R.Melvin

Мы подражали волнам, мы колебались и вибрировали…

Часть первая
Часть вторая

Пора сделать следующий шаг.

Настало время выбрать красную таблетку и погрузиться в матрицу.

Дамы и господа, перед вами предпоследняя серия нашей истории. Телеканал не продлил сериал на второй сезон из-за низких рейтингов.

Сегодня мы погрузимся в мир цифр, узнаем, что такое бинарный код и как с его помощью замариновать шашлык зашифровать музыку и видео.

Погнали.

Бинарный, в переводе с орочьего на русский, означает двоичный.

Из названия можно понять, что код этот состоит из двух символов. 0 и 1.

Зачем он нужен, если мы с успехом пользуемся десятичной системой исчисления и всем норм?

Можно сказать, что вопрос передачи информации на дальние расстояния, появился с открытием электричества, но это не так. Сигнальный костер является отличным примером двоичного кода. Костер горит (1) – напали враги, не горит (0) – в Багдаде все спокойно. Пока там ваш голубь с запиской долетит, а большой костер видно за километры. А если поджечь голубя, то эффект увеличивается в разы.

Да, много информации таким способом не передашь, но ведь можно и усложнить. А давайте три костра рядом соорудим, итого у нас будет 8 различных комбинаций. Например, 001 – на город напали, 011 – дворец пал, 110 – заказ пиццы во дворец. Главное потом не напутать.

Полицию вызвать таким способом не получится, а пожарных вполне.

Буквы или цифры по проводам передать невозможно, а вот двоичный код просто. Свет горит – 1, не горит – 0. Есть напряжение – 1, нет напряжения – 0. Достиг успеха в жизни – 1, ничего не добился – 0.

Из меня и сына маминой подруги, например, можно составить двоичный код.

Значок кнопки питания тоже тянет корни из бинарной логики. 1 и 0.

Двоичный код можно сравнить с алфавитом. Сами по себе буквы – это просто набор закорючек, смысл они обретают лишь в связке с языком. Могут быть сотни различных языков, использующих один и тот же алфавит, но на одном языке фраза будет иметь смысл, а на других она будет просто набором бессмысленных букв и звуков. Почти как наше существование.

Чтобы закодировать нолями и палками любую информацию, нам нужно еще и придумать язык, который эти цифры будет переводить во что-то осмысленное.

Компьютеры работают на двоичном коде, информация на жестком диске хранится в двоичном коде, все ваши песни в телефоне, фильмы и даже папка с мемами – тоже состоят из двоичного кода. И для каждого формата используется свой язык. Поэтому вы не можете открыть PDF в музыкальном плеере, или фильм в ворде. Кодировка там разная.

У двоичного кода есть и минус – его длина. Из-за наличия всего двух символов, закодированная информация получается очень длинной.

Один бит информации – это и есть 0 или 1. В одном мегабайте данных – 8 388 608 нулей и единиц. Нехило, правда? Уж можем себе позволить разгуляться на весь объем.

Подходим к главному.

У нас была волна, клубные колонки, компакт-диск и пара цифр. Мы хотели танцевать.

Как двумя цифрами изобразить волну?

Все гениальное просто – записывать высоту волны через маленькие промежутки времени. Называется это импульсно кодовой модуляцией.

На CD дисках такая запись происходит 44 100 раз в секунду и каждый замер сигнала кодируется 16-ти битным числом.

В итоге мы имеем такую картину:

Как рисование картин по точкам с нумерацией.

И тут уже не обойтись без вычислительной техники, чтобы такое провернуть. Для записи аналога в цифру используется АЦП (аналого- цифровой преобразователь)
А для воспроизведения цифры ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь)

С картинками все иначе – мы зашифровываем яркость, цвет и координаты каждого пикселя. Ваш монитор старательно воспроизводит эту инструкцию, и мы видим фото с котиком. А видео – это сменяющиеся картинки. Принцип тот же.

