아날로그 정보를 디지털로 바꾸기

연속과 불연속

컴퓨터는 사람에게 익숙한 10진수가 아닌 2진수, 비트라는 단위로 0과 1로 정보를 표현한다. 비트(Bit)는 자료를 표현하는 최소 단위이며 숫자, 문자, 이름, 사진, 영화 등 모두 비트가 모여서 표현되는 것이다.

8비트(Bit)는 1바이트(Byte)이며 바이트 이상의 단위는 전부 이전값의 1024배씩 증가하게 된다.

---

아날로그 정보를 디지털로 바꾸기

아날로그와 디지털

아날로그, 디지털 . 이해하고 있는 그 뜻이 맞으며 조금 더 사전적으로 정의하면 아래와 같다.

• 아날로그

어떠한 물체나 시스템의 상태를 연속적으로 변하는 물리량으로 나타내는것을 말함

• 디지털

물질 시스템들의 상태를 숫자와 문자등의 불연속적인 값을 신호로 표현하는 것을 뜻함

예시 ) 아날로그 시계

예시 ) 디지털시계

---

이미지의 디지털화

아날로그의 대표 격인 필름 카메라

필름 카메라의 원리

간단하게 설명하면 필름에 순간적으로 빛의 흔적을 기록하여 시각화하는 것

필름은 빛에 반응하는 아주 민감한 약품을 얇게 펴 발라둔 테이프.

설정한 조리개 값으로 설정한 만큼의 빛을 셔터가 정해둔 시간만큼 열렸다 닫히며 필름에

담는다. 필름 현상이라는 화학적 처리를 통해 우리가 아는 사진으로 보이게 된다.

필름에 도포된 약품은 굉장히 빛에 민감하며 카메라에 이상이 있거나 빛에 노출될 경우

흔히 말하는 ‘타버린 사진’이라는 빛에 노출된 부분이 하얗게 타들어간 거처럼 보인다.

암실에서 현상하는 이유는 이처럼 빛에 민감한 필름의 특징 때문이다.

 

📷 디지털카메라 DSLR/미러리스

디지털카메라의 원리

빛을 담아서 시각적으로 표현함은 필름 카메라와 다를 것 없으며 간단하게 말하면

필름 카메라가 필름에 상을 맺히게 했다면 디지털카메라는 이미지센서에 상을 맺히게 한다.

셔터를 누르면 필름 카메라와 같은 원리로 이미지센서에 상이 맺히게 되며 그것을 AD 컨버터

라는 부품에서 디지털 신호로 변환하여 메모리에 우리가 아는 JPEG와 같은 이미지 포맷으로

저장하는 것이다

---

소리의 디지털화

소리는 눈에 보이지 않는 파동으로 공기나 여러 물체를 통해 퍼져나가며 이를 ‘음파’라고 한다. 이 음파가 공기 중으로 퍼져 우리의 귀에 전달되면 소리가 들리게 되는 것.

표본화의 단계에서 신호를 측정하는 간격을 샘플 레이트(Sample Rate)라 하며 과정은 샘플링

(Sampling)이라고 한다. 당연히 샘플 레이트가 높을수록 음질은 좋아지며 아무리 좋게 표현해도

어느 정도의 음질 손실은 감수해야 한다.

---

텍스트의 디지털화

텍스트의 디지털화는 음성, 영상처럼 복잡한 과정을 필요로 하지 않고 그냥 각 고유한 값을 표준화하여 사용한다. 대표적으로 쓰이는 아스키코드 , 유니코드가 있다.

아스키는 2바이트 이상의 다양한 코드를 표현할 수 없기에 현대엔 유니코드(Unicode)를 많이 사용한다.

우리가 핸드폰/컴퓨터에서 문자 텍스트를 입력하면 한 글자당 2byte로 처리되는 이유가 유니코드를 사용하기 때문이라 한다..

 

🔎 아스키코드

 

1960년대 미국에서 정의한 표준화된 부호체계이며

미국 정보교환 표준 부호 ( American Standard Code for Information Interchange)

약자로 ASCII로 불려 아스키코드라 일컫는다.

아스키는 컴퓨터의 기본 저장 단위인 1byte( 8 bit )를 사용하는 게 아닌 7비트만 사용하는데

이는 1비트를 통신 에러 검출을 위해 (Parity Bit)로 할당하기 때문이다.

❓Parity Bit❓

---

위의 그림과 같이 1의 개수에 따라 패리티 비트가 0 일지 1 일지 정해지고 데이터 송수신간 오류가 있는지 체크하고 수정은 불가하지만 데이터 재송신을 요청할 수 있는 안정적 통신을 위한 보호장치라고 보면 편함.

 

 

 

다시 아스키로 넘어와 아스키는 7비트만 활용하기에 0~127 즉 128개의 고유한 값을 사용하며 아래의 표와 같다.