音と画像のデジタル表現
授業の前に 10 分。読んで、少しやって、予想を一つ選ぶ。書いたものはこの端末に残る
10分 ｜ ひとりで、端末で文字は「A は 65」と番号を振れた。種類が決まっているからだ。では、声はどうか。声は空気の振動で、なめらかな波の形をしている。どこにも切れ目がないものに、どうやって番号を振るのか。答えは「自分で切れ目を入れる」。波を時間で細かく区切り、それぞれの高さを読んで数にする。写真も同じで、面を小さなマスに区切って、マスごとに色を数にする。 区切りを細かくすれば本物に近づく。でも、そのぶん数が増えて、データは重くなる。友だちに送る写真と、大事に残したい写真で、あなたは同じ画質を選んでいるだろうか。授業では、波を階段にするつまみと、N の字を描くマス目を自分で動かして、「本物に近い」と「軽い」の間で何が起きるかを見る。
- 標本化
- 波を一定の時間で区切って、そのときの高さを取り出すこと。1 秒に区切る回数が標本化周波数
- 量子化
- 取り出した高さを、決まった段階のいちばん近い値に丸めること。段階に使うビット数が量子化ビット数
- 符号化
- 丸めた値を 0 と 1（2 進数）に直すこと。3 手順の最後
- 画素（ピクセル）
- 画像を作る小さな点（マス）。マスの数が解像度、1 マスの色の段階数が階調
- データ量
- 区切りの数 × 1 区切りのビット数。音も画像も、この形で求まる
スマホの写真を 1 枚選び、画面で指 2 本を広げて、限界まで拡大する。どこかで小さな四角（マス）が見え始めるか、ぼやけ始めるかを観察する。そのあと、その写真の「情報」か「詳細」を開いて、サイズ（何 MB か、何 × 何の画素か）を読む。
- 見えたもの: 四角いマスが見えた／ぼやけただけ／どちらも
- 画素数（例: 4032 × 3024）と、ファイルの大きさ（例: 2.1 MB）
スマホが無ければ、学校の端末やパソコンに入っている写真でよい。写真が 1 枚も無ければ、画面に出ている絵をブラウザの拡大で大きくしてみるだけでもよい。画素数が見つからなければ、見えたものだけを書く
このページに書いたものは、いま使っているこの端末の、このブラウザの中にだけ残ります。サーバには送られません。次に同じ端末で開けば、書いたものはそのまま出ます。
別の端末で開くと見えません。学校の端末と家の端末は別ものとして扱われます。ブラウザの履歴やサイトデータを消したときも、一緒に消えます。残しておきたいものは、下の「書いたものをコピー」で自分のノートや提出先に貼ってください。