Во времена CD дисков и трава была травенее и шушпанчики толще. А вот скорость интернета и объем носителей были весьма факапными.

Мы не могли позволить себе такую роскошь, как громоздкие файлы. И речь ведь не только о скачивании картинок и фильмов с торрента. Интернет в том виде, в каком мы его знаем, не мог бы существовать без алгоритмов сжатия.

И их таки придумали. Знакомьтесь, два брата шакала – MP3 и JPEG.

Оба эти алгоритма используют особенности нашего восприятия. MP3, например, использует кучу разных уловок. Психоакустика, в связке с нашим аналого- чувственным преобразователем.

Не слышите до 20гц и выше 18 000Гц? Срежем их нафиг. Во время громкого звука не различаете более тихие? Тоже под нож. Сразу после громкого звука наступает краткий период глухоты? Под нож. Две разные дорожки для стерео непозволительная роскошь. Складываем их вместе, и находим чем они отличаются. Не такие уж они и разные, а значит, можно сократить лишние данные. И многое другое. На слух, большинство людей не определит подмены, а размер уменьшился в десяток раз.

То же самое и джипегом. Зачем прописывать характеристики каждого пикселя, если у нас целые блоки одного цвета и яркости? Пропишем один раз и укажем сколько таких. Наше зрение менее чувствительно к изменениям цветности, чем к изменениям яркости. Значит часть цветовой информации можно убрать. Например, объединить каждые 4 пикселя в один.

Сами по себе эти алгоритмы, при разумном использовании - наши друзья. Они действительно убирают излишнюю информацию, которую мы просто не воспринимаем. Шакалы наступают при попытках сжать несжимаемое, тут уже вовсю идет потеря качества.

До встречи в последней серии нашего увлекательного путешествия.

Один хороший динозавр @RaptoReX просил рассказать, как по воздуху передается звук и видео.

На несколько дней я внедрился в мир волн под прикрытием, наблюдал за волнами, вел себя как волна, думал, как волна и теперь готов поведать чем они живут.

Тема обширная и поэтому я решил разделить этот пост на несколько частей. В первой части мы рассмотрим, что такое звук, а в следующих - чем отличается аналоговый источник от цифрового и способы их передачи.

Погнали.

В начале было слово. И слово это было волной.

Любой звук — это распространение упругих волн в газообразной, жидкой или твёрдой среде. Или просто волн в упругой среде. Другие дни недели нам не понадобятся. Да и не упругие они у вас.

Воздух, в котором мы есть – это та самая среда. Вакуум, например, в которым мы не есть – не передает звук. Там нечему колебаться, там нет газа. Поэтому, если вы в фильмах слышите звук взрыва в космическом пространстве, то знайте – вас обманывают. Видео постановочное.

В данном посте мы будем рассматривать передачу звука только по воздуху, хотя в твердых телах звуковые волны передаются круче и быстрее.

Когда мы говорим, как все любят, словами через рот — мы колеблем воздух, создавая волны.

Человеки различают как звук - частоту волн в диапазоне 16 - 20 000Гц. Именно этот диапазон мы и называем звуком. Все, что ниже – инфразвук, выше – ультразвук. Слышать мы, и то и другое не можем. А зверушки всякие могут, но это их, зверушечьи, проблемы.

Считается, что именно слухом животные чуют опасность надвигающихся природных катастроф. Звуки надвигающегося цунами или извержения вулкана находятся в диапазоне инфразвука. Сверчок соберет вещи и свалит из страны задолго до того, как вы увидите извержение.

Источником звука может быть любое колеблющееся тело. Это могут быть как ваши голосовые связки, струна гитары, динамик или просто, когда вы колеблете чужие тела.

Со струной понятно, со связками вроде тоже. А как работает динамик, он же электрический?

Сами по себе ток и магниты не издают звуков, они нужны только для того, чтобы заставить диффузор колебаться с частотой подаваемого тока и создавать звуковые волны. Представьте воздушный шарик на воде.

