93 29 Wie die Technik die Welt verändert Aber warum verwendet man beim Digitalisieren nur die Ziffern 0 und 1 und nicht 0 bis 9 wie bei den „normalen“, gewohnten Zahlen? Wenn man nur zwei Ziffern hat und nicht zehn, kann man das technisch viel leichter umsetzen. Sehen wir uns dazu ein EMWelle an, die von einem Handy ausgeht. Um die 1er und 0er zu schicken, kann man die Welle einschalten (das entspricht dann einem 1er) und wieder ausschalten (das entspricht einem 0er; B 29.34). Bei zehn verschiedenen Ziffern wäre das wesentlich komplizierter. Und deshalb verwendet man nur zwei. B 29.34 Eine Möglichkeit, wie man Information mit einer EM-Welle mitschickt, nämlich durch ein- und ausschalten: Eingeschaltet entspricht einem 1er, ausgeschaltet einem 0er. Man kann jede normale Zahl mit zehn Ziffern (Dezimalzahl) in eine Zahl mit zwei Ziffern (Binärzahl) umwandeln. Das ist in T 29.5 dargestellt. In den weißen Spalten siehst du die gewohnten Dezimalzahlen, in den blau unterlegten die dazugehörigen Binärzahlen. Dezimal zählst du 1, 2, 3, 4, 5 und so weiter. Im Binärsystem hast du nur zwei Ziffern, das Prinzip bleibt aber dasselbe: Du suchst immer die nächstgrößere Zahl, die man mit diesen Ziffern bilden kann. Binär würdest du so zählen: 1, 10, 11, 100, 101 und so weiter. Dezimalzahl Binärzahl Dezimalzahl Binärzahl 1 1 9 1001 2 10 10 1010 3 11 11 1011 4 100 12 1100 5 101 13 1101 6 110 14 1110 7 111 15 1111 8 1000 16 10000 T 29.5 Die ersten 16 Zahlen im Dezimal- und Binärsystem Sehen wir uns einmal an, wie man analoge Musik, etwa von einer Schallplatte, digitalisiert. Die Musik bringt zum Beispiel einen Lautsprecher zum Schwingen. Diese Schwingung ist in 29.35 a als rote Kurve dargestellt. Diese analoge, kontinuierliche Schwingung wird nun in regelmäßigen Zeitabständen gemessen. Das sind die roten Punkte bei b. Dann wird die Höhe dieser Punkte über der x-Achse ermittelt. Das sind die Zahlenwerte über den Punkten. Diese werden dann in Binärzahlen umgewandelt. Zum Schluss hast du also 1 1 1 0 0 eine unglaublich lange Reihenfolge an 1ern und 0ern, die du entweder auf einer CD digital speichern oder mit einer EM-Welle durch die Luft schicken kannst. B 29.35 Wie man Musik digitalisiert: Aus der kontinuierlichen Schwingung (a) werden einzelne dezimale Zahlenwerte (b), die dann in Binärzahlen, also in 1er und 0er umgewandelt werden. Sehen wir uns zum Schluss noch an, wie Digitalisierung bei Bildern funktioniert. Nimm an, du hast einen Monitor mit HD-Auflösung, also mit 1920 x 1080 Bildpunkten. Das sind rund 2 Millionen Bildpunkte oder Pixel, wie man auch sagt. Jeder Pixel besteht aber noch einmal aus einem roten, grünen und blauen Subpixel (B 29.36). In Summe hat also jeder HD-Monitor etwa 6 Millionen kleine leuchtende Farbpunkte. B 29.36 Schwarzer Schriftzug auf weißem Untergrund bei einem Computer-Monitor: Jeder Pixel besteht noch einmal aus einem roten, grünen, und blauen Subpixel. Durch die Mischung von roten, grünen und blauen Lichtern kann man jeden beliebigen Farbeindruck erzeugen. Dazu variiert man die Helligkeit der einzelnen Subpixel von 0 (leuchtet gar nicht) bis 255 (leuchtet maximal hell). Wenn man die Dezimalzahl 255 in eine Binärzahl umwandelt, erhält man 11111111, also acht 1er. Man reserviert daher für jeden der 6 Millionen Subpixel eine 8-stellige Binärzahl. Das digitale Bild, das sich auf dem HD-Monitor befindet, entspricht also einer Binärzahl mit 48 Millionen einzelnen 1ern und 0ern! a analoges Signal b digitales Signal Zeit 0 9 17 20 18 12 3 Kurz zusammengefasst Digitalisierung bedeutet, dass man Musik, Fotos oder Videos ausschließlich in Form von 1ern und 0ern speichert, also als Binärzahlen. Diese sind technisch leicht zu speichern und zu übertragen. Eine digitale Kopie ist ein perfekter Zwilling des Originals. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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