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0101等二进制数据是如何变成图像跟声音的呢?

时间:08-13来源:作者:点击数:
  现在很流行的一句广告语就是“我们处在数字的时代”。的的确确如此,我们无时无刻不在享受数字世界带给我们的快乐。数字世界的直接代表就是以半导体芯片为代表的数字产品。
  
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  大家肯定都听说过,目前数字芯片都是基于二进制的设计的,就是信息是以01010110100101这种形式,生成,传递,加工,展现,存储的。
  
  小编在大学的时候就有一个疑问:0101010101这种东西怎么能变成音乐,可视的图像的呢?相信大家也有同样的疑问,现在小编就给大家做个简单的介绍,让我们了解到数字世界的奇妙。
  
  首先我们应该知道,二进制只是计数方法的一种,其实还有三进制,四进制,十进制等等。数字芯片之所以选择二进制作为工作的基础是有原因的,那是由于二进制是最可靠,最容易通过电路来产生,跟传播的。可靠性是数字设备工作最重要的前提跟基础。
  
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  比如,我们使用的计算机,里面的数字信息量是巨大的(GB规模),每个比特都是不能出错的,否则后果很严重(死机,蓝屏,数据异常);
  
  还有一个例子就是我们通常听说CPU的工作频率是多少多少G赫兹,这是什么意思呢?就是在1秒时间里面,有多少个0,1产生,整个计算机的工作就要以这个频率为基准,出错了就完蛋了。这个道理就跟我们每个人活着的基础是心跳,如果心跳不稳定,或者出错,那么这个人就有心脏病!
  
  话题回来,010101是如何变成我们能够看到的图像的呢?相信大家肯定很想知道其中的秘密。
  
  首先我们来了解一个基本的概念,CPU跟外设。
  
  CPU在此不做过多介绍,它是一个01010101转换器,简单的说就是把一组输入的01010101变成另一种形式的010101010,这个过程叫做逻辑处理。外设就是诸如显示屏幕,扬声器等等设备。CPU相当于人的大脑,下命令,外设跟手臂跟腿差不多,负责执行大脑发出来的指令。
  
  我们看手机是通过显示屏幕来看的,这里先简单介绍下屏幕的显示原理。如下图:
  
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  如上图,显示屏幕就是个二维的矩阵,每个交叉点上有一个小灯泡,并连接到一根电线上,当电线通电(相当于1,其实也可以相当于0),那么这个地方就亮起来了,人眼就看到了。这个是最简单的显示原理,我们手机上的显示屏幕原理大同小异,只是每个交叉点不是一个简单的灯泡,而是一个RGB的显示单元,小编在此就不详细展开了。
  
  再来说说0101010怎么变成声音的吧。我们知道声音的本质是声波(由空气震动产生),如下图,横轴是时间,纵轴是震动的幅度。
  
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  那么如何将010101变成上图的声波的呢?
  
  首先我们要了解一个知识:电流是可以通过扬声器转变为声波的,电流的强度与声波幅度成正比。
  
  那这样问题就变成了:如何将010101变成电流的幅度了。这涉及到模拟信号到数字信号的转换了,看如下图:
  
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  看到了吧,将连续的波形进行切割,就形成一个一个的小台阶,每个台阶的高度代表声波强度,每个台阶的高度用一个二进制0101010表示就可以了。
  
  现在图像跟声音如何从01010101转变而来,应该很清晰了吧^_^。
 
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