 |
|
Обработка звука – фильтры.
Под обработкой звука следует понимать различные преобразования звуковой информации с целью изменения каких-то характеристик звучания. К обработке звука относятся способы создания различных звуковых эффектов, фильтрация, а также методы очистки звука от нежелательных шумов, изменения тембра и т.д.
Фильтры - устройства, которые позволяют изменять спектр сигнала.
Фильтры низких частот(НЧ-фильтры, low-pass filters) пропускают без изменения все частоты, ниже заданной, и удаляют изсигнала все частоты, выше заданной. Эта граничная частота называется частотой среза (cutoff frequency) фильтра. Одно из важных применений НЧ-фильтров заключается в искусственном ограничении спектра сигнала передоцифровкой. В этом случае фильтры называются анти-алиасинговыми, т.к. онипредотвращают возникновение алиасинга при оцифровке сигнала. Частотасреза анти-алиасинговых фильтров устанавливается равной половине частотыдискретизации.
алиасинг(aliasing) -эффект наложения спектров;
Фильтр верхних частот (ФВЧ)- фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала меньше, чем частота среза.
Подобный фильтр используется для выделения высоких частот из сигнала и часто используется в обработке аудиосигналов, например в кроссоверах (разделительный фильтр). Ещё одно важное применение фильтра верхних частот — устранение лишь постоянной составляющей сигнала, для чего частоту среза выбирают достаточно низкой.
Полосно-пропускающий фильтр - фильтр, который пропускает частоты, находящиеся в некоторой полосе частот. Полосовой фильтр - линейная система и может быть представлен в виде последовательности, состоящей из фильтра нижних частот и фильтра верхних частот.
Фильтры-эффекты в Soundbooth:
Analog Delay (Аналоговая задержка) создает эхо и другие похожие эффекты. Задержка в 35 или более миллисекунд создает дискретное эхо, а задержка 15-35 миллисекунд создает эффект простого хора или фленжера. Уменьшение задержки до 10-15 миллисекунд добавляет монофоническому звуку глубину стерео.
Chorus/Flanger (Хор / Фленжер) объединяет два популя рных эффекта, основанных на задержке. Вариант Chorus (Хор} имитирует воспроизведение нескольких голосов или инструментов одновременно, добавляя к исходному сигналу звука его копий, причем эти копии сдвигаются во времени на небольшие отрезки. На слух это ощущается как размазывание звука , характерное для хорового пения. В результате получается более насыщенный звук. Используйте этот эффект для улучшения голосовых записей или для добавления монофоническому звуку глубины стерео.
Compressor (Компрессор) ограничивает динамический диапазон, создавая последовательные уровни громкости и увеличивая воспринимаемую громкость. В частности , этот эффект хорошо подходит для голосовых записей, так как помогает отделить речь от фоновой музыки и других звуков.
Convolution Reverb в комнате звук отражается от стен, потолка и пола. Отраженные звуки достигают уха слушателя почти одновременно, так что воспринимаются не как отдельные звуки эха, а как звуковое окружение, создающее впечатление пространства. