Podręcznik

2. Do czego zmierzamy

Nie chodzi tutaj o szczegóły metod zdobywania informacji poprzez pozyskiwanie wiarygodnych źródeł, weryfikację prawdomówności świadków, przewidywanie miejsc i zdarzeń niezwykłych, interesujących dla dużej grupy odbiorców, odpowiednie wyszukiwanie nieznanych dotąd szczegółów czy okoliczności itp. Te i wiele innych form pozyskiwania informacji reprezentuje w naszych rozważaniach ''pomiar'', który odnosi się do fizycznych, biologicznych czy chemicznych uwarunkowań rejestracji sygnałów przenoszących informację. W pomiarach tych wykorzystywana jest różnego typu aparatura, zwykle obejmująca czujniki dostosowane do fizycznych/chemicznych/biologicznych podstaw pomiaru, przetworniki analogowo-cyfrowe, elektronikę wzmacniającą i wstępnie przetwarzającą sygnał, kodery i nośniki/łącza przekazujące zarejestrowany sygnał. Ten pomiar jest szczególny, odnosi się bowiem do wielostrumieniowej natury pozyskiwanej informacji, zintegrowanej treściowo (opisują tę samą rzeczywistość z różnych stron, wzajemnie się uzupełniając w efekcie synergii) i czasowo (znaczniki synchronizujące przekaz). Uwarunkowania pomiaru zależą zarówno od charakteru informacji, przyrodniczych form jej wyrazu, jak też od technologii kanału kształtującego i przekazującego strumienie informacji.

Wszystkie te aspekty i elementy zdobywania informacji będą modelowane za pomocą końcowego efektu określonego jako źródło informacji (niezerowej) zarządzanej przez ''nadawcę'', który pragnie przekazać odbiorcy pozyskane z tego źródła informacje. Zanim jednak poznamy wybrane modele źródeł informacji oraz sposoby i konsekwencje ich wykorzystania, w tym module zajmiemy się techniczną stroną pozyskania informacji za pomocą pomiarów.

Przedstawione zostaną wybrane modele i reprezentacje sygnałów, które integrują fizyczne podstawy pomiarów z formą reprezentacji treści stanowiącej istotę przekazu informacji. Wyjaśnione więc zostaną techniczne uwarunkowania pomiaru, który służy pozyskaniu tak cennej dla multimediów informacji. Spróbujemy odpowiedzieć na pytania, jak wiernie rejestrować poznawaną rzeczywistość, jak zmierzyć sygnał, który ją opisuje, jak unikać błędów i przekłamań, jak określić zasady, formy i sposób realizacji pomiarów, by zapewnić warunki wystarczające do pozyskania pełnej informacji o wydarzeniu, zjawisku czy niezwykłej, rzadkiej, chwilowo zaistniałej sytuacji.

Sygnałem jest zapis zmiany ciśnienia czy gęstości materiału, temperatury, liczba fotonów padających na określoną powierzchnię, czy też zmieniające się natężenie pola elektromagnetycznego. Odpowiednie sensory umożliwiając rejestrację mniej lub bardziej chwilowej wartości mierzonej wielkości fizycznej nie są wolne od zniekształceń, szumów czy zakłóceń efektu końcowego. Stała rejestracja wielkości mierzonych pozwala uzyskać ciągły w kolejnych chwilach czasowych sygnał analogowy. Bezpośrednie lub pośrednie przekształcanie tego zapisu w sygnał cyfrowy daje ''rozumiany'' przez skomputeryzowane dziś technologie strumień danych -- przedmiot transmisji informatywnych sygnałów do odbiorcy.

