bigpo.ru
добавить свой файл
1
План:


Введение.

1. Форматы.

2. Редакторы.

3. Граберы.

Заключение.


Введение

Прежде всего, сам принцип представления звука в цифровой форме предполагает уничтожение какой-то части информации в нем. Исходная, непрерывная кривая, описывающая амплитуду звуковой волны, подвергается дискретизации - разбиению на отдельные интервалы (отсчеты), внутри которых амплитуда считается постоянной; таким образом, фиксируются временные характеристики волны. Затем эти мгновенные значения амплитуды еще раз разбиваются на конечное число значений - теперь уже по самой величине амплитуды - и выбирается наиболее близкое из этих дискретных значений; так фиксируются амплитудные характеристики. Если говорить по отношению к графику (осциллограмме) звуковой волны, то можно сказать, что на него накладывается некая сетка - крупная или мелкая, которая определяет точность преобразования волны в цифровую форму. Мелкость временной сетки - частота дискретизации – определяет, прежде всего частотный диапазон преобразуемого звука. В идеальных условиях для передачи сигнала с верхней частотой F достаточно частоты дискретизации 2F, в реальных же, приходится выбирать некоторый запас. Точность же представления самих значений амплитуды - разрядность отсчетов - определяет в первую очередь уровень шумов и искажений, вносимых при преобразовании. Естественно - снова для идеального случая, поскольку шумы и искажения вносятся и другими участками схемы. В начале 80-х, когда разрабатывалась система "компакт-диск", ориентированная для бытового применения, по результатам экспертных оценок была выбрана частота дискретизации 44.1 кГц и разрядность отсчета 16 бит (65536 фиксированных уровней амплитуды). Этих параметров достаточно для точной передачи сигналов с частотой до 22 кГц, в которые вносится дополнительный шум на уровне примерно -96 дБ. На уровне бытовой аппаратуры конца 70-х эти параметры выглядели довольно заманчиво - тем более, что акустических систем, способных более-менее точно передать звук с такими параметрами, тогда практически не существовало. В студийной работе использовалась та же разрядность отсчета при частоте дискретизации 48 кГц, что в то время считалось вполне достаточным. За прошедшее время ситуация сильно изменилась - значительно возросло качество передачи звука в студийных и бытовых системах, снова вошли в моду ламповые усилители и схемы, когда-то признанные неэффективными, но вносящие в звук меньше искажений, чем новые, и многие стали жаловаться на характерный "цифровой" призвук в музыке на компакт-дисках, причиной которого явилась недостаточные разрядность отсчетов и прежде всего - частота дискретизации. Дело в том, что при оцифровке сигнала с частотой дискретизации F необходимо полностью удалить все его составляющие с частотами выше F/2. Обычные аналоговые проигрыватели и усилители, для которых гарантировалась передача диапазона до 20 кГц, на самом деле не вырезали из сигнала более высоких частотных составляющих - их амплитуда просто постепенно спадала, и у качественных аппаратов этот спад был более пологим, а звук - более естественным и прозрачным. Однако при глубоком подавлении высших частот - даже тех, что неслышимы сами по себе - общая звуковая картина меняется достаточно заметно для хорошей аппаратуры и тренированного слуха. Таким образом, весьма высокие еще для начала 90-х параметры цифрового звука "16 бит/44.1 кГц" сейчас могут считаться лишь минимально допустимыми для понятий "качественный звук" и "Hi-Fi". В студийной работе происходит переход на стандарт "24 бита/96 кГц", который по теоретически достижимому качеству пока заметно перекрывает возможности существующих звуковых систем. Внутри стандарта "компакт-диск", ограниченного своими 16 разрядами и 44.1 кГц частоты дискретизации, используется преобразование цифрового звука под большую частоту дискретизации и разрядность с последующей интерполяцией промежуточных значений. Само по себе это не улучшает качества звука, однако позволяет заметно снизить погрешности, возникающие из-за неидеальности ЦАП, фильтров и прочих элементов тракта. В обычной же компьютерной звуковой карте уже при простых записи-воспроизведении трудно достичь даже качества хорошего проигрывателя компакт-дисков, не говоря уже о том, чтобы полностью "вычерпать" потенциальные характеристики внедряемых сейчас более высоких частот и разрядностей. Происходит это потому, что компьютерная карта во многом является зависимым устройством, получая питание от источника компьютера и находясь под влиянием разнообразных помех и наводок от прочих компьютерных компонент. Подавляющее большинство карт имеют совмещенные на одном кристалле ЦАП и АЦП, что снижает их помехозащищенность. Более "грамотное" проектирование звуковой карты - введение корректирующих и помехоподавляющих цепей, стабилизации питания, вынос чувствительных