо единицу либо ноль (нуль)! Механически (электрически) байт можно представить как восемь тумблеров (выключателей) и по их положению записать аж 256 цифр, от 0 до 255! А если большая цифра, — пожалуйста возьмите два байта. И это будет называться пара байтов или СЛОВО. Дальше, — ДВОЙНОЕ СЛОВО, УЧЕТВЕPЁННОЕ СЛОВО и тд.
Вот и получается, что в интернете в смысле по линиям связи несутся не видео, фотки и музыка, а мириады импульсов: нулей и единиц! А как же всё эти фотки, видео и пр. превратить в нули и единицы? Проще всего с клавиатурой, — она сразу выдаёт пачку цифр в виде некоего кода который трансформируется в другой код, — набор цифр в двоичной системе счисления! Для нас же всё это будет выглядеть как обычные знакомые сочетания букв, цифр и символов. Шибко любопытные могут спросить, а что увидит процессор, скажем так? Вы можете это сделать сами и вовсе не особо напрягаясь! ПУСК — ПРОГРАММЫ — СТАНДАРТНЫЕ — КАЛЬКУЛЯТОР (у меня WINDOWS XP). Если у Вас другая операционная система, то может несколько по-другому?! По умолчанию калькулятор будет находиться в обычном виде. Щёлкните по опции ВИД и выпадающем меню выберите ИНЖЕНЕРНЫЙ. По умолчанию будет задействована пимпочка DEC, то есть десятичная система счисления. Наберите нужное число, скажем 169 — код знака авторского права. Нажмите пимпочку BIN и Вы увидите число 169 в двоичной записи: 10101001.
Так, а как же цифровое телевидение, и причём здесь компьютер? Это чтобы Вы лучше представляли все эти цифровые технологии!
Чтобы оперировать с цифрами нужно всё оцифровать. Как? Изображение оцифровывается сканером или обычным цифровым фотоаппаратом, а видео и звук с помощью специальных программ и устройств. Думаю Вам и не очень-то интересно долгие и нудные разбирательства... Я лишь остановлюсь на рассмотрении самого принципа, скажем оцифровки звука.
Преобразованные звуковые волны в электрические сигналы имеют аналоговую форму рис2a,b. Рассмотрим рис2a. Чтобы превратить в цифру эту загогулину нужно через одинаковые отрезки времени делать измерение скажем напряжения идущего с микрофона. Допустим на интервале времени такая вот кривая получилась. Перпендикуляры опущенные на ось времени из некоторых точек кривой есть замеры напряжений-выборки. И чем больше таких замеров тем точнее они будут отражать кривую. На рис2b. более сложная кривая и форма меняется чаще и стало быть чтобы обрисовать её в цифре нужно выборок-замеров значительно больше чем для кривой рис1a. Здесь не корректно начерчены перпендикуляры! В реальности отрезки времени на оси должны быть равными. Увеличение числа замеров ведёт к увеличению будущего файла. Но зато качество цифрового сигнала будет выше! Правило простое, чем выше качество воспроизводимого с помощью цифровой обработки звука, тем более величина файла и наоборот! С изображением несколько другой подход. В WEB-страницах как правило применяют растровые изображения, так ещё изображения состоящие из точек, пикселов. Цвет каждой точки описывается в цифровой форме. Как? Об этом знает только компьютер! Но он Вам не расскажет! Аналогично обстоит дело и с видео...
Всем этим, грязным делом занимается АЦП, — Аналого-Цифровой преобразователь. А наоборот ЦАП, — Цифро-Аналоговый преобразователь. А зачем такая вот круговерть? Я вот тоже подумал, а зачем?! На студии рождается аналоговый сигнал. И в телевизоре картинкой на экране тоже аналоговый сигнал управляет. Вот Вам и ответ. А вот то, что происходит при использовании аналогового сигнала и цифрового, как говорят в Одессе, — две большие разницы! Единственно, что общего, то использование радиоволн в качестве носителя. На этом сходство и заканчивается. А далее начинается одна головная боль!