Мы давим на него и отпускаем, от него кругами расходятся длинные волны. А затем мы начинаем быстро надавливать на шарик и отпускать - начинает идти мелкая высокочастотная рябь. Примерно так диффузор и создает звуковые волны в воздухе.

Если вы сможете двигать диффузор динамика с частотой в 10 тысяч колебаний в секунду, то и магниты с током вам не нужны. Чем быстрее будете двигать - тем выше будут частоты, чем больше силы прилагать – тем громче.

Указанные герцы в диапазоне – это и есть частота колебаний. От 16 до 20000 колебаний в секунду.

Другими словами, динамик лишь подражает вашим голосовым связкам или струне на гитаре, колеблясь с той же силой и частотой, тем самым воспроизводя тот же звук. Пародист чертов.

Все эти колебательно-пихательные предметы создают аналоговый трушный звук.

Тут важно упомянуть еще один аспект. С звуковыми частотами и волнами мы худо-бедно разобрались. Но мы ведь живем в мире волн. Даже не так. В волновом хаосе!

Механические волны, электромагнитные волны, да даже свет – это волны. Почему именно указанный, из сотен других, диапазон звучит, а не сияет или магнитит?

Тут надо поближе рассмотреть, как работает наш слух.

Наши уши немного сложнее и глубже, чем просто два лопуха снаружи. Звуковые волны, попадая в ушной канал передаются на барабанную перепонку, которая начинать вибрировать.

Далее эти вибрации усиливаются с помощью вибрирующего набора юного кузнеца (молоточек, наковальня и стремечко) и попадают в улитку. Улитка заполнена жидкостью, которая начинает вибрировать, и в ней живет около 20 000 волосковых клеток. И вы ни за что не догадаетесь, что делают эти волосковые клетки...

Они вибрируют. Да, все у вас в ухе только и делают, что вибрируют.

Каждая эта волосковая клетка реагирует на определенный диапазон и отправляет импульсы в мозг. Поэтому с возрастом мы слышим все меньше и меньше частот. Довибрировались, что называется.

Отсюда следует первая важная мысль: Мы не слышим сами волны, мы слышим их интерпретацию, сделанную нашим мозгом. Скорее всего, мы все слышим одни и те же звуки совершенно по-разному. А на инфра- ультразвуковые диапазоны у нас просто нет ответственных клеток. Никто не хочет вибрировать под мидбас или мерзкий писк.

Наши уши - это первый преобразователь, важный для понимания второй части. Я назвал его АЧП. Аналого-чувственный преобразователь. Ведь слух — это орган чувств.

Есть целая научная дисциплина – психоакустика. И дисциплина эта изучает не акустику психов, как можно подумать, а психологические и физиологические особенности восприятия звука человеком. Ну и психом, конечно же.

На этом первая часть все. Встретимся в следующей серии.

Что же такое огонь?

Как все мы знаем - можно бесконечно смотреть на три вещи: как горит пламя, и на две другие вещи. На остальное смотреть можно, конечно, но не желательно.

Однажды к вам подойдет мелкий человечек и задаст простой, на первый взгляд, вопрос: Почему горит огонь?

И тут вы, такие дохрена умные и образованные сядете в лужу и не сможете ответить своему чаду. Или не чаду, а младшему брату, а может к вам вообще незнакомый карлик подошел с таким вопросом, не суть.

"Почему трава зеленая? Почему огонь греет? Почему ты такой старый? Почему нельзя докинуть камень до луны?"

А что мы еще можем ответить? Мы можем рассказать, как горят сроки на работе, как горят пердаки у физиков, читающих эту статью, как горят звезды в ночном небе. А что такое вообще огонь?..

Будем разбираться.

Огонь – это не твердое вещество, не жидкость, не совсем газ и не плазма. Плазма – это телевизоры, которые, кстати, уже не выпускают.

Для нас, огонь ассоциируется с двумя вещами (и да, это не те две другие вещи, на которые можно смотреть бесконечно) – свет и тепло. А свет и тепло – это только видимая часть огня, называемая пламенем.

