Danas ćemo se dotaknuti tako zanimljive teme kao digitalni audio zapis (engleski digitalni zvučni zapis). Ovo je naziv za fiksiranje zvučnih vibracija u obliku brojeva za njihovu naknadnu reprodukciju i obradu.
U studiju TopSvuk snimanje se vrši na visokokvalitetnom digitalnom sustavu za snimanje MOTU 828km3 s visokokvalitetnim analogno-digitalnim pretvaračima koji omogućava snimanje zvuka s frekvencijom uzorkovanja do 192 kHz i dubinom kvantizacije od 32 kHz. bits, što daje kristalno čist i prozračan zvuk.TopSound
Tijekom digitalizacije signal se pretvara u niz brojčane vrijednosti zvučna vibracija. Za razliku od analognog zvuka (koji je kontinuiran), digitalni zvuk sastoji se od mnogo fragmenata-uzoraka, drugim riječima, "cigli" koje čine snimljeni fragment. Broj uzoraka snimljenih u 1 sekundi naziva se brzina uzorkovanja ili brzina uzorkovanja, a što je ova vrijednost veća, signal će biti bolje digitaliziran.
Cijene usluga snimanja |
||
|---|---|---|
| Servis | Način plaćanja | Cijena |
| Snimanje glasa | satni | 750 rubalja / sat |
| Instrumenti za snimanje | satni | 750 rubalja / sat |
| Izrada dijelova bubnja | satni | 750 rubalja / sat |
| Miksanje i mastering | satni | 750 rub |
| RAP ispod minusa | fiksni | 3000 rub |
| RAP minus "Premium" (s dodatnim efektima) | fiksni | 4000 rub |
| Pjesma pod minusom "Light" (1 sat snimanja + obrada bez ugađanja) | fiksni | 2500 rub |
| Pjesma ispod minusa "Premium" (1 sat snimanja + obrada i duboko ugađanje) | fiksni | 5000 rub |
| Stvaranje aranžmana | fiksni | od 15.000 rub |
| Stvorite prateću pjesmu | fiksni | Od 15.000 rub. |
| Najam studija bez tonca | satni | 700 rubalja / sat |
Standardi modernog digitalno snimanje– Frekvencija uzorkovanja od 44100 do 192000 Hz. Osim brzine uzorkovanja, koja je odgovorna za snimanje zvuka u vremenskoj dimenziji, postoji još jedan važan parametar koji se zove dubina kvantizacije, a koji je odgovoran za dinamiku (minimalni i maksimalni volumen) snimljeni zvuk i mjeren u bitovima.
Bitni standardi u snimanju zvuka od 16 do 32 bita. Digitalni audio zapis omogućuje vam da dobijete vrlo precizan i detaljan zvuk.
Primjeri portfelja u minusu (ROK, POP, REP)
TZPrimjer 1. STIJENA
Grupa "THE Y" - pjesma "RUN FOR LIFE"
Primjer 2. STIJENA
Grupa "Plaem" - Pjesma "Soči"
Primjer 3. POP
Pjesma "Više od ljubavi" pod minus + miks
Primjer 4. POP
Pjesma "Crying" pod minusom + miks
Primjer 5. REP
Pjesma "Daj mi" pod minus + miks
Primjer 6. REP
Pjesma "Propaganda istine" pod minus + miks
Što je zvuk
Zvuk je pravilno titranje medija koje se širi u obliku valova. Kada čujemo zvuk, on obično putuje kroz zrak. Ali zvuk se također može širiti u vodenom okolišu i kroz čvrsta tijela (na primjer, zidove kuća). Istodobno, brzina širenja zvučnih valova može se malo razlikovati u različitim okruženjima. Što je veća amplituda vala, zvuk se čuje glasnije. Ilustracija u nastavku prikazuje ovaj odnos.
Drugo važno svojstvo zvučnih vibracija je njihova frekvencija. Ilustracija ispod pokazuje kako se visina tona mijenja ovisno o frekvenciji valova.
U navedenim primjerima - jednostavan sinusoidalni oblik zvučnog vala. Ali zapravo, u životu smo okruženi mnogo složenijim zvukovima, formiranim od mnogih takvih vibracija i njihove kombinacije. A takve složene kombinacije upravo su ono po čemu se razlikuje glas jedne osobe od druge ili zvuk različitih glazbenih instrumenata.
Posebnosti analognog snimanja
Analogno snimanje zvuka (najčešće je to snimka na magnetskoj vrpci) također je slučaj u modernom svijetu, a neki umjetnici radije snimaju na vrpcu za poseban, starinski zvuk. Ali ova metoda je mnogo zahtjevnija za kvalitetu izvedbe. Ali ne može se reći da je analogno snimanje zvuka točno. Dapače, ona u zvuk unosi svoje boje, samo njoj svojstvene, posebnu toplinu i ljepotu, ali se ne može reći da je pouzdan i realan zvuk. Također, za razliku od analognog, digitalni zapis zvuka nije podložan starenju i može izdržati bilo koji broj kopija bez degradiranja kvalitete zvuka.
U studiju TopSvuk snimanje se vrši na visokokvalitetnom digitalnom snimaču MOTU 828km3 s visokokvalitetnim analogno-digitalnim pretvaračima koji omogućava snimanje zvuka uz frekvenciju uzorkovanja do 192 kHz i 32-bitnu kvantizaciju dubine, koja daje kristalno čist i prozračan zvuk, baš kao da ga čujete uživo. Visoka kvaliteta snimljenog izvora omogućuje vam da postignete puno više zvuk visoke kvalitete. Ovo je vrlo važno, jer upotreba bilo koje druge studijske opreme nema previše smisla u slučaju nekvalitetne analogno-digitalne pretvorbe. U ovom slučaju možete dobiti zvuk u obliku, jako daleko od originala.
Stručnjaci našeg studija snimit će vašu pjesmu, napraviti kompjutorski aranžman ili digitalizirati bilo koji analogni audio materijal u visokom formatu digitalna kvaliteta- ploče, vrpce, kasete. Nazovite i naći ćemo zajednički jezik.
Digitalni audio zapis naspram analognog
Na kraju ćemo raspraviti razlikuje li se digitalno snimanje od analognog. Zapravo, suprotnost između digitalnog i analognog zapisa zvuka prilično je proizvoljna stvar. Naravno, visoko specijalizirani stručnjaci znaju za to, ali obični ljudi nemaju sasvim točno razumijevanje o tome što čini takozvani analogni zvučni zapis.
Prije svega, podsjećamo da je u novije vrijeme, kada je snimanje zvuka digitalna metoda nije razvijen zbog nedovoljnog razvoja računalne tehnologije, za snimanje zvuka korišteni su magnetofoni. koji se obično nazivaju analognim. Ali sam koncept analognog snimanja podrazumijeva kontinuitet za razliku od diskretnosti, koja je, kao što znate, drugačija digitalno snimanje, a koji se smatra izvorom potencijalnih problema pri korištenju digitalnog snimanja audio signala. Dakle, tradicionalni magnetofon, i kućanstvo i studio (čak i multitrack) ne omogućuje kontinuirano snimanje audio signala na magnetsku vrpcu. To znaju svi koji su bili zainteresirani za uređaj magnetske glave i princip takvog snimanja.
Audio signal na vrpci sastoji se od zasebnih fragmenata, čija je veličina, usput rečeno, određena širinom razmaka magnetske glave za snimanje (ili univerzalne) magnetofona. Odnosno, magnetski zapis je diskretan, ne može biti kontinuiran. Što se tiče još jednog uobičajenog medija iz prošlosti, sada popularnog u nekim krugovima - vinilnog diska - ni u ovom slučaju ne govorimo o 100% analognom zvuku, budući da se master snimke za vinilne diskove sada rade pomoću računala, a prije su se izrađivale.. Da, da - uz pomoć magnetofona! Dakle jedini pravi analogni zvuk mehanizam za snimanje je Edisonov fonograf!
Ako želite stvarno visoku kvalitetu digitalni audio zapis, kontaktirajte TopZvuk. Radimo sedam dana u tjednu i čekam vaš poziv upravo sada!
Kada stvarate glazbu, može biti vrlo korisno imati opću ideju o tome što je zvuk i kako se zvuk snima na računalu. S ovim znanjem postaje puno lakše razumjeti što je kompresija, na primjer, ili kako dolazi do izrezivanja. U glazbi, kao i u gotovo svemu drugom, poznavanje osnova olakšava napredovanje.
Što je zvuk?
Zvuk su fizičke vibracije medija koje se šire u obliku valova. Mi hvatamo te vibracije i percipiramo ih kao zvuk. Ako pokušamo grafički prikazati zvučni val, dobit ćemo, iznenađujuće, val.
Sinusoidalni zvučni val
Iznad je zvuk sinusnog vala koji se može čuti iz analognih sintesajzera ili sa fiksne slušalice ako je još uvijek koristite. Usput, zvuči na telefonu, govoreći tehničkim, a ne glazbenim jezikom.
Zvuk ima tri važne karakteristike, a to su: glasnoća, visina i boja - to su subjektivni osjeti, ali imaju svoj odraz u fizičkom svijetu u obliku fizičkih svojstava zvučnog vala.
Amplituda
Ono što mi doživljavamo kao glasnoću je jačina vibracije ili razina zvučnog tlaka, koja se mjeri u (dB).
Grafički prikazan valovima različitih visina:
Što je veća amplituda (visina vala na grafikonu), to se zvuk percipira glasnije, i obrnuto, što je amplituda manja, to je zvuk tiši. Naravno, frekvencija zvuka također utječe na percepciju glasnoće, ali to su značajke naše percepcije.
Primjeri različite glasnoće, u decibelima:
| Zvuk | Glasnoća (dB) | učinak |
| Ruralno područje udaljeno od prometnica | 25 dB | Gotovo nečujno |
| Šapat | 30 dB | Vrlo tiho |
| Ured tijekom radnog vremena | 50-60 dB | Razina buke ostaje ugodna do 60 dB |
| Usisavač, sušilo za kosu | 70 dB | nametljiv; otežava telefonski razgovor |
| Kuhinjski procesor, blender | 85-90 dB | Počevši od glasnoće od 85 dB s produljenim (8 sati) slušanjem, počinje oštećenje sluha |
| Kamion, mješalica za beton, vagon podzemne željeznice | 95-100 dB | Za zvukove od 90 do 100 dB ne preporučuje se izlaganje nezaštićenom uhu dulje od 15 minuta. |
| Motorna pila, udarni čekić | 110 dB | Redovito izlaganje zvukovima jačim od 110 dB dulje od 1 minute predstavlja opasnost od trajnog gubitka sluha |
| Koncert rock glazbe | 110-140 dB | Prag boli počinje oko 125 dB |
Frekvencija
Kada kažemo da je zvuk "viši" ili "niži", razumijemo o čemu govorimo, ali grafički se to ne prikazuje visinom, već udaljenošću i frekvencijom:
Visina note (zvuka) - frekvencija zvučnog vala
što je manja udaljenost između zvučnih valova, to je veća frekvencija zvuka ili, jednostavno, to je zvuk veći.
Mislim da svi znaju da je ljudsko uho sposobno percipirati zvukove frekvencije od približno 20 Hz do 20 kHz (u iznimnim slučajevima - od 16 Hz do 22 kHz), a glazbeni zvukovi su u rasponu od 16,352 Hz ("do" subcontroctave) do 7,902 kHz ("si" pete oktave).
Timbar
I posljednja važna karakteristika za nas je boja zvuka. Riječima je tako “obojen” zvuk, a grafički izgleda kao druga složenost, složenost zvučnog vala. Evo, na primjer, grafičkog prikaza zvučnih valova violine i klavira:
Boja zvuka je složenost (kompleksnost) zvučnog vala
Složenije od sinusoide, zar ne?
Postoji nekoliko načina snimanja zvuka: notni zapis, analogni zapis i digitalni zapis.
