１４．情報のデジタル表現

それでは今日は、情報のデジタル表現について話すぞ。まずはアナログデータとデジタルデータの違いからだ。

それがね、なおや君。アナログデータは自然界で測定される量なんだ。それが直観的に理解しやすいのが特徴さ。

例えば、音の大きさや明るさなんかがそれにあたるよ。これらは連続的な値を取る、つまりアナログなんだ。

デジタルデータは、これらアナログデータを数値に変換したものだ。その数値はとびとびの値、つまりデジタル量になるんだ。

それはね、デジタルデータの特徴がその理由だよ。デジタルデータは、ノイズの影響を受けにくい、データ量を少なくすることができる、さまざまなデータを統一的に扱うことができるんだ。

音楽CDを例に取ると、アナログレコードは傷がつくと音に影響が出るけど、CDは０と１の区別さえつけば再現できる。もちろん、これが区別できないレベルまで傷がつくと、今度はデジタルでは全く再現できない。

確かに、細かなニュアンスを捉えるという点ではアナログの方が優れていることもあるね。だから、それぞれの良さを理解して、適切に使い分けることが大切なんだよ。

情報をデジタル化する際には、情報の精度を保つためにどの程度の精密さで数値化するか、それを決めるのが大切だよ。

それは扱っている情報の種類や、どの程度の精度が必要かによるね。例えば、音楽データの場合、CDの音質を保つためには44.1kHzでサンプリングすることが一般的だよ。

サンプリング周波数はシャノンの定理に基づいて決められた値なんだ。シャノンの定理では、音声を正確に再現するためには、最低でもサンプリング周波数が信号の最大周波数の2倍以上である必要があると言われているんだ。

そういうことだよ。CDの場合、人間の聴覚範囲内の音を再生するために、最大周波数が20kHzくらいまで考慮されているから、44.1kHzのサンプリングレートで再生することで、高品質な音声が得られるのさ。

音質が高ければ高いほど良いというわけではないんだ。データ量も増えるから、バランスを見つけるのが大切だね。

アナログとデジタル、どちらもその特性を理解し、適切に活用することが情報デザインには大切だよ。

最初は難しく感じるかもしれないけど、慣れてくると自然と理解できるようになるよ。何かわからないことがあったら、いつでも質問してね。