Однако бывает горение и без пламени. В качестве примера можно сравнить сигарету и костер. На костре в лесу можно пожарить белок, тут мы видим и тепло и свет. Все, как мы любим. А сигарета тлеет, там нет пламени. Но ведь и то и другое горит. Разница в материале.

И так, для появления огня нужно 3 условия: топливо, окислитель и температура. Когда-то все было проще и вполне хватало жертвы богам. Но потом Прометей принес огонь людям, сказал: «Дальше сами, ребята.» И пошел кормить орла своей печенью.

Заметьте, я сказал окислитель, а не кислород. Потому что горение – это процесс окисления.

Окислитель может быть разным, хлор и фтор то же прекрасно справляются с этой задачей. Причем в атмосфере фтора горит вода. В этой связке вода является топливом, и в результате сгорания выделяется кислород. А цвет пламени бледно-фиолетовый.

Итак, у нас есть окислитель, топливо и пара белок на шампурах. Что дальше? Пора бы уже что-нибудь поджечь. А дальше первые два компонента нам надо нагреть.

Если не читали, то хотя бы слышали название романа Рэя Брэдбери «451 градус по Фаренгейту». Он назван так потому, что примерно при этой температуре (233°C) загорается бумага. Это «температура воспламенения», выше которой твердое топливо выделяет горючие пары или газообразные продукты разложения в количестве, достаточном для их устойчивого горения.

Вот почему так тяжело воспламенить какого-нибудь гандона своим взглядом, полным ненависти. Температуры недостаточно для запуска процессов. Максимум мы его слегка обуглим, но при этом глаза лопнут от натуги.

Если совсем на пальцах, то мы нагреваем топливо до той температуры, при которой начинают разрушаться молекулярные связи и начинается активный процесс окисления. И понеслась. Газики там всякие, офигенная температура, что аж все светится, тепловая энергия… Образцовая такая вечеринка в преисподней. По сути пламя - это горячий газ.

А чтобы потушить огонь, нам нужно убрать любой из трех компонентов. Загорелась у вас пепельница - выкачиваете весь воздух в комнате и создаете вакуум. Вот так просто.

Не, ну можно, конечно, и водичкой плеснуть. Но водичкой плескать можно не во все подряд. Например, тушить горящее масло или бензин водой – ну его нахер. Будет мини взрыв.

Кстати, а как вода тушит огонь?

При соприкосновении с горящим предметом, вода превращается в пар. При этом отнимается много теплоты у горящего тела. Испарение – очень энергозатратный процесс, который нехило так остужает. Если тебе жарко – то испарись.

Пар, образованный при тушении, занимает объем, в сотни раз больший, чем объем воды из которого он получился, при этом оттесняется кислород и дальнейшее горение становится невозможным.

И что эффективнее тушит огонь: вытеснение кислорода или понижение температуры топлива – тут еще надо посмотреть.

Есть занятный метод тушения пожаров другим пожаром, когда поджигается лес с противоположной от пожара стороны. Называется это встречным пламенем. На первый взгляд не очень умная затея.

Идея тут в том, чтобы лишить пожар топлива на его пути. Но почему два пожара должны встретиться, а не идти в одном направлении? Во-первых, все пожары друг другу бро, и кидаются в объятия. Во-вторых, когда ветер раздувает и направляет пожар в определенном направлении, впереди огня существует обратное течение воздуха, навстречу пламени.

Нагреваясь над бушующем пламенем, воздух становится легче. Он вытесняется вверх свежим воздухом, который еще не нагрелся. Образовывается тяга воздуха навстречу пламени.

Поэтому необходимо зажигать встречный огонь в тот момент, когда ощущается тяга воздуха навстречу пламени. В противном случае, пожар распространится еще в больших размерах и надо съебывать как можно дальше.

Конечно же, это очень упрощенное объяснение такого сложного процесса. Но, по крайней мере, будет что карлику ответить.