КОМПРЕССИЯ
Наверняка Вы в жизни встречали сцены когда некие раздолбаи раздалбливают дорожное покрытие или что-то твёрдое отбойными молотками. Да, сейчас существуют электрические перфораторы. Но они не всегда могут применяться. А вот для отбойных нужен компрессор. Они же работают от сильно сжатого воздуха который и создаёт компрессор! Компрессия, от латинского compressio «сжатие». Ну с раздолбаями понятно, а телевидение-то каким боком? Думаю, что Вы или сами участвовали или наблюдали за перепалкой владельцев цифровых фотоаппаратов (мобильников, смартфонов...) по поводу качества железяк?.. Типа у меня 10 мегапикселов... А у тебя только 5!.. Вот только доказать не всегда удастся... А, действительно, хорошо это или плохо когда много чего, но ты не знаешь для чего и что с ним делать? И глядя на фото Вы вряд ли (на тёмную) определите где больше этих чёртовых пикселов? Для этого надо очень-очень сильно увеличить это самое фото. Оно Вам надо (увеличивать)? Вот и я об этом же! А если не надо, то Ваша железяка по науке, обладает высокой избыточностью! Которая в быту (9 X 13) вовсе ни к чему...
Посмотрите на рис4. На верхнем левом снимке изображение имеет «вес» 22 кб. А справа только 2 кб. А если бы я Вам об этом не сказал, то Вы бы ничего и не заметили! Это всё называется визуальной (зрительной) избыточностью. Согласитесь, что для Вас первоначально главное, что изображено? А далее это всё мелочи. Но приглядитесь внимательно, — усы моей мерзавки (Мурзилки, Муськи) справа как бы исчезли. Они размылись в результате компрессии в такой мерзкой программе как ФОТОШОП! А если всё это ещё бы и двигалось (кино, телевидение) Вы бы никогда и ничего не заметили, и ни о какой-то там компрессии и не узнали! Кто раньше занимался (имел дома) видеомагнитофоны скорее всего и не подозревали, что из-за этой компрессии качество изображения в два раза хуже чем ТВ! Под каждой картинкой увеличенный фрагмент, где и видно как исказилось (в результате компрессии) изображение, а Вы ничего и не заметили?! А реально, эти оба изображения уже подверглись компрессии, но в разной степени. И если в аналоговом телевидении и без компрессии хватает всякой дряни ухудшающем качество картинки, то в цифровом, компрессия, — жизненная необходимость.
Кроме визуальной избыточности существуют ещё: статическая и структурная. Статическая определяется связями близких элементов изображения и возможностью не передавать одно и тоже... Структурная ещё более понятная. В аналоговом телевидении существуют кадровые гасящие импульсы, а цифровом они как бы ни к чему. Вот их и используют для других целей. Как Вы уже стали догадываться, что цифровое это не аналоговое шибко оцифрованное, но гораздо сложнее и противнее!
Оцифровка на рис2, это лишь как пример в общем виде. А вот на рис3 то, что происходит в реальности. Да всё так же разбивка сигнала (аналогового) на отрезки времени (с периодом Т). Да, каждая выборка имеет свою величину (ток, напряжение), но как оказалось, что это всё несёт за собой так же повышенную избыточность. И? И далее применяется ещё и так называемое квантование! Та же дискретизация, но уже по уровню сигнала. Где на рис3а шаг квантования, а на рис3b уровни квантования. На картинке только пять уровней, а в практике их может значительно больше. Здесь имеет место быть подмена реальных значений (после дискретизации) величины сигнала, на близкие (по величине) значения-кванты. Заранее фиксированные в данной системе или операции. Так на рис3, внизу почти все кванты совпадают с кривой кроме двух, обведены красной окружностью. Они по величине меньше реальной выборки.
А далее каждый квант (номер) описывается в цифровой форме, в двоичной системе счисления. От нуля и до трёх Вы видите на рис1, а 4, 100. Пятый квант 101 и так далее. Стоит только втюхать на приёмной стороне номер кванта и та (система) уже знает его величину и вставит куда надо! Ну это так, ля-ля и не более, в смысле в общем виде! Не думаю, что простому человеку далёкому от всех этих заморочек, интересны все эти подробности?! Все процедуры превращения аналогового сигнала в цифровой называется кодированием. Так ещё в поток цифр, а точнее единиц и нулей. И главное, — цифровое телевидение, дело тёмное...