Notni zapis- ovo su jednostavno podaci o frekvenciji, trajanju i glasnoći zvukova koje treba svirati na instrumentu. U svijetu računala postoji analogni - MIDI podatak. Ali razmatranje ovog pitanja je izvan okvira ovog članka, detaljnije ćemo ga analizirati drugi put.
analogno snimanje- u biti zapis fizičkih vibracija kakve jesu na bilo kojem mediju: vinilnoj ploči ili magnetskoj vrpci. Ovdje bi kod ljubitelja toplog odmah trebalo početi obilno lučenje sline zvuk cijevi, ali mi nismo jedni od tih i da analogni uređaji imaju snažnu pogrešku i temeljna ograničenja, to dovodi do izobličenja i degradira kvalitetu snimanja, i fizički medij s vremenom se istroše, što dodatno smanjuje kvalitetu zvučnog zapisa, pa je analogno snimanje sada stvar prošlosti.
Digitalno audio snimanje- tehnologija koja je omogućila svakome da se okuša kao inženjer zvuka ili producent. Dakle, kako to radi? Uostalom, računalo može bilježiti samo brojeve, točnije samo nule i jedinice, u kojima su kodirani drugi brojevi, slova, slike. Kako tako složene podatke kao što je zvuk zabilježiti u brojevima?
Rješenje je vrlo jednostavno - izrezati zvučni val na male dijelove, odnosno pretvoriti kontinuiranu funkciju (zvučni val) u diskretnu. Ovaj proces se zove diskretizacija, ne od riječi "štreber", nego od riječi "diskretnost" (lat. discretus - podijeljen, isprekidan). Svaki takav mali komadić zvučnog vala već je vrlo lako opisati brojevima (razina signala u određenom trenutku), što se događa kod digitalnog snimanja. Ovaj proces se zove analogno digitalna pretvorba(analogno-digitalna pretvorba), odnosno uređaj za pretvorbu (mikrokrug), - analogno-digitalni pretvarač(analogno-digitalni pretvarač) ili ADC (ADC).
Evo primjera isječka zvučnog vala dugog gotovo pet milisekundi s činele za vožnju:
Vidiš kako su svi zubi? To su diskretni mali komadići na koje je izrezan zvučni val, no po želji se kroz te stupce može povući kontinuirana zakrivljena linija koja će biti izvorni zvučni val. Tijekom reprodukcije to se događa u uređaju (također mikro krugu) tzv digitalno-analogni pretvarač(digitalno-analogni pretvarač) ili DAC (DAC). ADC i DAC su glavni dijelovi audio sučelja i njegova kvaliteta i mogućnosti ovise o njihovoj kvaliteti.
Stopa uzorkovanja i dubina bita
Vjerojatno sam već umorio i najupornije čitatelje, ali ne očajavajte, ovo je dio članka zbog kojeg je i započet.
Proces pretvaranja analognog signala u digitalni (i obrnuto) ima dva važna svojstva - brzinu uzorkovanja (aka brzina uzorkovanja ili brzina uzorkovanja) i dubinu uzorkovanja (dubina bita).
Učestalost uzorkovanja je frekvencija na kojoj zvučni signal izrezati na komade (uzorke). Nemojte ponavljati moju pogrešku: brzina uzorkovanja povezana je s frekvencijom zvuka samo kroz Kotelnikovljev teorem, koji kaže: kako bi se jedinstveno vratio izvorni signal, frekvencija uzorkovanja mora biti više od dva puta veća od najviše frekvencije u spektru signala. Dakle, brzina uzorkovanja od 44,1 kHz koja se koristi u omotima za CD i glazbene snimke
ljudski čujni raspon frekvencija.
bitnost je dubina uzorkovanja, mjerena u bitovima, odnosno, to je broj bitova koji se koriste za snimanje amplitude signala. Prilikom snimanja CD-a koristi se 16 bita, što je dovoljno za 96 dB, odnosno možemo snimiti zvuk kod kojeg je razlika između najtišeg i najglasnijeg dijela 96 dB, što je gotovo uvijek dovoljno za snimanje bilo kakve glazbe. U studijima se pri snimanju obično koristi 24-bitna dubina bita, što daje dinamički raspon od 144 dB, ali budući da 99% uređaja koji reproduciraju zvuk (kazetofoni, playeri, zvučne kartice koje dolaze uz računalo) mogu samo obraditi 16-bitni zvuk, pri renderiranju će ipak morati izgubiti 48 dB (144 minus 96) dinamički raspon, koristeći 16-bitnu rezoluciju.
Na kraju, izračunajmo bitrate glazbe na audio CD-u:
16 bita x 44.100 uzoraka u sekundi x 2 kanala = 1.411.200 bita u sekundi = 1.411,2 kbps.
Tako jedna sekunda snimanja na Audio CD-u zauzima 172 kilobajta ili 0,168 megabajta.
To je sve što sam vam htio reći o snimanju zvuka na računalu.
Pa skoro sve.
Zadnji dio za okorjele čitatelje.
Dither
Prilikom renderiranja projekata u uređivačima zvuka, pri odabiru 44 100 kHz 16 bitnog formata, ponekad se pojavljuje potvrdni okvir Dither. Što je?
Ovo je miješanje pseudoslučajnog signala. Malo je vjerojatno da se osjećate bolje od takve formulacije, ali sada ću objasniti.
Tijekom analogno-digitalne pretvorbe amplituda se zaokružuje. To jest, sa 16-bitnom dubinom uzorkovanja, imamo 216 = 65,536 dostupnih opcija razine amplitude. Ali ako se amplituda zvuka u jednom od uzoraka pokazala kao 34 cijela broja i 478 tisućinki, tada ćemo je morati zaokružiti na 34.
Za male razine amplitude ulaznog signala takvo zaokruživanje ima negativne posljedice u vidu izobličenja protiv kojih se bori. podrhtavati.
Sada je to sve sigurno. Hvala na čitanju!
Ne zaboravite napisati komentar i kliknuti na prekrasne gumbe društvenih medija na dnu članka.
Sva prava u vezi ovaj dokument pripadaju autorima. Umnožavanje ovog teksta ili njegovog dijela dopušteno je samo uz pisano dopuštenje oba autora.
Nedavno prilike multimedijska oprema su doživjeli značajan rast, ali se iz nekog razloga ovom području ne pridaje dovoljno pažnje. Prosječni korisnik pati od nedostatka informacija i prisiljen je učiti samo od njih vlastito iskustvo i greške. Ovim člankom pokušat ćemo otkloniti ovaj dosadni nesporazum. Ovaj je članak namijenjen prosječnom korisniku i želi mu pomoći u razumijevanju teorijskih i praktičnih temelja digitalni zvuk, identificirati mogućnosti i osnovne metode njegove uporabe.
Što točno znamo o zvučnim mogućnostima računala, osim činjenice da naše kućno računalo ima zvučnu karticu i dva zvučnika? Nažalost, vjerojatno zbog nedostatka literature ili iz nekog drugog razloga, ali korisniku, najčešće, nije poznato ništa osim audio ulazno/izlaznog miksera ugrađenog u Windowse i Snimača. Jedina upotreba zvučne kartice koju jednostavan korisnik pronalazi je reprodukcija zvuka u igrama i slušanje zbirke zvuka. No, uostalom, čak i najjednostavnija zvučna kartica instalirana u gotovo svako računalo danas može puno više - otvara najšire mogućnosti za sve koji vole i zanimaju se glazba i zvuk, a za one koji žele stvarati vlastitu glazbu, zvučna kartica može postati svemoćan alat. Kako biste saznali što sve računalo može na polju zvuka, dovoljno je da pitate i pred vama će se otvoriti prilike koje možda niste ni slutili. A sve to nije tako teško kao što se na prvi pogled čini.
Neke činjenice i pojmovi bez kojih je teško.
U skladu s teorijom matematičara Fouriera, zvučni val može se prikazati kao spektar frekvencija koje su u njemu uključene (slika 1).
Frekvencijske komponente spektra su sinusne oscilacije (tzv. čisti tonovi), od kojih svaka ima svoju amplitudu i frekvenciju. Dakle, svaka oscilacija, čak i najsloženijeg oblika (na primjer, ljudski glas), može se prikazati zbrojem najjednostavnijih sinusoidnih oscilacija određenih frekvencija i amplituda. I obrnuto, generiranjem raznih vibracija i njihovim preklapanjem (miješanjem, miješanjem) možete dobiti različite zvukove.
Referenca: ljudski slušni aparat/mozak sposoban je razlikovati frekvencijske komponente zvuka u rasponu od 20 Hz do ~20 kHz (gornja granica može varirati ovisno o dobi i drugim čimbenicima). Osim toga, donja granica jako varira ovisno o intenzitetu zvuka.
1. Digitalizacija zvuka i njegovo pohranjivanje na digitalni medij
"Normalni" analogni zvuk u analognoj opremi predstavlja kontinuirani električni signal. Računalo radi s podacima u digitalnom obliku. To znači da je zvuk u računalu predstavljen u digitalnom obliku. Kako se analogni signal pretvara u digitalni?
Digitalni zvuk je način predstavljanja električnog signala u smislu diskretnih numeričkih vrijednosti njegove amplitude. Pretpostavimo da imamo kvalitetan analogni zvučni zapis (kažući "dobre kvalitete" pretpostavit ćemo tihu snimku koja sadrži spektralne komponente iz cijelog čujnog frekvencijskog raspona - otprilike od 20 Hz do 20 kHz) i želimo ga "uvesti" u računalo (odnosno, digitalizirati ga) bez gubitka kvalitete. Kako to postići i kako ide digitalizacija? Zvučni val je vrsta složene funkcije, ovisnost amplitude zvučnog vala o vremenu. Čini se da, budući da je ovo funkcija, onda je možete napisati na računalo "kakvu jest", odnosno opisati matematički oblik funkcije i spremiti je u memoriju računala. Međutim, to je praktički nemoguće, budući da se zvučne vibracije ne mogu prikazati analitičkom formulom (kao što je y=x 2 , na primjer). Ostaje samo jedan način - opisati funkciju pohranjivanjem njezinih diskretnih vrijednosti u određenim točkama. Drugim riječima, u svakoj vremenskoj točki, vrijednost amplitude signala može se izmjeriti i zapisati brojevima. Međutim, ova metoda ima i svoje nedostatke, jer ne možemo zabilježiti vrijednosti amplitude signala s beskonačnom točnošću, te smo prisiljeni zaokruživati ih. Drugim riječima, ovu funkciju ćemo aproksimirati duž dvije koordinatne osi - amplitude i vremena (aproksimirati u točkama znači, jednostavno rečeno, uzeti vrijednosti funkcije u točkama i zapisati ih s konačnom točnošću). Dakle, digitalizacija signala uključuje dva procesa - proces uzorkovanja (uzorkovanje) i proces kvantizacije. Proces uzorkovanja je proces dobivanja vrijednosti pretvorenog signala u određenim vremenskim intervalima (slika 2).
Kvantizacija je proces zamjene stvarnih vrijednosti signala s približnim s određenom točnošću (slika 3). Dakle, digitalizacija je fiksacija amplitude signala u određenim intervalima i registracija dobivenih vrijednosti amplitude u obliku zaokruženih digitalne vrijednosti(pošto su vrijednosti amplitude kontinuirane vrijednosti, nije moguće zapisati točnu vrijednost amplitude signala u konačnom broju, zbog čega se pribjegava zaokruživanju). Snimljene vrijednosti amplitude signala nazivaju se očitanja. Očito, što češće provodimo mjerenja amplitude (što je veća stopa uzorkovanja) i što manje zaokružujemo dobivene vrijednosti (više razina kvantizacije), točniji je prikaz signala u digitalnom obliku dobit ćemo. Digitalizirani signal kao skup uzastopnih vrijednosti amplitude može se pohraniti.
Sada o praktičnim pitanjima. Prije svega, treba imati na umu da memorija računala nije beskonačna, pa je potrebno pri svakoj digitalizaciji naći neku vrstu kompromisa između kvalitete (izravno ovisne o parametrima koji se koriste u digitalizaciji) i volumena koji digitalizirani signal zauzima. .
Drugo, prema teoremu Kotelnikova, frekvencija uzorkovanja postavlja gornju granicu frekvencija digitaliziranog signala, naime, maksimalna frekvencija spektralnih komponenti jednaka je polovici frekvencije uzorkovanja signala. Jednostavno rečeno, dobiti pune informacije Za zvuk u frekvencijskom pojasu do 22050 Hz potrebno je uzorkovanje na frekvenciji od najmanje 44,1 kHz.
