O documento descreve a evolução da gravação e reprodução de áudio e vídeo, desde os primeiros dispositivos analógicos como o fonógrafo até os atuais formatos digitais como CDs e DVDs. Explica como os sinais analógicos e digitais funcionam e como cada novo formato trouxe melhorias como maior fidelidade e capacidade de armazenamento.

1. A Evolução Analógico x Digital

2. O sinal analógico é caracterizado por variações suavizadas entre o máximo e mínimo de sua amplitude como numa senóide (ondas). Todos os sons que ouvimos são através de ondas que se propagam pelo espaço até nossos ouvidos. Já o sinal digital é caracterizado por variações bruscas de sinal, não havendo sinais intermediários entre seu máximo e mínimo, uma onda quadrada onde pode ser traduzido em códigos binários (de dois números) 0 e 1, desligado e ligado respectivamente. .

3. O Inicio Thomas Edison criou o primeiro dispositivo para gravar e reproduzir som, em 1877. Ele utilizou um mecanismo muito simples para armazenar mecanicamente uma onda analógica. No fonógrafo original de Edison, o diafragma controla diretamente a agulha que está em contato com os sulcos de uma superfície cilíndrica com uma fina camada de estanho. Você falava dentro do dispositivo de Edison ao mesmo tempo em que rodava o cilindro. A agulha então "gravava" o que você dizia no estanho. O diafragma vibrava e, assim, a agulha vibrava junto. Estas vibrações eram impressas na fina camada de estanho. Para reproduzir o som, a agulha movia-se sobre os sulcos impressos durante a gravação. Essas impressões faziam a agulha vibrar e assim o diafragma também vibrava e reproduzia o som. Este sistema foi aperfeiçoado por Emil Berliner, em 1887, para produzir o gramofone, que também era um dispostivo mecânico que usava uma agulha e um diafragma. O grande avanço do gramofone foi a utilização de discos planos com sulcos em espiral. Isso facilitou a produção em massa de discos. O gramofone moderno funciona da mesma maneira, mas os sinais lidos pela agulha são amplificados eletronicamente, ao invés de vibrar um diafragama mecânico.

4. Onda Analógica Como funciona a agulha do fonógrafo de Edison? Por que a agulha arranha o cilindro? Trata-se de uma onda analógica que representa as vibrações criadas por sua voz. A seguir, você pode ver um gráfico que mostra uma onda analógica criada ao se falar a palavra "hello":

5. Onda Analógica Esta forma de onda foi gravada eletronicamente, em vez de ter sido utilizado um cilindro de estanho. Entretanto, o princípio é o mesmo. O que esse gráfico mostra é a posição do diafragma do microfone (eixo Y) no tempo (eixo X). As vibrações são muito rápidas. O diafragma vibra cerca de mil vezes por segundo. Este é o tipo de onda gravada no cilindro do fonograma. Perceba que a forma de onda da palavra "hello" é bastante complexa. Um som puro é simplesmente uma senóide vibrando em uma certa freqüência como, por exemplo, esta onda de 500 hertz (500 hertz = 500 oscilações por segundo): Como você pode ver, o armazenamento e reprodução de uma onda analógica é um processo muito simples. A gravação em um cilindro de estanho também é uma maneira bastante simples de fazer isso. O problema é que esse procedimento não gera uma reprodução muito fiel. Quando você usa o fonógrafo, o som fica cheio de ruídos e o sinal fica distorcido. Se você usar um disco com muita frequência, ele vai acabar se desgastando. O atrito da agulha com a superfície alarga os sulcos do disco e, com o tempo, ele não será capaz de reproduzir o som.

6. Informação Digital Em um CD, o objetivo é realizar uma gravação de alta fidelidade e reprodução perfeita. Para atingir estes dois objetivos, a gravação digital converte a onda analógica em uma série de números e grava estes números em vez da onda. Esta conversão é feita por um dispositivo chamado conversor analógico-digital (ADC). Para reproduzir a música, a série de números é convertida novamente para a onda analógica por um conversor digital-analógico. Esta onda é amplificada e enviada para os alto-falantes que produzem o som. A onda analógica criada pelo conversor será sempre igual, desde que os números não estejam corrompidos. Ela também será muito semelhante à onda analógica original se a conversão for feita de maneira adequada. Você pode compreender melhor a alta fidelidade dos CDs se entender o processo de conversão analógico-digital. Vamos supor que você tenha uma onda sonora e queira gravá-la utilizando um conversor. Aqui está um exemplo de onda (considere que cada traço no eixo horizontal representa um milésimo de segundo):

7. Informação Digital Quando você converte a onda, você pode controlar duas variáveis. A taxa de amostragem (sampling rate) - controla a quantidade de amostras por segundo. A quantização (sampling precision) - controla a quantidade de gradações diferentes (níveis de quantização) de um som. Na figura a seguir, vamos supor que a taxa de amostragem é de mil samples por segundo e a quantizaçao é 10. Os retângulos verdes representam o som. A cada milésimo de segundo, o conversor olha para a onda e escolhe o número mais próximo entre 0 e 9. O número escolhido é exibido abaixo da figura. Estes números são a representação digital da onda original.

