数字媒体介绍

  而今，数字媒体早已融入我们的生活，身边有着各种音视频应用，但朋友们是否思考过这些媒体内容是如何被数字化的呢？在生活中，看到的图像和听到的声音都是通过模拟信号传递给我们的，眼睛和耳朵将这些信息转化成大脑可以解析的电信号。现实生活中的信号是连续的，信号的频率和强度都在不断变化，但是数字世界的信号是离散的，由 1 和 0 两个状态表示。要将模拟信号转换成我们能够存储并传输的数字信号，需要经过模拟-数字转换过程，这个过程我们称之为采样（Sampling）。

数字媒体采样

  媒体内容的数字化主要有两种方式：时间采样和空间采样

时间采样

  这个方法是捕捉一个信号周期内的变化，模拟信号–数字信号转换器的采样部分可以形象的看做一个开关，开关每经过时间T闭合一次，每次闭合的时间为TA，这样经过开关的信号已经由连续的信号变为不连续的即离散的信号，但还不是数字信号，需要经过量化、编码才能成为数字信号。开关两次闭合的时间间隔就叫做采样周期，开关一次闭合的时间TA叫做采样保持时间。采样周期的倒数即为采样频率，采样频率的最小值理论上为模拟信号中最高频率的2倍。在 iPhone 上录制音频备忘录时，录制期间所有的音高变化和声调变化都会被捕捉下来。

空间采样

  空间采样一般用于图片数字化和其他可视化媒体内容数字化的过程。空间采样包括对一幅图片在一定分辨率之下捕捉其亮度和色度，进而创建由该图片的像素点数据所构成的数字化结果。

  当对一段视频进行数字化时，这两种方式都可以使用，这是因为视频信号既有空间属性又有时间属性。
  在开发中，我们不需要对这两种采样过程有很深的研究，因为硬件设备已经帮我们完成了模拟信号到数字信号的转换。但是理解了采样过程的基本原理之后对我们深入学习 AVFoundation 更高级的功能会有帮助。所以让我们以音频采样为例对采样过程进行一些深入的研究。

音频采样简介

  生活中的声音是声源产生的震动通过一定的介质来传播，这些震动传递到耳蜗上，将这些震动转换成电信号，再交给大脑处理。
  而当我们需要记录一个声音时，一般会使用麦克风设备。麦克风是将机械能量（声波）转化成电能量（电压信号）的转换设备。我们以电动势麦克风为切入点展开讨论。
  麦克风的膜片会根据受到的声波进行振动，再依次带动线圈振动，线圈缠绕着磁极，所以会产生和输入信号源频率和振幅相对应的电流信号。那么如何将这个连续的信号转换成相应的离散形式呢？
  这个信号主要有两个方面，一个是振幅，代表了信号的强度，通常会选择 -1.0f 到 1.0f 作为最大值和最小值。这个信号另一个方面是频率，单位是赫兹（Hz），表示在一定周期内震动完成循环的次数。
  音频数字化的过程包含一个编码方法，称为线性脉冲编码调制（linear pulse-code modulation，常见的缩写是 LPCM 或 Linear OCM）。这个过程采样或测量一个固定的音频信号，过程的周期被称为采样率。
  除采样率外，数字音频采样的另一个重要方面是可以捕捉到什么精度的音频样本。用于保存样本值的字节数定义了在线性维度上可行的离散度，同时这个信息也被称为音频的位元深度。使用位元深度为 8 的方法可以提供 256 个离散级别的数据。位元深度为 16，则可以达到 65536 个离散级别。专业级别的音频录制环境的位元深度可以达到 24 或者更高。