Postoje i drugi problemi i nijanse povezane s digitalizacijom zvuka. Ne ulazeći previše u detalje, napominjemo da se zbog diskretnosti informacija o amplitudi izvornog signala u “digitalnom zvuku” pojavljuju različiti šumovi i izobličenja (izraz “u digitalnom zvuku postoje te i te frekvencije i šumovi”). znači da kada se ovaj zvuk pretvori iz digitalnog u analogni, tada će spomenute frekvencije i šumovi biti prisutni u njegovom zvuku). Tako je, na primjer, podrhtavanje (jitter) šum koji se pojavljuje kao rezultat činjenice da se uzorkovanje signala tijekom uzorkovanja ne događa u apsolutno jednakim vremenskim intervalima, već uz određena odstupanja. To jest, ako se, recimo, uzorkovanje provodi na frekvenciji od 44,1 kHz, tada se uzorci ne uzimaju točno svake 1/44100 sekunde, već ponekad malo ranije, ponekad malo kasnije. A budući da se ulazni signal stalno mijenja, takva pogreška dovodi do "hvatanja" ne sasvim ispravne razine signala. Kao rezultat toga, može doći do podrhtavanja i izobličenja tijekom reprodukcije digitaliziranog signala. Pojava podrhtavanja rezultat je neapsolutne stabilnosti analogno-digitalnih pretvarača. Za borbu protiv ove pojave koriste se visoko stabilni generatori takta. Drugi problem je buka od drobljenja. Kao što smo rekli, kada je amplituda signala kvantizirana, zaokružuje se na najbližu razinu. Takva greška uzrokuje osjećaj "prljavog" zvuka.
Mala referenca: standardni parametri za snimanje audio CD-a su sljedeći: brzina uzorkovanja - 44,1 kHz, razina kvantizacije - 16 bita. Takvi parametri odgovaraju 65536 (2 16) razinama kvantizacije amplitude kada se uzimaju njegove vrijednosti 44100 puta u sekundi.
U praksi, proces digitalizacije (uzorkovanje i kvantizacija signala) ostaje nevidljiv korisniku - sav grubi posao je obavljen razne programe, koji daju odgovarajuće naredbe vozaču (kontrolna potprograma operacijski sustav) zvučna kartica. Bilo koji program (bez obzira je li ugrađen u Windows snimač ili snažan editor zvuka) koji može snimiti analogni signal u računalo, na ovaj ili onaj način digitalizira signal s određenim parametrima koji mogu biti važni u daljnjem radu sa snimljenim zvukom, te je iz tog razloga važno razumjeti kako se odvija proces digitalizacije i koji čimbenici utječu na njezine rezultate.
2. Audio pretvorba iz digitalnog u analogni
Kako slušati zvuk nakon digitalizacije? Odnosno, kako ga pretvoriti iz digitalnog u analogni?
Za pretvaranje uzorkovanog signala u analogni oblik pogodan za obradu analogni uređaji(pojačala i filtri) i naknadnu reprodukciju kroz sustave zvučnika, je digitalno-analogni pretvarač (DAC). Proces pretvorbe je inverzni proces uzorkovanja: imajući informacije o vrijednosti uzoraka (amplituda signala) i uzimajući određeni broj uzoraka po jedinici vremena, originalni signal se vraća interpolacijom (slika 4).
Nedavno je reprodukcija zvuka u kućnim računalima predstavljala problem jer računala nisu bila opremljena posebnim DAC-ovima. Isprva se kao najjednostavniji zvučni uređaj u računalu koristio ugrađeni zvučnik (PC zvučnik). Općenito govoreći, gotovo sva računala još uvijek imaju ovaj zvučnik, ali nitko se ne sjeća kako ga “zaljuljati” da počne svirati. Ukratko, ovaj zvučnik je spojen na priključak na matičnoj ploči, koji ima dva položaja - 1 i 0. Dakle, ako se ovaj priključak brzo uključi i isključi, tada se iz zvučnika mogu izvući više ili manje uvjerljivi zvukovi. Reprodukcija različitih frekvencija postiže se činjenicom da membrana zvučnika ima ograničen odziv i nije u stanju trenutno skočiti s mjesta na mjesto, pa se "glatko njiše" zbog nagle promjene napona na njemu. A ako ga otresete različita brzina, tada možete dobiti vibracije zraka na različitim frekvencijama. Takozvani Covox postao je prirodna alternativa dinamici - ovo je najjednostavniji DAC, napravljen na nekoliko odabranih otpora (ili gotovog mikro kruga), koji omogućuju prijenos digitalnog prikaza signala u analogni - tj. stvarne vrijednosti amplitude. Covox je jednostavan za proizvodnju i stoga je bio hit među hobistima sve do vremena kada je zvučna kartica postala dostupna svima.
NA moderno računalo zvuk se reproducira i snima pomoću zvučne kartice spojene ili ugrađene u matičnu ploču računala. Svrha zvučne kartice u računalu je ulaz i izlaz zvuka. U praksi to znači da je zvučna kartica pretvarač koji analogni zvuk pretvara u digitalni i obrnuto. Pojednostavljeno, rad zvučne kartice može se objasniti na sljedeći način. Pretpostavimo da je analogni signal primijenjen na ulaz zvučne kartice i da je kartica uključena (softverski) u načinu Prvo, analogni ulazni signal ulazi u analogni mikser, koji upravlja miješanjem signala i podešavanjem glasnoće i balansa. Mikser je posebno potreban kako bi korisnik mogao kontrolirati razine Sl. Zatim prilagođeni i uravnoteženi signal ulazi u analogno-digitalni pretvarač, gdje se signal uzorkuje i kvantizira, uslijed čega se podatkovnom sabirnicom u računalo šalje tok bitova, koji je digitalizirani audio signal. Izlaz audio informacija gotovo je isti kao i ulaz, samo što se događa u suprotnom smjeru. Tok podataka usmjeren na zvučnu karticu nadvladava digitalno-analogni pretvarač, koji se formira od brojeva koji opisuju amplitudu signala, električni signal; primljeni analogni signal može se proći kroz bilo koji analogni put za daljnje pretvorbe, uključujući reprodukciju. Treba napomenuti da ako je zvučna kartica opremljena sučeljem za digitalnu razmjenu podataka, tada se pri radu s digitalnim zvukom ne koriste analogni blokovi kartice. .
3. Načini pohranjivanja digitalnog zvuka
Postoji mnogo različitih načina za pohranu digitalnog zvuka. Kao što smo rekli, digitalizirani zvuk je skup vrijednosti amplitude signala snimljenih u određenim vremenskim intervalima. Stoga se, prvo, blok digitaliziranih audio informacija može zapisati u datoteku "kakav jest", to jest nizom brojeva (vrijednosti amplitude). U ovom slučaju postoje dva načina pohranjivanja informacija.
Prvi (slika 5) - PCM (Pulse Code Modulation - modulacija pulsnog koda) - metoda digitalnog kodiranja signala bilježenjem apsolutnih vrijednosti amplituda (postoje predpisani ili nepodpisani prikazi). U tom su obliku podaci snimljeni na svim audio CD-ima. Druga metoda (slika 6) - ADPCM (Adaptive Delta PCM - adaptivna relativna modulacija pulsnog koda) - bilježi vrijednosti signala ne u apsolutnim, već u relativnim promjenama amplituda (inkrementima).
Drugo, možete komprimirati ili pojednostaviti podatke tako da zauzmu manje memorije nego da su napisani "kakvi jesu". I ovdje postoje dva načina.
Kodiranje bez gubitaka je metoda audio kodiranja koja omogućuje 100% oporavak podataka iz komprimiranog toka. Ova metoda sažimanja podataka koristi se u slučajevima kada je očuvanje izvorne kvalitete podataka kritično. Na primjer, nakon miksanja zvuka u studiju za snimanje, podaci se moraju arhivirati izvorna kvaliteta za moguću buduću upotrebu. Algoritmi kodiranja bez gubitaka koji danas postoje (primjerice, Monkeys Audio) mogu smanjiti količinu zauzetih podataka za 20-50%, ali u isto vrijeme osiguravaju 100% oporavak izvornih podataka od onih dobivenih nakon kompresije. Takvi koderi su vrsta arhivara podataka (kao što su ZIP, RAR i drugi), namijenjeni samo za kompresiju zvuka.
Postoji i druga metoda kodiranja, o kojoj ćemo detaljnije govoriti - kodiranje s gubitkom. To se postiže korištenjem različitih algoritama koji "pojednostavljuju" originalni signal (izbacuju iz njega "nepotrebne" teško čujne detalje), što dovodi do toga da dekodirani signal zapravo prestaje biti identičan originalu, već samo zvuči slično. Postoje mnoge metode kompresije, kao i programi koji implementiraju te metode. Najpoznatiji su MPEG-1 Layer I, II, III (zadnji je dobro poznati MP3), MPEG-2 AAC (napredno audio kodiranje), Ogg Vorbis, Windows Media Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus, TAC i drugi. U prosjeku, omjer kompresije koji pružaju takvi koderi je u rasponu od 10-14 (puta). Treba naglasiti da je osnova svih enkodera s gubicima korištenje tzv. psihoakustičkog modela, koji je upravo ono što "pojednostavljuje" izvorni signal. Točnije, mehanizam ovakvih enkodera vrši analizu kodiranog signala, pri čemu se određuju dionice signala u određenim frekvencijskim područjima u kojima postoje nijanse (maskirane ili nečujne frekvencije) nečujne ljudskom uhu, nakon čega se uklanjaju iz originalni signal. Dakle, stupanj kompresije izvornog signala ovisi o stupnju njegovog "pojednostavljenja"; jaka kompresija se postiže "agresivnim pojednostavljenjem" (kada enkoder "smatra" višestruke nijanse nepotrebnima), takva kompresija prirodno dovodi do ozbiljnog pada kvalitete, budući da se mogu ukloniti ne samo neprimjetni, već i značajni zvučni detalji.
Kao što smo rekli, postoji dosta modernih kodera s gubicima. Najčešći format je MPEG-1 Layer III (dobro poznati MP3). Format je svoju popularnost stekao sasvim zasluženo - bio je to prvi uobičajeni kodek te vrste koji je postigao tako visoku razinu kompresije uz izvrsnu kvalitetu zvuka. Danas postoji mnogo alternativa ovom kodeku, izbor je na korisniku. Nažalost, opseg članka ne dopušta nam da ovdje testiramo i usporedimo postojeće kodeke, ali autori članka uzimaju slobodu dati neke informacije koje su korisne pri odabiru kodeka. Dakle, prednosti MP3 su široka rasprostranjenost i prilično visoka kvaliteta kodiranja, koja se objektivno poboljšava razvojem raznih MP3 kodera od strane entuzijasta (na primjer, Lame koder). Snažna alternativa MP3 - Microsoft Windows Media Audio kodek (.WMA i .ASF datoteke). Prema raznim testovima, ovaj se kodek pokazuje od "poput MP3" do "osjetno lošiji od MP3" pri srednjim brzinama prijenosa, a češće "bolji od MP3" pri niskim brzinama prijenosa. Ogg Vorbis (.OGG datoteke) potpuno je nelicencirani kodek koji su izradili neovisni programeri. Najčešće se ponaša bolje od MP3-a, nedostatak je samo niska prevalencija, što može biti kritičan argument pri odabiru kodeka za dugotrajnu pohranu zvuka. Prisjetimo se i mladog kodeka MP3 Pro kojeg je u srpnju 2001. najavio Coding Technologies zajedno s Thomson Multimedia. Kodek je nastavak, odnosno evolucija starog MP3-a - kompatibilan je s MP3-om unatrag (potpuno) i unaprijed (djelomično). Zbog korištenja nove SBR (Spectral Band Replication) tehnologije, kodek se ponaša osjetno bolje od ostalih formata pri niskim brzinama prijenosa, međutim kvaliteta kodiranja pri srednjim i visokim brzinama prijenosa često je lošija od kvalitete gotovo svih opisanih kodeka. Dakle, MP3 Pro je prikladniji za vođenje audio emitiranja na Internetu, kao i za stvaranje pregleda pjesama i glazbe.
Govoreći o načinima pohranjivanja zvuka u digitalnom obliku, ne možemo se ne prisjetiti medija za pohranu. Poznati audio CD, koji se pojavio ranih 80-ih, postao je raširen posljednjih godina (zbog značajnog smanjenja troškova medija i pogona). A prije toga, digitalni nosači podataka bile su kasete s magnetskom vrpcom, ali ne obične, već posebno dizajnirane za takozvane DAT magnetofone. Ništa posebno - magnetofoni su poput magnetofona, ali cijena za njih je uvijek bila visoka, a takav užitak nije bio za svakoga. Ovi magnetofoni korišteni su uglavnom u studijima za snimanje. Prednost takvih magnetofona bila je u tome što su, unatoč korištenju poznatih medija, podaci na njima bili pohranjeni u digitalnom obliku i praktički nije bilo gubitaka tijekom čitanja/pisanja na njima (što je vrlo važno kod studijske obrade i pohrane zvuka). Danas se, osim uobičajenih kompaktnih diskova, pojavio veliki broj različitih nosača podataka. Nosači se poboljšavaju i svake godine postaju sve pristupačniji i kompaktniji. To otvara velike mogućnosti u području stvaranja mobilnih audio playera. Već danas se prodaje ogroman broj različitih modela prijenosnih digitalnih playera. I možemo pretpostaviti da je ovo daleko od vrhunca razvoja ovakve tehnologije.
4. Prednosti i nedostaci digitalnog zvuka
S gledišta običnog korisnika mnoge prednosti - kompaktnost moderni nosači informacije mu omogućuju, na primjer, da sve diskove i ploče iz svoje zbirke prenese u digitalni prikaz i pohrani mnogo godina na malom tvrdom disku od tri inča ili na desetak ili dva kompaktna diska; možete koristiti poseban softver i temeljito "očistiti" stare ploče od kolutova i ploča, uklanjajući buku i pucketanje iz njihovog zvuka; također možete ne samo ispraviti zvuk, već ga i uljepšati, dodati bogatstvo, glasnoću i vratiti frekvencije. Uz gore navedene manipulacije zvukom kod kuće, ljubiteljima zvuka u pomoć dolazi i Internet. Na primjer, web omogućuje ljudima da dijele glazbu, slušaju stotine tisuća različitih internetskih radio postaja i izlažu svoje audio kreacije javnosti samo uz pomoć računala i interneta. I, konačno, nedavno se pojavila ogromna masa razne prijenosne digitalne audio opreme, čije mogućnosti čak i najprosječnijeg predstavnika često olakšavaju ponijeti kolekciju glazbe sa sobom na put, koja traje nekoliko desetaka sati. .
Sa stajališta profesionalca, digitalni zvuk otvara doista goleme mogućnosti. Ako su raniji tonski i radijski studiji bili smješteni na nekoliko desetaka četvornih metara, sada se mogu zamijeniti dobro računalo, koji po mogućnostima premašuje deset takvih studija zajedno, a po cijeni ispada višestruko jeftiniji od jednog. Time se uklanjaju mnoge financijske prepreke i snimanje zvuka postaje dostupnije i profesionalcima i amaterima. Moderni softver omogućuje vam da učinite bilo što sa zvukom. Prije su se razni zvučni efekti postizali uz pomoć domišljatih naprava, koje nisu uvijek bile vrhunac tehničke misli ili su bile jednostavno rukotvorine. Danas se najsloženiji i dosad nezamislivi efekti postižu pritiskom na nekoliko tipki. Naravno, navedeno je donekle pretjerano i računalo ne zamjenjuje osobu - tonskog majstora, redatelja ili montažera, ali sa sigurnošću možemo reći da su kompaktnost, mobilnost, kolosalna snaga i kvaliteta moderne digitalne opreme namijenjene obradi zvuka. gotovo u potpunosti zamijenio staru analognu opremu.
Naravno, digitalna tehnologija ima i svojih nedostataka. Mnogi (profesionalci i amateri) primjećuju da se analogni zvuk čuo življe. I to nije samo danak prošlosti. Kao što smo gore rekli, proces digitalizacije unosi određenu pogrešku u zvuk, osim toga, različita oprema za digitalno pojačanje unosi takozvani "tranzistorski šum" i druga specifična izobličenja. Pojam "tranzistorski šum", možda, nema točnu definiciju, ali možemo reći da su to kaotične oscilacije u području visokih frekvencija. Unatoč činjenici da ljudsko slušno pomagalo može percipirati frekvencije do 20 kHz, čini se da ljudski mozak ipak hvata više frekvencije. I još uvijek na podsvjesnoj razini čovjek osjeća da je analogni zvuk čišći od digitalnog.
Međutim, digitalni prikaz podataka ima jedan neosporan i vrlo važna prednost- sa sigurnim medijem za pohranu, podaci na njemu se ne iskrivljuju tijekom vremena. Ako se magnetska vrpca s vremenom demagnetizira i kvaliteta snimke izgubi, ako je ploča izgrebana, a zvuku se dodaju škljocaji i pucketanje, tada je CD/tvrdi disk/elektronička memorija čitljiva (u slučaju sigurnosti) ili ne, i nema efekta starenja. Važno je napomenuti da ovdje ne govorimo o audio CD-u (CD-DA je standard koji postavlja parametre i format za snimanje na audio CD-u), jer unatoč činjenici da je riječ o digitalnom nosaču informacija, učinak starenje ga ne zaobilazi. To je zbog osobitosti pohranjivanja i čitanja audio podataka s audio CD-a. Informacije na svim vrstama CD-a pohranjuju se okvir po okvir i svaki okvir ima zaglavlje po kojem se može identificirati. Međutim, različite vrste CD-a imaju različite strukture i upotrebu razne metode oznake okvira. Budući da su računalni CD-ROM pogoni dizajnirani za čitanje uglavnom Data-CD-ova (mora se reći da postoje razne sorte Data-CD standarda, od kojih svaki nadopunjuje glavni CD-DA standard), često se ne mogu ispravno "orijentirati" na Audio CD-u, gdje se metoda označavanja okvira razlikuje od Data-CD-a (na Audio CD-u, okviri nemaju posebno zaglavlje i za određivanje pomaka svakog okvira potrebno je pratiti podatke u okviru). To znači da ako se pogon prilikom čitanja Data-CD-a lako "orijentira" na disku i nikada ne miješa okvire, tada se kod čitanja s audio CD-a pogon ne može jasno orijentirati, što ako, recimo, ogrebotina ili prašina, može dovesti do očitavanja pogrešnog okvira i, kao rezultat, skokova ili pucketanja u zvuku. Isti problem (nemogućnost većine pogona da se ispravno pozicioniraju na CD-DA) uzrok je još jednog neugodnog učinka: kopiranje informacija s audio CD-a uzrokuje probleme čak i kada se radi s potpuno netaknutim diskovima zbog činjenice da ispravna "orijentacija na disk" u potpunosti ovisi o pogonu za čitanje i ne može se njime jasno upravljati softverom.
Sveprisutnost i daljnji razvoj već spomenutih audio kodera s gubicima (MP3, AAC i drugi) otvorio je najšire mogućnosti za distribuciju i pohranu zvuka. Suvremeni komunikacijski kanali već odavno omogućuju prijenos velikih količina podataka u relativno kratkom vremenu, no prijenos podataka između krajnjeg korisnika i davatelja komunikacijskih usluga i dalje je najsporiji. Telefonske linije koje većina korisnika spaja na Internet ne omogućuju brz prijenos podataka. Nepotrebno je reći da će takve količine podataka koje zauzimaju nekomprimirane audio i video informacije trebati jako dugo da se prenesu kroz uobičajene komunikacijske kanale. No, pojava enkodera s gubicima koji omogućuju deset do petnaest puta kompresiju pretvorila je prijenos i razmjenu audio podataka u svakodnevnu aktivnost svakog korisnika interneta i uklonila sve barijere koje stvaraju slabi komunikacijski kanali. S tim u vezi valja reći da je digitalna mobilna komunikacija, koja se danas vrtoglavo razvija, najvećim dijelom posljedica kodiranja s gubicima. Činjenica je da protokoli za prijenos zvuka putem mobilnih komunikacijskih kanala rade na približno istim principima kao i dobro poznati glazbeni koderi. Stoga daljnji razvoj u području audio kodiranja uvijek dovodi do smanjenja troškova prijenosa podataka mobilni sustavi, iz čega krajnji korisnik samo dobiva: komunikacija postaje jeftinija, pojavljuju se nove mogućnosti, produljuje se vijek trajanja baterije mobilnih uređaja itd. U ništa manjoj mjeri, kodiranje s gubitkom pomaže uštedjeti novac na kupnji diskova s vašim omiljenim pjesmama - danas samo trebate otići na Internet i tamo možete pronaći gotovo svaku pjesmu koja vas zanima. Naravno, diskografskim kućama takvo stanje već dugo trni u oku - pod nosom se umjesto diskova, ljudi razmjenjuju izravno putem interneta, što nekadašnji zlatni rudnik pretvara u nerentabilan posao, ali to je već stvar etike i financija. Jedno je sigurno: s ovakvim stanjem se ne može učiniti ništa, a bum dijeljenja glazbe putem interneta, generiran upravo pojavom enkodera s gubicima, više se ne može zaustaviti. A to je samo u rukama običnog korisnika.
5. Na pitanje obrade zvuka
Sredstva za obradu zvuka razne transformacije informacije o zvuku kako bi se promijenile neke karakteristike zvuka. Obrada zvuka uključuje metode za stvaranje različitih zvučnih efekata, filtriranje, kao i metode za čišćenje zvuka od neželjene buke, promjenu boje i sl. Sav ovaj ogroman skup transformacija svodi se, u konačnici, na sljedeće glavne vrste:
1. Amplitudne transformacije . Izvode se na amplitudi signala i dovode do njegovog pojačanja/slabljenja ili promjene po nekoj zakonitosti u određenim dijelovima signala.
2. Frekvencijske transformacije . Izvode se na frekvencijskim komponentama zvuka: signal se prikazuje u obliku spektra frekvencija u određenim intervalima, obrađuju se potrebne frekvencijske komponente, na primjer, filtriranje, i obrnuto "presavijanje" signala iz spektra u val.
3. Fazne transformacije . Pomaknite fazu signala na ovaj ili onaj način; na primjer, takve transformacije stereo signala omogućuju realizaciju efekta rotacije ili "volumetrijskog" zvuka.
4. Vremenske transformacije . Implementirano superponiranjem, rastezanjem / sažimanjem signala; omogućuju stvaranje, na primjer, efekata jeke ili zbora, kao i utjecaj na prostorne karakteristike zvuka.
Rasprava o svakoj od ovih vrsta transformacija može postati cijeli znanstveni rad. Vrijedno je dati neke praktične primjere korištenja ovih vrsta transformacija pri stvaranju pravih zvučnih efekata:
- Echo (echo) Implementirano pomoću vremenskih transformacija. Zapravo, da bi se dobio eho, potrebno je superponirati njegovu vremenski odgođenu kopiju na izvorni ulazni signal. Kako bi ljudsko uho drugu kopiju signala percipiralo kao ponavljanje, a ne kao jeku glavnog signala, potrebno je postaviti vrijeme kašnjenja na približno 50 ms. Više od jedne njegove kopije može se postaviti na glavni signal, ali nekoliko, što će vam omogućiti da dobijete učinak ponovljenog ponavljanja zvuka (polifoni jek) na izlazu. Da bi se činilo da jeka blijedi, potrebno je na izvorni signal naložiti ne samo odgođene kopije signala, već i one prigušene u amplitudi.
- Reverberacija (ponavljanje, refleksija). Učinak je dati zvuku karakteristiku glasnoće Super dvorana, gdje svaki zvuk stvara odgovarajuću, polagano stišavajuću jeku. U praksi, uz pomoć reverberacije možete "oživjeti", na primjer, zvučni zapis snimljen u prigušenoj sobi. Reverb se razlikuje od "echo" efekta po tome što je vremenski odgođeni izlazni signal superponiran na ulazni signal, umjesto odgođene kopije ulaznog signala. Drugim riječima, reverb blok je jednostavno petlja gdje je izlaz bloka povezan s njegovim ulazom, tako da se već obrađeni signal vraća natrag na ulaz u svakom ciklusu, miješajući se s originalnim signalom.
