Înregistrare sunet- procesul de înregistrare a semnalelor audio. Rezultatul unei înregistrări sonore este o fonogramă.
Echipamente necesare: un dispozitiv pentru conversia vibrațiilor acustice într-un semnal electric (microfon) sau un generator de tonuri (de exemplu, sintetizator de sunet, prelevator), un dispozitiv pentru conversia vibrațiilor electrice într-o succesiune de numere (în înregistrarea digitală), un dispozitiv de stocare (bandă). recorder, hard disk al computerului sau alt dispozitiv pentru stocarea informațiilor primite pe suport). Înregistrarea sunetului poate fi mono, stereo sau quadrafonică.
Cea mai veche înregistrare audio cunoscută a fost realizată la 9 aprilie 1860 de către inventatorul parizian Édouard-Leon Scott de Martinville, folosind un dispozitiv numit „fonoautograf”.
În funcție de conservare, există două tipuri principale de înregistrare a sunetului: analogicși digital.
Înregistrare analogică a sunetului[ | ]
înregistrare magnetică a sunetului[ | ]
Înregistrarea se realizează folosind un cap de înregistrare magnetic, care creează un câmp magnetic alternant pe o secțiune a unui mediu în mișcare (adesea o bandă magnetică) care are proprietăți magnetice. Pe stratul feromagnetic al purtătorului rămâne o urmă de magnetizare reziduală. Urma este pista fonogramei. În timpul redării, capul magnetic transformă fluxul magnetic rezidual al mediului de înregistrare în mișcare într-un semnal audio electric.
Audio digital[ | ]
Înregistrarea digitală este digitizarea și stocarea sunetului sub forma unui set de biți (secvență de biți), care descrie reproducerea unuia sau altuia dispozitiv.
Audio digital magnetic[ | ]
Semnalele digitale sunt înregistrate pe bandă magnetică. Există două tipuri de înregistrări:
înregistrare magneto-optică[ | ]
Înregistrarea pe un disc magneto-optic se realizează conform următoarei tehnologii: radiația laser încălzește o secțiune a pistei deasupra temperaturii punctului Curie, după care un impuls electromagnetic modifică magnetizarea, creând amprente echivalente cu gropi pe discurile optice. Citirea este efectuată de același laser, dar la o putere mai mică, insuficientă pentru a încălzi discul: un fascicul laser polarizat trece prin materialul discului, este reflectat de substrat, trece prin sistemul optic și lovește senzorul. În acest caz, în funcție de magnetizare, planul de polarizare al fasciculului laser se modifică (efectul Kerr), care este determinat de senzor.
înregistrare cu laser [ | ]
La scriere, datele sunt scrise pe disc cu un fascicul laser de mare putere pentru a „arde” fizic colorantul organic al stratului de înregistrare. Când vopseaua este încălzită peste o anumită temperatură, se descompune și se întunecă, modificând reflectivitatea zonei „arse”. Astfel, la scriere, prin controlul puterii laserului, se obține o alternanță de pete întunecate și luminoase pe stratul de înregistrare, care, la citire, sunt interpretate ca gropi. La citire, laserul are o putere mult mai mică decât la scris și nu distruge colorantul stratului de înregistrare. Fasciculul reflectat de stratul reflectorizant lovește fotodioda, iar dacă fasciculul lovește o zonă întunecată - „arsă” -, atunci fasciculul aproape nu trece prin aceasta către stratul reflectorizant și fotodioda înregistrează slăbirea fluxului de lumină. Secțiunile alternante de lumină și întuneric ale pistei generează o modificare a fluxului luminos al fasciculului reflectat și sunt traduse într-o modificare a semnalului electric, care este ulterior convertită în biți de informații de către sistemul de acționare electrică - „decodificat”.
Înregistrare audio digitală optică[ | ]
Acompaniamentul sonor al filmului este imprimat direct pe film de 35 mm folosind metoda optică într-o formă codificată digital. În timpul redării, semnalul digital este citit de un atașament special la proiectorul de film și apoi decodat de procesor într-o coloană sonoră multicanal.
Formate audio digitale[ | ]
Datele audio sunt înregistrate într-un fișier cu un anumit format, care este stocat pe medii audio electronice.
Toate drepturile din acest document aparțin autorilor. Reproducerea acestui text sau a unei părți a acestuia este permisă numai cu permisiunea scrisă a ambilor autori.
Recent, capacitățile echipamentelor multimedia au cunoscut o creștere semnificativă, dar din anumite motive nu i sa acordat suficientă atenție acestui domeniu. Utilizatorul obișnuit suferă de lipsă de informații și este forțat să învețe doar din propria experiență și greșeli. Cu acest articol, vom încerca să eliminăm această neînțelegere enervantă. Acest articol este axat pe utilizatorul obișnuit și își propune să-l ajute să înțeleagă fundamentele teoretice și practice ale sunetului digital, să identifice posibilitățile și metodele de bază ale utilizării acestuia.
Ce știm mai exact despre capacitățile de sunet ale unui computer, în afară de faptul că computerul nostru de acasă are o placă de sunet și două difuzoare? Din păcate, probabil din cauza lipsei de literatură sau dintr-un alt motiv, dar utilizatorul, cel mai adesea, nu este familiarizat cu nimic altceva decât mixerul de intrare/ieșire audio încorporat în Windows și Recorder. Singura utilizare a unei plăci de sunet pe care o găsește un simplu utilizator este redarea sunetului în jocuri și ascultarea unei colecții de sunet. Dar, la urma urmei, chiar și cea mai simplă placă de sunet instalată în aproape fiecare computer astăzi poate face mult mai mult - deschide cele mai largi posibilități pentru toți cei care iubesc și sunt interesați de muzică și sunet și pentru cei care doresc să-și creeze propria muzică, o placă de sunet poate deveni un instrument atotputernic. Pentru a afla ce poate face un computer în domeniul sunetului, trebuie doar să te interesezi și ți se vor deschide oportunități pe care poate nici nu le-ai fi ghicit. Și toate acestea nu sunt atât de dificile pe cât ar părea la prima vedere.
Câteva fapte și concepte de care este greu de făcut fără.
În conformitate cu teoria matematicianului Fourier, o undă sonoră poate fi reprezentată ca un spectru de frecvențe incluse în ea (Fig. 1).
Componentele de frecvență ale spectrului sunt oscilații sinusoidale (așa-numitele tonuri pure), fiecare dintre ele având propria amplitudine și frecvență. Astfel, orice oscilație, chiar și cea mai complexă ca formă (de exemplu, o voce umană), poate fi reprezentată prin suma celor mai simple oscilații sinusoidale ale anumitor frecvențe și amplitudini. Și invers, generând diverse vibrații și suprapunându-le unele peste altele (amestecare, amestecare), puteți obține sunete diferite.
Referință: aparatul auditiv/creierul uman este capabil să distingă componentele de frecvență ale sunetului în intervalul de la 20 Hz la ~20 kHz (limita superioară poate varia în funcție de vârstă și de alți factori). În plus, limita inferioară variază foarte mult în funcție de intensitatea sunetului.
1. Digitalizarea sunetului și stocarea acestuia pe un suport digital
Sunetul analog „normal” este reprezentat în echipamentele analogice printr-un semnal electric continuu. Calculatorul operează cu date în formă digitală. Aceasta înseamnă că sunetul din computer este reprezentat în formă digitală. Cum se transformă semnalul analog în digital?
Audio digital este o modalitate de a reprezenta un semnal electric în termeni de valori numerice discrete ale amplitudinii acestuia. Să presupunem că avem o pistă sonoră analogică de bună calitate (spunând „calitate bună” ne referim la o înregistrare silentioasă care conține componente spectrale din întreaga gamă de frecvență audibilă - aproximativ de la 20 Hz la 20 kHz) și dorim să o „introducem” într-un computer (adică digitalizați-l) fără pierderi de calitate. Cum se poate realiza acest lucru și cum se întâmplă digitizarea? O undă sonoră este un fel de funcție complexă, dependența amplitudinii unei unde sonore de timp. S-ar părea că, deoarece aceasta este o funcție, atunci puteți să o scrieți pe computer „ca atare”, adică să descrieți forma matematică a funcției și să o salvați în memoria computerului. Cu toate acestea, acest lucru este practic imposibil, deoarece vibrațiile sonore nu pot fi reprezentate printr-o formulă analitică (cum ar fi y=x 2 , de exemplu). Mai rămâne o singură cale - de a descrie funcția prin stocarea valorilor sale discrete în anumite puncte. Cu alte cuvinte, în fiecare moment în timp, valoarea amplitudinii semnalului poate fi măsurată și scrisă ca numere. Cu toate acestea, această metodă are și dezavantajele sale, deoarece nu putem înregistra valorile amplitudinii semnalului cu o acuratețe infinită și suntem forțați să le rotunjim. Cu alte cuvinte, vom aproxima această funcție de-a lungul a două axe de coordonate - amplitudine și timp (a aproxima în puncte înseamnă, în termeni simpli, a lua valorile funcției în puncte și a le scrie cu precizie finită). Astfel, digitizarea unui semnal include două procese - procesul de eșantionare (sampling) și procesul de cuantizare. Procesul de eșantionare este procesul de obținere a valorilor semnalului convertit la anumite intervale de timp (Fig. 2).
Cuantizarea este procesul de înlocuire a valorilor reale ale semnalului cu unele aproximative cu o anumită precizie (Fig. 3). Astfel, digitizarea este fixarea amplitudinii semnalului la anumite intervale și înregistrarea valorilor amplitudinii obținute sub formă de valori digitale rotunjite (deoarece valorile amplitudinii sunt o valoare continuă, nu este posibil să se noteze valoarea exactă a amplitudinii semnalului într-un număr finit, motiv pentru care recurg la rotunjire). Valorile înregistrate ale amplitudinii semnalului se numesc citiri. Evident, cu cât facem mai des măsurători de amplitudine (cu cât rata de eșantionare este mai mare) și cu cât rotunjim mai puțin valorile obținute (cu atât mai multe niveluri de cuantizare), cu atât vom obține reprezentarea mai precisă a semnalului în formă digitală. Semnalul digitizat ca un set de valori succesive de amplitudine poate fi stocat.
Acum, pentru problemele practice. În primul rând, trebuie avut în vedere că memoria computerului nu este infinită, așa că de fiecare dată când digitalizați, trebuie să găsiți un fel de compromis între calitate (dependentă direct de parametrii utilizați în digitizare) și volumul ocupat de semnalul digitizat. .
În al doilea rând, conform teoremei Kotelnikov, frecvența de eșantionare stabilește limita superioară a frecvențelor semnalului digitalizat, și anume, frecvența maximă a componentelor spectrale este egală cu jumătate din frecvența de eșantionare a semnalului. Mai simplu spus, pentru a obține informații complete despre sunetul în banda de frecvență de până la 22050 Hz, trebuie să eșantionați cel puțin 44,1 kHz.
Există și alte probleme și nuanțe asociate cu digitizarea sunetului. Fără a intra în prea multe detalii, observăm că, din cauza caracterului discret al informațiilor despre amplitudinea semnalului original, în „sunetul digital” apar diverse zgomote și distorsiuni (expresia „există astfel de frecvențe și zgomote în sunetul digital” înseamnă că atunci când acest sunet este convertit înapoi din digital în analog, atunci frecvențele și zgomotele menționate vor fi prezente în sunetul său). Deci, de exemplu, jitter (jitter) este zgomotul care apare ca urmare a faptului că eșantionarea unui semnal în timpul eșantionării nu are loc la intervale de timp absolut egale, ci cu unele abateri. Adică, dacă, de exemplu, eșantionarea este efectuată la o frecvență de 44,1 kHz, atunci eșantioanele sunt prelevate nu exact la fiecare 1/44100 de secundă, ci uneori puțin mai devreme, alteori puțin mai târziu. Și, deoarece semnalul de intrare se schimbă în mod constant, o astfel de eroare duce la o „captură” a unui nivel de semnal nu tocmai corect. Ca rezultat, în timpul redării unui semnal digitizat pot apărea unele vibrații și distorsiuni. Apariția jitterului este rezultatul stabilității nu absolute a convertoarelor analog-digitale. Pentru a combate acest fenomen, se folosesc generatoare de ceas extrem de stabile. O altă problemă este zgomotul de zdrobire. După cum am spus, atunci când amplitudinea semnalului este cuantificată, aceasta este rotunjită la cel mai apropiat nivel. O astfel de eroare provoacă o senzație de sunet „murdar”.
O mică referință: parametrii standard pentru înregistrarea CD-urilor audio sunt următorii: rata de eșantionare - 44,1 kHz, nivelul de cuantizare - 16 biți. Astfel de parametri corespund la 65536 (2 16) niveluri de cuantificare a amplitudinii atunci când iau valorile sale de 44100 de ori pe secundă.
În practică, procesul de digitizare (eșantionare și cuantificare a semnalului) rămâne invizibil pentru utilizator - toată munca brută este realizată de diverse programe care dau comenzile corespunzătoare driverului (subrutina de control a sistemului de operare) a plăcii de sunet. . Orice program (indiferent dacă este încorporat în Windows Recorder sau într-un editor de sunet puternic) capabil să înregistreze un semnal analogic pe un computer digitizează cumva semnalul cu anumiți parametri care pot fi importanți în munca ulterioară cu sunetul înregistrat și tocmai din acest motiv este este important să înțelegem cum are loc procesul de digitalizare și ce factori influențează rezultatele acestuia.
2. Conversie audio din digital în analog
Cum să ascultați sunetul după digitizare? Adică, cum să-l convertesc înapoi din digital în analog?
