اللغة الرقمية Digital language

أصل إشارة التلفزيون هي إشارة نظيرة Analog signal , لأنها تستعمل التغيرات في التيار الكهربائي, لتنتج صورة نظيرة Analog image للصورة التي تقوم الكاميرا بتصويرها . فإشارة الفيديو التي تتولد بواسطة أنبوب الكاميرا Bick up tube هي إشارة متغيرة مستمرة , حيث يتطابق أتساع هذة الإشارة مع مستوى نصوع الصورة لنقط كل خط تقوم الكاميرا بمسحه , ومع إن معظم إشارات الفيديو هي إشارات نظيرة analog signals , إلا انه من الممكن تحويلها إلي إشارات رقمية Digital signals . ويتم هذا عن طريق تحليل الإشارة إلي سلسلة من مستويات الجهد المحددة , تحدث واحدة وراء الأخرى . تماما كما يتم تحليل منحني مرسوم إلي سلسلة من النقط لها قيمة محددة , كذلك التغيرات في أتساع إشارة الفيديو من الممكن تحليلها إلي سلسلة من مستويات الجهد المحددة . وتعتمد قابلية إنتاج شكل المنحني علي عدد النقط المختارة عليه لتعبر عن شكلها .

أى إما" On " أى "1" , أو " Off" أى "0" ومفتاح الرقمية هي ترجمة كل المعلومات في كلمات تحتوي علي"1" و "0" أى" Off" و "On"

عشريين "1" و "0" لذلك فعند العد من صفر إلي عشرة مثلا من الممكن أن يسير هكذا :

" 0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1010 "

وعند توصيل نظام العد الثنائي بالإشارة الالكترونية يستطيع الفنان التليفزيونى أن يصنع المعجزات . فعندها يستطيع أن يحول كل المعلومات المسجلة إلي أرقام ثنائية ويتلاعب بها عن طريق دوائر كهربائي معقدة بواسطة On/Off Switches.

والإشارة الجزئية Individual signal أى ( "1" أو "0" ) تسمي بت bit وهي أصغر وحدة في الأرقام الثنائية Binary digit , وجميع أنواع الكمبيوتر تعمل بكلمات من ثماني بت eight bits .

وتسمي " bytes" وبواسطة هذه الثماني بت Eight bits , هناك 256 قيمة مختلفة وجميع أجهزة الكمبيوتر صممت بحيث انه يمكن نقل الثماني بت Eight bits , علي الأقل في نفس الوقت , وهو ما يسمي النقل المتوازي parallel transmission .

التحويل من إشارة نظرية إلي إشارة رقمية

وهكذا أستطيع أن أخلص أن تحويل شكل الإشارة النظيرة analog wave form signal إلي إشارة رقمية digital signal , يتم عن طريق تجزيئي sampling الإشارة النظيرة analog signal عدة مرات في الثانية , وتعتمد مدي نقاء ونوعية إشارة الفيديو الرقمية علي معدل التجزيئي" sampling rata" .

وعموما فإن " معدل التجزيئي هو أكثر من 12 مليون مرة في الثانية " . ففي كل مرة تجزئ الإشارة فإن مستوى جهدها يجب أن يترجم إلي كلمة رقمية مكونة من 8 بت 8bit digital word حتى يمكن نقلها . وكل كلمة رقمية تعبر عن قيمة مستوى نصوع brightness level من المستويات 256 , ولها رقم كودي معين يمثلها . وفي هذه الحالة فقط يتم تقسيم كل إشارة الفيديو إلي أرقام كودية ثنائية , والتي هي في النهاية تمثل تماما الصورة الأصلية .

أشكال إشارة الفيديو الرقمية :

هناك شكلين من أشكال إشارة الفيديو الرقمية :

وهي تتضمن معلومات اللون Color information , ومعلومات النصوع brightness or luminance information معا . تماما مثلما يحدث في إشارة الفيديو النظيرة المركبة Composite analog signal . ولذلك يتم الحصول علي الإشارة الرقمية المركبة من تحويل الإشارة النظيرة المركبة .

