Digitalisierung

Der Begriff der Digitalisierung wird heute vielschichtig verwendet:

Zum Einen ist Digitalisierung die Umwandlung (Kodierung) von Information wie Schrift, Bild, Ton in digitale, also abzählbare, Form. Im Allgemeinen wird die Information dabei in einen Binärcode umgewandelt (z. B. Scanner).
Zweitens wird der Begriff der Digitalisierung für die Umwandlung einer analogen physikalischen Grösse (elekt. Spannung, Helligkeit, Druck, Magnetfeldstärke etc.) in eine diskrete, digital repräsentierte Zahl verstanden (z. B. A/D-Wandler).
Drittens wird auch der Übergang von Analog- zu Digital-Elektronik in allen Lebensbereichen als Digitalisierung bezeichnet (siehe Digitalelektronik).

Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Digitalisierung im Sinne des ersten und zweiten Punktes.

Gründe für die Digitalisierung

Durch Wandlung von Informationen bzw. Signalen in digitale Form können diese einfacher und exakter bearbeitet und transportiert werden. Auch bei langen Transportwegen und nach vielfacher Bearbeitung sind Fehler und Verfälschungen (z. B. Rauschüberlagerungen) im Vergleich zur analogen Verarbeitung gering. Die Wandlung analoger Informationen in digitale erlaubt die Nutzung, Bearbeitung, Verteilung, Erschließung und Wiedergabe in elektronischen Systemen wie Media Asset Management, Elektronische Publikation, Dokumentenmanagement, Workflow, Elektronische Archivierung oder Enterprise Content Management.

Historische Entwicklung

Der Begriff der Digitalisierung ist ein historisch gewachsener Begriff und lässt sich deshalb heute nur schwer in eine einfache und klare Definition bringen. Die historische Entwicklung macht deutlich, weshalb es zur Digitalisierung kam.

Eine historisch frühe Digitalisierung war das Morsen (ab 1837). Text wurde in Morsecode gewandelt, übertragen, und wieder zurück in Text verwandelt. Dies funktionierte auch bei technisch ungünstigen Bedingungen per Lichtsignal und Tonsignal (Funktechnik, Telefon, Telegraphie). Später folgten Fernschreiber (u. a. unter Verwendung des Baudot-Codes), Telefax, E-Mail. Der Computer heute verarbeitet Information fast ausschließlich in digitaler Form.

Umwandlung einer Information in digitale Form

Digitalisierung von Text

Eine mögliche Form der Digitalisierung von Text ist z. B. der sehr verbreitete ASCII-Code, bei dem jeder lateinische Buchstabe durch eine Folge von sieben Ziffern ausgedrückt, wobei die Ziffern nur den Wert 0 und 1 annehmen dürfen. Z. B. wird für den Großbuchstaben »A« die Folge 1000001 geschrieben.

Digitalisierung von Bildern

Um ein Bild zu digitalisieren, wird das Bild zuerst in Zeilen und Spalten (Matrix) zerlegt. Bei einer sehr einfachen Rastergrafik (nur schwarze oder weiße Bildpunkte, keine Grautöne) nimmt dann der Wert für einen Pixel (Element dieser Matrix), z. B. 0 für weiß und 1 für schwarz, an. Die Matrix wird zeilenweise ausgelesen, wodurch man eine Zahlenfolge aus den Zahlen 0 und 1 erhält, welche das Bild repräsentiert. Um ein Farbbild darzustellen, kann man jedem Pixel z. B. eine 16stellige oder 32stellige Zahlenfolge aus 0 und 1 zuordnen (siehe die Farbmodelle: RGB, CMYK).

Digitalisierung von Ton

siehe Wandlung von analogem Signal zu digitalem Signal

Digitalisierung von Druckfilmen

In Großformatscanner werden die einzelnen Farbauszüge der Druckfilme eingescannt, zusammengefügt und "entrastert", damit die Daten wieder digital für eine CtP-Belichtung vorhanden sind.

Umwandlung analoger Signale in digitale Signale

Diese Art der Umwandlung spielt eine Rolle bei der Informationsverarbeitung in der digitalen Elektronik.

Im engeren Sinn liegt der Unterschied zwischen analoger und digitaler Darstellung im Wertebereich. Die Digitalisierung besteht dann nur aus der Quantisierung, welche den ursprünglich kontinuierlichen Wertebereich (z. B. eine beliebige Spannung zwischen 0 und 10 V) auf einer diskreten Menge (z. B. Zahlen zwischen 0 und 255) abbildet.

Bei der Digitalisierung von analogen Signalen – also von zeitabhängigen Werten – wird gleichzeitig mit der Quantisierung immer eine Abtastung vorgenommen. Dadurch entsteht ein wert- und zeitdiskretes Signal. Die technische Umsetzung erfolgt in vielen Fällen mit Analog-Digital-Wandlern. Auflösung und Abtastrate bestimmen (unter anderem), mit welcher Genauigkeit das analoge Signals digital dargestellt wird.

Die digitale Signalverarbeitung befasst sich mit dem Digitalisieren, digitalen Verarbeiten und anschliessendem »Zurückwandeln« von Analogsignalen. Eine Anwendung ist z. B. die Musikbearbeitung (Digitalisierung von Audiosignalen).

Soziale und ökonomische Folgen von Digitalisierung

Die längst nicht abgeschlossenen gesellschaftlichen Veränderungen durch Digitalisierung sind im Ausmaß wohl am ehesten mit der Erfindung des Buchdrucks vergleichbar. Ein wesentliches Merkmal digitaler Inhalte ist eine dramatische Kostenreduktion. Dies betrifft Kopierbarkeit, den verbilligten Transport (z. B. im Internet) wie auch die Produktionskosten. Während analoge Inhalte ähnlich materiellen Gütern typischerweise einen ansteigenden Kostenverlauf haben, sind die Kosten für jede weitere digitale Kopie (Produktionsgrenzkosten) nach der Erstellung des Originalinhaltes nahe 0.

Die Eigenschaft vereinfachter Reproduktion hat zu verschiedenen Konflikten zwischen Erstellern und Nutzern digitaler Inhalte geführt. Industrie und Verwertungsgesellschaften reagieren auf die veränderten Bedingungen mit Strategien künstlicher Verknappung, insbesondere mit urherheberrechtlicher Absicherung von geistigem Eigentum und der technologischen Implementierung von Kopierschutz.

Die Digitalisierung erschließt zudem völlig neue Formen der Telekommunikation (etwa Videokonferenzen). Abgeleitete Technologien sind in der Regel durch Bidirektionalität (technische Gleichheit von Sender und Empfänger) gekennzeichnet. Einige Befürworter der Technologie leiten daraus die technische Begünstigung einer Demokratisierung von Massenkommunikation ab.

Siehe auch:

binär, Medientheorie, Digitales Fernsehen, Retrodigitalisierung, Digitales Vergessen, Scannen