Pentru a converti semnalul eșantionat într-o formă analogică adecvată pentru procesarea de către dispozitive analogice (amplificatoare și filtre) și redarea ulterioară prin sisteme acustice, se utilizează un convertor digital-analogic (DAC). Procesul de conversie este un proces de eșantionare inversă: având informații despre valoarea eșantioanelor (amplitudinea semnalului) și luând un anumit număr de eșantioane pe unitatea de timp, semnalul original este restabilit prin interpolare (Fig. 4).
Mai recent, reproducerea sunetului în computerele de acasă a fost o problemă, deoarece computerele nu erau echipate cu DAC-uri speciale. La început, difuzorul încorporat (difuzor PC) a fost folosit ca cel mai simplu dispozitiv de sunet dintr-un computer. În general, aproape toate PC-urile au încă acest difuzor, dar nimeni nu-și amintește cum să-l „balanceze” astfel încât să înceapă să se joace. Pe scurt, acest difuzor este conectat la un port de pe placa de bază, care are două poziții - 1 și 0. Deci, dacă acest port este pornit și oprit rapid, atunci din difuzor pot fi extrase sunete mai mult sau mai puțin plauzibile. Reproducerea diferitelor frecvențe se realizează datorită faptului că conul difuzorului are un răspuns finit și nu este capabil să sară instantaneu dintr-un loc în altul, așa că „se balansează fără probleme” din cauza unei schimbări bruște a tensiunii pe el. Și dacă îl vibrezi la viteze diferite, poți obține vibrații ale aerului la frecvențe diferite. Așa-numitul Covox a devenit o alternativă naturală la dinamică - acesta este cel mai simplu DAC, realizat pe mai multe rezistențe selectate (sau un microcircuit finit), care asigură transferul reprezentării digitale a semnalului la analog - adică la valorile reale ale amplitudinii. Covox este ușor de produs și, prin urmare, a fost un succes în rândul pasionaților până în momentul în care placa de sunet a devenit disponibilă pentru toată lumea.
Într-un computer modern, sunetul este reprodus și înregistrat folosind o placă de sunet care este conectată sau încorporată în placa de bază a computerului. Scopul unei plăci de sunet dintr-un computer este de a intra și de a ieși audio. În practică, aceasta înseamnă că placa de sunet este convertorul care convertește sunetul analog în digital și invers. Într-un mod simplist, funcționarea unei plăci de sunet poate fi explicată după cum urmează. Să presupunem că un semnal analogic este aplicat la intrarea plăcii de sunet și cardul este pornit (prin software) în modul Mai întâi, semnalul de intrare analogic intră în mixerul analogic, care se ocupă de amestecarea semnalelor și de reglarea volumului și echilibrului. Mixerul este necesar, în special, pentru a permite utilizatorului să controleze nivelurile Fig. Apoi, semnalul ajustat și echilibrat intră în convertorul analog-digital, unde semnalul este eșantionat și cuantificat, în urma căruia un flux de biți este trimis către computer prin intermediul magistralei de date, care este un semnal audio digitizat. Ieșirea informațiilor audio este aproape aceeași cu cea de intrare, doar că se întâmplă în direcția opusă. Fluxul de date direcționat către placa de sunet depășește convertorul digital-analogic, care formează un semnal electric din numerele care descriu amplitudinea semnalului; semnalul analog primit poate fi transmis prin orice căi analogice pentru conversii ulterioare, inclusiv redare. Trebuie remarcat faptul că, dacă placa de sunet este echipată cu o interfață pentru schimbul de date digitale, atunci când lucrați cu audio digital, nu sunt utilizate blocuri analogice ale plăcii. .
3. Modalități de stocare a sunetului digital
Există multe moduri diferite de a stoca sunetul digital. După cum am spus, sunetul digitizat este un set de valori ale amplitudinii semnalului luate la anumite intervale de timp. Astfel, în primul rând, un bloc de informații audio digitizate poate fi scris într-un fișier „ca atare”, adică printr-o succesiune de numere (valori de amplitudine). În acest caz, există două moduri de a stoca informații.
Prima (Fig. 5) - PCM (Pulse Code Modulation - Pulse Code Modulation) - o metodă de codificare digitală a unui semnal prin înregistrarea valorilor absolute ale amplitudinilor (există reprezentări semnate sau nesemnate). În această formă, datele sunt înregistrate pe toate CD-urile audio. A doua metodă (Fig. 6) - ADPCM (Adaptive Delta PCM - modulație relativă adaptivă a impulsului-cod) - înregistrarea valorilor semnalului nu în absolut, ci în modificări relative ale amplitudinii (incremente).
În al doilea rând, puteți comprima sau simplifica datele astfel încât să ocupe mai puțină memorie decât dacă ar fi scrise „ca atare”. Și aici există două moduri.
Codarea fără pierderi este o metodă de codificare audio care permite recuperarea datelor 100% dintr-un flux comprimat. Această metodă de compactare a datelor este utilizată în cazurile în care păstrarea calității datelor originale este critică. De exemplu, după amestecarea sunetului într-un studio de înregistrare, datele trebuie arhivate în calitatea sa originală pentru o posibilă utilizare ulterioară. Algoritmii de codare fără pierderi care există astăzi (de exemplu, Monkeys Audio) pot reduce cantitatea de date ocupată cu 20-50%, dar în același timp oferă o recuperare sută la sută a datelor originale din cele obținute după comprimare. Astfel de codificatoare sunt un fel de arhivare de date (cum ar fi ZIP, RAR și altele), destinate doar compresiei audio.
Există și o a doua metodă de codare, despre care vom discuta mai detaliat - codarea cu pierderi. Acest lucru se realizează prin utilizarea diverșilor algoritmi care „simplifica” semnalul inițial (aruncă detaliile „inutile” greu de auzit din acesta), ceea ce duce la faptul că semnalul decodificat încetează de fapt să mai fie identic cu originalul, dar numai suna asemanator. Există multe metode de compresie, precum și programe care implementează aceste metode. Cele mai cunoscute sunt MPEG-1 Layer I, II, III (ultimul este binecunoscutul MP3), MPEG-2 AAC (codare audio avansată), Ogg Vorbis, Windows Media Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus , TAC și altele. În medie, raportul de compresie furnizat de astfel de codificatoare este în intervalul 10-14 (ori). Trebuie subliniat faptul că baza tuturor codificatoarelor cu pierderi este utilizarea așa-numitului model psihoacustic, care este tocmai ceea ce „simplifica” semnalul original. Mai exact, mecanismul unor astfel de codificatoare realizează o analiză a semnalului codificat, în timpul căreia se determină secțiuni ale semnalului, în anumite regiuni de frecvență dintre care există nuanțe (frecvențe mascate sau inaudibile) care sunt inaudibile de urechea umană, după care sunt eliminate din semnalul original. Astfel, gradul de compresie a semnalului original depinde de gradul de „simplificare” a acestuia; compresia puternică este obținută prin „simplificare agresivă” (atunci când codificatorul „consideră” mai multe nuanțe inutile), o astfel de compresie duce în mod natural la o degradare severă a calității, deoarece nu numai detaliile sunetului imperceptibile, ci și semnificative pot fi eliminate.
După cum am spus, există destul de multe codificatoare moderne cu pierderi. Cel mai comun format este MPEG-1 Layer III (cunoscutul MP3). Formatul și-a câștigat popularitatea destul de meritat - a fost primul codec comun de acest gen, care a atins un nivel atât de ridicat de compresie cu o calitate excelentă a sunetului. Astăzi, există multe alternative la acest codec, alegerea este la latitudinea utilizatorului. Din păcate, domeniul de aplicare al articolului nu permite testarea și compararea codec-urilor existente aici, dar autorii articolului își asumă libertatea de a oferi unele informații care sunt utile atunci când aleg un codec. Așadar, avantajele MP3 sunt distribuția largă și calitatea destul de ridicată a codării, care se îmbunătățește obiectiv datorită dezvoltării diferitelor codificatoare MP3 de către entuziaști (de exemplu, codificatorul Lame). O alternativă puternică la MP3 este codecul Microsoft Windows Media Audio (fișiere .WMA și .ASF). Conform diferitelor teste, acest codec arată de la „ca MP3” la „considerabil mai rău decât MP3” la rate medii și, mai des, „mai bine decât MP3” la rate de biți scăzute. Ogg Vorbis (fișiere .OGG) este un codec complet fără licență creat de dezvoltatori independenți. Cel mai adesea se comportă mai bine decât MP3, dezavantajul este doar o prevalență scăzută, care poate fi un argument critic atunci când alegeți un codec pentru stocarea audio pe termen lung. Să ne amintim și de tânărul codec MP3 Pro, anunțat în iulie 2001 de Coding Technologies împreună cu Thomson Multimedia. Codecul este o continuare, sau mai degrabă o evoluție a vechiului MP3 - este compatibil cu MP3 înapoi (complet) și înainte (parțial). Datorită utilizării noii tehnologii SBR (Spectral Band Replication), codecul se comportă considerabil mai bine decât alte formate la rate de biți scăzute, cu toate acestea, calitatea codificării la rate de biți medii și mari este adesea inferioară calității aproape tuturor codec-urilor descrise. Astfel, MP3 Pro este mai potrivit pentru realizarea de transmisii audio pe Internet, precum și pentru crearea de previzualizări ale melodiilor și muzicii.
Vorbind despre modalitățile de stocare a sunetului în formă digitală, nu putem să nu ne amintim mediile de stocare. CD-ul audio familiar, care a apărut la începutul anilor 80, a devenit larg răspândit în ultimii ani (datorită reducerii semnificative a costurilor media și unităților). Și înainte de asta, suporturile digitale de date erau casete cu bandă magnetică, dar nu obișnuite, ci special concepute pentru așa-numitele casetofone DAT. Nimic remarcabil - casetofonele sunt ca magnetofonele, dar prețul pentru ele a fost întotdeauna mare și o asemenea plăcere nu a fost pentru toată lumea. Aceste casetofone au fost folosite în principal în studiourile de înregistrare. Avantajul unor astfel de magnetofone a fost că, în ciuda utilizării mediilor convenționale, datele de pe ele erau stocate în formă digitală și practic nu au existat pierderi în timpul citirii / scrierii pe ele (ceea ce este foarte important în procesarea și stocarea sunetului în studio). Astăzi au apărut un număr mare de suporturi de date diferiți, pe lângă discurile compacte obișnuite. Transportatorii sunt îmbunătățiți și devin mai accesibili și compacti în fiecare an. Acest lucru deschide oportunități mari în domeniul creării de playere audio mobile. Deja astăzi se vând un număr mare de modele diferite de playere digitale portabile. Și, putem presupune că acesta este departe de apogeul dezvoltării acestui tip de tehnologie.
4. Avantajele și dezavantajele audio digital
Din punctul de vedere al unui utilizator obișnuit, există multe beneficii - compactitatea mediilor de stocare moderne îi permite, de exemplu, să transfere toate discurile și înregistrările din colecția sa în reprezentarea digitală și să le stocheze mulți ani pe un mic trei- hard disk inch sau pe o duzină sau două CD-uri; puteți folosi software special și puteți „curăța” temeinic înregistrările vechi de pe role și discuri, eliminând zgomotul și trosniturile din sunetul lor; De asemenea, puteți nu numai să corectați sunetul, ci și să îl înfrumusețați, să adăugați bogăție, volum și să restabiliți frecvențele. Pe lângă manipulările de mai sus cu sunetul acasă, internetul vine și în ajutorul unui iubitor de sunet. De exemplu, web-ul permite oamenilor să partajeze muzică, să asculte sute de mii de posturi de radio pe Internet diferite și să-și prezinte publicului creațiile audio doar cu un computer și internet. Și, în sfârșit, a apărut recent o masă uriașă de diverse echipamente audio digitale portabile, capabilitățile chiar și ale celui mai obișnuit reprezentant al cărora deseori fac ușor să luați o colecție de muzică cu dvs. pe drum, cu o durată egală cu zeci de ore. .
Din punctul de vedere al unui sunet profesional, digital deschide posibilități cu adevărat imense. Dacă anterior studiourile de sunet și radio erau amplasate pe câteva zeci de metri pătrați, acum ele pot fi înlocuite cu un computer bun, care în ceea ce privește capabilitățile depășește zece astfel de studiouri combinate, iar costul este de multe ori mai ieftin decât unul. Acest lucru elimină multe bariere financiare și face înregistrarea sunetului mai accesibilă atât pentru profesioniști, cât și pentru amatori. Software-ul modern vă permite să faceți orice cu sunet. Anterior, cu ajutorul unor dispozitive ingenioase se realizau diverse efecte sonore, care nu erau întotdeauna culmea gândirii tehnice sau erau pur și simplu dispozitive artizanale. Astăzi, cele mai complexe și mai degrabă efecte de neimaginat sunt obținute prin apăsarea a câteva butoane. Desigur, cele de mai sus sunt oarecum exagerate și un computer nu înlocuiește o persoană - un inginer de sunet, un director sau un editor, dar putem spune cu încredere că compactitatea, mobilitatea, puterea colosală și calitatea echipamentelor digitale moderne concepute pentru procesarea sunetului au a înlocuit aproape complet vechiul echipament analogic.
