Analogno i digitalno

Termini analogno i digitalno odnose se na način predstavljanja podataka, tačnije nekog signala. Termin "analogno" označava neprekidan signal, odnosno način na koji tumačimo svet oko sebe – zvučni talasi ili elektromagnetno zračenje. Digitalni signal predstavlja niz nula i jedinica.

Nekadašnji fotoaparati, koji su koristili filmove i negative, koristili su optiku i hemijske reakcije kako bi se slika zabeležila, predstavljaju primer analogne tehnologije. Sa druge strane, današnji digitalni fotoaparati optikom prenose sliku do senzora (CCD – Charge-Coupled Device senzora), koji se suštinski sastoji iz velikog broja minijaturnih foto-osetljivih elemenata (svaki ustvari predstavlja jednu tačkicu slike) čime se svetlost koja ulazi kroz objektiv pretvara u niz tačkica (čije boje su predstavljene brojevima).

Svaki digitalni podatak, bez obzira na šta se odnosi (video, tekst, slika, zvuk...), može se predstaviti na jedan isti način - nizom celih brojeva, (a svaki celi broj je moguće prevesti u nule i jedinice).

Najjednostavniji način shvatanja razlike između digitalnog i analognog jeste da u digitalnom svetu postoji jasna granica između crnog i belog, dok u analognom uvek postoje sive nijanse.

Prednost digitalnog signala je što se njegov kvalitet ne gubi prenosom. Kada bismo presnimavali video na starim VHS kasetama sa jedne na drugu, kvalitet snimka postajao je sve gori i gori svakim sledećim presnimavanjem. Sa druge strane, svaka kopija digitalnog videa sa jednog DVD-a na drugi uvek je istovetna originalu.

Međutim, prilikom konvertovanja iz analognog u digitalni signal, nešto će uvek biti izgubljeno. Kako tehnologija napreduje, digitalni zapis postaje sve precizniji, ali na kraju krajeva, uvek je ograničen - memorijom, tehnološkim mogućnostima i sl. U današnje vreme digitalni zapis je prevazišao granicu ljudskih čula. To znači, da npr. sada možemo digitalizovati zvuk tako da ljudsko uho ne može da primeti razliku između originala i snimka. Ekrani su postali toliko kvalitetni, da ne možemo da primetimo da se slika sastoji iz sitnih tačkica. Ljudsko oko ne može da primeti razliku između dve susedne nijanse neke boje na ekranu monitora - računari danas prikazuju sliku u više boja nego što možemo da razlikujemo. Ipak, iako smo mi sami zadovoljni digitalnom reprezentacijom realnosti oko nas, ne zaboravite da je to i dalje samo nesavršena kopija.

Kratka priča o razlikama između analognog i digitalnog signala

Da pokušamo sve ovo da objasnimo na jednom jednostavnom primeru... Recimo da Joca i Goca komuniciraju, mobilnim telefonom, ali na malo neobičan način.

Goca pokušava da oboji crtež, a Joca joj na mobilnom telefonu prikazuje koju boju treba da upotrebi.

Čak i da Goca savršeno prepoznaje boje, vrlo lako može da pogreši između dve slične nijanse. Takođe, postoje brojni faktori koji mogu uticati da izabere pogrešnu boju:

• što je Joca udaljeniji, teže je uočiti koja je boja u pitanju
• na prepoznavanje nijanse utiče i da li je u prostoriji svetlo ili mračno
• ako je prostorija npr. zadimljena, boja će izgledati drugačije

Svi spoljni činioci koji ometaju primaoca da dobije "čist" signal, odnosno podatak, nazivaju se šum. Takođe, kvalitet signala opada sa udaljenošću.

Pošto ovo očigledno nije funkcionisalo, Joca i Goca su se malo drugačije dogovorili. Joca je isključio ekran i počeo da koristi LED diodu na svom telefonu, kojom bljeska u kratkim razmacima. Dogovorili su se da broj "bljeskova" u stvari označava redni broj boje koju Goca treba da koristi.

Pogledajte kako se samo zahvaljujući drugom načinu tumačenja, potpuno promenio način komunikacije. Sada udaljenost nije problem - sve dok Goca vidi bljeskove, nije bitno da li su "slabi" ili "jaki". Takođe, bilo kakva ometanja - svetlost u prostoriji, dim i slično ne predstavljaju problem, pošto nije bitna boja bljeskova, već samo da li bljeska ima ili nema, kako bi mogli da se prebroje.

