Представьте себе, что вы хотите оцифровать запись со старой виниловой пластинки Rolling Stones. Вы можете сделать запись с динамиков, поставив перед ними микрофон и подсоединив его к компьютеру, который воспримет
аналоговые звуковые волны. С помощью соответствующих программ вы можете измерять эти звуки с частотой дискретизации 44 000 раз (выборок) в секунду
[197] и перевести их в цифровой вид. Файлы mp3 или mp4 как раз и являются такими цифровыми цепочками.
Не «зацикливаться» на качестве?
Аналоговая или цифровая копия никогда не смогут сравниться с оригиналом. Или смогут? Когда цифровая фотография только набирала популярность, многие считали, что старые (аналоговые) фотокамеры дают гораздо более качественное изображение. И они были правы. Теперь уже уловить разницу почти невозможно, даже профессиональные фотографы изменяют своим привычкам. Ведь новейшие цифровые камеры используют гораздо более высокую частоту дискретизации объектов съемки. Их ПЗС-матрицы имеют миллионы светочувствительных точек – пикселов. Цифровая камера в 10 мегапикселов раскладывает изображение на 10 млн измеряемых точек. По сравнению с еще недавно считавшимися передовыми цифровыми камерами с 2 мегапикселами это пятикратное увеличение точности изображения и разрешения. А если провести поиск в интернете, то можно выяснить, что лучшие классические зеркальные фотокамеры имели разрешающую способность от 10 до 50 мегапикселов (хотя, конечно, использование разных типов пленки и фотопечати могло это разрешение несколько снизить). Так что даже средние современные цифровые камеры уступают классическим аналоговым по разрешающей способности, хотя наш глаз разницу уже практически не замечает[198].
То же можно сказать и о музыкальных файлах mp3. Чем выше частота дискретизации, тем ближе цифровая запись к оригиналу и тем выше ее качество. Загвоздка в том, что с увеличением этой частоты будет расти и объем цифрового файла. Именно поэтому высококачественные файлы mp3 больше по размерам, дольше загружаются и быстрее заполняют память плеера.
▲ Как происходит дискретизация в музыке. Предположим, у нас есть оригинальный аналоговый звуковой сигнал, длящийся шесть секунд. Если мы хотим превратить его в цифровой файл, мы должны дискретизировать его: последовательно измерить каждый участок звуковой волны (произвести выборку) и превратить каждую выборку в двоичную последовательность. Для этого нам нужно произвести шесть измерений, но каждое из них будет довольно грубым. Что если измерений будет 12? Их точность повысится, но нам нужно будет вдвое больше места, чтобы их хранить. Если мы еще раз увеличим частоту измерений, то получим еще более точную картину первоначального звука, хотя каких-то деталей будет еще не хватать. В этот раз будет 24 измерения, и файл окажется в четыре раза больше изначального. Таким образом, здесь постоянно происходит борьба между качеством файла и его размером.