Какие они, эти люди?

Каково быть собакой?

Сложно ответить на этот вопрос. Ничего другого я и не знал,

мне не с чем сравнивать.

А каково быть человеком?..

Наверное, каждый человек с легкостью ответит на этот

вопрос. Я же никогда не мог понять людей, хотя и прожил с

ними всю жизнь.

Я расскажу вам свою историю, а вы судите сами.

Нас было пятеро щенков. Жили мы в какой-то подворотне. Я

не помню, чтобы видел людей в то время, значит мы были

бездомными дворнягами, как выражается человек. Для меня

это пустые звуки, но для них это имело значение. У людей

есть странное слово - родословная, они верили, что тебя

определяет не то, кто ты есть, а то, где и кем ты рожден.

До двухмесячного возраста дожили только я, и еще двое

щенков. Что случилось с двумя другими, я не знаю. Просто в

один момент я их больше не видел.

Потом меня забрали люди.

Мне повезло больше остальных моих сородичей. Я был

щенком, и я был довольно красив по их понятиям. А люди

всегда выбирают только красивые вещи. Мне не важно было,

насколько красивыми был мой ошейник, или моя миска. Мне

не важно было насколько красивыми были люди, к которым

я привязался. Я вообще не знал, что такое красота. Но им это

все было важно. Они старались окружить себя только

красивыми вещами.

Я попал к девочке, был вручен ей как подарок. Я быстро

понял, что ты интересен людям, только пока ты их

развлекаешь. И я старался быть нужным. Я пытался делать

то, что нравится девочке и не делать того, что ей не нравится.

Как и все люди, она приписывала мне человеческие чувства.

Со мной разговаривали, играли, одевали в наряды,

причесывали и разрисовывали фломастерами.

Был ли я тогда счастлив? Наверное, да. Другого я не знал, и

уже не мог представить свою жизнь без человека. Я ждал ее

долгие часы у двери. Я любил прогулки с ней. Я всю ночь

лежал с ней рядом пока она спала. Мне было плохо, когда

грустила она.

Это была беззаботная жизнь. Я всегда был накормлен, мне

было сухо и тепло. А самое главное, я был рядом с девочкой,

к которой сильно привязался. Это была сильная

эмоциональная связь, я зависел от нее.

Но однажды, люди стали складывать все вещи в коробки. Я

давно заметил, как постепенно менялась энергетика в доме.

Я не понимал, что происходит, но чувствовал нарастающую

тревогу. Девочка была расстроена, когда гуляла со мной.

Потом мне говорили какие-то слова, все меня гладили, и

отнесли к другим людям. В то утро я видел девочку в

последний раз. Они уехали.

Как я уже говорил, люди часто любят приписывать

животным человеческие чувства. Но делают они это

избирательно. От нас ждали, чтобы мы были милыми и

забавными, понимающими и сочувствующими. Но никому из

них не приходило в голову, есть ли у нас собственные чувства

- можем ли мы грустить, чувствуем ли боль?..

Тогда я впервые узнал, что такое тоска. Я настолько

привязался к девочке, что не знал, как жить без нее. Я

перестал есть, я перестал спать. Я все время сидел у двери, и

ждал, когда она придет, и мы пойдем на прогулку, как

раньше. Я звал ее и выл от тоски.

Очень скоро, новым людям это надоело. Я чувствовал, как у

них нарастает злость на меня. Но мне было все равно. И

тогда меня отдали другому человеку. Я не оправдал их

ожиданий. Я не был милым и забавным, как того от меня

ждали.

Тогда началась моя дрессировка. Новый человек, к которому

я попал, был жестоким. Он пытался палкой вбить в меня

новые рефлексы. Сделать из меня безропотную машину,

подчиняющуюся командам. И ему это удавалось. Я

озлобился. Все мы, рано или поздно, перенимаем черты

человека. Он называл себя моим хозяином, ему доставляло

удовольствие видеть свою власть над более слабыми.