Naravno, nije sve idealno. Primetite kako se medij za prenos signala nije promenio - koristimo svetlost. Ne zaboravite, da se sve odvija u "stvarnom" svetu, koji je po svojoj prirodi analogan, pa tako i ovaj način komunikacije nasleđuje slabosti koje odatle potiču. Ako se udaljenost toliko poveća da se blic više ne vidi ili se između Joce i Goce postavi paravan koji potpuno blokira vidljivost, prenos podataka nije moguć.

Drugi nedostatak je što se signal stalno mora kodirati i dekodirati. Tačnije Joca prvo mora u nekoj tablici da pronađe koja boja se označava kojim brojem, a Goca koristi istu takvu tablicu da bi broj pretvorila nazad u boju. Ovo su procesi koji se nazivaju A/D konverzija (kodiranje analognog u digitalni podatak) i D/A konverzija (dekodiranje iz digitalnog u analogni). Ovo je nešto što mora da se uradi, prosto da bi ljudi mogli da prime informaciju - zamislite da umesto slike na svom monitoru vidite samo jedan beskrajan niz brojeva.

Najzad, primećujete da slanje digitalnog signala mnogo duže traje. Tačnije, pošto koristimo (i dalje analognu) svetlost, digitalizacija podatka zahteva veću "količinu" analognog signala. Dakle, možemo mi mnogo brže da bljeskamo, ali svejedno, suština je što tu ima mnogo više toga. Od čega ovo zavisi? Zamislite da se Joca i Goca dogovore da jedan bljesak označava crvenu, dva bljeska - žutu, tri bljeska - zelenu i četiri bljeska - plavu boju. Joca bi onda mogao da prenese samo najosnovnije boje - digitalizacijom se gubi ogroman broj nijansi. To bi značilo da "tablica" mora da uključi mnogo više boja i brojeva, pa bi tako za neke nijanse Joca morao da bljesne i par stotina puta!

Dakle, dolazimo do zaključka da što je digitalizacija preciznija, zahteva se veća količina podataka!

Ovo nije tako čudna stvar - na primer, šta mislite, da li bi stara gramofonska ploča mogla da sadrži digitalno zabeležen zvuk, kao na CD-u? Teorijski, da, ali bila bi nam potpuno beskorisna, jer bi količina podataka bila jako mala. Iako i ploča i CD imaju spiralu, razlika je u njenoj dužini. Na LP ploči je spirala dugačka oko 500 metara, a kada bismo "razmotali" CD, njegova spirala bi bila dugačka 6km! Toliko je "tanka" da je potreban laser da bi se pročitala.

Ipak, najvažnija je prednost digitalnog prenosa podataka koju dobijemo kada rešimo sve "tehničke" probleme: Goca sa potpunom sigurnošću zna koju boju treba da koristi.

I ne zaboravite još jednu bitnu stvar: jednom kada uspostavimo digitalni način prenosa (beleženja) podataka, možemo ga koristiti za bilo kakav digitalni podatak. Drugim rečima, sada bi Joca mogao Goci da prenese ne samo informaciju o boji, već i zvuk, tekst i sl. Bukvalno svaku moguću informaciju. Sve je samo stvar dogovora između njih dvoje (kodiranja i dekodiranja).

Zašto se onda ide ka digitalizaciji? Jednostavno, jednom digitalizovan podatak se može nesmetano čuvati, prenositi i kopirati. Analogni signal je, zbog svoje prirode, podložan smetnjama (šumovima), dok je digitalni podatak "otporan" na te probleme. Ne zaboravite - da bi se podatak prenosio, u fizičkom svetu, mora se koristiti neki analogni medijum - zvuk, svetlost, elektromagnetni talas, magnetni snimak, električni impuls... Međutim, takav analogni prenosnik se koristi u jasno razdvojenim stanjima (na kraju krajeva, sve što nam je potrebno su dva stanja, koja predstavljaju nulu i jedinicu). Čak i kada je signal u tolikoj meri narušen, uvek se nedostajući deo može ponovo poslati i sklopiti na odredištu. Iz toga na kraju i proizilaze sve prednosti digitalnog podatka.