Po teoretycznej części wstępnej, przedmiotem zainteresowania stanie się pomiar sygnałów realnych za pomocą przykładowych systemów rejestracji sygnałów, przede wszystkim obrazu i dźwięku. Szczególne znaczenie ma tutaj specyfika zmysłu wzroku i słuchu, czyli zdolności percepcji odbiorcy informacji. Jeszcze bardziej istotne są zdolności poznawcze treści, rozumienie istoty przekazu, odkrycie znaczenia informacji, a przede wszystkim trafne/owocne jej wykorzystanie przed odbiorcę. Jeszcze bardziej znaczącym sukcesem w sensie ogólnym jest zdobycie i rozwój ogólnej wiedzy poznawczej, zdobycie mądrości prowadzące do prawdy, czyli pełnego poznania rzeczywistości.

Poprawę jakości mierzonych sygnałów osiąga się zwykle poprzez wstępne przetwarzanie sygnałów, zwykle poprawiające stosunek sygnału do szumu, rekonstruujące sygnał w dziedzinie percepcji treści przekazu przez odbiorcę.

Końcowym etapem jest opis cech rejestrowanego sygnału, wstępna charakterystyka jego właściwości, często prowadząca do wyspecyfikowania rodzaju i zakresu przenoszonej informacji. Jest to opis niskopoziomowy, dotyczący podstawowych cech sygnału bez analizy jego walorów semantycznych, bez rozpoznawania znaczeń i prób interpretacji przenoszonej treści.

Efektem końcowym jest uformowanie źródłowej, cyfrowej wersji przekazu danych. To jest nasz cel w tych rozważaniach, tj. określenie warunków pozyskania cennej informacji z wykorzystaniem odpowiednich technologii, by można było uformować sygnał cyfrowy zawierający pomierzone i odpowiednio ukształtowane dane. W tych danych ukryte są nowe treści, interesujące dla odbiorcy. Dalszą ich obróbką zajmiemy się w kolejnych modułach.

Ta część dotyczy problemu skutecznego reprezentowania informacji, zwracając uwagę tak na aspekty składni, ogólniej syntaktyki, jak i semantyki. Wybór przestrzeni opisu sygnałów, usuwanie nadmiarowości, docieranie do form przekształceń porządkujących i dobrze opisujących przekaz ogrywają kluczowe znaczenie w efektywnym kodowaniu i indeksowaniu danych. Dobór sposobu reprezentacji danych możliwie zwartej, a jednocześnie odnoszącej się do przejrzystych znaczeń wyrażanych przez nie treści wpływa na użyteczność każdej aplikacji multimedialnej.

Kluczowym elementem technologii i zastosowań multimediów jest przekaz informacji. Ten przekaz rozpoczyna się od pozyskania informacji. Można ją zdobyć w przeróżny sposób: coś usłyszeć, zobaczyć, skojarzyć czy po prostu przemyśleć głęboko jakiś problem i dość do oryginalnych wniosków na podstawie doświadczeń własnych lub cudzych itp.. Taką informację można przekazać werbalnie, można to coś opisać lub namalować, a nawet wyśpiewać.

Nowoczesne technologie pozwalają taki proces przekazu zdecydowanie przyspieszyć, zwiększyć jego zasięg, skale, powtarzalność, trwałość, dając możliwość formalnego opisu informacji, porównania do innych przekazów danych, mogą ubogacić formę przekazu zwielokrotniając siłę jej oddziaływania, a nawet dokonać weryfikacji jakościowej i interpretacji przekazywanej treści w odniesieniu do bogatych zasobów danych czy wiarygodnych źródeł wiedzy. Jednak najcenniejsza jest możliwość synchronicznego łączenia kilku strumieni przekazu, niekiedy na bieżąco, jego przetworzenia i dostosowania do warunków przekazu oraz sposobu prezentacji zgodnego z potrzebami odbiorcy. Technologie/techniki multimedialne udoskonalają na różnych płaszczyznach kontakt nadawcy z odbiorcą, jednak istotą, rdzeniem jest przekazywana informacja. Sposób jej zdobycia czy pozyskania jest więc niezwykle istotny, dzięki współczesnym możliwościom technicznym może być doskonalszy, pełniejszy, lepszej jakości, bardziej wiarygodny, obiektywny.