C4: Beeld & geluid, datacompressie

• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4

C: Informatie: onderwerpen

Deze week bekijken we 6 onderwerpen over informatie. Bespreek met je team welk onderwerp jullie willen bestuderen voor je website. Woensdag kunnen jullie kiezen.

• INFORMATIE EN DATA
• GESTRUCTUREERDE EN BIG DATA
• BITS EN BYTES
• KLEURMODELLEN
• BEELD EN GELUID
• DATACOMPRESSIE

Beeld & geluid

Fundament Online

Domein C4, Hoofdstuk 3

Leerdoelen

Na de uitleg over dit onderwerp  kun je vertellen over:

• het verschil tussen een bitmapafbeelding en een vectorafbeelding en in welke situatie je ze moet gebruiken.
  
• hoe geluid gedigitaliseerd wordt en de termen ‘samplen’ en ‘sample rate’

BEELD EN GELUID

Vertaal 0b00101100 of 0x2C
naar een decimaal getal

Welke intensiteit blauw zit
er in de kleur
met de kleurcode (129, 202, 244)

1. 129
2. 202
3. 244
4. 331 (129 + 202)

Welk model wordt gebruikt
voor beeldschermen
en welk voor printers?

1. RGB = beeldscherm, CMY = printers
2. RGB voor beide
3. CMY voor beide
4. RGB = printers, CMY = beeldschermen

Een mooie foto! Maar als je inzoomt kan je de pixel zien.

Dat komt omdat dit een bitmap of rasterfoto is.

Rasterafbeeldingen

• Rasterafbeeldingen oftewel bitmapafbeeldingen zijn opgebouwd uit pixels en daarom ook altijd op basis van afmeting. 
• Voor elke pixel wordt opgeslagen welke kleur die heeft
• Er zijn vele soorten rasterafbeeldingen. Deze onderscheiden zich vooral door de manier hoe de kleuren worden opgeslagen. 
• Bekende formaten zijn: bmp, jpeg, png en gif 

Rasterafbeeldingen (2)

• Bitmapafbeelding = afbeelding opgebouwd uit pixels die allemaal een bepaalde kleur hebben;
• Hoe meer pixels per oppervlakte en dus hoe kleiner de pixel, hoe scherper de afbeelding;
• (+) kan dus veel details/ kleurtinten weergeven
• (-) bitmapafbeelding kost veel opslagruimte;
• (-) resolutie ligt vast voor bepaalde grootte: bij inzoomen van bitmap zie je de losse pixels en wordt afbeelding onscherp. 

Neem een HD-afbeelding van 1980 x 1080
en ga uit van pixels van 16-bits
1980 x 1080 = 2 miljoen pixels
2 miljoen x 16 bits = 32 miljoen bits > Hoeveel bytes?

1. 32 / 16 = 2 miljoen bytes
2. 32 / 8 = 4 miljoen bytes
3. 32 / 4 = 8 miljoen bytes
4. 32/32 = 1 miljoen bytes

32 miljoen : 8 = 4 miljoen bytes = 4 Megabyte oftewel 4 MB

Vectorafbeeldingen

• Vectorafbeelding opgebouwd uit meetkundige objecten (lijnen, vierkanten). 
• Afbeelding beschreven door eigenschappen op te slaan, zoals vorm, kleur, grootte en positie van die objecten;
• Bestandsindelingen bijvoorbeeld .svg of .wmf of (soms) .pdf
• (+) Vectorafbeelding kost relatief beperkte opslagruimte
• (+) Vergroten/ verkleinen? > waarde voor grootte aanpassen en vectorafbeelding opnieuw tekenen = blijft scherp!
• (-) Werkt alleen bij vormen en bij beperkt kleurgebruik

pdf vector of raster?

https://visual-integrity.com/difference-between-vector-and-raster-pdf/

32 miljoen : 8 = 4 miljoen bytes = 4 Megabyte oftewel 4 MB

Welke bewering is het
meest correct?