Desigur, tehnologia digitală are și dezavantajele ei. Mulți (profesioniști și amatori) notează că sunetul analogic s-a auzit mai vioi. Și acesta nu este doar un tribut adus trecutului. După cum am spus mai sus, procesul de digitizare introduce o anumită eroare în sunet, în plus, diverse echipamente de amplificare digitală introduc așa-numitul „zgomot tranzistor” și alte distorsiuni specifice. Termenul „zgomot tranzistor”, poate, nu are o definiție exactă, dar putem spune că acestea sunt oscilații haotice în regiunea de înaltă frecvență. În ciuda faptului că aparatul auditiv uman este capabil să perceapă frecvențe de până la 20 kHz, se pare că creierul uman încă preia frecvențe mai înalte. Și la nivel subconștient o persoană simte în continuare că sunetul analogic este mai curat decât cel digital.
Cu toate acestea, reprezentarea digitală a datelor are un avantaj incontestabil și foarte important - cu un mediu de stocare sigur, datele de pe acesta nu sunt distorsionate în timp. Dacă banda magnetică se demagnetizează în timp și se pierde calitatea înregistrării, dacă înregistrarea este zgâriată și sunetului se adaugă clicuri și trosnituri, atunci CD-ul / hard disk-ul / memoria electronică este fie lizibilă (în caz de siguranță), fie nu și nu există nici un efect de îmbătrânire. Este important de reținut că nu vorbim aici despre CD-ul audio (CD-DA este un standard care stabilește parametrii și formatul pentru înregistrarea pe CD-uri audio), deoarece, în ciuda faptului că acesta este un purtător de informații digitale, efectul de îmbătrânirea nu o ocolește. Acest lucru se datorează particularităților stocării și citirii datelor audio de pe un CD audio. Informațiile despre toate tipurile de CD-uri sunt stocate cadru cu cadru și fiecare cadru are un antet prin care poate fi identificat. Cu toate acestea, diferite tipuri de CD-uri au structuri diferite și folosesc metode diferite de marcare a cadrelor. Deoarece unitățile CD-ROM ale computerului sunt proiectate să citească CD-ul de date mainstream (trebuie spus că există diferite variante ale standardului CD-ROM de date, fiecare dintre ele completând standardul CD-DA principal), ele sunt adesea incapabile să facă corect „orientați” către CD-ul Audio, unde metoda de marcare a cadrelor este diferită de CD-ul de date (pe CD-urile audio, cadrele nu au un antet special, iar pentru a determina offset-ul fiecărui cadru, este necesar să urmăriți informațiile din rama). Aceasta înseamnă că, dacă unitatea se „orientează” cu ușurință pe disc atunci când citește un CD de date și nu confundă niciodată cadrele, atunci când citește de pe un CD audio, unitatea nu se poate orienta clar, ceea ce, dacă, să zicem, apare o zgârietură sau praf. , poate duce la citirea unui cadru greșit și, ca urmare, la un salt sau un trosnet în sunet. Aceeași problemă (incapacitatea majorității unităților de a se poziționa corect pe CD-DA) este cauza unui alt efect neplăcut: copierea informațiilor de pe un CD audio provoacă probleme chiar și cu discuri complet intacte din cauza faptului că „orientarea corectă pe disc”. " este complet dependent de unitatea de citire și nu poate fi controlat clar de software.
Ubicuitatea și dezvoltarea ulterioară a codificatoarelor audio cu pierderi deja menționate (MP3, AAC și altele) a deschis cele mai largi posibilități de distribuție și stocare audio. Canalele moderne de comunicație au permis de mult timp transferul de cantități mari de date într-un timp relativ scurt, dar transferul de date între utilizatorul final și furnizorul de servicii de comunicații rămâne cel mai lent. Liniile telefonice pe care majoritatea utilizatorilor le conectează la Internet nu permit transferul rapid de date. Inutil să spun că astfel de volume de date pe care le ocupă informațiile audio și video necomprimate vor dura foarte mult timp pentru a fi transferate prin canalele obișnuite de comunicare. Cu toate acestea, apariția codificatoarelor cu pierderi care asigură compresia de zece până la cincisprezece ori a transformat transferul și schimbul de date audio într-o activitate zilnică pentru fiecare utilizator de internet și a eliminat toate barierele formate de canalele slabe de comunicare. Referitor la aceasta, trebuie spus că comunicațiile mobile digitale, care se dezvoltă în mod vertiginos astăzi, se datorează în mare parte codării cu pierderi. Faptul este că protocoalele pentru transmiterea audio pe canalele de comunicații mobile funcționează pe aproximativ aceleași principii ca și codificatoarele muzicale binecunoscute. Prin urmare, dezvoltarea ulterioară în domeniul codificării audio duce invariabil la o scădere a costului transmisiei de date în sistemele mobile, de care beneficiază doar utilizatorul final: comunicarea devine mai ieftină, apar noi oportunități, durata de viață a bateriei dispozitivelor mobile este prelungită, etc. În nici o măsură mai mică, codificarea cu pierderi ajută la economisirea banilor la cumpărarea de discuri cu melodiile tale preferate - astăzi trebuie doar să mergi pe Internet și poți găsi aproape orice melodie de interes acolo. Bineînțeles, această stare de lucruri a fost de multă vreme o bătaie de vedere pentru casele de discuri - sub nasul lor, în loc să cumpere discuri, oamenii fac schimb de melodii direct prin Internet, ceea ce transformă odinioară bonanza într-o afacere neprofitabilă, dar aceasta este deja o chestiune de etica si finantele. Un lucru este cert: nu se poate face nimic în privința acestei stări de fapt, iar boom-ul distribuirii de muzică pe Internet, generat tocmai de apariția codificatoarelor cu pierderi, nu mai poate fi oprit. Și acest lucru este doar în mâinile unui utilizator obișnuit.
5. La problema procesării sunetului
Procesarea sunetului ar trebui să fie înțeleasă ca diverse transformări ale informațiilor sonore pentru a modifica unele caracteristici ale sunetului. Procesarea sunetului include metode de creare a diferitelor efecte de sunet, filtrare, precum și metode de curățare a sunetului de zgomotul nedorit, schimbarea timbrului etc. Tot acest set imens de transformări se reduce, în cele din urmă, la următoarele tipuri principale:
1. Transformări de amplitudine . Acestea se efectuează pe amplitudinea semnalului și duc la amplificarea/atenuarea sau modificarea acestuia conform unor legi în anumite secțiuni ale semnalului.
2. Transformări de frecvență . Acestea sunt efectuate pe componentele de frecvență ale sunetului: semnalul este prezentat sub forma unui spectru de frecvențe la anumite intervale, componentele de frecvență necesare sunt procesate, de exemplu, filtrarea și „plierea” inversă a semnalului de la spectrul într-un val.
3. Transformări de fază . Schimbați faza semnalului într-un fel sau altul; de exemplu, astfel de transformări ale unui semnal stereo fac posibilă realizarea efectului de rotație sau sunet „volumetric”.
4. Transformări temporale . Implementat prin suprapunerea, întinderea/comprimarea semnalelor; vă permit să creați, de exemplu, efecte de ecou sau refren, precum și să afectați caracteristicile spațiale ale sunetului.
O discuție despre fiecare dintre aceste tipuri de transformări poate deveni o întreagă lucrare științifică. Merită să oferiți câteva exemple practice de utilizare a acestor tipuri de transformări atunci când creați efecte sonore reale:
- Eco (eco) Implementat folosind transformări temporale. De fapt, pentru a obține un ecou, este necesar să se suprapună copia sa întârziată în timp pe semnalul de intrare original. Pentru ca urechea umană să perceapă a doua copie a semnalului ca o repetare și nu ca un ecou al semnalului principal, este necesar să setați timpul de întârziere la aproximativ 50 ms. Mai mult de o copie a acestuia poate fi suprapusă pe semnalul principal, dar mai multe, ceea ce vă va permite să obțineți efectul de repetare a sunetului (eco polifonic) la ieșire. Pentru a face ecoul să pară că se estompează, este necesar să suprapuneți nu doar copii întârziate ale semnalului pe semnalul original, ci și pe cele înfundate în amplitudine.
- Reverberație (repetiție, reflecție). Efectul este de a da sunetului volumul caracteristic unei săli mari, unde fiecare sunet generează un ecou corespunzător, care se estompează lent. În practică, cu ajutorul reverberației, puteți „reînvia”, de exemplu, o coloană sonoră realizată într-o cameră înfundată. Reverb diferă de efectul „ecou” prin aceea că un semnal de ieșire întârziat este suprapus pe semnalul de intrare, mai degrabă decât o copie întârziată a semnalului de intrare. Cu alte cuvinte, blocul de reverb este pur și simplu o buclă în care ieșirea blocului este conectată la intrarea sa, astfel încât semnalul deja procesat este reintrodus în intrare în fiecare ciclu, amestecându-se cu semnalul original.
- Cor (cor). Ca urmare a aplicării sale, sunetul semnalului se transformă, parcă, în sunetul unui cor sau în sunetul simultan al mai multor instrumente. Schema de producere a unui astfel de efect este similară cu cea de creare a unui efect de ecou, cu singura diferență că copiile întârziate ale semnalului de intrare sunt supuse unei modulații de frecvență slabă (în medie de la 0,1 la 5 Hz) înainte de amestecarea cu semnalul de intrare. . Creșterea numărului de voci în cor se realizează prin adăugarea de copii ale semnalului cu timpi de întârziere diferiți.
Desigur, ca și în toate celelalte domenii, și procesarea semnalului are probleme care sunt un fel de piatră de poticnire. Deci, de exemplu, atunci când se descompun semnale într-un spectru de frecvență, există un principiu de incertitudine care nu poate fi depășit. Principiul spune că este imposibil să se obțină o imagine spectrală precisă a unui semnal la un anumit moment în timp: fie pentru a obține o imagine spectrală mai precisă, trebuie să analizezi o secțiune de timp mai mare a semnalului, fie, dacă suntem mai mult interesat de momentul în care a avut loc această sau acea schimbare a spectrului, trebuie să sacrifici acuratețea spectrului în sine. Cu alte cuvinte, este imposibil să obțineți spectrul exact al semnalului într-un punct - spectrul exact pentru o secțiune mare a semnalului sau un spectru foarte aproximativ, dar pentru o secțiune scurtă.
Mecanismele de procesare a semnalului există atât în versiunea software, cât și în versiunea hardware (așa-numitele procesoare de efect). De exemplu, vocoderele și procesoarele de chitară, refrenurile și reverburile există ca hardware și software.
Procesarea practică a semnalului poate fi împărțită în două tipuri: procesare din mers și post-procesare. Procesarea din mers înseamnă conversie instantanee a semnalului (adică cu capacitatea de a scoate semnalul procesat aproape simultan cu intrarea acestuia). Un exemplu simplu este „gadget-urile” de chitară sau reverb în timpul unui spectacol live pe scenă. O astfel de procesare are loc instantaneu, adică interpretul cântă într-un microfon, iar procesorul de efecte își transformă vocea, iar ascultătorul aude versiunea deja procesată a vocii. Post-procesarea este procesarea unui semnal deja înregistrat. Viteza unei astfel de procesări poate fi mult mai mică decât viteza de redare. O astfel de prelucrare urmărește aceleași scopuri, adică să confere sunetului un anumit caracter sau să schimbe caracteristicile, cu toate acestea, este folosită în stadiul de stăpânire sau pregătire a sunetului pentru replicare, când nu este nevoie de grabă, dar mai important. este studiul calitativ si scrupulos al tuturor nuantelor sunetului. Există multe operațiuni diferite asupra sunetului care, din cauza performanței insuficiente a procesoarelor de astăzi, nu pot fi implementate din mers, astfel încât astfel de conversii sunt efectuate numai în post-mode.
Procesarea semnalului este o procedură complexă și, cel mai important, consumatoare de resurse. Recent a început să fie realizat în dispozitive digitale - înainte, diferite efecte sonore și altele au fost obținute prin procesarea sunetului în dispozitive analogice. În echipamentele analogice, sunetul sub formă de oscilații electrice trece prin diferite căi (blocuri de elemente electrice), ceea ce realizează o modificare a fazei, spectrului și amplitudinii semnalului. Cu toate acestea, această metodă de procesare are multe dezavantaje. În primul rând, calitatea procesării are de suferit, deoarece fiecare element analogic are propria sa eroare, iar câteva zeci de elemente pot afecta în mod critic acuratețea și calitatea rezultatului dorit. Și în al doilea rând, și acesta este poate cel mai important lucru, aproape fiecare efect este obținut prin utilizarea unui dispozitiv separat, când fiecare astfel de dispozitiv poate fi foarte scump. Posibilitatea de a utiliza dispozitive digitale are avantaje incontestabile. Calitatea procesării semnalului în ele depinde mult mai puțin de calitatea echipamentului, principalul lucru este să digitalizați sunetul cu o calitate înaltă și să îl puteți reproduce la calitate înaltă, iar apoi calitatea procesării cade numai pe mecanismul software. . În plus, pentru diverse manipulări cu sunet, nu este necesară o schimbare constantă a echipamentului. Și, cel mai important, deoarece procesarea este efectuată de software, se deschid oportunități pur și simplu incredibile, care sunt limitate doar de puterea computerelor (și crește în fiecare zi) și de imaginația unei persoane. Totuși, (cel puțin astăzi) există și unele necazuri. Deci, de exemplu, adesea, chiar și pentru implementarea procesării simple a semnalului, este necesar să-l descompuneți într-un spectru de frecvență. În acest caz, procesarea semnalului din mers poate fi dificilă tocmai din cauza intensității resursei etapei de descompunere. Prin urmare, transformările care necesită descompunere spectrală sunt efectuate mai des în post-mod.
6. Echipamente
O parte importantă a conversației despre sunet este legată de echipament. Există multe dispozitive diferite pentru procesarea sunetului și intrare/ieșire. În ceea ce privește un computer personal convențional, ar trebui să ne oprim asupra plăcilor de sunet mai detaliat. Plăcile de sunet sunt de obicei împărțite în sunet, muzică și sunet-muzică. Prin proiectare, toate plăcile de sunet pot fi împărțite în două grupuri: cele principale (instalate pe placa de bază a computerului și care oferă intrare și ieșire a datelor audio) și cele pentru copii (au o diferență structurală fundamentală față de plăcile principale - sunt cel mai adesea conectat la un conector special situat pe placa principală). Plăcile fiice sunt cel mai adesea folosite pentru a oferi sau extinde capacitățile unui sintetizator MIDI.
Plăcile de sunet și muzică și plăcile de sunet sunt realizate sub formă de dispozitive introduse în slotul plăcii de bază (sau deja încorporate în acesta de la bun început). Din punct de vedere vizual, au de obicei două intrări analogice - linie și microfon și mai multe ieșiri analogice: ieșiri de linie și o ieșire pentru căști. Recent, cardurile au fost echipate și cu o intrare și o ieșire digitală care oferă sunet între dispozitive digitale. Intrările și ieșirile analogice au de obicei conectori similari mufelor pentru căști (1/8”). În general, placa de sunet are puțin mai mult de două intrări: CD analog, MIDI și alte intrări. Ele, spre deosebire de intrările pentru microfon și linie, nu sunt situate pe panoul din spate al plăcii de sunet, ci pe placa în sine; pot exista alte intrări, de exemplu, pentru conectarea unui modem vocal. Intrările și ieșirile digitale sunt de obicei implementate ca o interfață S/PDIF (Interfață de transfer de semnal digital) cu un conector corespunzător (S/PDIF este prescurtarea de la Sony/Panasonic Digital Interface - Sony/Panasonic Digital Interface). S / PDIF este o versiune „de uz casnic” a standardului profesional mai complex AES / EBU (Societatea de inginerie audio / European Broadcast Union). Semnalul S/PDIF este utilizat pentru a transmite digital (codifica) date stereo pe 16 biți la orice frecvență de eșantionare. Pe lângă cele de mai sus, plăcile de sunet și muzică au o interfață MIDI cu conectori pentru conectarea dispozitivelor MIDI și joystick-uri, precum și pentru conectarea unei plăci de muzică fiică (deși recent capacitatea de a conecta cea din urmă a devenit rară). Pentru confortul utilizatorului, unele modele de plăci de sunet sunt echipate cu un panou frontal montat pe partea frontală a unității de sistem a computerului, care găzduiește conectori conectați la diferite intrări și ieșiri ale plăcii de sunet.
Să definim câteva blocuri principale care alcătuiesc plăcile de sunet și muzică sonoră.
1. Bloc de procesare a semnalului digital (codec). În acest bloc, sunt efectuate conversii analog-digital și digital-analogic (ADC și DAC). Acest bloc determină caracteristici ale cardului precum rata maximă de eșantionare în timpul înregistrării și redării semnalului, nivelul maxim de cuantizare și numărul maxim de canale procesate (mono sau stereo). În mare măsură, caracteristicile zgomotului depind și de calitatea și complexitatea componentelor acestui bloc.
2. Bloc sintetizator. Prezent în cardurile muzicale. Se realizează fie pe baza sintezei FM, fie a WT, sau pe ambele simultan. Poate funcționa atât sub controlul propriului procesor, cât și sub controlul unui driver special.
3. Bloc de interfață. Oferă transfer de date prin diverse interfețe (de ex. S/PDIF). O placă de sunet pură nu are adesea acest bloc.
4. Bloc mixer. În plăcile de sunet, unitatea de mixare asigură reglarea:
- niveluri de semnal de la intrările de linie;
- niveluri de la intrarea MIDI și intrarea audio digitală;
- nivelul general al semnalului;
- panning;
- timbru.
Să luăm în considerare cei mai importanți parametri care caracterizează plăcile de sunet și sunet-muzică. Cele mai importante caracteristici sunt: rata maximă de eșantionare (rata de eșantionare) în modul înregistrare și redare, nivelul maxim de cuantizare sau adâncimea de biți (nivel maxim de cuantizare) în modul înregistrare și redare. În plus, deoarece plăcile de sunet și muzică au și un sintetizator, parametrii sintetizatorului instalat sunt de asemenea incluși în caracteristicile lor. Desigur, cu cât este mai mare nivelul de cuantizare cardul este capabil să codifice semnale, cu atât este mai mare calitatea semnalului. Toate modelele moderne de plăci de sunet sunt capabile să codifice un semnal cu un nivel de 16 biți. Una dintre caracteristicile importante este posibilitatea redării și înregistrării simultane a fluxurilor audio. Caracteristica cardului de a reda și înregistra simultan se numește full duplex (full duplex). Mai există o caracteristică care joacă adesea un rol decisiv la cumpărarea unei plăci de sunet - raportul semnal-zgomot (Raport semnal/zgomot, S/N). Acest indicator afectează puritatea înregistrării și redării semnalului. Raportul semnal-zgomot este raportul dintre puterea semnalului și puterea zgomotului la ieșirea dispozitivului, acest indicator este de obicei măsurat în dB. Un raport de 80-85 dB poate fi considerat bun; ideal - 95-100 dB. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că calitatea redării și înregistrării este puternic afectată de interferența (interferența) de la alte componente ale computerului (sursa de alimentare etc.). Ca rezultat, raportul semnal-zgomot se poate schimba în rău. În practică, există multe modalități de a face față acestui lucru. Unii sugerează împământarea computerului. Alții, pentru a proteja cât mai atent placa de sunet de interferențe, o „realizează” în afara carcasei computerului. Cu toate acestea, este foarte dificil să te protejezi complet de pickup-uri, deoarece chiar și elementele hărții în sine creează pickup-uri unul pe celălalt. De asemenea, ei încearcă să se ocupe de acest lucru și pentru aceasta acoperă fiecare element de pe tablă. Dar oricât de mult efort se depune pentru a rezolva această problemă, este imposibil să se elimine complet influența interferențelor externe.
O altă caracteristică la fel de importantă este coeficientul de distorsiune neliniară sau distorsiunea armonică totală, THD. Acest indicator afectează, de asemenea, în mod critic puritatea sunetului. Coeficientul de distorsiune neliniară se măsoară ca procent: 1% - sunet „murdar”; 0,1% - sunet normal; 0,01% - sunet Hi-Fi pur; 0,002% - Sunet de clasă Hi-Fi - Hi End .. Distorsiunea neliniară este rezultatul inexactităților în recuperarea semnalului de la digital la analog. Simplificat, procesul de măsurare a acestui coeficient se realizează după cum urmează. Intrarea plăcii de sunet este un semnal sinusoidal pur. La ieșirea dispozitivului, se ia un semnal, al cărui spectru este suma semnalelor sinusoidale (suma sinusoidei originale și a armonicilor sale). Apoi, după o formulă specială, se calculează raportul cantitativ dintre semnalul original și armonicile acestuia obținute la ieșirea dispozitivului. Acest raport cantitativ este coeficientul de distorsiune neliniară (THD).
Ce este un sintetizator MIDI? Termenul „sintetizator” este folosit de obicei în legătură cu un instrument muzical electronic în care sunetul este creat și procesat, schimbându-i culoarea și caracteristicile. Desigur, numele acestui dispozitiv provine de la scopul său principal - sinteza sunetului. Există doar două metode principale de sinteză a sunetului: FM (Frequency Modulation - Frequency Modulation) și WT (Wave Table - Wave Table). Deoarece nu ne putem opri aici asupra analizei lor, vom descrie doar ideea principală a metodelor. Sinteza FM se bazează pe ideea că orice oscilație chiar și cea mai complexă este în esență suma celor mai simple sinusoidale. Astfel, este posibil să se suprapună semnale de la un număr finit de generatoare sinusoide unul peste altul și, prin modificarea frecvențelor sinusoidelor, să se obțină sunete asemănătoare cu cele reale. Sinteza wavetable se bazează pe un principiu diferit. Sinteza sunetului folosind această metodă se realizează prin manipularea sunetelor preînregistrate (digitizate) ale instrumentelor muzicale reale. Aceste sunete (numite mostre) sunt stocate în memoria permanentă a sintetizatorului.
Un sintetizator MIDI este un sintetizator care îndeplinește cerințele standardului despre care vom vorbi în curând. MIDI este o specificație general acceptată legată de organizarea unei interfețe digitale pentru dispozitive muzicale, inclusiv un standard hardware și software.
Această specificație este destinată organizării unei rețele locale de instrumente electronice (Fig. 7). Dispozitivele MIDI includ diverse hardware și instrumente muzicale care se conformează cerințelor MIDI. Astfel, un sintetizator MIDI este un instrument muzical, de obicei conceput pentru a sintetiza sunetul și muzica și, de asemenea, satisface specificațiile MIDI. Să aruncăm o privire rapidă la motivul pentru care este evidențiată o clasă separată de dispozitive numită MIDI.
Faptul este că implementarea procesării sunetului software este adesea asociată cu neplăceri din cauza diferitelor caracteristici tehnice ale acestui proces. Chiar și după atribuirea operațiunilor de procesare a sunetului unei plăci de sunet sau oricărui alt echipament, rămân multe probleme diferite. În primul rând, este adesea de dorit să folosiți sinteza hardware a sunetului instrumentelor muzicale (cel puțin pentru că un computer este un instrument prea general, de multe ori aveți nevoie doar de un sintetizator hardware de sunete și muzică, nimic mai mult). În al doilea rând, procesarea sunetului software este adesea însoțită de întârzieri de timp, în timp ce munca în direct necesită primirea instantanee a semnalului procesat. Din aceste motive și din alte motive, ei recurg la utilizarea de echipamente speciale pentru prelucrare, și nu la calculatoare cu programe speciale. Cu toate acestea, atunci când se utilizează echipamente, este nevoie de un singur standard care să permită conectarea și combinarea dispozitivelor între ele. Aceste premise au forțat mai multe companii lider în domeniul echipamentelor muzicale să aprobe primul standard MIDI în 1982, care ulterior a primit o continuare și se dezvoltă până în prezent. Ce este, în cele din urmă, o interfață MIDI și dispozitivele incluse în ea din punctul de vedere al unui computer personal?
- Hardware - acestea sunt instalate pe placa de sunet: un sintetizator de diverse sunete și instrumente muzicale, un microprocesor care controlează și gestionează funcționarea dispozitivelor MIDI, precum și diverși conectori și cabluri standardizate pentru conectarea dispozitivelor suplimentare.
- Software-ul este un protocol MIDI, care este un set de mesaje (comenzi) care descriu diverse funcții ale sistemului MIDI și prin care se realizează comunicarea (schimbul de informații) între dispozitivele MIDI. Mesajele pot fi gândite ca un mijloc de control de la distanță.
Scopul acestui articol nu ne permite să aprofundăm într-o descriere particulară a MIDI, cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, în ceea ce privește sintetizatoarele de sunet, MIDI stabilește cerințe stricte pentru capacitățile acestora, metodele de sinteză a sunetului utilizate în ele, precum și cât pentru parametrii de control ai sintezei. În plus, pentru ca muzica creată pe un sintetizator să fie ușor transferată și redată cu succes pe altul, au fost stabilite mai multe standarde pentru potrivirea instrumentelor (vocilor) și a parametrilor acestora în diverse sintetizatoare: General MIDI (GM), General Synth (GS) și eXtended General (XG). Standardul de bază este GM, celelalte două sunt extensiile și extensiile sale logice.
Ca exemplu practic de dispozitiv MIDI, luați în considerare o tastatură MIDI obișnuită. În termeni simpli, o tastatură MIDI este o tastatură de pian scurtată într-o carcasă cu o interfață MIDI care vă permite să o conectați la alte dispozitive MIDI, de exemplu, la un sintetizator MIDI care este instalat în placa de sunet a computerului. Folosind un software special (de exemplu, un sequencer MIDI), puteți transforma sintetizatorul MIDI în modul de redare, de exemplu, la pian, iar apăsând tastele tastaturii MIDI puteți auzi sunetele pianului. Desigur, problema nu se limitează la pian - standardul GM are 128 de instrumente melodice și 46 de instrumente de percuție. În plus, folosind un sequencer MIDI, puteți înregistra notele redate pe o tastatură MIDI într-un computer pentru editare și aranjare ulterioară sau pur și simplu pentru imprimarea elementară a notelor.
Trebuie remarcat faptul că, deoarece datele MIDI sunt un set de comenzi, muzica care este scrisă folosind MIDI este, de asemenea, înregistrată folosind comenzi de sintetizator. Cu alte cuvinte, o partitură MIDI este o secvență de comenzi: ce notă să cânte, ce instrument să folosești, cât și cât de mult ar trebui să sune și așa mai departe. Familiar pentru multe fișiere MIDI (.MID) nu sunt altceva decât un set de astfel de comenzi. Desigur, deoarece există foarte mulți producători de sintetizatoare MIDI, același fișier poate suna diferit pe diferite sintetizatoare (deoarece instrumentele în sine nu sunt stocate în fișier, dar există doar indicații pentru sintetizator ce instrumente să cânte, în timp ce diferitele instrumente să cânte). sintetizatoarele pot suna diferit).
