Hur digitala bilder och ljud kodas och komprimeras

Vektorbilder måste omvandlas till bitmappade bilder innan de kan visas. Denna process kallas rasterisering, vilket syftar på den gamla rasterprocessen som användes i äldre TV-apparater för att bygga upp bilder rad för rad. När användare gör ändringar i en bild krävs det en hel del arbete för att hålla skärmen uppdaterad. För datorns processor innebär detta ofta att en specialiserad chip används.

Färgmixen som används vid ljus är inte densamma som den som används för att blanda färger i målarfärger. Svart representeras som 0, 0, 0 eftersom det inte innehåller något ljus, medan vitt är 255, 255, 255 – det maximala värdet av alla tre färgerna.

En annan viktig aspekt av bildkvalitet är bitdjupet, som definierar hur många bitar som används för att lagra det binära värdet för färgen på varje pixel. För en färgbild används åtminstone 24 bitar per pixel, vilket gör att mängden information som kan lagras är mycket hög och kräver mer lagringsutrymme. Det här förklarar varför bildernas filstorlek har ökat avsevärt i takt med att kamerorna har blivit bättre och kan fånga mer detaljer. Ett högupplöst foto kan vara så stort som 12 MB, och bilder från professionella digitalkameror kan vara hela 40 MB.

Därför blir filer, särskilt bilder, mycket större ju bättre kvalitet och högre upplösning de har. Ett exempel på detta är IBM RAMAC 350, som utvecklades 1956 och var den första datorn med en magnetisk hårddisk. Den vägde ett ton och hade 50 diskar som tillsammans kunde lagra 5 MB data – vilket är ungefär lika stort som en högupplöst jpeg-bild i dag. I dag kan vi bära omkring gigabyte av data i våra fickor, på våra mobiltelefoner.

För att hantera dessa stora filer och göra dem lättare att dela och lagra, komprimeras bilder ofta. Komprimering kan vara antingen förlustfri eller förlustig. Vid förlustfri komprimering förloras ingen information, och bildens kvalitet förblir densamma, medan vid förlustig komprimering förloras viss information för att göra filen mindre, vilket påverkar bildkvaliteten.

Ljudkvaliteten påverkas av flera faktorer, inklusive samplingsfrekvens och bitdjup. Ju fler prover som tas per sekund, desto mer exakt representeras ljudet. Ju högre bitdjup, desto mer information kan lagras för varje sample, vilket ger högre kvalitet på inspelningen. Det totala antalet bitar per sekund, eller bitfrekvensen, är ett resultat av kombinationen av samplingsfrekvens och bitdjup, och högre bitfrekvenser innebär bättre ljudkvalitet.

När det gäller video består den av en serie stillbilder, eller ramar, som visas i snabb följd. Ramarna visas vid en konstant hastighet, känd som bildhastighet, vilket motsvarar samplingsfrekvensen för ljud. Precis som med stillbilder är varje ram uppbyggd av pixlar, och information om varje pixels färg och ljusstyrka lagras som binära tal. Antalet bitar som används för att lagra bilder och ljud per sekund av video kallas bitfrekvens.

Videoediteringsprogram gör det möjligt för användare att importera videoklipp och ljudfiler, vilka sedan kan redigeras, arrangeras och kompletteras med effekter som övergångar och titlar. Programmen gör det också möjligt att tillämpa färgeffekter på videon.

Bildhastigheten, eller antalet bilder per sekund (fps), påverkar hur jämn och realistisk rörelsen ser ut för det mänskliga ögat. Standardbildhastigheten för film och digital video konverterad från analog film är 24 fps, men video skapad med digitala kameror kan vara något snabbare, på 25 eller 30 fps. Människor är vana vid att se 24 fps, så högre bildhastigheter kan kännas konstiga och onaturliga.

Förståelsen för hur dessa kodningstekniker och komprimeringsmetoder påverkar kvalitet och filstorlek är avgörande för alla som arbetar med digitalt innehåll, från fotografer och videoredigerare till ljudtekniker och programutvecklare. Det är också viktigt att förstå de olika codecs som används för olika typer av media, och hur de kan optimeras för att balansera filstorlek och kvalitet beroende på användningsområde.

Hur skyddar vi oss från cyberattacker och datastöld?

Cyberattacker är ett ständigt växande problem i dagens digitala värld. Genom att ständigt utveckla nya metoder för att stjäla personlig information eller orsaka skada på datorer och nätverk, har angripare blivit mer sofistikerade och svåra att upptäcka. Cybersecurity handlar om att skydda våra datorer, nätverk och data från sådana attacker. Det handlar om att hålla våra system säkra mot hackare och säkerställa att vi kan skydda både personlig information och organisatorisk data.

En av de mest utbredda metoderna för att stjäla data är social engineering, där angripare använder psykologiska tekniker för att manipulera användare och få åtkomst till deras system. Genom att använda en användares egna svagheter, som osäkerhet eller bristande kunskap om cybersäkerhet, kan hackare lura dem att avslöja känslig information, som inloggningsuppgifter eller bankkontouppgifter. Det är en metod som har visat sig vara mycket effektiv eftersom den inte enbart är beroende av tekniska svagheter utan också på användarens beteende.

Angrepp på datorer och nätverk kan ske på många sätt. En av de vanligaste teknikerna är så kallad brute-force attack, där hackaren försöker alla möjliga lösenord för att hitta ett som fungerar. En annan metod är Distributed Denial of Service (DDoS), där en webbplats blir överbelastad med falsk trafik, vilket gör att den blir otillgänglig för användare. Hackare kan också använda programvara som keyloggers för att spåra varje tangenttryckning på en användares dator och fånga upp information som lösenord eller bankuppgifter.

Trots att dessa positiva "white hat"-hackare gör sitt bästa för att förebygga attacker är det ändå de "Black hat"-hackarna som står för de största hoten. De angriper system utan tillstånd för att stjäla data eller orsaka skada. Deras metoder kan vara både tekniskt avancerade och svåra att upptäcka, och därför är det viktigt att alla användare är medvetna om de risker som finns online.

En vanlig metod för att stjäla data är att använda Wi-Fi-mirroring, där hackaren skapar en falsk Wi-Fi-hotspot som användare omedvetet ansluter till. Genom att göra detta kan hackaren övervaka all aktivitet på den anslutna enheten, inklusive användarnas inloggningsuppgifter och privata meddelanden. Dessutom kan angripare använda så kallade keyloggers för att spela in varje tangenttryckning, vilket gör det möjligt för dem att få tillgång till lösenord och annan känslig information.

För att skydda sig från dessa typer av attacker bör användare vara medvetna om riskerna och följa några grundläggande säkerhetsåtgärder. Installera antivirusprogram och brandväggar för att förhindra skadlig programvara från att komma åt enheten. Använd en lösenordshanterare för att lagra och hantera lösenord på ett säkert sätt, och se till att du använder starka och unika lösenord för varje webbplats. En annan viktig åtgärd är att undvika att öppna bilagor eller klicka på länkar i e-postmeddelanden från okända avsändare, eftersom detta är en vanlig taktik i phishing-attacker.

Vidare bör användare alltid använda säkra Wi-Fi-nätverk och vara försiktiga när de ansluter till offentliga Wi-Fi-hotspots. Använd helst ett virtuellt privat nätverk (VPN) för att skydda sin internettrafik och förhindra att hackare får tillgång till känslig information. För att ytterligare minska risken för att bli utsatt för cyberbrott, bör du också regelbundet uppdatera din programvara och hålla operativsystemet och apparna på din enhet uppdaterade med de senaste säkerhetspatcharna.

För att vara riktigt säker måste användare förstå att det inte bara är tekniska åtgärder som skyddar mot cyberattacker. Även om det är viktigt att ha rätt säkerhetsprogram och brandväggar på plats, spelar användarens beteende en avgörande roll. Genom att vara vaksam på misstänkta e-postmeddelanden, inte klicka på okända länkar och använda säkra lösenord kan vi alla göra mycket för att skydda oss från de faror som lurar på nätet.