8. Capacidade de um CD As taxas de amostragem e quantização de um CD geram uma grande quantidade de dados. Em um CD, os números digitais produzidos pelo conversor analógico-digital são armazenados como bytes. Dois bytes representam 65.536 gradações. Existem dois canais gravados (um para cada alto-falante de um sistema estéreo). Já que um CD pode armazenar 74 minutos de música, a quantidade de informação digital que um CD pode armazenar é: 44.100 samples/(canal*segundo) * 2 bytes/sample * 2 canais * 74 minutos * 60 segundoss/minuto = 783.216.000 bytes Isso é muita informação. Armazenar tantos bytes em um pedaço barato de plástico que sobrevive aos abusos das pessoas não é uma tarefa fácil. É importante lembrar que a tecnologia já é antiga! Os CDs apareceram em 1980

9. A Evolução do Vídeo

10. Onda analógica VHS (O Sistema do vídeo caseiro) O VHS é a sigla para Video Home System (Sistema de Vídeo Caseiro). Antigamente existiam apenas duas opções para assistir filmes,cinema ou apenas pela TV. Com o surgimento dos aparelhos de Vídeo Cassete, qualquer um podia ir a uma locadora, escolher fitas e assistir no conforto do lar.

11. Um formato de Vídeo O segmento de Home Vídeo teve seu início na década de 70. Foi daí que surgiram os primeiros vídeos K7. Depois de uma disputa de mercado entre dois padrões, o betamax e o VHS, manteve-se o formato VHS popularizando-se ao longo dos últimos anos. O VHS, é um dos inúmeros formatos de vídeo, existente hoje.

12. É composto de fitas de vídeo e de um equipamento de gravação e reprodução que permitia o registro de programas de TV e sua posterior visualização. Uma fita magnética de 1/2 polegada de largura acondicionada em uma caixa plástica que contem o mecanismo de tração além de a proteger. Por estar na caixa plástica a fita também foi chamada genericamente de videocassete. A Fita VHS

13. Descrição do Vídeo Cassete Sua caixa tem 18,7cm.X10cm.X2,5cm. Permite uma gravação com aproximadamente 280 linhas de definição Pode registrar até 6 horas de material em velocidade estendida.

14. Pontos Negativos Baixa velocidade de gravação e reprodução. a imagem sofria uma perda de qualidade, pouca ou muita perda, dependendo da qualidade da fita utilizada, e também de como ela era gravada. Com o tempo as fitas sofriam um desgaste natural, provocando perda na qualidade da imagem.

15. Informação Digital DVD Player (Disco Digital de Vídeo) O DVD é a sigla para Digital Video Disc ou Disco Digital de Vídeo.Criado no ano de 1995 Capaz de reproduzir Mídias no formato DVD. A qualidade de imagem e som do DVD são bem superiores as das fitas de vídeo (VHS). Teve o surgimento Para oferecer mais qualidade e recursos que o Vídeo Cassete

16. Uma Capacidade Padronizada Os DVDs possuem por padrão a capacidade de armazenar 4,7 GB de dados. Os chamados DVDs de dual-layer (dupla camada) podem armazenar até 8,5 GB. Apesar da capacidade nominal do DVD comum gravável, é possível apenas gravar 4.484 MB de informações, e com o tamanho máximo de cada arquivo de 1 GB numa gravação normal. Apresenta resolução de 500 linhas (horizontais). Uma tecnologia óptica superior, além de padrões melhorados de compressão de dados.

17. A Evolução do DVD e sua Popularização Os DVD players atuais podem realizar inúmeras e incríveis funções: Gravar, Servir como Karaokê, Aplicar Zoom na imagem, Rotação da imagem, Reprodução de DVD Vídeo, Vídeo CD (VCD), CD Áudio (CD-R & CD-RW), MP3-CD, Foto CD, etc.

18. Devido à desvalorização da moeda brasileira em relação aos dólares e à demora na decisão sobre a região a ser adotada no Brasil, bem como outros fatores, O DVD só se popularizou no Brasil em 2003, tomando quase 80% do mercado de vídeos. Um atraso de quase um ano, segundo fabricantes do setor.