Să revenim la luarea în considerare a plăcilor de sunet și muzică. Deoarece am clarificat deja ce este MIDI, nu putem ignora caracteristicile sintetizatorului hardware încorporat al plăcii de sunet. Un sintetizator modern, cel mai adesea, se bazează pe așa-numita „tabelă de unde” - WaveTable (pe scurt, principiul de funcționare al unui astfel de sintetizator este că sunetul din acesta este sintetizat dintr-un set de sunete înregistrate prin impunerea dinamică a acestora). și modificarea parametrilor sunetului), mai devreme tipul principal de sinteză era FM (Frequency Modulation - sinteza sunetului prin generarea de oscilații sinusoidale simple și amestecarea acestora). Principalele caracteristici ale sintetizatorului WT sunt: numărul de instrumente din ROM și dimensiunea acestuia, disponibilitatea RAM și dimensiunea maximă a acestuia, numărul de efecte posibile de procesare a semnalului, precum și posibilitatea de procesare a efectelor canal cu canal ( desigur, în cazul unui procesor de efecte), numărul de generatoare care determină numărul maxim de voci în modul polifonic (multi-voice) și, poate cel mai important, standardul după care este realizat sintetizatorul (GM, GS). sau XG). Apropo, cantitatea de memorie a sintetizatorului nu este întotdeauna o valoare fixă. Faptul este că recent sintetizatoarele au încetat să aibă propriul ROM, dar folosesc memoria RAM principală a computerului: în acest caz, toate sunetele folosite de sintetizator sunt stocate într-un fișier de pe disc și, dacă este necesar, citite în RAM.
7. Software
Subiectul software-ului este foarte larg, așa că aici vom discuta doar pe scurt despre principalii reprezentanți ai software-ului de procesare audio.
Cea mai importantă clasă de programe este editori audio digitale. Principalele caracteristici ale unor astfel de programe sunt, cel puțin, oferirea capacității de a înregistra (digitiza) audio și de a-l salva pe disc. Reprezentanții dezvoltați ai acestui gen de programe permit mult mai mult: înregistrare, mixare audio multicanal pe mai multe piese virtuale, procesare cu efecte speciale (atât încorporate, cât și conectate extern - mai multe despre asta mai târziu), eliminarea zgomotului, au navigare și instrumente avansate sub forma unui spectroscop și a altor instrumente virtuale, control/gestionabilitate a dispozitivelor externe, conversie audio din format în format, generare de semnal, înregistrare pe CD-uri și multe altele. Unele dintre aceste programe sunt Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg).
Principalele caracteristici ale editorului Cool Edit Pro 2.0 (vezi Captura de ecran 1 - un exemplu de fereastra de lucru a programului în modul multitrack): editarea și mixarea audio pe 128 de piste, 45 de efecte DSP încorporate, inclusiv instrumente pentru mastering, analiza și restaurarea audio, procesare pe 32 de biți, suport audio pe 24 de biți/192 kHz, instrumente puternice pentru bucle, suport DirectX, control SMPTE/MTC, suport video și MIDI și multe altele.
Captură de ecran 1
Principalele caracteristici ale editorului Sound Forge 6.0a (vezi Captura de ecran 2 - un exemplu de fereastră de lucru a programului): capabilități puternice de editare nedistructivă, procesare în fundal multitasking a sarcinilor, suport pentru fișiere cu parametri de până la 32 de biți / 192 kHz, manager de presetare, suport pentru fișiere de peste 4 GB, lucru cu video, un set mare de efecte de procesare, recuperare din înghețare, previzualizare a efectelor aplicate, un analizor de spectru și multe altele.
Captură de ecran 2
Nu mai puțin important în sens funcțional, un grup de programe - secvențiere(programe pentru scrierea muzicii). Cel mai adesea, astfel de programe folosesc un sintetizator MIDI (hardware extern sau integrat în aproape orice placă de sunet, sau software, organizat de software special). Astfel de programe oferă utilizatorului fie un stave familiar (cum ar fi programul Finale de la CODA), fie o modalitate mai comună de editare audio pe un computer, așa-numitul piano-roll (aceasta este o reprezentare mai înțeleasă a muzicii pentru persoanele care nu sunt familiare). cu partituri; în aceasta reprezentarea are o axă verticală cu imaginea tastelor pianului, iar timpul este așezat pe orizontală, astfel, plasând la intersecție lovituri de lungimi diferite, se obține sunetul unei anumite note cu o anumită durată) . Există, de asemenea, programe care vă permit să vizualizați și să editați audio în ambele vizualizări. Sequencerele avansate, pe lângă editarea audio, pot duplica în mare măsură capacitățile editorilor audio digitale - înregistrează pe CD, combină piste MIDI cu semnale digitale și efectuează mastering. Reprezentanți străluciți ai acestei clase de programe: Cubase (Steinberg), Logic Audio (Emagic), Cakewalk (Twelve Tone Systems) și deja menționatul Finale.
Principalele caracteristici ale editorului Cubase 5.1 (vezi Captura de ecran 3 - un exemplu de fereastra de lucru a programului în modul de vizualizare a pieselor MIDI): editarea muzicii în timp real folosind o reprezentare grafică a informațiilor, rezoluție ridicată a editorului (15360 impulsuri pe trimestru ), număr aproape nelimitat de piese, 72 de canale audio, suport pentru VST32, 4 EQ-uri pe canal și alte efecte pe canal, instrumente de procesare încorporate folosind modelare analogică (instrumente virtuale, procesoare de efecte, instrumente de mixare și înregistrare) și multe altele Caracteristici.
Captură de ecran 3
Principalele caracteristici ale editorului Logic Audio 5 (vezi Captura de ecran 4 - un exemplu de fereastră de lucru a programului): lucru din sunet cu precizie de 32 de biți, rezoluție temporală mare a evenimentelor, mixer audio și MIDI cu autoadaptare, interfață de utilizator optimizată, sincronizare cu video, număr practic nelimitat de piste MIDI, procesare audio în timp real, sincronizare completă cu MTC, MMC, SMPTE, module de procesare încorporate și instrumente automate, suport pentru un număr mare de echipamente hardware și multe alte caracteristici .
Captură de ecran 4
În setul de programe pentru utilizatorul implicat în procesarea sunetului, există multe instrumente diferite, așa cum a fost înainte și așa va fi în viitor - nu există combinații universale pentru lucrul cu sunetul. Cu toate acestea, în ciuda varietății de software, programele folosesc adesea mecanisme similare pentru procesarea sunetului (de exemplu, procesoare de efecte și altele). La un moment dat în dezvoltarea software-ului audio, producătorii și-au dat seama că era mai convenabil să creeze posibilitatea de a conecta instrumente externe în programele lor decât să creeze instrumente noi pentru fiecare program individual de fiecare dată. Atât de multe programe aparținând unui anumit grup de software vă permit să conectați așa-numitele „plug-in-uri” - plug-in-uri externe care extind posibilitățile de procesare a sunetului. Acest lucru a devenit posibil ca urmare a apariției mai multor standarde pentru interfața dintre program și plug-in. Până în prezent, există două standarde principale de interfață: DX și VST. Existența standardelor vă permite să conectați același plug-in la programe complet diferite, fără a vă face griji pentru conflicte și defecțiuni. Vorbind despre pluginurile în sine, trebuie spus că aceasta este doar o familie uriașă de programe. De obicei, un plug-in este un mecanism care implementează un efect specific, cum ar fi o reverb sau un filtru low-pass. Printre plug-in-urile interesante, putem aminti, de exemplu, iZotope Vinyl - vă permite să dați sunetului efectul unei discuri de vinil (vezi Captura de ecran 5 - un exemplu de fereastra de lucru a plug-in-ului în mediul Cool Edit Pro ), Antares AutoTune vă permite să corectați sunetul vocal în modul semi-automat, iar Orange Vocoder este un vocoder minunat (un mecanism pentru a face diferite instrumente să sune ca o voce umană).
Captură de ecran 5
Procesarea sunetului și scrierea muzicii nu este doar un proces creativ. Uneori aveți nevoie de o analiză riguroasă a datelor, precum și de căutarea unor defecte în sunetul acestora. În plus, materialul audio cu care trebuie să se ocupe nu este întotdeauna de calitatea dorită. În acest sens, nu se poate să nu reamintiți o serie de programe de analiză audio special concepute pentru măsurarea analizei datelor audio. Astfel de programe ajută la prezentarea datelor audio într-un mod mai convenabil decât editorii convenționali, precum și la studierea lor cu atenție folosind diverse instrumente, cum ar fi analizoare FFT (constructori de răspuns în frecvență dinamică și statică), constructori de sonograme și altele. Unul dintre cele mai cunoscute și dezvoltate programe de acest gen este SpectraLAB (Sound Technology Inc.), ceva mai simplu, dar puternic - Analyzer2000 și Spectrogram.
Programul SpectraLAB este cel mai puternic produs de acest gen care există astăzi (vezi Captura de ecran 6 - un exemplu de fereastra de lucru a programului, pe ecran: o imagine spectrală în trei reprezentări și o imagine de fază). Caracteristicile programului: 3 moduri de operare (mod post, modul în timp real, modul de înregistrare), instrumentul principal este un osciloscop, un spectrometru (bidimensional, tridimensional și un constructor de sonogramă) și un contor de fază, capacitatea de a comparați caracteristicile amplitudine-frecvență ale mai multor semnale, opțiuni largi de scalare, instrumente de măsură: distorsiune neliniară, raport semnal-zgomot, distorsiune și altele.
Captură de ecran 6
De specialitate restauratori audio Ele joacă, de asemenea, un rol important în procesarea sunetului. Astfel de programe vă permit să restabiliți calitatea sunetului pierdută a materialului audio, să eliminați clicurile nedorite, zgomotele, trosniturile, zgomotul specific din înregistrările pe casete audio și să efectuați alte ajustări audio. Programe de acest fel: Dart, Clean (de la Steinberg Inc.), Audio Cleaning Lab. (de la Magix Ent.), Wave Corrector.
Principalele caracteristici ale restauratorului Clean 3.0 (vezi Captura de ecran 8 - fereastra de lucru a programului): eliminarea tuturor tipurilor de trosnet și zgomote, modul de auto-corecție, un set de efecte pentru procesarea sunetului corectat, inclusiv „sunetul surround” funcție cu simularea acustică vizuală a efectului, înregistrarea unui CD cu date pregătite, sistem de indicii „inteligente”, suport pentru plug-in-uri VST externe și alte caracteristici.
Captură de ecran 8
Următoarele- Aceasta este o categorie separată de programe de sunet concepute special pentru crearea muzicii. Mai devreme, am luat în considerare două moduri fundamental diferite de stocare a datelor de sunet (muzică): primul este stocarea sunetului ca flux audio comprimat sau necomprimat, al doilea este stocarea muzicii ca fișiere MIDI (ca un set de comenzi pentru un sintetizator MIDI). Structura și conceptul de construire a fișierelor de urmărire este foarte asemănătoare cu principiul stocării informațiilor MIDI. Modulele tracker (fișierele create în trackere sunt de obicei numite module), precum și fișierele MIDI, conțin o partitură în conformitate cu care instrumentele ar trebui să fie cânte. În plus, ele conțin informații despre ce efecte și în ce moment ar trebui aplicate atunci când se cântă la un anumit instrument. Cu toate acestea, diferența fundamentală dintre modulele de urmărire și fișierele MIDI este că instrumentele cântate în aceste module (sau, mai precis, mostre) sunt stocate în modulele în sine (adică în interiorul fișierelor), și nu în sintetizator (cum este cazul MIDI). Acest mod de stocare a muzicii are o mulțime de avantaje: dimensiunea fișierului este mică în comparație cu muzica digitizată continuă (întrucât doar instrumentele folosite și partitura sunt înregistrate sub formă de comenzi), nu există nicio dependență a sunetului de pe computer. în care are loc redarea (în MIDI, după cum am spus, există un sunet dependent de sintetizatorul utilizat), există o mai mare libertate creativă, deoarece autorul muzicii nu se limitează la seturi de instrumente (ca în MIDI), ci poate folosi orice sunet digitalizat ca instrument. Principal programe -trackere Scream Tracker, Fast Tracker, Impulse Tracker, OctaMED SoundStudio, MAD Tracker, ModPlug Tracker.
Programul ModPlug Tracker este astăzi unul dintre acele trackere care au reușit să devină un mediu de lucru universal pentru multe tipuri de module de urmărire (vezi Captura de ecran 7 - un exemplu de fereastra de lucru a programului, pe ecran: conținutul pieselor unuia). modul încărcat și fereastra de lucru a mostrelor altui modul). Caracteristici principale: suport pentru până la 64 de canale fizice de audio, suport pentru aproape toate formatele existente de module tracker, import de instrumente într-o varietate de formate, mixare internă pe 32 de biți, filtru de reeșantionare de înaltă calitate, suport MMX/3dNow!/SSE , eliminarea automată a trosnetului, extensia basului, reverb, extindere stereo, egalizator grafic cu 6 benzi și multe altele.
Captură de ecran 7
În sfârșit, trebuie menționat că există o cantitate imensă de alte software audio: playere audio (cele mai proeminente: WinAMP, Sonique, Apollo, XMPlay, Cubic Player), plug-in-uri pentru playere (printre „amplificatori” de sunet audio). - DFX, Enhancer, iZotop Ozone), utilitare pentru copierea informațiilor de pe CD-uri audio (ExactAudioCopy, CDex, AudioGrabber), interceptoare de flux audio (Total Recorder, AudioTools), codificatoare audio (encodere MP3: Lame encoder, Blade Encoder, Go-Go și altele; codificatoare VQF: codificator TwinVQ, Yamaha SoundVQ, NTT TwinVQ; codificatoare AAC: FAAC, PsyTel AAC, Quartex AAC), convertoare audio (pentru conversia informatiilor audio dintr-un format in altul), generatoare de vorbire si multe alte utilitati specifice si generale. Desigur, toate cele de mai sus reprezintă doar o mică parte din ceea ce poate fi util atunci când lucrați cu sunet.
