Основы аналогового и цифрового звука

18.01.2015 calneiku 0 комментариев

У нас вы можете скачать книгу основы аналогового и цифрового звука в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Полное собрание сочинений в 30 томах. Основы аналогового и цифрового звука Автор: В популярной форме излагаются основы теории звука и его обработки, начиная с физики образования и распространения звуковых волн, восприятия звука человеком и заканчивая подробным описанием и анализом существующих способов цифрового представления звука и базисных методов его обработки и сжатия.

Издание состоит двух из частей, первая из которых посвящена аналоговой, а вторая — цифровой форме представления звука. В книге ясно и доходчиво разъясняются фундаментальные теоретические основы звука, знание и понимание которых поможет не только расширить кругозор, но и повысить профессионализм в решении различных практических задач в области обработки звука.

Образование и распространение звука, элементы психофизиологической акустики Физика образования и распространения звуковых волн Математическое представление звуковой волны, гармонический и спектральный анализ Восприятие звука человеком, элементы психофизиологической акустики Способы преобразования звуковых сигналов, параметры звука Цифровой звук и его обработка Аналогово-цифровое и цифроаналоговое преобразование звука Базисные операции, применяемые при обработке звуковых сигналов Сжатие уплотнение цифровых аудиоданных Не вошедшее в основные разделы Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.

Музыкальные инструменты Глава 3. Восприятие звука человеком, элементы психофизиологической акустики 3. Слуховой аппарат человека 3. Психофизиологические акустические параметры звука 3. Тон, высота тона и тембр звука 3.

Интенсивность и громкость звука 3. Порог слышимости и маскировка 3. Восприятие пространственности звука 3.

Музыкальный звук и шумы 3. Шум и его разновидности Глава 4. Способы преобразования звуковых сигналов, параметры звука 4. Общая классификация преобразований 4. Фильтрация и эквализация 4. Физические параметры звуковой волны 4. Аналогово-цифровое и цифроаналоговое преобразование звука 5.

Представление звука в аудиоаппаратуре 5. Кратко о двоичной системе счисления 5. Дискретизация и квантование 5. Дискретизация во времени 5. Линейное однородное квантование 5. Это означает, что на каждое считывание приходится 65 различных значений.

При такой битовой глубине ваше приближенное цифровое значение станет очень похоже на оригинальный аналоговый сигнал и будет довольно хорошо звучать. Еще более высокого качества звучания можно достичь, используя при записи битное аудио, которое позволяет выбирать из 16 различных значений. С частотой в 44 считываний в секунду получится очень гладкая и правильная звуковая волна, которую сложно отличить от оригинальной аналоговой волны даже самым чутким слушателям.

Разумеется, чем больше битовая глубина, тем больше места требуется на диске для хранения всех этих чисел.

Качественное битное аудио требует в раз больше места, чем битное аудио. Так что всегда приходится выбирать между качеством и местом на диске. Теперь вы понимаете, почему аудиофайлы такие большие. При прослушивании битного аудио с диска, воспроизводится примерно десять мегабайт информации за минуту, при прослушивании 24 битного — два с половиной гигабайта за минуту. Как работает звукозаписывающая аппаратура Самое сложное в звукозаписи — это подобрать правильный уровень сигнала.

Если вы установите слишком низкую громкость микрофона, то получите слабовыраженные колебания напряжения. Затем, когда вы будете прослушивать запись, вы будете вынуждены сильно увеличивать громкость, чтобы расслышать её запись , но вместе с этим увеличится и громкость записанного фонового шума от окружения или оборудования.

Получившаяся дорожка будет звучать не лучшим образом. С другой стороны, если вы установите слишком высокую громкость микрофона, то скачки напряжения могут превысить те значения, которые сможет прочитать ваш аналого-цифровой преобразователь.

Такое явление называется клиппинг — обрезание сигнала, и звучит оно просто чудовищно. На графике ниже изображен сигнал, слишком громкий для данного записывающего устройства, а также два различных варианта его искривления.

Аналоговые системы реагируют на перегрузку мягким ограничением уровня soft clipping. Из-за этого звуковые волны сжимаются и добавляют некоторые гармоники к звуку.

На самом деле мягкое ограничение может звучать довольно классно. Гитаристы намеренно перегружают свои усилители, чтобы воссоздать такой вид искажения, который отлично звучит и при воспроизведении с аудиоленты. В свою очередь, цифровые системы при перегрузке резко ограничивают уровень сигнала hard clipping. Как следует из названия, такое ограничение полностью обрезает пики сигнала. Из-за этого в сигнале появляются ужасно звучащие высокие гармоники, и впоследствии от них невозможно избавиться.

Таким образом, урезания цифрового сигнала лучше избегать. Довольно сложно выставить ручку регулировки усилителя у звукозаписывающего устройства в нужное положение, в котором вы получите хороший сигнал и избежите клиппирования. Картинка ниже изображает индикаторы аудиоинтерфейса, который я использую в момент звукозаписи. Верхний индикатор показывает очень хороший уровень громкости с достаточным запасом мощности. Значение нижнего располагается прямо на границе клиппирования, поэтому, скорее всего, я его немного убавлю.

Где же вы должны производить звукозапись? Это сильно зависит от того, какие помещения есть в вашем распоряжении. Лучшие место — это звукозаписывающие студии, но если у вас нет возможности попасть в одну из таких, есть и другие способы записать хороший звук. В видео ниже подробно рассказывается о звукозаписи в неидеальных условиях. Форматы файлов Полученную звукозапись можно сохранить в нескольких форматах. Они идентичны друг другу и просто хранят в себе список чисел в различном порядке.

Есть несколько способов сжать аудиозаписи, чтобы уменьшить объем занимаемой памяти. Существуют две разновидности сжатия: Сжатие без потерь Возможно уменьшить размер файлов на компьютере, не потеряв важной информации. Хорошая аналогия — это условные обозначения стенографиста.

Эта система используется репортерами, когда они заменяют различные слова короткими кодами. Условные обозначения занимают меньше места, чем английские слова, и по ним можно дословно воспроизвести все сказанное. Точно так же, как условные обозначения стенографистов являются сжатием без потерь для английского языка, форматы FLAC и Apple Lossless представляют собой способы подобного сжатия для аудио.

Сжатие с потерями Можно сжать файлы до еще меньших размеров, если вы готовы пожертвовать качеством звука. Сжатие с потерями сродни краткому содержанию книги — вы поймете главную идею, но не воссоздадите целый текст во всех подробностях. MP3 — это наиболее известный аудиоформат сжатия с потерями. MP3-файл звучит не так хорошо, как несжатый оригинал, но может занимать в 10 раз меньше места или даже меньше. Чем больше вы жертвуете качеством, тем сильнее можно сжать файл.

Недостатком является то, что когда качество потеряно, восстановить файл уже не получится. Воспроизведение звука Точно так же, как аналого-цифровые преобразователи переводят электрические сигналы в числа, цифро-аналоговые преобразователи переводят числа в электрические сигналы. Преобразователь считывает все показания напряжения в аудиофайле и посылает сигналы соответствующей силы по проводу к динамикам.

Колебания тока идут по проводам и воздействуют на магнит в динамике, который прикреплен к тонкому бумажному или пластиковому конусу, вибрирующему вместе с ним. Вибрации конуса сотрясают воздух, который воздействует на ваше внутреннее ухо, и вы слышите воспроизведенный звук. Как-то я потерялся в месте, где битное аудио требует в раз больше места, чем битное.