- Zbor (zbor). Kao rezultat njegove primjene, zvuk signala se pretvara, takoreći, u zvuk zbora ili u istovremeni zvuk nekoliko instrumenata. Shema za stvaranje takvog učinka slična je onoj za stvaranje efekta jeke, s jedinom razlikom što su odgođene kopije ulaznog signala podvrgnute slaboj frekvencijskoj modulaciji (u prosjeku od 0,1 do 5 Hz) prije miješanja s ulaznim signalom. . Povećanje broja glasova u zboru postiže se dodavanjem kopija signala s različitim vremenima kašnjenja.
Naravno, kao i u svim drugim područjima, i kod obrade signala postoje problemi koji su svojevrsni kamen spoticanja. Tako, na primjer, kada se signali rastavljaju u frekvencijski spektar, postoji princip nesigurnosti koji se ne može prevladati. Princip kaže da je nemoguće dobiti točnu spektralnu sliku signala u određenom trenutku u vremenu: ili da biste dobili točniju spektralnu sliku, morate analizirati veći vremenski odsječak signala, ili, ako želimo više zainteresirani za vrijeme kada se dogodila ova ili ona promjena u spektru, morate žrtvovati točnost samog spektra. Drugim riječima, nemoguće je dobiti točan spektar signala u točki - točan spektar za veliki dio signala ili vrlo približan spektar, ali za kratki dio.
Mehanizmi za obradu signala postoje u softverskoj i hardverskoj verziji (tzv. efekt procesori). Na primjer, vocoderi i gitarski procesori, zborovi i reverbi postoje kao hardver i kao softver.
praktična obrada signali se mogu podijeliti u dvije vrste: on-the-fly obrada i naknadna obrada. On-the-fly obrada znači trenutnu konverziju signala (to jest, uz mogućnost izlaza obrađenog signala gotovo istodobno s njegovim ulazom). Jednostavan primjer su gitarski "gadgeti" ili reverb tijekom izvedbe uživo na pozornici. Takva se obrada događa trenutno, odnosno, recimo, izvođač pjeva u mikrofon, a procesor efekta transformira njegov glas i slušatelj čuje već obrađenu verziju glasa. Naknadna obrada je obrada već snimljenog signala. Brzina takve obrade može biti puno niža od brzine reprodukcije. Takva obrada ima iste ciljeve, odnosno dati zvuku određeni karakter ili promijeniti karakteristike, međutim, koristi se u fazi masteringa ili pripreme zvuka za replikaciju, kada nema potrebe za žurbom, ali kvaliteta je bitnija i skrupulozno proučavanje svih nijansi zvuka. Postoji mnogo različitih operacija nad zvukom koje se zbog nedovoljne izvedbe današnjih procesora ne mogu implementirati u hodu, pa se takve pretvorbe provode samo u post-modu.
Obrada signala je složen i, što je najvažnije, zahtjevan postupak. Odnedavno se počinje provoditi i u digitalnim uređajima - prije su se obradom zvuka u analognim uređajima postizali razni zvučni efekti i dr. U analognoj opremi zvuk u obliku električnih oscilacija prolazi kroz različite staze (blokove električnih elemenata) čime se postiže promjena faze, spektra i amplitude signala. Međutim, ova metoda obrade ima mnogo nedostataka. Prvo, kvaliteta obrade pati, jer svaki analogni element ima svoju pogrešku, a nekoliko desetaka elemenata može kritično utjecati na točnost i kvalitetu željenog rezultata. I drugo, što je možda i najvažnije, gotovo svaki pojedini učinak postiže se korištenjem zasebnog uređaja, a svaki takav uređaj može biti vrlo skup. Mogućnost korištenja digitalnih uređaja ima neosporne prednosti. Kvaliteta obrade signala u njima puno manje ovisi o kvaliteti opreme, glavna stvar je kvalitetno digitalizirati zvuk i moći ga reproducirati u visokoj kvaliteti, a tada kvaliteta obrade pada samo na softverski mehanizam . Osim toga, za razne manipulacije zvukom nije potrebna stalna promjena opreme. I, što je najvažnije, budući da se obrada provodi programski, otvaraju se jednostavno nevjerojatne mogućnosti, koje su ograničene samo snagom računala (a ona se svakim danom povećava) i maštom osobe. Međutim, (od strane barem danas) ovdje ima nekih problema. Tako je, na primjer, često, čak i za provedbu jednostavne obrade signala, potrebno ga razložiti na frekvencijski spektar. U ovom slučaju, on-the-fly obrada signala može biti teška upravo zbog intenzivnosti resursa faze razgradnje. Stoga se transformacije koje zahtijevaju spektralnu dekompoziciju češće izvode u post-modu.
6. Oprema
Važan dio razgovora o zvuku povezan je s opremom. Ima ih mnogo razne uređaje za obradu i ulaz/izlaz zvuka. Što se tiče konvencionalnog osobnog računala, trebali bismo se detaljnije zadržati na zvučnim karticama. Zvučne kartice obično se dijele na zvučne, glazbene i zvučno-glazbene. Prema dizajnu, sve zvučne kartice mogu se podijeliti u dvije skupine: glavne (instalirane na matičnoj ploči računala i omogućuju ulaz i izlaz audio podataka) i podređene (imaju temeljnu strukturnu razliku od glavnih ploča - najčešće su spojen na poseban konektor koji se nalazi na glavnoj ploči ). Ploče kćeri najčešće se koriste za pružanje ili proširenje mogućnosti MIDI sintesajzera.
Zvučne i glazbene te zvučne kartice izrađene su u obliku uređaja umetnutih u utor matična ploča(ili već ugrađen u njega inicijalno). Vizualno obično imaju dva analogna ulaza - linijski i mikrofonski te nekoliko analognih izlaza: linijski izlazi i izlaz za slušalice. Nedavno su kartice također opremljene digitalnim ulazom i izlazom koji osigurava zvuk između digitalnih uređaja. Analogni ulazi i izlazi obično imaju priključke slične utičnicama za slušalice (1/8”). Općenito, zvučna kartica ima nešto više od dva ulaza: analogni CD, MIDI i drugi ulazi. Oni se, za razliku od mikrofonskih i linijskih ulaza, ne nalaze na stražnjoj ploči zvučne kartice, već na samoj kartici; mogu postojati i drugi ulazi, na primjer, za povezivanje govornog modema. Digitalni ulazi a izlazi su obično implementirani kao S / PDIF sučelje (sučelje digitalni prijenos signali) s odgovarajućim priključkom (S/PDIF je skraćenica za Sony/Panasonic Digital Interface). S / PDIF je "kućna" verzija složenijeg profesionalnog standarda AES / EBU (Audio Engineering Society / European Broadcast Union). S/PDIF signal se koristi za digitalni prijenos (kodiranje) 16-bitnih stereo podataka pri bilo kojoj brzini uzorkovanja. Uz gore navedeno, zvučne i glazbene ploče imaju MIDI sučelje s priključcima za povezivanje MIDI uređaja i joysticka, kao i za povezivanje glazbene kartice kćeri (iako je nedavno mogućnost povezivanja potonjeg postala rijetka). Neki modeli zvučnih kartica opremljeni su prednjom pločom instaliranom na prednjoj strani radi praktičnosti korisnika. blok sustava računalo, na kojem se nalaze konektori povezani s različitim ulazima i izlazima zvučne kartice.
Definirajmo nekoliko glavnih blokova koji čine zvučne i zvučno-glazbene ploče.
1. Blokiraj digitalna obrada signala (kodek). U ovom bloku se provode analogno-digitalne i digitalno-analogne pretvorbe (ADC i DAC). Ovaj blok određuje karakteristike kartice kao što je maksimalna brzina uzorkovanja za snimanje i reprodukciju signala, maksimalna razina kvantizacija i maksimalan iznos obrađenih kanala (mono ili stereo). Karakteristike buke u velikoj mjeri ovise i o kvaliteti i složenosti komponenti ovog bloka.
2. Blok sintisajzera. Prisutan u glazbenim kartama. Izvodi se na temelju ili FM ili WT sinteze, ili obje odjednom. Može raditi i pod kontrolom vlastitog procesora i pod kontrolom posebnog upravljačkog programa.
3. Blok sučelja. Omogućuje prijenos podataka putem različitih sučelja (npr. S/PDIF). Čista zvučna kartica često nema ovaj blok.
4. Blok miješalice. U zvučnim karticama jedinica za miješanje omogućuje podešavanje:
- razine signala s linijskih ulaza;
- razine iz MIDI ulaza i digitalnog audio ulaza;
- ukupna razina signala;
- pomicanje;
- timbar.
Razmotrimo najvažnije parametre koji karakteriziraju zvučne i zvučno-glazbene ploče. Najvažnije karakteristike su: maksimalna brzina uzorkovanja (sampling rate) u načinu snimanja i reprodukcije, maksimalna razina kvantizacije ili dubina bita (max. quantization level) u načinu snimanja i reprodukcije. Osim toga, budući da zvučne i glazbene ploče imaju i sintisajzer, parametri ugrađenog sintesajzera također su uključeni u njihove karakteristike. Naravno, što je veća razina kvantizacije na kojoj kartica može kodirati signale, to se postiže veća kvaliteta signala. Svi moderni modeli zvučne kartice mogu kodirati signal s razinom od 16 bita. Jedna od važnih karakteristika je mogućnost istovremene reprodukcije i snimanja audio streamova. Značajka kartice za istovremeno igranje i snimanje naziva se full duplex (puni dupleks). Postoji još jedna karakteristika koja često igra odlučujuću ulogu pri kupnji zvučne kartice - omjer signala i šuma (Signal/Noise Ratio, S/N). Ovaj pokazatelj utječe na čistoću snimanja i reprodukcije signala. Omjer signala i šuma je omjer snage signala i snage buke na izlazu uređaja, ovaj pokazatelj se obično mjeri u dB. Omjer od 80-85 dB može se smatrati dobrim; idealno - 95-100 dB. No, treba imati na umu da na kvalitetu reprodukcije i snimanja jako utječu smetnje (smetnje) drugih komponenti računala (napajanje i sl.). Kao rezultat toga, omjer signala i šuma može se promijeniti na gore. U praksi postoji mnogo načina da se to riješi. Neki predlažu uzemljenje računala. Drugi, kako bi zaštitili zvučnu karticu od smetnji što je pažljivije moguće, "iznose" je izvan kućišta računala. Međutim, vrlo je teško potpuno se zaštititi od podizanja, budući da čak i elementi same karte stvaraju podizanja jedni na druge. Oni se također pokušavaju nositi s tim i zbog toga štite svaki element na ploči. No koliko god se trudili riješiti ovaj problem, nemoguće je potpuno eliminirati utjecaj vanjskih smetnji.
Još jedna jednako važna karakteristika je koeficijent nelinearne distorzije ili Total Harmonic Distortion, THD. Ovaj pokazatelj također kritično utječe na čistoću zvuka. Koeficijent nelinearnog izobličenja mjeri se u postocima: 1% - "prljavi" zvuk; 0,1% - normalan zvuk; 0,01% - čisti Hi-Fi zvuk; 0,002% - Hi-Fi klasa zvuka - Hi End .. Nelinearna distorzija je rezultat netočnosti u povratu signala iz digitalnog u analogni. Pojednostavljeno, postupak mjerenja ovog koeficijenta provodi se na sljedeći način. Ulaz zvučne kartice je čisti sinusoidalni signal. Na izlazu uređaja uzima se signal čiji je spektar zbroj sinusoidnih signala (zbroj izvorne sinusoide i njezinih harmonika). Zatim se prema posebnoj formuli izračunava kvantitativni omjer izvornog signala i njegovih harmonika dobivenih na izlazu uređaja. Ovaj kvantitativni omjer je koeficijent nelinearne distorzije (THD).