8. Perspective și probleme
Perspectivele pentru dezvoltarea și utilizarea audio digitală sunt considerate de autorii articolului ca fiind foarte largi. S-ar părea că tot ce se putea face în acest domeniu a fost deja făcut. Cu toate acestea, nu este. Sunt încă multe probleme nerezolvate.
De exemplu, domeniul recunoașterii vorbirii este încă foarte nedezvoltat. De multă vreme s-au făcut și se încearcă crearea unui software capabil să recunoască calitativ vorbirea umană, dar toate nu au dus încă la rezultatul dorit. Dar descoperirea mult așteptată în acest domeniu ar putea simplifica incredibil introducerea informațiilor în computer. Imaginați-vă că, în loc să scrieți, ați putea pur și simplu să o dictați în timp ce beți cafea undeva lângă computer. Există multe programe care se presupune că sunt capabile să ofere o astfel de oportunitate, cu toate acestea, toate nu sunt universale și se rătăcesc cu o ușoară abatere a vocii cititorului de la un ton dat. O astfel de muncă aduce nu atât confort, cât durere. O sarcină și mai dificilă (foarte posibil de nerezolvat) este recunoașterea sunetelor comune, de exemplu, sunetul unei viori în sunetele unei orchestre sau izolarea unei părți de pian. Se poate spera că într-o zi acest lucru va deveni posibil, deoarece creierul uman poate face față cu ușurință unor astfel de sarcini, dar astăzi este prea devreme să vorbim chiar și despre cele mai mici schimbări în acest domeniu.
Există, de asemenea, loc de explorare în domeniul sintezei sunetului. Există mai multe moduri de a sintetiza sunetul astăzi, dar niciuna dintre ele nu face posibilă sintetizarea unui sunet care nu ar putea fi distins de cel real. Dacă, de exemplu, sunetele unui pian sau ale unui trombon sunt chiar mai mult sau mai puțin susceptibile de a fi realizate, ele încă nu au reușit să obțină un sunet credibil al unui saxofon sau chitară electrică - există o mulțime de nuanțe de sunet care sunt aproape imposibil de recreat artificial.
Astfel, putem spune cu siguranță că în domeniul prelucrării, creării și sintetizării sunetului și muzicii, este încă foarte departe de acel cuvânt decisiv care va pune capăt dezvoltării acestei ramuri a activității umane.
Glosar de termeni
1) DSP – Procesor de semnal digital(procesor de semnal digital). Un dispozitiv (sau un motor software) conceput pentru procesarea semnalului digital.
2) Rata de biți– în raport cu fluxurile de date, numărul de biți pe secundă (biți pe secundă). În ceea ce privește fișierele audio (de exemplu, după codificarea cu pierderi) - câți biți descriu o secundă de audio.
3) Sunet- unda acustica care se propaga in spatiu; în fiecare punct din spațiu poate fi reprezentat în funcție de amplitudine față de timp.
4) Interfață- un set de software și hardware conceput pentru a organiza interacțiunea diferitelor dispozitive.
5) Interpolare- gasirea valorilor intermediare ale unei marimi in functie de unele dintre valorile ei cunoscute; găsirea valorilor funcției f(x) în punctele x situate între punctele xo 6) Codec– un program sau un dispozitiv conceput pentru codificarea și/sau decodarea datelor. 7) Reeșantionarea(re-eșantionare) - modificarea ratei de eșantionare a datelor audio digitizate. 8) Sonograma– un grafic, o metodă de reprezentare a spectrului semnalului, când timpul este trasat de-a lungul abscisei, frecvența de-a lungul ordonatei, iar amplitudinile componentelor armonice la frecvențele corespunzătoare reflectă saturația culorii la intersecția coordonatelor de timp și frecvență . 9) Tipul fisierului(audio) - structura datelor din fișier. Când faceți muzică, poate fi foarte util să aveți o idee generală despre ce este sunetul și cum este înregistrat sunetul pe un computer. Cu aceste cunoștințe, devine mult mai ușor de înțeles ce este compresia, de exemplu, sau cum are loc tăierea. În muzică, ca și în aproape orice altceva, cunoașterea elementelor de bază face mai ușor să avansezi. Sunetul reprezintă vibrațiile fizice ale mediului care se propagă sub formă de unde. Preluăm aceste vibrații și le percepem ca sunet. Dacă încercăm să descriem grafic o undă sonoră, obținem, în mod surprinzător, val. Undă sonoră sinusoidală Mai sus este un sunet sinusoid care poate fi auzit de la sintetizatoare analogice sau de la un telefon fix, dacă încă îl folosiți. Apropo, sună la telefon, vorbind într-un limbaj tehnic, nu muzical. Sunetul are trei caracteristici importante, și anume: volumul, înălțimea și timbrul - acestea sunt senzații subiective, dar își au reflectarea în lumea fizică sub forma proprietăților fizice ale unei unde sonore. Ceea ce percepem ca zgomot este puterea vibrației sau nivelul presiunii sonore, care se măsoară în (dB). Reprezentat grafic prin valuri de diferite înălțimi: Cu cât este mai mare amplitudinea (înălțimea undei pe grafic), cu atât sunetul este perceput mai puternic și invers, cu cât amplitudinea este mai mică, cu atât sunetul este mai silentios. Desigur, frecvența sunetului afectează și percepția zgomotului, dar acestea sunt caracteristicile percepției noastre. Exemple de zgomot diferit, în decibeli: Când spunem că sunetul este „mai înalt” sau „mai jos”, înțelegem despre ce vorbim, dar grafic acest lucru este afișat nu prin înălțime, ci prin distanță și frecvență: Notă înălțimea (sunetului) - frecvența undei sonore cu cât distanța dintre undele sonore este mai mică, cu atât frecvența sunetului este mai mare sau, pur și simplu, cu atât sunetul este mai mare. Cred că toată lumea știe că urechea umană este capabilă să perceapă sunete cu o frecvență de aproximativ 20 Hz până la 20 kHz (în cazuri excepționale - de la 16 Hz la 22 kHz), iar sunetele muzicale sunt în intervalul de la 16,352 Hz ("la" subcontroctave) la 7,902 kHz ("si" de octava a cincea). Iar ultima caracteristică importantă pentru noi este timbrul sunetului. În cuvinte, așa este „colorat” sunetul, iar grafic arată ca o complexitate diferită, complexitatea unei unde sonore. Iată, de exemplu, o reprezentare grafică a undelor sonore ale unei viori și ale unui pian: Timbrul sunetului este complexitatea (complexitatea) unei unde sonore Mai complicat decât o sinusoidă, nu-i așa? Există mai multe moduri de a înregistra sunet: notație muzicală, notație analogică și notație digitală. Notație muzicală- acestea sunt pur și simplu date despre frecvența, durata și volumul sunetelor care trebuie redate pe un instrument. În lumea computerelor, există un analog - date MIDI. Dar luarea în considerare a acestei probleme depășește sfera acestui articol, o vom analiza în detaliu altă dată. înregistrare analogică- în esență o înregistrare a vibrațiilor fizice așa cum sunt acestea pe orice suport: un disc de vinil sau bandă magnetică. Aici, iubitorii de sunet cald cu tub ar trebui să înceapă imediat să saliveze, dar nu suntem dintre cei în care dispozitivele analogice au o eroare puternică și limitări fundamentale, acest lucru introduce distorsiuni și degradează calitatea înregistrării, iar suportul fizic se uzează în timp, ceea ce reduce și mai mult calitatea coloanei sonore, astfel încât înregistrarea analogică este acum de domeniul trecutului. Înregistrare audio digitală- o tehnologie care a făcut posibil ca oricine să se încerce ca inginer de sunet sau producător. Deci cum funcționează? La urma urmei, un computer poate înregistra doar numere și, mai exact, doar zerouri și unu, în care sunt codificate alte numere, litere, imagini. Cum să înregistrezi date atât de complexe precum sunetul în numere? Soluția este destul de simplă - tăiați unda sonoră în bucăți mici, adică convertiți o funcție continuă (undă sonoră) într-una discretă. Acest proces se numește discretizare, nu din cuvântul „tocilar”, ci din cuvântul „discreteness” (latină discretus - divizat, intermitent). Fiecare astfel de mică bucată dintr-o undă sonoră este deja foarte ușor de descris în cifre (nivelul semnalului la un anumit moment în timp), ceea ce se întâmplă cu înregistrarea digitală. Acest proces se numește conversie analog în digital(conversie analog-digitală) și, respectiv, dispozitivul de conversie (microcircuit), printr-un convertor analog-digital (convertor analog-digital) sau ADC (ADC). Iată un exemplu de un fragment de undă sonoră lungă de aproape cinci milisecunde de la un chimval de rulare: Vezi cum sunt toți dinții? Acestea sunt bucăți mici discrete în care este tăiată unda sonoră, dar dacă se dorește, prin aceste coloane poate fi trasată o linie curbă continuă, care va fi unda sonoră originală. La redare, acest lucru se întâmplă într-un dispozitiv (de asemenea, un microcircuit) numit convertor digital-analogic (convertor digital-analogic) sau DAC (DAC). ADC și DAC sunt părțile principale ale interfeței audio, iar calitatea și capacitățile acesteia depind de calitatea lor. Probabil că i-am obosit deja și pe cei mai insistenți cititori, dar nu disperați, aceasta este partea din articol pentru care a fost început. Procesul de conversie a unui semnal analogic în digital (și invers) are două proprietăți importante - aceasta este rata de eșantionare (denumită în continuare rata de eșantionare sau rata de eșantionare) și adâncimea de eșantionare (adâncimea de biți). Frecvența de eșantionare este frecvența la care semnalul audio este tăiat în bucăți (eșantioane). Nu repeta greșeala mea: rata de eșantionare este legată de frecvența sunetului numai prin teorema Kotelnikov, care spune: pentru a restabili în mod unic semnalul inițial, frecvența de eșantionare trebuie să fie de peste două ori cea mai mare frecvență din spectrul semnalului. Astfel, rata de eșantionare de 44,1 kHz utilizată în coperți pentru CD și înregistrări muzicale Bitness este adâncimea de eșantionare, măsurată în biți, adică este numărul de biți folosiți pentru a înregistra amplitudinea semnalului. La înregistrarea unui CD se folosesc 16 biți, ceea ce este suficient pentru 96 dB, adică putem înregistra un sunet cu o diferență între părțile cele mai silentioase și cele mai puternice ale acestuia este de 96 dB, ceea ce este aproape întotdeauna suficient pentru a înregistra orice muzică. La studiourile de înregistrare, acestea folosesc de obicei o adâncime de 24 de biți, ceea ce oferă o gamă dinamică de 144 dB, dar din moment ce 99% dintre dispozitivele care reproduc sunet (recordoare, playere, plăci de sunet care vin cu un computer) pot procesa doar 16 sunet -biți, atunci când redare va trebui să piardă în continuare 48 dB (144 minus 96) din intervalul dinamic folosind rezoluția de 16 biți. În cele din urmă, să calculăm rata de biți a muzicii de pe un CD audio: Astfel, o secundă de înregistrare pe un CD audio ocupă 172 kilobytes sau 0,168 megabytes. Atât am vrut să vă spun despre înregistrarea sunetului pe computer. Ultima secțiune pentru cititorii hardcore. Când redați proiecte în editori de sunet, când alegeți formatul 44 100 kHz 16 biți, apare uneori caseta de selectare Dither. Ce este? În timpul conversiei analog-digital, amplitudinea este rotunjită. Adică, cu o adâncime de eșantionare de 16 biți, avem 216 = 65.536 posibile opțiuni de nivel de amplitudine disponibile. Dar dacă amplitudinea sunetului dintr-una dintre eșantioane s-a dovedit a fi de 34 de numere întregi și 478 de miimi, atunci va trebui să o rotunjim la 34. Pentru niveluri mici ale amplitudinii semnalului de intrare, o astfel de rotunjire are consecințe negative sub formă de distorsiuni, împotriva cărora se luptă. dither. Acum asta e totul sigur. Vă mulțumim pentru citit! Nu uitați să scrieți un comentariu și să faceți clic pe frumoasele butoane ale rețelelor sociale din partea de jos a articolului. Reprezentarea analogică tradițională a semnalelor se bazează pe asemănarea (analogie) semnalelor electrice (modificări ale curentului și tensiunii) cu semnalele originale pe care le reprezintă (presiunea sonoră, temperatură, viteza etc.), precum și pe asemănarea semnalului electric. forme în diferite puncte ale traseului de amplificare sau de transmisie. Forma curbei electrice care descrie (transferă) semnalul original este cât mai apropiată de forma curbei acestui semnal. Această reprezentare este cea mai precisă, totuși, cea mai mică distorsiune a formei semnalului electric purtător va duce inevitabil la aceeași distorsiune a formei și semnalului celui transmis. În ceea ce privește teoria informației, cantitatea de informații din semnalul purtător este exact egală cu cantitatea de informații din semnalul original, iar reprezentarea electrică nu conține nicio redundanță care ar putea proteja semnalul transportat de distorsiuni în timpul stocării, transmisiei și amplificării. Orice sunet natural are o natură analogică: pielea tobei, corzile pianului, corzile vocale se mișcă lin în spațiu, provocând unde elastice (zone de compresie a aerului / rarefacție) care se propagă în atmosferă. sunet sunt numite unde mecanice, ale căror frecvențe se află în intervalul de la 17-20 la 20.000 Hz. Undele mecanice de astfel de frecvențe produc senzația de sunet. Se numesc unde mecanice cu frecvențe sub 17 Hz infrasunete, și peste 20.000 Hz - ecografie. Undele sonore captate de auricul provoacă vibrații ale membranei timpanice (Fig. 7.1) și apoi prin sistemul de oscule auditive, lichide și alte formațiuni sunt transmise celulelor receptorului perceptor, care provoacă senzații de sunet în creierul uman. În acest caz, intensitatea sunetului este determinată de forța cu care undele sonore acționează asupra urechii umane (amplitudinea undei sonore), iar înălțimea este determinată de frecvența oscilațiilor. Puterea percepției undelor sonore de către organele auzului este subiectivă, depinde de sensibilitatea organului auzului, dar este direct legată de intensitatea undelor. La o anumită intensitate minimă, urechea umană nu percepe sunetul. Această intensitate minimă se numește pragul de auz. Pragul de auz are valori diferite pentru sunet de diferite frecvențe. La intensități mari, urechea simte durere. Se numește cea mai scăzută intensitate la percepția durerii a unui sunet pragul durerii. Nivelul de intensitate a sunetului este definit în decibeli (dB). Numărul de decibeli este egal cu logaritmul zecimal al raportului intensităților înmulțit cu 10, adică. 