компонент за пределы компьютера - сразу же резко увеличивает ее стоимость, что снижает объемы продаж и еще более поднимает продажную цену, которая уже начинает приближаться к цене младших моделей студийных аппаратов. Покупка "фирменных" компьютеров со сниженным уровнем помех также плачевно сказывается на общей выгоде. Примерно такая же картина складывается с параметрами компьютерных WT-синтезаторов: к недостаткам собственно в качестве звука добавляется ограниченность тех или иных возможностей, которые в автономных профессиональных аппаратах представлены более полно. Нередко богатые аппаратные возможности синтезатора не поддерживаются должным образом его программным обеспечением, а для пользователя-музыканта это равнозначно их отсутствию. Чрезвычайно скудна документация, часто не освещающая до конца всех возможностей - особенно в сравнении с пухлыми томами описаний профессиональных инструментов. Таким образом, возникает парадокс: главное преимущество компьютерных карт - их сравнительно низкая стоимость по отношению к возможностям - с лихвой компенсируется явно недостаточными по сегодняшним меркам качеством звука, аппаратных возможностей по его обработке, уровнем программного обеспечения. К тому же многие серьезные производители - Roland, Ensoniq, Yamaha - вполне умышленно ограничивают качество и возможности выпускаемых ими компьютерных карт по сравнению с самостоятельными изделиями. Поэтому у пользователей - прежде всего музыкантов - возникает справедливый вопрос: оправдывает ли себя идея использования компьютера, или же в ней больше от рекламных трюков на популярном нынче направлении? Ответ прост: в современном процессе работы со звуком и музыкой без компьютера не обойтись - кроме известных направлений чисто акустической музыки, исполняемой "живьем". Другое дело - нужно правильно определить место компьютера в этом процессе. Было бы неверно полагать, что можно полностью заменить профессиональную студию с кучей серьезной и дорогой аппаратуры и звукоинженеров одним недорогим бытовым компьютером с недорогой же звуковой картой. Однако с их помощью можно начать делать то, что традиционно делалось только в "серьезных" студийных условиях - у себя дома или в небольшой любительской студии. Можно изучить и освоить возможности синтезатора, эффект - процессора, приемы воздействия на звук для получения желаемой его динамики и окраски, научиться записывать, создавать и использовать собственные звучания, подготавливать и сводить фонограммы. Для любителя и даже профессионала, не требующего сверхвысокого качества звука, даже этого может оказаться вполне достаточно, а остальные довольно скоро почувствуют ограниченность простой конфигурации - и весьма легко смогут заменить ее на более сложную и качественную, причем чаще всего - с гораздо меньшими потерями, чем при работе только с самостоятельными аппаратами. Вначале это может быть замена на более серьезную и качественную звуковую карту, затем - на автономные устройства с компьютерным управлением. Важно то, что при помощи компьютера нужным с программным обеспечением можно "выжать досуха" практически любой аппарат, для управления которым с его собственной панели просто-напросто не хватает рук. Кроме этого, многие профессиональные музыканты пользуются компьютерными картами для создания так называемых "домашних заготовок" - как и многие писатели, архитекторы или модельеры. В условиях дороговизны аренды студийного времени нередко оказывается более выгодным спокойно подготовить дома "черновик", не обращая особого внимания на несоответствие уровня шумов, прозрачность звука и натуральности имитации традиционных инструментов студийным канонам, а затем уже принести его в студию, где опытные специалисты быстро подберут аналогичные режимы работы "серьезной" аппаратуры, которая исполнит то же самое с "настоящим студийным качеством". Такой подход позволяет наиболее оптимально организовать разделение труда, оставив музыканту работу собственно над музыкой, а звукоинженеру - над ее сведением и записью. Мне часто приходится консультировать музыкантов и звукорежиссеров - как любителей, так и профессионалов - в вопросах применения компьютеров в их работе. И нередко приходится сталкиваться и с непонятным желанием получить все "в одном флаконе", соединив принципиально несовместимые требования, и с разочарованием от того, что не получится, купив недорогой компьютер, сразу же приступить к выпуску у себя дома компакт-дисков мирового класса. Однако мне еще не приходилось видеть человека, который, хотя бы наполовину разобравшись в звуковых возможностях компьютера, после этого смог бы отказаться от его использования. В этом и состоит правильный подход: не заменить одним инструментом все остальные, а применить его там, где ему самое место - только в этом случае достигается наибольший эффект от вложения и средств, и усилий, и времени.