Što je MIDI sintesajzer? Pojam "sintisajzer" obično se koristi u odnosu na elektronički glazbeni instrument u kojem se zvuk stvara i obrađuje, mijenjajući njegovu boju i karakteristike. Naravno, naziv ovog uređaja proizlazi iz njegove glavne namjene - sinteze zvuka. Postoje samo dvije glavne metode sinteze zvuka: FM (Frequency modulation - frekvencijska modulacija) i WT (Wave Table - valna tablica). Budući da se ovdje ne možemo zadržati na njihovom razmatranju, opisat ćemo samo glavnu ideju metoda. FM sinteza temelji se na ideji da je svaka, čak i najsloženija oscilacija u biti zbroj najjednostavnijih sinusoidnih. Dakle, moguće je signale konačnog broja generatora sinusoida naložiti jedan na drugi i mijenjanjem frekvencija sinusoida dobiti zvukove slične stvarnim. Sinteza valne tablice temelji se na drugom principu. Sinteza zvuka pomoću ove metode postiže se manipulacijom unaprijed snimljenih (digitaliziranih) zvukova pravih glazbenih instrumenata. Ti su zvukovi (zvani uzorci) pohranjeni u trajnoj memoriji sintesajzera.
MIDI sintesajzer je sintesajzer koji zadovoljava zahtjeve standarda o kojem ćemo govoriti za trenutak. MIDI je općeprihvaćena specifikacija koja se odnosi na organizaciju digitalnog sučelja za glazbene uređaje, uključujući hardverski i softverski standard.
Ova specifikacija je namijenjena organizaciji lokalna mreža elektronički instrumenti (slika 7). MIDI uređaji uključuju različite hardverske i glazbene instrumente koji su u skladu s MIDI zahtjevima. Dakle, MIDI sintesajzer je glazbeni instrument, obično dizajniran za sintetiziranje zvuka i glazbe, a također zadovoljava MIDI specifikaciju. Hajdemo ukratko razumjeti zašto zaseban razred uređaj koji se zove MIDI.
Činjenica je da je implementacija softverske obrade zvuka često povezana s neugodnostima zbog različitih tehničkih značajki ovog procesa. Čak i nakon dodjele operacija obrade zvuka zvučnoj kartici ili bilo kojoj drugoj opremi, ostaje mnogo različitih problema. Prvo, često je poželjno koristiti hardversku sintezu zvuka glazbenih instrumenata (barem zato što je računalo preopćenit instrument, često vam treba samo hardverski sintetizator zvukova i glazbe, ništa više). Drugo, softverska obrada zvuka često je popraćena vremenskim kašnjenjima, dok rad uživo zahtijeva trenutačni prijem obrađenog signala. Zbog ovih i drugih razloga pribjegava se korištenju posebne opreme za obradu, a ne računala s posebnim programima. Međutim, kada koristite opremu, postaje neophodno zajednički standard, koji bi vam omogućio međusobno povezivanje uređaja i njihovo kombiniranje. Ovi preduvjeti prisilili su nekoliko vodećih tvrtki u području glazbene opreme da odobre prvi MIDI standard 1982. godine, koji je kasnije dobio nastavak i razvija se do danas. Što je, u konačnici, MIDI sučelje i uređaji uključeni u njega sa stajališta osobnog računala?
- Hardver - na zvučnu karticu ugrađeni su: sintesajzer raznih zvukova i glazbenih instrumenata, mikroprocesor koji kontrolira i upravlja radom MIDI uređaja, kao i razni standardizirani priključci i kabeli za spajanje dodatnih uređaja.
- Softver je MIDI protokol, koji je skup poruka (naredbi) koje opisuju različite funkcije MIDI sustava i putem kojih se odvija komunikacija (razmjena informacija) između MIDI uređaja. Poruke se mogu smatrati sredstvom daljinskog upravljanja.
Opseg ovog članka ne dopušta nam da ulazimo u određeni opis MIDI-ja, međutim, treba napomenuti da u pogledu sintesajzera zvuka MIDI postavlja stroge zahtjeve za njihove mogućnosti, metode sinteze zvuka koje se u njima koriste, kao i što se tiče kontrolnih parametara sinteze. Osim toga, kako bi se glazba stvorena na jednom sintisajzeru mogla lako prenijeti i uspješno reproducirati na drugom, uspostavljeno je nekoliko standarda za usklađivanje instrumenata (glasova) i njihovih parametara u različitim sintesajzerima: General MIDI (GM), General Synth (GS) i Prošireno općenito (XG). Osnovni standard je GM, ostala dva su njegova logička proširenja i proširenja.
Kao praktičan primjer MIDI uređaja, razmotrite običnu MIDI tipkovnicu. Jednostavnim rječnikom rečeno, MIDI tipkovnica je skraćena klavirska tipkovnica u kućištu s MIDI sučeljem koje vam omogućuje povezivanje s drugim MIDI uređajima, poput MIDI sintesajzera koji je instaliran u zvučnu karticu računala. Pomoću posebnog softvera (na primjer, MIDI sekvencer), MIDI sintesajzer možete uključiti u način sviranja, na primjer, na klaviru, a pritiskom na tipke MIDI tipkovnice možete čuti zvukove klavira. Naravno, stvar nije ograničena na klavir - GM standard ima 128 melodijskih instrumenata i 46 udaraljki. Osim toga, korištenjem MIDI sekvencera možete snimiti note svirane na MIDI tipkovnici u računalo za kasnije uređivanje i aranžiranje ili jednostavno za elementarni ispis nota.
Treba napomenuti da budući da su MIDI podaci skup naredbi, glazba koja je napisana pomoću MIDI-ja također se snima pomoću naredbi sintesajzera. Drugim riječima, MIDI rezultat je slijed naredbi: koju notu svirati, koji instrument koristiti, koliko dugo i koliko dugo treba zvučati, i tako dalje. MIDI datoteke koje su poznate mnogima (.MID) nisu ništa drugo nego skup takvih naredbi. Naravno, budući da postoji veliki broj proizvođača MIDI sintesajzera, ista datoteka može zvučati drugačije na različitim sintesajzerima (jer sami instrumenti nisu pohranjeni u datoteci, već postoje samo indikacije sintesajzeru koje instrumente treba svirati, a koliko različito sintisajzeri mogu zvučati drugačije).
Vratimo se razmatranju zvučnih i glazbenih ploča. Budući da smo već razjasnili što je MIDI, ne možemo zanemariti karakteristike hardverskog sintesajzera ugrađenog u zvučnu karticu. Moderni sintisajzer, najčešće, temelji se na takozvanoj "valnoj tablici" - WaveTable (ukratko, princip rada takvog sintisajzera je da se zvuk u njemu sintetizira iz skupa snimljenih zvukova njihovim dinamičkim preklapanjem i mijenjanje parametara zvuka), ranije je glavni tip sinteze bio FM (Frequency Modulation - sinteza zvuka generiranjem jednostavnih sinusoidnih oscilacija i njihovim miješanjem). Glavne karakteristike WT sintetizatora su: broj instrumenata u ROM-u i njegova veličina, prisutnost RAM-a i njegova maksimalna veličina, broj mogućih efekata obrade signala, kao i mogućnost obrade efekta po kanalu (naravno , u slučaju procesora efekta), broj generatora koji određuju najveći broj glasove u polifonom (višeglasnom) modu i, možda najvažnije, standard po kojem je sintisajzer napravljen (GM, GS ili XG). Usput, količina memorije sintesajzera nije uvijek fiksna vrijednost. Činjenica je da su nedavno sintisajzeri prestali imati vlastiti ROM, ali koriste glavni RAM računala: u ovom slučaju, svi zvukovi koje koristi sintesajzer pohranjuju se u datoteku na disku i, ako je potrebno, čitaju se u RAM.
7. Softver
Tema softvera je vrlo široka, stoga ćemo ovdje samo ukratko govoriti o glavnim predstavnicima softvera za obradu zvuka.
Najvažnija klasa programa je digitalni audio urednici. Glavne značajke takvih programa su, u najmanju ruku, mogućnost snimanja (digitalizacije) zvuka i njegovog spremanja na disk. Razvijeni predstavnici ove vrste programa omogućuju puno više: snimanje, višekanalno miksanje zvuka na nekoliko virtualnih zapisa, obradu specijalnih efekata (i ugrađenih i vanjskih povezanih - više o tome kasnije), uklanjanje šuma, imaju naprednu navigaciju i alate u oblik spektroskopa i drugih virtualnih instrumenata, kontrola/upravljivost vanjskih uređaja, audio konverzija iz formata u format, generiranje signala, snimanje na CD-ove i još mnogo toga. Neki od tih programa su Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg).
Glavne značajke uređivača Cool Edit Pro 2.0 (pogledajte snimak zaslona 1 - primjer radnog prozora programa u multitrack modu): uređivanje i miksanje zvuka na 128 zapisa, 45 ugrađenih DSP efekata, uključujući alate za mastering, analizu i vraćanje audio, 32-bitna obrada, 24bit/192kHz audio podrška, moćni alati za petlje, DirectX podrška, SMPTE/MTC kontrola, video i MIDI podrška, i više.
Snimka zaslona 1
Glavne značajke uređivača Sound Forge 6.0a (pogledajte snimak zaslona 2 - primjer radnog prozora programa): snažne mogućnosti nedestruktivnog uređivanja, višezadaćna pozadinska obrada zadataka, podrška za datoteke s parametrima do 32 bita / 192 kHz, unaprijed postavljeni upravitelj, podrška za datoteke veće od 4 GB, rad s videom, veliki skup efekata obrade, oporavak nakon zamrzavanja, pregled primijenjenih efekata, analizator spektra I tako dalje.
Snimak zaslona 2
Ništa manje važna u funkcionalnom smislu, skupina programa - sekvenceri(programi za pisanje glazbe). Najčešće takvi programi koriste MIDI sintesajzer (vanjski hardver ili ugrađen u gotovo bilo koju zvučnu karticu ili softver organiziran posebnim softverom). Takvi programi korisniku pružaju ili poznatu notu (poput CODA-inog programa Finale) ili uobičajeniji način uređivanja zvuka na računalu, takozvani piano-roll (ovo je razumljiviji prikaz glazbe za ljude koji nisu upoznati s notnim zapisima; u ovom prikazu okomito je os sa slikom klavirskih tipki, a vrijeme je odloženo vodoravno, pa se postavljanjem poteza različite duljine na sjecište postiže zvuk određene note s određenim trajanjem) . Postoje i programi koji vam omogućuju pregled i uređivanje zvuka u oba prikaza. Napredni sekvenceri, osim uređivanja zvuka, mogu u velikoj mjeri duplicirati mogućnosti digitalnih audio uređivača - snimati na CD, kombinirati MIDI zapise s digitalni signali i svladavanje. Izvanredni predstavnici takva klasa programa: Cubase (Steinberg), Logic Audio (Emagic), Cakewalk (Twelve Tone Systems) i već spomenuti Finale.
Glavne značajke uređivača Cubase 5.1 (pogledajte snimak zaslona 3 - primjer radnog prozora programa u načinu prikaza MIDI zapisa): uređivanje glazbe u stvarnom vremenu koristeći grafički prikaz informacija, visoka rezolucija uređivača (15360 impulsa po četvrtini ), gotovo neograničen broj zapisa, 72 audio kanala, podrška za VST32, 4 EQ-a po kanalu i drugi efekti po kanalu, ugrađeni alati za obradu koji koriste analogno modeliranje (virtualni instrumenti, procesori efekata, alati za miksanje i snimanje) i mnogi drugi značajke.
Snimak zaslona 3
Glavne značajke uređivača Logic Audio 5 (pogledajte snimak zaslona 4 - primjer radnog prozora programa): rad sa zvukom s 32-bitnom točnošću, visoka vremenska razlučivost događaja, samoprilagodljivi audio i MIDI mikser, optimizirani korisnik sučelje, sinkronizacija s videom, gotovo neograničen broj MIDI zapisa, obrada zvuka u stvarnom vremenu, potpuna sinkronizacija s MTC, MMC, SMPTE, ugrađeni moduli za obradu i auto-alati, podrška za veliki broj hardverske opreme i mnoge Druge značajke.