Постепенно я стал таким же. Я кидался на более слабых

собак, рычал на других людей. В моем мире была лишь

злоба. Все реже я вспоминал девочку, она была из прошлой

жизни.

Люди были непредсказуемы. Вот почему они завладели

планетой. Животное делает что-либо только ради

необходимости. Мы убиваем чтобы есть или чтобы выжить.

Но люди, зачастую делают что-то просто так. Убивают ради

удовольствия, истязают и мучают ради удовольствия. Просто

потому что могут.

Если раньше мои наказания имели хоть какой-то смысл, то

тогда это была просто забава. И все что мне оставалось, это

смириться.

После очередного развлечения хозяина, у меня была

сломана лапа. И от меня избавились. Просто выкинули на

дорогу.

Долгое время я жил на улице. Озлобленный. Я никому не

доверял и боялся людей. Приходилось воровать еду, искать

ее в мусорных баках, ловить крыс и голубей. Как только ты

перестаешь быть милым щенком и превращаешься в

грязного хромого пса, к тебе начинают испытывать

отвращение. Такова жизнь среди людей – если ты некрасив,

то тебя стараются не замечать. И хорошо если не замечают,

для слабых людей ты становишься еще более лакомой

добычей в их жестокости. Никто не осудит человека, если он

бьет помойного пса, лишь бы не милого щеночка.

Однажды я встретил на улице девочку из моего детства. Я

сразу узнал ее по запаху. Она прошла мимо, не обратив на

меня внимания, а я даже не остановился ни на миг. Я был

уже совсем другим псом, а она была уже другим человеком.

Да и чего мне было ждать от нее, я уже не был ее игрушкой.

Если бы я помер тогда, от голода или от холода, то сейчас я

бы сказал, что все люди были отвратительными существами.

Но жизнь моя продолжалась, и в ней снова появился

человек.

Человек этот был уже не молод, и одинок, как и я. Я все

чаще встречал его на улице, и он каждый раз пытался дать

мне еды. Поначалу я его остерегался, и даже попытался

укусить, когда он протянул руки слишком близко ко мне.

Человек сразу все понял, и больше таких попыток не

принимал. Впервые я увидел от людей нечто вроде

уважения. Он не боялся укуса, нет. Он запросто мог силой

добиться своего, как люди всегда и поступали. Но он с

уважением отнесся к тому, что мне это не нравилось.

Постепенно я привык к нему. А он ко мне. Я каждый день

встречал его на улице, и мы часами сидели и молчали. Он о

чем-то размышлял, а я… Я просто не понимал, что со мной

происходит. Увидев столько жестокости от людей, я не хотел

оставаться одному, и не хотел, чтобы этот человек уходил.

Однажды он позвал меня за собой, и я пошел. Не

подчинился команде, а выбрал сам. Он привел меня домой,

я с тех пор я жил у него.

Тогда я увидел совершенно другой тип людей. И сейчас

понимаю, что не все люди одинаковые. Его эмоции были

иными. У него была постоянная тоска, и в то же время,

безграничное сострадание. Он не требовал его развлекать,

он не требовал быть милым, он просто принимал меня

таким, какой я есть. Хромым старым дворнягой, которого

потрепала жизнь.

Он читал мне книги вслух, а я слушал его голос и лежал в

полудреме. Мы гуляли каждый день, и он часами сидел на

скамейке, а я лежал рядом. Он не был моим хозяином, а я не

был его животным. Но я готов был умереть, защищая его, а

он был готов на все ради меня.

Спустя несколько лет, он умер.

Скоро умру и я. То ли от тоски, то ли от старости.

Так какие они, эти люди?..

Жестокие? Да.

Самовлюбленные и эгоистичные? Да.

Сострадающие и грустные? Да.

Они разные.

Возможно, у других собак истории совсем иные. Может кто-

то видел только добрых людей, кто-то только жестоких. Я же

видел разных.

Каково было жить собакой среди людей?

Тяжело.

Но сравнивать мне, опять же, не с чем.