Редакторы.

Fruity Loops Studio 5




Мощная, недорогая, профессиональная программа, оснащённая множеством различных функций. Содержит такие подредакторы как: синтезатор, монтажная студия, piano roll (электронное пианино способное создавать звуки на любой "вкус" по нотам!!!) и многое другое. Оснащена неплохой драм-машиной. Содержит более 100 спецэффектов (до 8 на канал). В ней работают как и профессионалы так и просто домашние любители. Предназначена для создания звуковых петель (лупов). Кроме звуков непосредственно в программе, так же можно вставлять в неё уже готовые аудио файлы в форматах wav, mp3, MIDI и ряде других. Может содержать VST - плагины, таких секвенсоров как Cubase VST? Cawke Studio, Cool edit, Weve lab и многих других. Включена функция вставки Plug-In'ов (по размерам и функциям маленьких программ), а так же обработке звука встроенным редактором, напоминающим Sound Forge.

Sound Forge 7.0




Мощная в своём роде система редактирования музыки, звуковых файлов. Наиточнейшая программа для настройки громкости, тональности, вставки спецэффектов, повышения или понижения частот, наличие редакторов "фильтров", которые убирают лишние шумы, убирают щелчки, цоканья и прочие посторонние включения. Sound Forge включает в себя: 1.Более чем 200 предустановленных схем обработки звука. 2.Поддержку официального звука с разрядностью до 32 бит и частотой оцифровки до 192кГц. 3.Поддержка больших файлов - до 4 Гб. 4.40 встроенных эффектов, включая наборы XFX1 (Chorus, Multi-Tap Delay, Picth Shift, Reverb, Simple Delay/Echo, and Time Compress/Expand, XFX2 Graphic Dynamics, Graphic EQ, Multi-Band Dynamics, Noise Gate, Paragraphic EQ, and Parametic EQ), XFX3 (Amplitude Modulation, Distortion, Flange/Wah-Wah, Gapper/Snipper, Smooth/Enhance, and Vibrato), Acoustic Mirror. 5.Поддержака 17 форматов файлов - включая RealAudio 6.3 вида эквалайзеров - Graphic, Parametic. and Paragraphic. 7.Поддержка дополнительных модулей стандарта DirectX. 8.Поддержка обработки звуковой дорожки в видео файлах (AVI, MOV).