Snimka zaslona 4
U skupu programa za korisnika uključenih u obradu zvuka, postoji mnogo različite instrumente, tako je bilo prije i tako će biti ubuduće - nema univerzalnih kombajna za rad sa zvukom. Međutim, unatoč svoj raznolikosti softvera, programi često koriste slične mehanizme za obradu zvuka (na primjer, procesore efekata i druge). U nekoj fazi razvoja audio softvera, proizvođači su shvatili da je praktičnije uključiti mogućnost povezivanja vanjskih instrumenata u svoje programe nego stvarati nove instrumente za svaki zaseban program. Dakle, mnogi programi koji pripadaju određenoj skupini softvera omogućuju vam povezivanje takozvanih "plug-inova" - vanjskih dodataka koji proširuju mogućnosti obrade zvuka. To je postalo moguće kao rezultat pojave nekoliko standarda za sučelje između programa i dodatka. Do danas postoje dva glavna standarda sučelja: DX i VST. Postojanje standarda omogućuje spajanje istog dodatka na apsolutno različite programe bez brige o nastanku sukoba i kvarova. Govoreći o samim dodacima, mora se reći da je ovo samo ogromna obitelj programa. Obično je jedan dodatak mehanizam koji implementira određeni učinak, kao što je reverb ili niskopropusni filtar. Od zanimljivih dodataka, može se prisjetiti, na primjer, iZotope Vinyl - omogućuje vam da zvuku date učinak gramofonska ploča(Pogledajte snimak zaslona 5 - primjer radnog prozora dodatka u okruženju Cool Edit Pro), Antares AutoTune vam omogućuje poluautomatsko ispravljanje zvuka vokala, a Orange Vocoder je prekrasan vokoder (mehanizam za stvaranje zvuka raznih instrumenata sličnih zvuku ljudskog glasa).
Snimak zaslona 5
Obrada zvuka i pisanje glazbe nije samo kreativni proces. Ponekad je potrebna rigorozna analiza podataka, kao i traženje nedostataka u njihovom zvuku. Osim toga, audio materijal s kojim se treba suočiti nije uvijek željene kvalitete. S tim u vezi, ne možemo se ne prisjetiti brojnih programa audio analizatora posebno dizajniranih za mjerenje analize audio podataka. Takvi programi pomažu u predstavljanju audiopodataka na prikladniji način od uobičajenih uređivača, kao iu njihovom pažljivom proučavanju pomoću različitih alata, kao što su FFT analizatori (sastavljači dinamičkih i statičkih frekvencijskih odziva), sastavljači sonograma i drugi. Jedan od najpoznatijih i najrazvijenijih programa ove vrste je SpectraLAB (Sound Technology Inc.), nešto jednostavniji, ali moćniji - Analyzer2000 i Spectrogram.
Program SpectraLAB najmoćniji je proizvod ove vrste koji danas postoji (vidi sliku 6 - primjer radnog prozora programa, na ekranu: spektralna slika u tri prikaza i fazna slika). Značajke programa: 3 načina rada (post način rada, način rada u stvarnom vremenu, način snimanja), glavni instrumenti su osciloskop, spektrometar (dvodimenzionalni, trodimenzionalni, kao i sonogram) i fazometar, mogućnost usporedbe amplitudno-frekvencijskih karakteristika nekoliko signala, široke mogućnosti skaliranja, mjerni instrumenti: nelinearna distorzija, omjer signala i šuma, distorzija i drugo.
Snimka zaslona 6
Specijalizirani audio restauratori Oni također igraju važnu ulogu u obradi zvuka. Takvi programi omogućuju vraćanje izgubljene kvalitete zvuka audio materijala, uklanjanje neželjenih klikova, šumova, pucketanja, specifičnog šuma sa snimki audio kazeta i obavljanje drugih audio podešavanja. Programi ove vrste: Dart, Clean (od Steinberg Inc.), Audio Cleaning Lab. (od Magix Ent.), Valni korektor.
Glavne značajke Clean 3.0 restauratora (pogledajte snimak zaslona 8 - radni prozor programa): uklanjanje svih vrsta pucketanja i zvukova, način automatskog ispravljanja, skup efekata za obradu ispravljenog zvuka, uključujući "surround zvuk" funkcija s vizualnom akustičnom simulacijom efekta, snimanje CD-a s pripremljenim podacima, "inteligentni" sustav savjeta, podrška za vanjske VST dodatke i druge značajke.
Snimka zaslona 8
Tragači je posebna kategorija zvučni programi dizajniran posebno za stvaranje glazbe. Ranije smo razmatrali dva bitno različita načina pohranjivanja zvučnih podataka (glazbe): prvi je pohranjivanje zvuka kao komprimiranog ili nekomprimiranog audio toka, drugi je pohranjivanje glazbe kao MIDI datoteka (kao skupa naredbi za MIDI sintesajzer). Struktura i koncept izgradnje datoteka za praćenje vrlo je sličan principu pohranjivanja MIDI informacija. Moduli trackera (datoteke stvorene u trackerima obično se nazivaju modulima), kao i MIDI datoteke, sadrže partituru u skladu s kojom se instrumenti trebaju svirati. Osim toga, sadrže informacije o tome koje efekte iu kojem trenutku treba primijeniti prilikom sviranja određenog instrumenta. Međutim, temeljna razlika između modula za praćenje i MIDI datoteka je u tome što su instrumenti koji se sviraju u tim modulima (ili, točnije, uzorci) pohranjeni u samim modulima (to jest, unutar datoteka), a ne u sintesajzeru (kao što je slučaj s MIDI). Ovaj način pohranjivanja glazbe ima puno prednosti: veličina datoteke je mala u usporedbi s kontinuiranom digitaliziranom glazbom (budući da se u obliku naredbi snimaju samo korišteni instrumenti i partitura), nema ovisnosti zvuka o računalu kojim se odvija reprodukcija (u MIDI-ju, kao što smo rekli, postoji ovisnost zvuka o korištenom sintesajzeru), postoji velika sloboda kreativnosti, budući da autor glazbe nije ograničen na skupove instrumenata (kao u MIDI-ju), ali može koristiti bilo koji digitalizirani zvuk kao instrument. Glavni programa -trackeri Scream Tracker, Fast Tracker, Impulse Tracker, OctaMED SoundStudio, MAD Tracker, ModPlug Tracker.
Program ModPlug Tracker danas je jedan od onih tragača koji je uspio postati univerzalno radno okruženje za mnoge vrste modula za praćenje (pogledajte snimak zaslona 7 - primjer radnog prozora programa, na ekranu: sadržaj staza jednog učitani modul i radni prozor uzoraka drugog modula). Glavne značajke: podrška za do 64 fizička audio kanala, podrška za gotovo sve postojeće formate modula za praćenje, uvoz instrumenata u različitim formatima, 32-bitno interno miksanje, visokokvalitetni filtar ponovnog uzorkovanja, MMX/3dNow!/SSE podrška , automatsko uklanjanje pucketanja, proširenje basa, reverb, stereo proširenje, 6-pojasni grafički ekvilizator i više.
Snimak zaslona 7
Na kraju treba spomenuti postojanje veliki iznos ostali audio softver: audio playeri (najistaknutiji: WinAMP, Sonique, Apollo, XMPlay, Cubic Player), dodaci za playere (među "poboljšivačima" audio zvuka - DFX, Enhancer, iZotop Ozone), uslužni programi za kopiranje informacija s audio CD-a (ExactAudioCopy, CDex, AudioGrabber), presretači audio toka (Total Recorder, AudioTools), audio koderi (MP3 koderi: Lame koder, Blade Encoder, Go-Go i drugi; VQF koderi: TwinVQ koder, Yamaha SoundVQ, NTT TwinVQ ; AAC koderi: FAAC, PsyTel AAC, Quartex AAC), audio pretvarači (za pretvaranje audio informacija iz jednog formata u drugi), generatori govora i mnogi drugi specifični i opći uslužni programi. Naravno, sve navedeno samo je mali djelić onoga što može biti korisno pri radu sa zvukom.
8. Perspektive i problemi
Perspektive za razvoj i korištenje digitalnog zvuka autori članka vide kao vrlo široke. Reklo bi se da je sve što se moglo učiniti na ovom području već učinjeno. Međutim, nije. Ima još mnogo neriješenih problema.
Na primjer, područje prepoznavanja govora još uvijek je vrlo nerazvijeno. Dugo su vremena pokušavani i pokušavaju se stvoriti softveri sposobni kvalitativno prepoznati ljudski govor, ali svi oni još nisu doveli do željenog rezultata. No, dugo očekivani napredak na ovom području mogao bi nevjerojatno pojednostaviti unos informacija u računalo. Zamislite samo da umjesto tipkanja možete jednostavno izdiktirati dok pijete kavu negdje u blizini računala. Postoje mnogi programi koji navodno mogu pružiti takvu priliku, ali nisu svi univerzalni i zalutaju s blagim odstupanjem glasa čitatelja od zadanog tona. Takav rad ne donosi toliko udobnost koliko tugu. Još teži zadatak (vrlo vjerojatno uopće nerješiv) je prepoznavanje uobičajenih zvukova, na primjer, zvuka violine u zvukovima orkestra ili izolacije dionice klavira. Može se nadati da će to jednog dana postati moguće, jer ljudski mozak lako izlazi na kraj s takvim zadaćama, no danas je prerano govoriti o i najmanjim pomacima na tom području.
Također postoji prostor za istraživanje u polju sinteze zvuka. Danas postoji više načina sintetiziranja zvuka, ali niti jedan ne omogućuje sintetiziranje zvuka koji se ne bi mogao razlikovati od pravog. Ako su, recimo, zvukovi klavira ili trombona još više-manje podložni realizaciji, još uvijek nisu uspjeli postići vjerodostojan zvuk saksofona ili električne gitare - puno je nijansi zvuka koje se gotovo nemoguće umjetno ponovno stvoriti.
Dakle, slobodno možemo reći da je na području obrade, stvaranja i sintetiziranja zvuka i glazbe još jako daleko od one odlučujuće riječi koja će zaustaviti razvoj ove grane ljudske djelatnosti.
Rječnik pojmova
1) DSP – Digitalni procesor signala(digitalni procesor signala). Uređaj (ili softverski mehanizam) dizajniran za digitalnu obradu signala.
2) Bitrate– u odnosu na tokove podataka, broj bitova u sekundi (bits per second). Primijenjeno na zvučne datoteke(na primjer, nakon kodiranja s gubitkom) - koliko bitova opisuje jednu sekundu zvuka.
3) Zvuk- akustični val koji se širi u prostoru; u svakoj točki prostora može se prikazati kao funkcija amplitude u odnosu na vrijeme.
4) Sučelje- skup softvera i hardvera dizajniranog za organiziranje interakcije različitih uređaja.