1. bitmap voor foto's en vector voor logo's
2. bitmap en vector beide voor foto's en logo's
3. bitmap voor logo's en vector voor foto's
4. bitmap en vector beide NIET voor foto's en logo's

32 miljoen : 8 = 4 miljoen bytes = 4 Megabyte oftewel 4 MB

Geluidsfragmenten

• Geluid bestaat uit trillingen in de lucht;
• Bij opnemen van geluid worden de trillingen omgezet naar een elektrisch signaal; 
• sterkte van dat signaal wordt vervolgens door computer omgezet naar digitale waarden (nullen en enen) = samplen
• Geluid afspelen door digitale waarden weer om te zetten naar elektrisch signaal;
• hoe meer bits, hoe meer waardes mogelijk; 
• aantal samples per seconde = sample rate
• hoe meer samples p/s, hoe nauwkeuriger
• Voor muziek 44100 Hz, dus 44100 keer p/s

met 4 bits kun je bijvoorbeeld 16 waardes weergeven (0000 tot 1111)

In de praktijk wordt er gewerkt met 8 tot 16 bits per sample per invoerkanaal

32 miljoen : 8 = 4 miljoen bytes = 4 Megabyte oftewel 4 MB

Datacompressie

Fundament Online

Domein C4, Hoofdstuk 4

Leerdoelen

Na de uitleg over dit onderwerp kun je vertellen:

• waarom compressie wordt toegepast bij afbeeldingen en geluidsfragmenten
• over twee soorten compressie, lossy en lossless compression.
  
• wat de termen kilobyte, megabyte, gigabyte en terabyte inhouden.
  
• over de meest voorkomende bestandsformaten voor afbeeldingen, tekst- en geluidsbestanden.
  

DATACOMPRESSIE

Datacompressie

Simpel gezegd: het kleiner maken van je bestanden

Heb je een idee waarom je datacompressie wilt toepassen?

Waarom datacompressie?

• Afbeeldingen en geluidsbestanden nemen veel opslagruimte in dus een harde schijf is snel(ler) vol 
• Niet gecomprimeerde afbeeldingen, geluidsbestanden en video's kosten meer tijd om te downloaden.
• Als je grote bestanden downloadt op je smartphone met een databundel, is die databundel snel leeg.

Lossy

• "met verlies" van informatie
• gebruikt bij b.v. muziek, afbeeldingen en video

Lossless

• "zonder verlies" van informatie
• Wordt gebruikt voor b.v. teksten

Datacompressie

Lossy compression

• Compressie door informatie te verwijderen
  

JPEG Compressie - lossy

Datacompressie

Lossless compression

• Compressie door informatie efficiënter op te slaan

.zip, .rar, .7z zijn allemaal voorbeelden van ingepakte bestanden. Zijn deze lossless of lossy?

1. lossless
2. lossy

Compressie bij geluidsfragmenten

Hoge en lage tonen weglaten bij veel ander geluid op zelfde moment

Bitrate aanpassen

44.100 Hz met 32 bits = 1.1411.200 bps of 1.411,2 kbps

Terugbrengen tot 256 kbps is nauwelijks waarneembaar verschil

MP3 heeft een bitrate van 128 kbps, een factor 11 kleiner dan het origineel!

Je zou kunnen zeggen dat sampling een vorm van ... compressie is.

1. Lossless
2. Lossy

Bytes, kB, MB en meer

In ICT wijkt de waarde van voorvoegsels kilo-, mega- enz. af van de natuurwetenschappen

1 kilometer = 1000 meter

1 kilobyte = 1024 bytes

Binair, machten van 2

210 = 1024 ~ 1000

Bytes, kB, MB en meer (2)

Afkorting	Aantal bytes (SI )	In veel besturingssystemen (binair)
1 byte	1	1
1 kB (kilobyte)	1.000	1.024
1 MB (megabyte)	1.000.000	1.048.576
1 GB (gigabyte)	1.000.000.000	1.073.741.824
1 TB (terabyte)	1.000.000.000.000	1.099.511.627.776

Hoeveel Bytes zitten er in een Megabyte (MB)?

1. 1000
2. 1024 x 1024
3. 1000 x 1000
4. 1023

Video

Alle bekende video formaten zijn lossy omdat video anders veeeel te groot wordt.

mp4

mpg

avi

lossy

lossy

lossy

Bekende bestands- formaten

Deze bestandsformaten moet je kennen

werkzaamheden

Theorie:

Doorlezen Fundament online
Domein C4 - Hoofdstuk 3 en 4 
Beeld en geluid en datacompressie

Kies nu met je team een onderwerp

en geef dit door via de spreadsheet in
Google Classroom