Vegas Audio 5.0





Мощная и при этом очень удобная программа, занимающая лучшие позиции на арене в звуковом и виде программном обеспечении. Многие программы могут с уверенностью позавидовать ей во многом, что касается работы с цифровым звуком... Её главные собенности в аудио редактировании - это: 1.24 bit / 96 khz 2.5.1 - канальный монтаж звука 1.Поддержка плагинов DirectX'n 2. Более 30 встроенных DirectX' эффектов 3. поддержка(ASIO).
   Так как программа оснащена неограниченным количеством дорожек, то соответственно сводить и оцифровывать можно настолько много музыки и звуков, что не од силу каким либо другим программам.
   Суть работы такова: В первую очередь, для того что бы сводить музыку, нужно указать каталог нахождения тех файлов с которыми собственно и надо работать.
Затем устанавливается конфигурация дорожек. Далее перемещаем нужные звуковые файлы в те места дорожек в какие требуется.
Если надо улучшить качество звука и записи, то можно воспользоваться специальными фильтрами предложенными в программе. Настройка громкости производится в результате перемещения бегунков на левой панели дорожки. Там же имеется функция "PAN" которая обеспечивает "стерео" звучание данного компрессора (L - левый канал, B - правый канал). Разработчики позаботились так же и об удобстве программы в использовании.

Граберы.

GXTranscoder




Программа разработана для редактирования, кодировки и форматирования музыки. Поговорим о её качествах поподробнее. В первую очередь хочется сказать о том, что программа, не столь уж предназначенная для звука, но может послужить для перевода в нужный вам формат, а также подобрать качество звука, отредактировав и его. Программа поддерживает форматы wav, mp3 RAW, VOX, OGG и другие. Главная особенность программы состоит в том, что во время кодирования информации, она не занимает буфер обмена операционной системы, а значит высокая скорость, гарантирована.

mp3producer




 Хороший помощник в "переводе" музыкальных файлов в форматы wav, mp3. Основные возможности программы - это перевод CD в WAV, CD в MP3, WAV в MP3. В параметрах можно настроить качество выходного формата его bitrate, khz. Указать название композиций, альбома, исполнителя и так далее. Причём в последующих переводах формата mp3, качество звука не изменяется вообще. Программа проста в использовании и не требует никаких навыков при работе с ней.

dBpowerAMP




Очень хорошая программа для редактирования и "перевода" музыкальных файлов с дискового носителя в обычный, ранее рассмотренный формат mp3. Главной достоенностью программы является то, что перед тем как "заграбить" диск, программа, не как остальные, начинает полностью копировать музыку сразу в mp3 формат. Другие программы сначала скопируют файлы, а затем уже переводят его в mp3. Так же характерная черта этой программы - это её скорость!

Форматы.


MP3 – формат.

 MP3 - сокращение от MPEG Layer3. Это один из цифровых форматов хранения аудио, разработанный Fraunhofer IIS и THOMSON, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG1 и MPEG2. Данная схема является наиболее сложной схемой семейства MPEG Layer 1/2/3. Она требует наибольших затрат машинного времени для кодирования по сравнению с двумя другими и обеспечивает более высокое качество кодирования. Используется главным образом для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio. MP3 -- потоковый формат. В данном случае это значит, что исходный сигнал при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, именуемые фреймами и кодируемые отдельно, а при декодировании конечный сигнал формируется из последовательности декодированных фреймов. Высокая степень компактности MP3 по сравнению с PCM 16Bit Stereo 44.1kHz (CD Audio) и ему подобными форматами при сохранении аналогичного качества звучания достигается с помощью дополнительного квантования по установленной схеме, позволяющей минимизировать потери качества. Последнее, в свою очередь, достигается учетом особенностей человеческого слуха, в том числе эффекта маскирования слабого сигнала одного диапазона частот более мощным сигналом соседнего диапазона, когда он имеет место, или мощным сигналом, предыдущего фрейма, вызывающего временное понижение чувствительности уха к сигналу текущего фрейма. Также учитывается неспособность большинства людей различать сигналы, по мощности лежащие ниже определенного уровня, разного для разных частотных диапазонов. Эта и ей подобные техники называются адаптивным кодированием и позволяют экономить на наименее значимых с точки зрения восприятия человеком деталях звучания. Степень сжатия, и, соответственно, объем дополнительного квантования, определяются не форматом, а самим пользователем в момент задания параметров кодирования. Ширина потока (bitrate) варьируется от наибольшего для MP3, равного 320kbs (320 килобит в секунду), до 96kbs и ниже. Термин битрейт обозначает общую ширину потока, безразлично к тому, монофонический или стереофонический сигнал он содержит.