5) Interpolacija- pronalaženje međuvrijednosti veličine prema nekoj od njezinih poznatih vrijednosti; pronalaženje vrijednosti funkcije f(x) u točkama x koje leže između točaka xo 6) kodek– program ili uređaj dizajniran za kodiranje i/ili dekodiranje podataka. 7) Ponovno uzorkovanje(ponovno uzorkovanje) - promjena brzine uzorkovanja digitaliziranih audio podataka. 8) Sonogram- graf, način prikazivanja spektra signala, kada se vrijeme nanosi na apscisu, frekvencija na ordinatu, a amplitude harmonijskih komponenti na odgovarajućim frekvencijama odražavaju zasićenost boje na sjecištu vremenske i frekvencijske koordinate . 9) Format datoteke(audio) - struktura podataka u datoteci. Pod analognim podrazumijevamo snimanje zvukova na fizički medij na način da uređaj za reprodukciju vibrira i stvara zvučne valove slične onima koji su dobiveni tijekom pohrane. mehaničko snimanje zvuka Snimljeni zvuk djelovao je kroz rog na membranu kruto spojenu s rezačem. Tijekom reprodukcije, igla koja se kreće duž utora prenosi vibracije na elastičnu membranu, koja emitira zvuk. Zvuk se pojačavao stožastim rogom. Fonoautograf (1857.) fonograf (1878.) Gramofon (1887.) Gramofon (1907.) Elektromehaničko snimanje Snimljene zvučne vibracije mikrofon pretvara u odgovarajuće električne struje, koje nakon pojačanja djeluju na elektromehanički pretvarač - snimač, koji pomoću magnetskog polja pretvara izmjenične električne struje u odgovarajuće mehaničke vibracije rezača. Za reprodukciju je korišten piezoelektrični pickup, a kasnije kvalitetniji magnetski pickup. Pikapi pretvaraju vibracije igle koja se kreće duž zvučnog zapisa ploče u električni signal koji nakon pojačanja u elektroničkom pojačalu ulazi u zvučnik. Elektrofon (1925.) Optičko (fotografsko) snimanje zvuka Fotografski fonogram imao je promjenjivu širinu staze (1904.) ili promjenjivu optičku gustoću (1919.) i nanosio se na rub filma. Tijekom reprodukcije, svjetlosni tok lampe koja prolazi kroz film se mijenja (modulira) u skladu sa snimljenim zvučnim vibracijama. Fotoćelija je pretvarala promjenjivi svjetlosni tok koji je padao na nju u električne vibracije. Električni signal pojačan je pojačalom za reprodukciju i doveden do zvučnika postavljenog u blizini platna u gledalištu kina. magnetsko snimanje zvuka Snimanje se izvodi pomoću magnetske glave za snimanje, koja stvara izmjenično magnetsko polje na dijelu pokretnog medija (često magnetske vrpce) koji ima magnetska svojstva. Na feromagnetskom sloju nosača ostaje trag zaostale magnetizacije. Trag je zapis fonograma. Tijekom reprodukcije, magnetska glava pretvara preostali magnetski tok pokretnog medija za snimanje u električni audio signal. Magnetofon (1932.) Digitalno snimanje je digitalizacija i pohranjivanje zvuka u obliku skupa bitova (slijed bitova), koji opisuje reprodukciju određenog uređaja. Magnetski digitalni audio Digitalni signali snimaju se na magnetsku vrpcu. Postoje dvije vrste zapisa: Longitudinalni sustav snimanja - u kojem se vrpca pomiče duž bloka fiksnih magnetskih glava za snimanje/reprodukciju o DASH (1982) (engleska digitalna audio stacionarna glava) o DCC (1992) (engleska digitalna kompaktna kaseta, digitalna kompaktna kaseta) · koso-linearni sustav snimanja - kod kojeg se vrpca kreće po bubnju rotirajućih magnetskih glava, a snimanje se odvija koso odvojenim stazama, čime se postiže veća gustoća, u odnosu na longitudinalno-linearni sustav snimanja. o DAT (1987) (engleska digitalna audio vrpca) magnetooptičko snimanje Snimanje na magnetooptički disk provodi se prema sljedećoj tehnologiji: lasersko zračenje zagrijava dio staze iznad temperature Curiejeve točke, nakon čega elektromagnetski impuls mijenja magnetizaciju, stvarajući otiske ekvivalentne udubljenjima na optičkim diskovima. Očitavanje se provodi istim laserom, ali manje snage, nedovoljne za zagrijavanje diska: polarizirana laserska zraka prolazi kroz materijal diska, reflektira se od podloge, prolazi kroz optički sustav i pogađa senzor. U tom se slučaju, ovisno o magnetizaciji, mijenja polarizacijska ravnina laserske zrake (Kerrov efekt), što određuje senzor. Minidisc (MD) (1992.) lasersko snimanje Prilikom pisanja, podaci se zapisuju na disk pomoću laserske zrake povećane snage kako bi fizički "spržio" organsku boju sloja za snimanje. Kada se boja zagrije iznad određene temperature, ona se raspada i potamni, mijenjajući refleksivnost "spaljenog" područja. Tako se kod pisanja, kontroliranjem snage lasera, na sloju za snimanje dobiva izmjena tamnih i svijetlih mrlja, koje se čitanjem tumače kao jamice. Kod čitanja laser ima znatno manju snagu nego kod pisanja i ne uništava boju sloja za snimanje. Zraka koja se reflektira od reflektirajućeg sloja pogađa fotodiodu, a ako zraka pogodi tamno - "spaljeno" - područje, tada zraka gotovo ne prolazi kroz njega do reflektirajućeg sloja i fotodioda registrira slabljenje svjetlosnog toka. Izmjenični svijetli i tamni dijelovi staze generiraju promjenu svjetlosnog toka reflektirane zrake i prevode se u promjenu električnog signala, koji se dalje pretvara u bitove informacija putem električnog pogonskog sustava - "dekodira". Audio CD (1982) (CD) · DTS (1993) - soundtrack filmske kopije na zasebnom CD-u DVD-Audio (1999) (DVD-A) SACD (1998) (super audio kompaktni disk, super audio CD) Optičko digitalno audio snimanje Zvučna pratnja filma tiska se direktno na 35 mm film optičkom metodom u digitalno kodiranom obliku. Tijekom reprodukcije, digitalni signal se očitava posebnim priključkom na filmskom projektoru, a potom ga dekodira procesor u višekanalni zvučni zapis. Dolby Digital (1992.) Audiopodaci se bilježe u datoteku određenog formata koja se pohranjuje na elektronički audio medij. Note: MIDI (1982.) · Digitalizirani audio: OGG, MP3, WAV, itd. Pitanja za samokontrolu 1. Opišite tehnologiju izvođenja radova s laserskim ili optičkim diskovima 2. Na koje se vrste računalne grafike dijeli? 3. Opišite najčešće audio tehnologije. Što je bolje: analogno ili digitalno snimanje? Oba imaju svoje obožavatelje i pristaše. No, shvatimo bit ove dvije tehnologije i razmotrimo temeljne razlike između njih. Zvuk kao takav je analogne prirode. Širi se zrakom i pritom se neizbježno izobličuje. Na izobličenje zvuka utječu različiti uvjeti: udaljenost od izvora, brzina kretanja u odnosu na njega, značajke refleksije od okolnih objekata itd. Ljudsko uho opaža zvučne vibracije u rasponu od 20 Hz do 20 000 Hz. Međutim, ne može se svatko pohvaliti tako izvanrednim sposobnostima sluha. Većina odraslih čuje frekvencije do 16.000-18.000 Hz. Vrijedno je pojasniti da su čak i frekvencije iznad 6000-8000 Hz obično samo dodatni harmonici i prizvuci. S druge strane, kvalitetu snimke uvelike određuje točna reprodukcija harmonika i drugih visokofrekventnih elemenata. S analognim snimanjem, zvučni val, koji ulazi u mikrofon, pretvara se u električnu oscilaciju, koja se zatim dovodi ili do mehaničkog rezača, ako govorimo o ideji vinilne ploče, ili do magnetskog glavu, ako se snimanje vrši na magnetsku vrpcu. Za reprodukciju zvuka magnetiziranu vrpcu treba povlačiti duž magnetske glave, a brzina tog procesa treba biti jednaka brzini snimanja. U slučaju vinila, za reprodukciju ćete morati voziti iglu duž utora u kojem su snimljene informacije. Mehaničke vibracije će se pretvoriti u električne vibracije, koje će se prenijeti na pojačalo, odnosno s pojačala na zvučnike. Nakon pažljivog pregleda gornjeg materijala, nesavršenost analognog zapisa je sasvim očita. 1.
Prilikom snimanja na magnetsku vrpcu treba voditi računa o kvaliteti magnetske glave i uzeti u obzir njezinu kalibraciju u odnosu na vrpcu. 2.
Netočnosti pogona trake uzrokuju nedosljednost u njegovoj brzini. 3.
Nemoguće je ne spomenuti sposobnost trake da se rasteže, promjene u njezinim karakteristikama, nasumične strane čestice na njoj itd. 4.
Kod vinilne ploče dolazi do detonacije, ulaska prašine u utore i svih vrsta mehaničkih oštećenja. Osim toga, utor se, na ovaj ili onaj način, deformira nakon svake igre. 5.
I na kraju, vrijedi zapamtiti da je gotovo nemoguće napraviti kopiju vinilne ploče ili magnetske snimke bez gubitka kvalitete. Da, i svi analogni mediji s vremenom stare i gube kvalitetu zvuka, čak i ako se ne koriste prečesto. Za snimanje zvuka u digitalnom obliku dovoljno je jednostavno fiksirati vrijednosti zvučne vibracije, koja se mijenja tijekom vremena, u brojevima s najvećom mogućom točnošću. Uzorak Da bismo razumjeli principe digitalnog snimanja, shvatimo koncept uzorkovanja. Uzorkovanje ili uzorkovanje naziva se vrijednost signala u određenom trenutku u digitalnom obliku. Zbog kontinuiranih varijacija analognog signala tijekom vremena, potreba za beskonačnim brojem uzoraka postaje očita. Međutim, Kotelnikovljev teorem kaže da se signal može točno rekonstruirati iz digitalnih uzoraka generiranih na dvostrukoj najvećoj frekvenciji tog signala. Na primjer, standardni Audio CD ima frekvenciju uzorkovanja od 44,1 kHz, te je, sukladno tome, moguće obnoviti signal s frekvencijama do 22,05 kHz s velikom točnošću, što već premašuje mogućnosti ljudskog uha. Interpolacija Obnavljanje vrijednosti signala u intervalima između uzetih uzoraka naziva se interpolacija. Ovaj se postupak koristi pri reprodukciji zvuka koji je digitalno snimljen. Kvaliteta oporavka signala ovisi o kvaliteti interpolacije. Signal vraćen bez interpolacije bit će vrlo različit od izvornika. Ako postavite čak i mali koeficijent interpolacije, to će dodati signal mnogo sličniji izvorniku. Povećanjem koeficijenta interpolacije moguće je značajno povećati kvalitetu oporavka signala. Bitna dubina Ako kopate dublje, postaje jasno da je stvaranje uzorka signala na željenoj frekvenciji samo pola bitke. Također je potrebno fiksirati vrijednost s najvećom mogućom točnošću ili, kako se naziva, dubinom bita. Snimanje uzorka signala bit će točnije što je veća dubina bita, koja se mjeri u bitovima. Ako je dubina bita preniska, na primjer, 4 bita, tada čak ni visoki koeficijent interpolacije neće spasiti, a vraćeni signal bit će užasne kvalitete. Ali ako se isti signal digitalizira s malom dubinom bita, na primjer, 16 bita, tada se gotovo neće moći razlikovati od izvornika na uho. Usput, standardni audio CD ima dubinu bita od samo 16 bita. Studiji za snimanje obično koriste veće dubine bita od 24 i 32 bita, frekvencije uzorkovanja od 48, 96 pa čak i 192 kHz, što se objašnjava potrebom za najvišom dostupnom digitalnom kvalitetom potrebnom za daljnju obradu. digitalno snimanje Valja napomenuti da digitalni zapis nije podložan starenju niti bilo kakvim drugim privremenim promjenama. Iz njega možete izraditi onoliko kopija koliko želite s istom točnošću. Kao što se može vidjeti iz prethodnog, teorija digitalnog snimanja ne podrazumijeva postojanje bilo kakvih nedostataka u njemu. Pogledajmo što se događa u praksi. 1.
Prvo, za postizanje visoke kvalitete potrebna je visokokvalitetna analogna audio digitalizacija, koja uglavnom ovisi o kvaliteti ADC - analogno-digitalnog pretvarača. Vrhunski mikrofon ili skupi spojni kabeli neće pomoći u situaciji u kojoj je kvaliteta ADC-a daleko od željenog. Snimanje uzoraka s nedovoljnom točnošću, stvaranje uzoraka s nejednakom frekvencijom itd. će dovesti do zvuka koji je po kvaliteti daleko od originala i ništa ga kasnije neće moći popraviti. 2.
I drugo, digitalizirani zvuk također mora biti kvalitetno reproduciran, što je moguće samo ako postoji kvalitetan DAC - digitalno-analogni pretvarač. Zbog nejednakih brzina uzorkovanja, nedostatka preciznosti ili nedostatka interpolacije, zvuk će se pogoršati na način koji nijedan moderni sustav zvučnika ne može nadoknaditi. Stoga se može razumjeti da kvaliteta digitalnog snimanja i reprodukcije uglavnom ovisi o kvaliteti pretvarača. Pretvarači ugrađeni u moderna (i nikako najjeftinija) audio sučelja, uglavnom, nisu u stanju proizvesti stvarno kvalitetan zvuk, pa iz tog razloga mnogi preferiraju analogno snimanje. No, ipak, sumirajući navedeno, valja napomenuti da digitalno snimanje ima određene i prilično izražene prednosti u odnosu na analogno snimanje. Iako u praksi, da biste dobili stvarno kvalitetan digitalni zvuk, morate potrošiti mnogo novca na visokokvalitetne pretvarače. ______________________
Što je analogno snimanje?
Što je digitalni zapis?
Prilikom kopiranja materijala, pozivanje na stranicu je obavezno!
