Câu hỏi mở đầu trang 28

Đề bài: Trong tin học, âm thanh và hình ảnh là hai trong các dạng thông tin quan trọng của đa phương tiện (multimedia) mà con người có thể tiếp nhận qua các giác quan. Những thông tin này được lưu trong máy tính như thế nào?

Lời giải:

Âm thanh và hình ảnh trong máy tính đều được lưu trữ dưới dạng số hoá (chuyển thành dãy bit gồm 0 và 1).

• Âm thanh được số hoá bằng cách lấy mẫu biên độ tín hiệu sóng âm theo chu kì và biểu diễn các giá trị mẫu bằng dãy bit (phương pháp PCM).
• Hình ảnh được số hoá bằng cách chia thành các điểm ảnh (pixel), mỗi điểm ảnh được mã hoá bởi mã màu theo hệ màu RGB.

→ Nhờ số hoá, máy tính có thể lưu trữ, xử lí và truyền âm thanh, hình ảnh dễ dàng.

1. Biểu diễn âm thanh

Hoạt động 1 trang 28

Đề bài: Âm thanh được truyền đi bằng sóng âm. Sóng âm có dạng hình sin như Hình 6.1, được gọi là tín hiệu âm thanh tương tự (analog). Để có thể xử lí một cách hiệu quả, âm thanh trong máy tính cần được lưu trữ dưới dạng số hoá (âm thanh số). Vậy âm thanh số được tạo ra như thế nào?

Lời giải:

Âm thanh số được tạo ra bằng phương pháp điều chế mã xung (PCM – Pulse Code Modulation) gồm 3 bước:

Bước 1: Lấy mẫu

• Lấy giá trị biên độ của tín hiệu sóng âm tại những thời điểm rời rạc, cách đều nhau.
• Khoảng thời gian giữa hai lần lấy mẫu gọi là chu kì lấy mẫu.

Bước 2: Biểu diễn giá trị mẫu

• Chọn một thang biểu diễn gồm một số mức đều nhau, ví dụ 256 mức ($2^8$).
• Biên độ tín hiệu được quy đổi và làm tròn theo thang đó.
• Với thang 256 mức → mỗi giá trị mẫu nhận giá trị từ 0 đến 255, ghi được trong 1 byte.

Bước 3: Biểu diễn âm thanh

• Dãy các giá trị biên độ đã quy đổi tạo thành biểu diễn số của âm thanh.
• Ví dụ: $128,\ 192,\ 242,\ 255,\ 235,\ 210,\ldots$

→ Đồ thị sóng âm liên tục được xấp xỉ bằng đồ thị bậc thang. Chu kì lấy mẫu càng nhỏ, thang càng chi tiết → âm thanh số càng trung thực.

Câu hỏi củng cố mục 1 trang 29

Đề bài:

1. Khi số hoá âm thanh, chu kì lấy mẫu tăng thì lượng thông tin lưu trữ tăng hay giảm?

Lời giải:

Khi chu kì lấy mẫu tăng thì lượng thông tin lưu trữ giảm.

Giải thích:

• Chu kì lấy mẫu là khoảng thời gian giữa hai lần lấy mẫu.
• Chu kì tăng → số lần lấy mẫu trong 1 giây giảm → số lượng giá trị mẫu ít hơn → dữ liệu lưu trữ ít hơn.

→ Tuy nhiên, chu kì lấy mẫu lớn sẽ làm âm thanh số kém trung thực (đồ thị bậc thang không bám sát sóng gốc).

2. Tốc độ bit 128 Kb/s (còn được viết là Kbps) nghĩa là gì?

Lời giải:

Tốc độ bit là số bit cần thiết để biểu diễn một giây âm thanh.

128 Kb/s (Kbps) có nghĩa là: để biểu diễn 1 giây âm thanh cần 128 Kilobit dữ liệu.

Tức là cứ mỗi giây nghe nhạc, máy tính phải đọc 128 × 1024 = 131 072 bit dữ liệu.

→ Tốc độ bit càng cao → âm thanh càng chất lượng, nhưng tệp lưu trữ càng lớn.

2. Biểu diễn hình ảnh

Hoạt động 2 trang 30

Đề bài: Hãy đọc để biết màu trên màn hình máy tính hay ti vi được tạo như thế nào.

Lời giải:

Màu trên màn hình máy tính, ti vi được tạo bằng hệ màu RGB (viết tắt từ Red – Green – Blue):

• Dùng 3 màu cơ bản: đỏ (Red), xanh lá cây (Green), xanh dương (Blue).
• Phối hợp 3 màu này theo các “liều lượng” khác nhau sẽ tạo ra tất cả các màu khác.

Cách hoạt động trên màn hình:

• Mỗi điểm ảnh (pixel) trên màn hình LCD/OLED gồm 3 diode cạnh nhau phát ra 3 màu R, G, B.
• Khi nhìn từ xa, mắt người thấy được màu tổng hợp của 3 diode.

Ví dụ phối màu:

Câu hỏi củng cố mục 2 trang 31

Đề bài:

1. Hình ảnh hiển thị trên màn hình máy tính sử dụng hệ màu nào?

• A. Đỏ – Lam – Vàng (RBY).
• B. Đỏ – Lục – Lam (RGB).
• C. Xanh lơ – Hồng sẫm – Vàng (CMY).
• D. Xanh lơ – Hồng sẫm – Vàng – Đen (CMYK).

Lời giải:

→ Đáp án đúng: B. Đỏ – Lục – Lam (RGB).

Giải thích: Theo SGK trang 30, màn hình máy tính, ti vi dùng hệ màu RGB – phối 3 màu cơ bản đỏ (Red), xanh lá cây – lục (Green), xanh dương – lam (Blue) để tạo ra mọi màu sắc.

Các hệ màu khác (CMY, CMYK) chủ yếu dùng trong in ấn, không dùng cho màn hình.

2. Điều nào sai khi nói về ảnh định dạng “.jpeg”?

• A. Kích thước tệp nhỏ, giảm được chi phí lưu trữ.
• B. Kích thước tệp nhỏ nên khi dùng với web tải về nhanh hơn.
• C. Tuy kích thước giảm đáng kể so với ảnh bitmap nhưng chất lượng ảnh đủ tốt.
• D. Công nghệ web không dùng được với các định dạng ảnh khác với “.jpeg”.

Lời giải:

→ Đáp án đúng (điều sai): D.

Giải thích: Công nghệ web dùng được nhiều định dạng ảnh khác nhau như .png, .gif, .bmp, .svg,… chứ không chỉ riêng .jpeg.

Các đáp án A, B, C đều đúng (theo SGK trang 31): ảnh .jpeg có kích thước nhỏ, tải nhanh, chất lượng đủ tốt cho hầu hết ứng dụng web.

Luyện tập

Luyện tập trang 32

Đề bài:

1. Có một bảng quảng cáo LED như trong Hình 6.9. Nếu coi mỗi vị trí đặt bóng LED tương ứng với một điểm ảnh thì độ sâu màu của ảnh này là bao nhiêu?

Lời giải:

Quan sát Hình 6.9: bảng quảng cáo LED gồm các bóng đèn LED, mỗi bóng có 2 trạng thái:

• Sáng (1)
• Tắt (0)

Nếu coi mỗi vị trí đặt bóng LED là một điểm ảnh thì mỗi điểm ảnh chỉ có 2 giá trị → tương tự ảnh đen trắng.

Tính độ sâu màu:

Theo SGK trang 31, ảnh đen trắng có 2 sắc độ (đen/trắng) tương đương độ sâu màu là 1 bit (vì $2^1 = 2$).

→ Độ sâu màu của bảng LED = 1 bit.

2. Nhạc CD có tốc độ bit là 1411 Kb/s. Hãy ước tính một đĩa nhạc CD có dung lượng 650 MB có thể nghe được bao lâu.

Lời giải:

Bước 1: Đổi dung lượng đĩa CD từ MB sang Kb (kilobit).

Ta có:

• $1 \text{ MB} = 1024 \text{ KB}$
• $1 \text{ KB} = 8 \text{ Kb}$ (1 byte = 8 bit)

Suy ra:

$$650 \text{ MB} = 650 \times 1024 \times 8 \text{ Kb} = 5,324,800 \text{ Kb}$$

Bước 2: Tính thời gian nghe được.

Tốc độ phát: $1411 \text{ Kb/s}$ → mỗi giây dùng $1411$ Kb.

$$\text{Thời gian} = \dfrac{5,324,800}{1411} \approx 3,774 \text{ giây}$$

Bước 3: Đổi ra phút.

$$3,774 \text{ giây} = \dfrac{3,774}{60} \approx 62{,}9 \text{ phút}$$

→ Đĩa CD 650 MB có thể nghe được khoảng 63 phút (xấp xỉ 1 giờ 3 phút).

Vận dụng

Vận dụng trang 32

Đề bài:

1. Có nhiều website cung cấp dịch vụ nhạc số. Một số trang cho phép tải nhạc về máy. Khi tải nhạc thường có gợi ý lựa chọn 128 Kbps, 320 Kbps hay Lossless (Hình 6.10). Em hãy giải thích ý nghĩa của những lựa chọn đó.

Lời giải:

Ba lựa chọn tương ứng với 3 mức chất lượng âm thanh:

Kết luận:

• Tốc độ bit càng cao → chất lượng càng tốt nhưng file càng lớn.
• Người dùng chọn theo nhu cầu: nghe nhạc bình thường → 128 Kbps; nghe chất lượng cao → 320 Kbps; nghe audiophile (chuyên sâu) → Lossless.

2. Sử dụng phần mềm Paint có sẵn trong Windows mở một hình, sau đó chọn lệnh Save As. Phần mềm sẽ hỏi lưu ảnh dưới định dạng nào trong các định dạng “.png”, “.jpeg”, “.bmp” và “.gif”. Hãy lưu tệp với bốn định dạng trong cùng một thư mục và so sánh độ lớn của các tệp.

Lời giải:

Cách làm:

• Bước 1: Mở Paint, chọn File → Open → chọn một ảnh bất kì.
• Bước 2: File → Save As → lần lượt lưu ảnh thành 4 định dạng: .bmp, .png, .gif, .jpeg trong cùng một thư mục.
• Bước 3: Mở thư mục, xem kích thước (size) của từng tệp.

Kết quả so sánh (thường gặp):

Nhận xét:

• .bmp giữ nguyên thông tin từng điểm ảnh nên dung lượng rất lớn.
• .jpeg giảm dung lượng nhiều nhất nhưng có giảm chất lượng (mắt thường khó nhận thấy).
• .png cân bằng giữa chất lượng và dung lượng – phù hợp lưu ảnh chụp màn hình, đồ hoạ.
• .gif phù hợp ảnh ít màu, ảnh động.

Thầy Phạm Thành Danh

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Tin Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Tin học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 8+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Thuận Hóa