10lg(I/I 0). Microfoanele sunt folosite pentru a converti vibrațiile sonore în vibrații electrice în telefoane, dispozitive de înregistrare a sunetului, sisteme de difuzare și alte zone. În același timp, la ieșirea microfoanelor se formează o tensiune analogică în continuă schimbare (analog cu presiunea și frecvența oscilațiilor unei unde sonore). Totuși, computerul funcționează cu zerouri și unu. Procesul de digitizare a sunetului constă în înregistrarea instantanee a mărimii tensiunii în diferite momente în timp și „lipirea” ulterioară a valorilor obținute. Când vizionați un film, ochii și creierul leagă un lanț de imagini statice în mișcare continuă. În cazul sunetului digital, „cadrele” sunt îmbinate în dispozitivul de redare: o tensiune în continuă schimbare este recreată mai mult sau mai puțin precis și alimentată la difuzor. Dacă totul este făcut corect, difuzorul reproduce mișcarea originală a coardei pianului sau a pielii tobei. Analogia filmului este adevărată în principiu, totuși, „cadrele” audio (mostrele) sunt înregistrate de sute și de mii de ori mai des decât cadrele de film. Poate că „cadrele” audio sunt mai bune în comparație cu punctele care alcătuiesc o fotografie de ziar. Cu cât punctele sunt mai dense (cu cât liniatura este mai mare), cu atât imaginea este mai detaliată. Liniatura ridicată necesită hârtie mai bună și imprimare mai precisă, iar o rată mare de eșantionare duce la o încărcare mare a computerului: mai multe valori sunt procesate în aceeași perioadă de timp și sunt necesare mai multă memorie și lățime de bandă pentru stocarea și transmiterea datelor. În ambele cazuri, trebuie găsit un compromis între practic și fidelitate. La mod analogicînregistrările sunt valori stocate care se modifică continuu în amplitudine și timp, adică modificarea parametrilor poate avea loc cu orice valoare infinitezimală. Pentru semnalele care variază în timp, frecvența de măsurare joacă un rol important. Luați în considerare această afirmație pe exemplul audio digital. Audio digitizat este o parte esențială a multimedia. Prin urmare, pare rațional în principiu să înțelegem digitizarea informațiilor sonore. Ca și în cazul digitizării unei imagini, audio digital necesită un analog tehnic al organului de simț. Numai că aici nu este un „ochi electronic”, ci o „ureche electronică”, care se folosește de obicei ca microfon. Microfonul are o membrană în care vibrațiile sunt excitate sub influența unei unde sonore, iar cu ajutorul unei bobine pe un miez magnetic, informațiile sonore sunt convertite în valori numerice. Astfel, trebuie să ne ocupăm de un semnal variabil în timp, și anume de o tensiune electrică, a cărei magnitudine se modifică în timp. La digitalÎnregistrările sunt stocate valori măsurate la anumite intervale de timp succesive și luând valori fixe. De obicei, deja în reprezentarea analogică există o eroare care apare din cauza imperfecțiunii transformărilor. Deoarece distorsiunile și zgomotul apar în timpul procesării, transmisiei și înregistrării, nu există o potrivire exactă cu originalul atunci când semnalul este reprodus. Semnalul se deteriorează cu fiecare procesare ulterioară. Cu cât repeți mai des acest proces, cu atât rezultatele vor fi din ce în ce mai rele. De regulă, pierderea calității este resimțită în mod clar deja după prima prelucrare. Pierderea calității cu fiecare copie nouă poate merge atât de departe încât nu se poate discerne nimic pe exemplarul X. Pentru a reduce aceste erori în timpul procesării, este necesar să folosiți echipamente costisitoare și complexe. Să revenim la exemplul undelor sonore. Pentru a descrie mai precis caracteristicile sunetului (de exemplu, înălțimea acestuia), sunt necesare anumite concepte fizice. Inițial, sunetul există ca semnal analogic (perceput de un microfon), în plus, sub forma unei creșteri și scăderi alternante a presiunii sonore pe membrana microfonului, ceea ce determină un proces oscilator în ea. Se numește numărul de vibrații într-o secundă frecvențăși se măsoară în herți (Hz). O oscilație are loc într-o perioadă de timp numită perioadă de oscilație, timp în care procesul, pornind de la poziția de repaus, va vizita punctele maxime superioare și inferioare și va reveni din nou la poziția de repaus (Fig. 7.3). Dacă reprezentăm undele sonore ca vibrații pe un osciloscop, putem observa că un volum mai mare de sunet corespunde unei amplitudini mai mari a vibrațiilor. În același mod, frecvența de oscilație depinde dacă sunetul este scăzut sau ridicat (Fig. 7.4). Dacă examinăm răspunsul unui microfon la vorbire sau muzică pe un osciloscop, vom vedea nu o sinusoidă obișnuită, ci o curbă mai complexă care apare ca urmare a suprapunerii și interacțiunii diferitelor oscilații; această suprapunere se mai numește și interferență. Acum să aflăm cât de des pe unitatea de timp este necesară măsurarea mărimii tensiunii care vine de la microfon pentru a obține cea mai bună calitate a digitizării. Cea mai importantă condiție de limită aici este sensibilitatea urechii umane la undele sonore de diferite lungimi. La o vârstă fragedă, pragul de sensibilitate este la o frecvență de aproximativ 20.000 de herți, iar în timp scade semnificativ, iar o persoană nu este capabilă să perceapă undele sonore cu frecvențe de peste 20.000 de herți. În acest caz, ar avea loc doar o creștere inutilă a cantității de date. Din criteriul Nyquist rezultă că, pentru digitizarea fără distorsiuni, măsurătorile ar trebui făcute în incremente de jumătate față de cel mai mic detaliu al informațiilor. În înregistrarea sunetului, cel mai fin detaliu este o oscilație de 20.000 de herți, așa că măsurătorile de tensiune trebuie efectuate de cel puțin 40.000 de ori pe secundă. De fapt, ele iau o valoare ceva mai mare și fac măsurători cu o frecvență de 44100 herți. Cu toate acestea, semnalul sonor primit, de exemplu, de la un instrument muzical, poate conține tonuri cu o frecvență de 22.000 de herți. Acest lucru provoacă anumite dificultăți. La fel ca și la scanarea imaginilor cu rezoluție prea mică, rezoluția insuficientă la digitalizare în cazul înregistrării sunetului poate duce la distorsiuni. Datorită numărului redus de mostre din semnalul digitizat, apar noi oscilații care nu erau în semnalul original. Acest efect se numește zgomot de eșantionare, iar zgomotul în sine se numește frecvențe false (în engleză, se folosește termenul aliasing). În primele zile ale audio digital, frecvențele false au creat provocări semnificative pentru ingineri. Între timp, au apărut filtre cu o tăietură foarte ascuțită, care elimină frecvențele peste valoarea admisă de aproximativ 22.000 de herți în semnalul audio înainte ca semnalul să fie alimentat la convertorul analog-digital. În acest sens, se spune că semnalul este limitat la bandă înainte de a fi digitizat. Există încă problema preciziei măsurătorilor. Deși frecvențele false apar cu o precizie redusă, calitatea înregistrării se deteriorează în mod clar. ADC compară valoarea măsurată cu o scară de valori numerice și atribuie acestei valori o valoare discretă dintre cele disponibile pe scară. Valoarea discretă atribuită reflectă starea procesului la fel de precis pe cât diviziunile de pe scară sunt mici. Dacă, de exemplu, există o scară destul de grosieră de la 1 la 16 (16 valori în total), atunci apare inevitabil o abatere relativ mare a valorii discretizate de la valoarea atribuită cuantificată. Această abatere se numește eroare de cuantizare sau distorsiuni de cuantizare. Dacă scara are 256 de valori, atunci, prin urmare, eroarea de cuantizare este redusă cu un factor de patru. Deoarece doar reprezentarea binară a numărului este utilizată pentru înregistrare, aceasta înseamnă că 16 (2 4) grade de comparație necesită patru biți pentru a descrie. Prin urmare, 256 (2 8) ar necesita 8 biți. Cu o eroare admisă mai mică de 0,1 procente, este necesar să existe 1000 de grade de comparație, ceea ce va necesita 10 biți. Înregistrarea digitală a muzicii în stereo, așa cum este utilizat, de exemplu, pe CD-uri, este efectuată cu o rată de eșantionare de 44,1 kiloherți și o precizie de măsurare de 16 biți (2 octeți). Aceasta corespunde unui volum de date de 44100 x 2 x 2 = 176400 octeți pe secundă, ceea ce este destul de mult. În aplicațiile multimedia, un astfel de flux de date este acceptabil numai în anumite condiții. De obicei, calitatea înregistrării în aceste scopuri este redusă folosind o rată de eșantionare de 22 kHz și o rezoluție de 8 biți și este limitată la redarea monofonică. Din acest motiv, fluxul de date este redus la 22 Kbytes pe secundă. Cu toate acestea, o reducere suplimentară nu mai este permisă, deoarece ar duce la o reducere prea mare a calității sunetului. Un CD player de înaltă calitate (Hi-Fi) este pe 16 biți; acest lucru face posibilă distingerea atunci când se compară 65536 de stări diferite. Un adaptor audio poate avea o lățime de 8 biți și poate avea 256 de stări diferite. Deoarece este necesar să se prelucreze cantități uriașe de date în timpul înregistrării, pentru a nu încărca microprocesorul, se folosește așa-numita metodă DMA (Direct Memory Access). -
acces direct la memorie). Datele, ocolind microprocesorul, intră direct în memorie Pentru a elimina conflictul dintre adaptorul audio și microprocesor, computerul are un microcircuit special numit controler pentru acces direct la RAM Controlerul controlează accesul la memorie de la microprocesor sau alte adaptoare prin canale de acces direct (numărul unui astfel de canal este necesar setat la instalarea adaptorului audio). Conversia unei valori digitale într-un semnal analogic care poate fi auzit de ureche are loc într-un convertor digital-analogic (DAC - Digital-to-Analog Converter - DAC). Pe scurt, audio digital este reprezentarea digitală a unui semnal audio analogic. Procesul de eșantionare este utilizat pentru a forma o reprezentare digitală a semnalului audio. Acest proces consta in masurarea periodica a amplitudinii (intensitatea) unui semnal audio analogic si convertirea valorii obtinute intr-o secventa de biti. Pentru a efectua o astfel de conversie, se folosește un dispozitiv special, care se numește un convertor analog-digital - ADC (Analog-to-Digital Converter - ADC). La ieșirea ADC, se formează o secvență de octeți, care pot fi scrise fie pe o bandă magnetică, fie pe alt dispozitiv digital în formă binară. Înregistrarea în formă binară evită interferența în timpul înregistrării pe suport magnetic, deoarece sunt înregistrate doar două niveluri de semnal - un zero logic și unul logic, spre deosebire de metoda de înregistrare analogică, care înregistrează multe niveluri de semnal diferite. Astfel de sisteme de înregistrare audio sunt denumite în mod obișnuit sisteme de înregistrare audio digitală cu Pulse Code Modulation (PCM). Cu toate acestea, în terminologia computerizată, un astfel de proces este de obicei numit înregistrare audio wave (waveaudio sau waveform audio). Audio digital este caracterizat de următorii parametri: rata simpla(frecvența de eșantionare), care determină de câte ori este digitizat semnalul audio pe unitatea de timp și se măsoară în kiloherți (kiloherți - o mie de mostre pe secundă). Această caracteristică arată cât de des este măsurată valoarea amplitudinii semnalului sonor de intrare în momentul înregistrării sunetului și, astfel, cât de corect reflectă reprezentarea digitală a sunetului rata de modificare a amplitudinii semnalului sonor (Fig. 7.6). rezoluția sunetului(rezoluție audio), care caracterizează reprezentarea corectă a amplitudinii semnalului analogic original. De obicei, sistemele audio digitale vin în formate de 8 și 16 biți. Rata de eșantionare afectează foarte mult cantitatea de informații