وفيها تنفصل كل من معلومات اللون Color information عن معلومات النصوعluminance information , لذلك يجب أن يكون هناك سلسلة منفصلة من البت Separate series of bits لمعلومات الألوان , ولكن من الممكن أن يكون معدل التجزيئيsampling rate المطلوب لمعلومات الألوان , أقل من معدل التجزيئي المطلوب لعنصر النصوع luminance Component .

حتي نتعرف على طريقة التعامل مع الإشارة الرقمية علينا أن نعرف مصدرها وكيفية التعامل معها ثم كيفية تسجيلها .

تدخل إشارة الفيديو النظيرة analog video signal إلي المحول the analog to digital converter . وفي داخل المحول يتم تحويلها إلي إشارة رقمية digital signal , وهي النوع الوحيد من الإشارة الذى يمكن قراءته بواسطة ذاكرة البحث العشوائي random access memory RAM لشبكة تخزين الكادر frame store network . وهذه الذاكرة تسمح بتعديل حجم ومكان إشارة الفيديو عن طريق تغير ترتيب , وسرعة قراءة المعلومات المقروءة" reading "out put , والمكتوبة " in put " writing في الذاكرة .

وهذه الإشارة التي تم تعديلها من الممكن أن تدخل مرة أخرى إلي محول عكسي the analog to digital converter , ليتم تحويلها مرة أخري إلي إشارة نظيرة analog signal , حتى يمكن تسجيلها علي شريط فيديو , ليصبح من السهل مشاهدتها أو إرسالها على الهواء .

لنعرف لماذا نقوم بكل هذا المجهود في التحويل من الإشارة النظيرة analog signal إلي إشارة رقمية digital signal ثم التحويل مرة أخري إلي إشارة نظيرة analog signal .

analog signal------------ digital signal----------analog signal

أولا : من غير المحتمل أن تشوه أو تقل جودة الإشارة الرقمية digital signal , كما يحدث في الإشارة النظيرة analog signal . فكل مرة يتم فيها إعادة تسجيل الإشارة النظيرة تتزايد كمية الشوشرة noise المضافة علي الإشارة . ولكن هذا غير صحيح بالنسبة للإشارة الرقمية digital signal , فعند التحول إلي on فهي on وعند التحول إلي off فهي off , وليس هناك مساحة رمادية بينهم حتي يحدث التشويش . فأي نظام رقمي سمح بـ 256 مستوى من النصوع علي مدى أتساع الموجة لأى إشارة يستطيع أن يصل إلي دقة تعادل 56 ديسبل 56DB في معدل نسبة الإشارة إلي الشوشرة signal to noise ratio . وهو ما يعني أن النقاء والجودة للإشارة الرقمية تظل كما هي مهما كانت عدد المرات التي يتم تسجيلها أو التلاعب بها . وهكذا فالإشارة الرقمية يمكن إعادة تشغيلها من جديد بواسطة الكود الرقمي, بدلا من إعادة نقل الإشارة النظيرة analog signal . ولذلك فمن السهولة استعمالها في حالات المونتاج التي تحتاج إلي العديد من مرات النسخ وإعادة التسجيل , والذي يكون مطلوبا في عمل المؤثرات المركبة .

ثانيا : الإشارة الرقمية تمكنا من التخزين , والتعامل مع , ثم استرجاع عددا لا يحصي من معلومات الفيديو في مساحة ذاكرة صغيرة نسبيا ( RAM ) . وكلما كبرت الذاكرة , كلما زادت قدرة المونتير علي التلاعب بالإشارة الرقمية في احتمالات مختلفة وبأكثر الطرق تعقيدا . بل ومن الممكن أن يتم البحث العشوائيrandom access لأى جزء من أجزاء الصورة الواحدة ليتم تغييره وتعديله وتخزينه مرة ثانية بدون التأثير علي بقية الأجزاء .

ثالثا : الإشارة الرقمية تمكن المونتير من التلاعب بالفيديو بطريقة كان من المستحيل استعمالها باستخدام الإشارة النظيرة analog signal . فإن وحدات مؤثرات الفيديو الرقمية digital video effects DVE units من الممكن أن تنتج مؤثرات فيديو , كانت إلي وقت قريب لا يمكن تنفيذها إلا باستعمال الفيلم السينمائي وآلة الطبع البصري Optical printer .