情報のディジタル化のテスト問題でどうしても分からない問題があるので教えてください。 1,次のものをディジタル化する…

Question

情報のディジタル化のテスト問題でどうしても分からない問題があるので教えてください。

1,次のものをディジタル化するとき、情報量は何バイト必要か、計算式を答えなさい。（1）写真を102

4×768の細かさ各色を256段階でディジタル化したときに必要な情報量は何バイトか。
（2）5分間のスピーチを44100Hzで分割し、それを65536段階で大きさを表現したときに保存するのに必要な情報量は何バイトか。
（3）30分のテレビ番組をディジタル化するときに必要な情報量は何バイトか。ただし画質は720×480の大きさで各色を256段階で表現し、音声は44100Hzで分割し、大きさは256段階とする。また、fpsは標準の29.97とする。

2.実際にコンサートで聞いた音と、CDで聞いた音が違うように聞こえることがある。それはなぜか説明しなさい。また、実際の音に近づけるためにはどうすればよいか、改善方法をこたえなさい。

中学生なので簡単に教えてくださると幸いです

Answer 1

(1)1024x768
各色つまり、RGB(Red,Green,Blue)について256段階ということは、
0～ffまで、1バイトでの表現の最大ってことです。
必要な情報量は、各ドットについて３バイトと言うことになり、
1024x768x3です。

(2)
65536=2バイトと覚えてください。256x256です。
Hzとは通常、１秒間の周波数(波の数)ですが、ここではサンプリング数、１秒間に記録する回数です。
１秒間に44100回記録し、１回の記録に２バイト必要、
それが5x60秒必要です。
ちなみに、これはモノクロタイプで、ステレオなら左右のデータが必要なので２倍になります。

(3)
(1)と(2)の組み合わせですが、
動画なので、fps(FlamePerSecond)が29.97、
つまり、１秒間に29.97コマの画像があるわけです。
画像1コマのバイト数=720x480x3
画像30分のバイト数は、１コマのバイト数x30x60x29.97
音声1秒間のバイト数=44100x1バイト
音声30分のバイト数は、1秒間のバイト数x30x60

2.
中学生がコンサートで聞いたことがあるのかどうか疑問ですが。。。
実際の音はアナログ、つまり無段階の無数の波であるのに対し、
デジタルは、１秒間を特定の回数で分割しかつ、波の大きさを特定の段階に切り分けています。
できるだけ自然に近づけるには、サンプリング周波数(44100Hz)をできるだけ多くし、
波の大きさ(65536段階)もできるだけ細かく分解、表現できるようにする。
現実的には、CD、つまり正確に録音しデジタル化する技術だけでなく、
正確にスピーカーから再生する技術も必要ですが。