necesare pentru stocarea sunetului. Deci, de exemplu, redarea sunetului stereo pe 16 biți cu o rată de eșantionare de 44,1 kHz necesită stocarea a 176,2 KB pentru o secundă de sunet, iar redarea unei secunde din același sunet cu o rată de eșantionare de 22,05 kHz necesită 90 K octeți, ceea ce înseamnă aproape de două ori mai puțin. Sistemele pe 8 biți convertesc amplitudinea semnalului analogic la doar 256 de valori fixe (Fig. 7.8). Această reprezentare a semnalului analogic nu este foarte precisă și, prin urmare, semnalul de ieșire reconstruit din reprezentarea pe 8 biți va diferi de semnalul audio original. O astfel de diferență este de obicei vizibilă clar după ureche. Sistemele pe 16 biți convertesc deja amplitudinea semnalului analogic la 65536 de valori fixe. În astfel de sisteme, calitatea sunetului digitalizat este mult mai bună și practic nu diferă de sunetul original. În plus, este oferită o gamă dinamică largă (exprimată în decibeli, diferența dintre cel mai puternic semnal pe care dispozitivul este capabil să-l rateze și cel mai slab semnal care este încă distins pe fundalul zgomotului rezidual). Din acest motiv, sistemele moderne de redare audio digitală, cum ar fi CD-urile audio digitale și recorderele audio digitale, utilizează de obicei sisteme pe 16 biți (Figura 7.9). Astăzi vom atinge un subiect atât de interesant ca înregistrare audio digitală (înregistrare digitală a sunetului în engleză). Acesta este numele fixării vibrațiilor sonore în format de numere pentru reproducerea și prelucrarea lor ulterioară. La studioul TopSvuk, înregistrarea se face pe un sistem de înregistrare digitală de înaltă calitate MOTU 828km3 cu convertoare analog-digitale de înaltă calitate, care vă permite să captați sunetul cu o frecvență de eșantionare de până la 192 kHz și o adâncime de cuantizare de 32 bits, care oferă un sunet clar și aerisit. TopSound În timpul digitizării, semnalul este convertit într-o serie de valori numerice ale undei sonore. Spre deosebire de sunetul analogic (care este continuu), sunetul digital este format din multe fragmente-mostre, cu alte cuvinte, „cărămizi” care alcătuiesc fragmentul înregistrat. Numărul de mostre înregistrate într-o secundă se numește rata de eșantionare sau rata de eșantionare, iar cu cât această valoare este mai mare, cu atât semnalul va fi digitizat mai bine. Standarde ale înregistrării digitale moderne - frecvența de eșantionare de la 44100 la 192000 Hz. Pe lângă rata de eșantionare, care este responsabilă pentru înregistrarea sunetului în dimensiunea temporală, există un alt parametru important numit adâncimea de cuantizare, care este responsabil pentru dinamică. (volum minim si maxim) audio înregistrat și măsurat în biți. Standarde de biți în înregistrarea sunetului de la 16 la 32 de biți. Înregistrarea audio digitală vă permite să obțineți sunet foarte precis si detaliat. Exemple de portofoliu sub minus (ROK, POP, REP) Exemplul 1. STANCĂ Exemplul 2. STANCĂ Exemplul 3. POP Exemplul 4. POP Exemplul 5. REP Exemplul 6. REP Sunetul este o vibrație regulată a unui mediu care se propagă sub formă de unde. Când auzim un sunet, acesta se deplasează de obicei prin aer. Dar sunetul se poate propaga și în mediul acvatic și prin corpuri solide (de exemplu, pereții caselor). În același timp, viteza de propagare a undelor sonore poate diferi ușor în diferite medii. Cu cât amplitudinea undei este mai mare, cu atât sunetul se aude mai puternic. Ilustrația de mai jos arată această relație. O altă proprietate importantă a vibrațiilor sonore este frecvența acestora. Ilustrația de mai jos arată cum se modifică înălțimea în funcție de frecvența undelor. În exemplele date - o formă simplă sinusoidală a unei unde sonore. Dar, de fapt, în viață suntem înconjurați de sunete mult mai complexe, formate din multe astfel de vibrații și combinația lor. Și astfel de combinații complexe sunt tocmai ceea ce distinge vocea unei persoane de alta sau sunetul diferitelor instrumente muzicale. Înregistrare analogică a sunetului (cel mai adesea aceasta este o înregistrare pe o bandă magnetică) este și cazul în lumea modernă, iar unii artiști preferă să înregistreze pe bandă pentru un sunet special, vintage. Dar această metodă este mult mai pretențioasă în ceea ce privește calitatea performanței. Dar nu se poate spune că înregistrarea sunetului analogic este exactă. Mai degrabă, ea aduce în sunet propriile culori, specifice numai ei, căldură și frumusețe deosebite, dar nu se poate spune că este un sunet de încredere și realist. De asemenea, spre deosebire de analog, înregistrarea digitală a sunetului nu este supusă îmbătrânirii și poate rezista la orice număr de copii fără a degrada calitatea sunetului. La studioul TopSvuk, înregistrarea se face pe un sistem de înregistrare digitală MOTU 828km3 de înaltă calitate, cu convertoare analog-digitale de înaltă calitate, care vă permite să captați sunet cu o rată de eșantionare de până la 192 kHz și o cuantizare de 32 de biți adâncime, care oferă un sunet clar și aerisit, așa cum îl auziți în direct. Calitatea înaltă a sursei înregistrate vă permite să obțineți un sunet mult mai bun atunci când procesați piese cu efecte în etapa de mixare. Acest lucru este foarte important, pentru că utilizarea oricărui alt echipament de studio nu are prea mult sens în cazul conversiei analog-digitale de proastă calitate. În acest caz, puteți obține sunetul sub forma, foarte departe de original. Specialistii studioului nostru iti vor inregistra melodia, vor face un aranjament pe calculator sau vor digitiza orice material audio analogic la o calitate digitala inalta - discuri, casete, casete. Sună și vom găsi un limbaj comun. În cele din urmă, vom discuta dacă înregistrarea digitală este atât de diferită de înregistrarea analogică. De fapt, opoziția dintre înregistrarea sunetului digital și analogic este un lucru destul de arbitrar. Desigur, specialiștii de înaltă specialitate știu despre acest lucru, dar oamenii obișnuiți au o înțelegere nu în întregime exactă a ceea ce constituie așa-numita înregistrare a sunetului analogic. În primul rând, reamintim că în ultima vreme, când înregistrarea digitală a sunetului nu a fost dezvoltată din cauza dezvoltării insuficiente a tehnologiei informatice, pentru înregistrarea sunetului au fost folosite casetofone. care sunt denumite în mod obișnuit analogic. Dar însuși conceptul de înregistrare analogică implică continuitate, spre deosebire de discretitate, care, după cum știți, este diferită. înregistrare digitală, și care este considerată o sursă de potențiale probleme atunci când se utilizează înregistrarea digitală a semnalelor audio. Deci, un magnetofon tradițional, atât de uz casnic, cât și de studio (chiar si multitrack) nu oferă o înregistrare continuă a semnalului audio pe bandă magnetică. Toți cei care au fost interesați de dispozitivul capului magnetic și de principiul unei astfel de înregistrări știu acest lucru. Semnalul audio de pe bandă constă din fragmente separate, a căror dimensiune, apropo, este determinată de lățimea golului capului magnetic de înregistrare (sau universal) al reportofonului. Adică înregistrarea magnetică este discretă, nu poate fi continuă. În ceea ce privește un alt mediu comun al trecutului, acum popular în unele cercuri - disc de vinil - chiar și în acest caz nu vorbim despre sunet 100% analog, deoarece înregistrările master pentru discuri de vinil sunt acum realizate folosind computere și au fost realizate anterior. Da, da - cu ajutorul magnetofonelor! Deci singurul mecanism real de înregistrare a sunetului analogic este fonograful lui Edison! Dacă vrei o calitate cu adevărat înaltă înregistrare audio digitală, contactați TopZvuk. Lucrăm șapte zile pe săptămână și astept apelul tau chiar acum!Ce este sunetul?
Amplitudine
Sunet
Volumul (dB)
efectul
Zona rurala departe de drumuri
25 dB
Aproape inaudibil
Şoaptă
30 dB
Foarte linistita
Birou în timpul programului de lucru
50-60 dB
Nivelul de zgomot rămâne confortabil până la 60 dB
Aspirator, uscator de par
70 dB
importunat; îngreunează vorbirea la telefon
Robot de bucatarie, blender
85-90 dB
Începând de la un volum de 85 dB cu ascultare prelungită (8 ore), începe afectarea auzului
Camion, betoniera, vagon de metrou
95-100 dB
Pentru sunete de la 90 la 100 dB, se recomandă expunerea la urechea neprotejată de cel mult 15 minute.
Ferăstrău cu lanț, ciocan pneumatic
110 dB
Expunerea regulată la sunete mai puternice de 110 dB timp de mai mult de 1 minut este expusă riscului de pierdere permanentă a auzului
Concert de muzică rock
110-140 dB
Pragul durerii începe în jurul valorii de 125 dB
Frecvență
Timbru
Rata de eșantionare și adâncimea de biți
intervalul de frecvență audibil uman.
16 biți x 44.100 mostre pe secundă x 2 canale = 1.411.200 biți pe secundă = 1.411,2 kbps.
Ei bine, aproape totul.Dither
Aceasta este amestecarea unui semnal pseudo-aleatoriu. Este puțin probabil să vă simțiți mai bine dintr-o astfel de formulare, dar vă voi explica acum.
Vibrațiile sonore sunt convertite într-un semnal digital în adaptorul audio, înregistrate pe un mediu de stocare, de exemplu, pe un CD magneto-optic și apoi, dacă este necesar, sunt convertite înapoi într-un semnal analog prin adaptorul audio și redate prin difuzorul. Figura 7.2 prezintă creșterea și scăderea presiunii sonore sub formă de curbă.
Prima armonică a oscilațiilor membranei poate fi reprezentată ca o sinusoidă. Abaterea maximă de la poziția de repaus (atât în sus, cât și în jos) se numește amplitudine.
Reprezentarea digitală arată complet diferit. Cu o reprezentare digitală, modificarea valorii are loc discret și, parcă, este înghețată la anumite momente în timp pentru a măsura valorile. Astfel, aceste valori descriu procesul, definindu-și starea în anumite momente de timp printr-o succesiune de numere discrete. Semnalul analogic este convertit în digital (eșantionat) folosind convertor analog-digital (ADC).În acesta, semnalul analogic după măsurare la intrare este cuantificat și codificat. Cu cât intervalele de timp dintre măsurătorile individuale sunt mai scurte, cu atât procesul este descris și apoi reprodus mai precis. Se numește frecvența la care este prelevat un semnal analogic rata simpla. Avantajul acestei reprezentări este evident: întrucât valoarea măsurată există sub forma unui număr, copierea are loc fără pierderi de calitate, deoarece doar numărul este suprascris. Nu există nicio pierdere de calitate pentru copia X, dacă, desigur, copierea are loc fără erori.
Această valoare necirculară se datorează faptului că un VCR a fost folosit pentru a face primele înregistrări digitale. Un astfel de magnetofon, care funcționează conform standardului de televiziune color PAL, înregistrează 50 de imagini (câmpuri) pe secundă, iar în fiecare câmp sunt înregistrate 294 de linii de televiziune, iar această valoare este standardizată. În schimb, numărul de mostre audio pe linie poate varia și poate fi orice număr întreg până la o anumită limită superioară. Cu trei mostre pe linie pe secundă, obțineți 50 x 294 x 3 mostre, adică exact 44100. Interesant, un VCR care funcționează conform standardului american NTSC este de asemenea potrivit pentru o astfel de înregistrare a sunetului, deoarece înregistrează 60 de câmpuri pe secundă la 245 linii (60 x 245 x 3 dă și 44100).
Cele mai frecvent utilizate rate de eșantionare sunt 11.025; 22,05 și 44,1 kHz. La o frecvență de 11,025 kHz, vorbirea umană este reprodusă destul de bine. La o frecvență de 22,05 kHz, nu numai vorbirea umană sună bine, ci și fragmente muzicale. Iar pentru o reprezentare foarte bună a sunetului muzical, trebuie să utilizați o frecvență de eșantionare de cel puțin 44,1 kHz.
Fișierele audio, precum datele de imagine, pot fi comprimate. Acest lucru vă permite să reduceți semnificativ cantitatea de informații transmise. Pentru aceasta se folosesc codecuri (Fig. 7.10).Preturi pentru servicii de inregistrare
Serviciu Modalitate de plată Preț
Inregistrarea vocii orar 750 rub/oră
Instrumente de înregistrare orar 750 rub/oră
Crearea pieselor de tobe orar 750 rub/oră
Mixare și masterizare orar 750 de ruble
RAP sub minus Fix 3000 de ruble
RAP minus „Premium” (cu efecte suplimentare) Fix 4000 de ruble
Cântec sub minus „Lumină” (1 oră de înregistrare + procesare fără acord) Fix 2500 de ruble
Cântec sub minus „Premium” (1 oră de înregistrare + procesare și acordare profundă) Fix 5000 de ruble
Crearea unui aranjament Fix de la 15.000 de ruble
Creați o pistă secundară Fix De la 15.000 de ruble.
Inchiriere studio fara inginer de sunet orar 700 rub/oră
Grupul „THE Y” - melodia „RUN FOR LIFE”
Grupul „Plaem” - Cântecul „Soci”
Piesa „Mai mult decât dragoste” sub minus + mixare
Piesa „Crying” sub minus + mixare
Melodia „Give me” sub minus + mixare
Piesa „Propaganda Adevărului” sub minus + mixareCe este sunetul
Caracteristici distinctive ale înregistrării analogice
Înregistrare audio digitală vs. analogică
