Världen är analog och video idag är digital. Videokameror tar analogt ljus som faller på en sensor och konverterar det till digitalt. Efter att den har konverterats till digital kan du manipulera den - du kan justera färgerna, ljusstyrkan, du kan skärpa eller suddiga den. Det finns en mängd saker du enkelt kan göra med en digital signal.
Alla dessa beräkningar utförs av en mikroprocessor.
Mikroprocessorer är motorerna bakom datorer - de gör beräkningarna som gör ditt skrivande till bokstäver på skärmen. De räknar ut vad som ska visas bakom fönstret på din datorskärm när du stänger det. Mikroprocessorer hanterar din musikuppspelning och de utför många matematiska beräkningar varje sekund. De är utmärkta på allmänna beräkningar. Om du ger en mikroprocessor en mycket svår uppgift kan det ta ett tag att ta reda på det – detta kallas latens i många applikationer.
Latens är inget problem och vi har vant oss vid att vänta på att våra datorer ska ta reda på saker. Men när du spelar in video, om videofrågorna inte tolkas var 30:e sekund, börjar du sakna bildrutor. Det är därför digitala videokameror nästan alltid har en andra mikroprocessor inbyggd, avsedd för videoberäkningar. Detta är en digital signalprocessor eller DSP - vars uppgift är att utföra repetitiva matematiska uppgifter i realtid. Så medan din iphones huvudmikroprocessor kontrollerar om du har ett inkommande samtal, kör din e-post i bakgrunden och hanterar din Wi-Fi-signal, när video kommer genom linsen, lämnas dessa beräkningar till en andra mikroprocessor.
DSP:n utför ett begränsat antal beräkningar, men de utförs i en optimerad metod eftersom processorn förväntar sig att endast utföra dessa funktioner. Föreställ dig en vagn fylld med äpplen och apelsiner — jobbet är att skilja äpplen från apelsiner och att räkna antalet av varje. Om huvudprocessorn separerar dem har den andra processorns jobb förenklats till att bara räknas, vilket den – DSP i det här fallet – kan utföra mycket snabbare.
Några av jobben som en DSP kan utföra är:
- Reducera brus
- Fa beslut om ljusstyrka och kontrast
- Få beslut om färg
- Tidsbaserad korrigering
Var hittar jag digitala signalprocessorer?
Som videograf finns det flera ställen där du kan stöta på en digital signalprocessor, även om det är möjligt att du aldrig faktiskt ser en. Många DSP:er är chips inbyggda i kretskorten på befintliga enheter, men inte alla. Här är några platser där du kan stöta på en DSP:
- Fysiskt inbyggd i en kamera
- Fysiskt inbyggd i en annan maskinvara, till exempel en förstärkare
- Fysiskt inbyggd i en multifunktionsenhet som en smartphone
- Som en fristående enhet placerad mellan två komponenter, till exempel mellan din förstärkare och dina högtalare
En DSP i ett hemmabiosystem eller bilstereo, gör saker som att kontrollera när ljud kommer från varje högtalare så att allt når din föredragna lyssningsposition vid rätt tidpunkt - en process som kallas "automatisk rumsutjämning" - eller att lägga till ett eko till få det att låta mer som om du är på en teater eller en konsertsal. Om du är extremt noga med ditt ljud kanske du tycker att den inbyggda DSP:n är otillräcklig och köper en dedikerad enhet.
En annan sak som din DSP kommer att göra i din hemmabio är att känna igen och avkoda en mängd olika insignaler — är ditt ljud kodat som PCM eller Digital Dolby? Uppgiften att ta reda på det överlämnas vanligtvis till DSP:n, som måste se till att inte bara ramen som visas på skärmen är kopplad till en specifik del av ljudet, utan att ljudsignalen skickas genom var och en av två eller fyra eller fem eller sju högtalare vid exakt rätt tidpunkt så att de alla når dina öron i rätt ögonblick.
I din telefon eller videokamera fattar din DSP komplicerade beslut om hur ljus som kommer in genom linsen ska hanteras för att hjälpa dig att få den bild du letar efter.
SIDEBAR:Alla gillar sitt ljud lite annorlunda.
Kommer du ihåg den där scenen i Risky Business där Tom Cruises pappa kommer hem och tuktar honom för att ha blandat sig i Equalizer?
Joels far (Nicholas Pryor):Joel, hör du något konstigt? Något obehagligt?
Joel (Tom Cruise):Nej.
Joels far:En övervikt av bas, kanske?
Joel:Nej.
Joels far:Är det så här jag lämnade equalizern?
Joel:Nej.
Joels far:Det här är ingen leksak för dig och dina vänner. Om du inte kan använda den på rätt sätt ska du inte använda den alls.
Dagens DSP:er utför utjämning mycket mer exakt än en analog enhet utan att lägga till ytterligare brus till ditt system. Många hemmabio-DSP kommer att tillåta att ett antal anpassade inställningar sparas så att dina föräldrar kan lyssna på deras töntiga musik som de vill och, med en knapptryckning, kan du lyssna på Bob Seger som han var tänkt att vara lyssnat på — och inte bara det, utan videospel, akustisk musik och filmer har alla optimerade uppspelningsinställningar som styrs av DSP.
Kyle Cassidy är en prisbelönt journalist och filmskapare från Philadelphia.