MIDI – формат.

MIDI - цифровой интерфейс музыкальных инструментов - был разработан в 1982 году по инициативе нескольких ведущих производителей музыкальных инструментов - Yamaha, Roland, E-mu, Korg и др. Необходимость такого интерфейса была вызвана прежде всего тем, что выпускалось все больше автоматических устройств – ритм - машин и секвенсоров; первые по заданной программе выдавали ритмическое сопровождение с нужным рисунком, вторые использовались для запоминания сыгранных партий с целью последующего автоматического воспроизведения. Кроме этого, большой интерес представляло создание "электронного оркестра", когда один исполнитель мог бы заставить одновременно звучать несколько инструментов, используя только одну или две клавиатуры. Поскольку универсального способа соединения разнородных устройств тогда не было, каждый производитель сам разрабатывал способ соединения (интерфейс) и обеспечивал совместимость только внутри определенной серии своих инструментов. Необходим был единый интерфейс, который позволил бы соединять друг с другом инструменты различных производителей и моделей, с единым способом управления процессом извлечением звука и его параметрами. В результате был создан и принят в качестве общемирового стандарта интерфейс MIDI, устанавливающий как способ соединения инструментов - разъемы, кабели, электрические сигналы (аппаратная часть) так и способ их общения между собой (информационная часть). Основная идея MIDI состоит в том, что это - событийно-ориентированный интерфейс, по которому передаются сообщения, информирующие о наступлении различных событий в реальном времени. Когда исполнитель ударяет по клавише или, наоборот, отпускает ее, усиливает или ослабляет давление на нажатую клавишу, переключает тумблеры или поворачивает регулятор на панели управления, давит на педаль - инструмент преобразует каждое из этих действий в соответствующее сообщение, которое в закодированном виде отправляется по интерфейсу. Сообщения генерируются и отправляются достаточно быстро - 1000..1500 в секунду, поэтому они весьма точно описывают не только сами действия исполнителя, но и его индивидуальную манеру игры. Другие инструменты, подключенные к этому же интерфейсу, могут воспринимать эти сообщения и отрабатывать их так же, как будто исполнитель воздействует на их собственные органы управления - именно так и реализуется упомянутый "электронный оркестр". По MIDI можно соединить практически любое количество инструментов, и все они могут обмениваться сообщениями друг с другом.

WAV – формат.

Классический формат файла, хранящего оцифрованную звуковую информацию. Сегодня с "чистыми" wave – файлами работают преимущественно профессионалы - большинство же пользователей предпочитают "сжатый" формат mp3. Впрочем, расширение wav могут иметь и уже "сжатые" файлы - в любом случае компьютер сможет их воспроизвести с помощью Windows Media Player, WinAmp или любого другого плеера. Редактировать wav и mp3 - файлы можно с помощью редакторов SoundForge, WaveLab, CoolEdit или Cakewalk Pro.

WMA – формат.

 Файлы этого формата содержат звуковую информацию, сжатую с использованием одноимённого алгоритма, созданного Microsoft. WMA - конкурент хорошо знакомого всем формата mp3, и воспроизводить их можно с помощью того же набора программ.

Средняя общеобразовательная школа № 4.


Реферат по информатике

на тему: «Обработка цифрового звука».


Выполнил ученик: 11 «А» класса

Кирилин Денис

Проверил: учитель информатики

Ефремов Александр Григорьевич


г. Сельцо 2005 год.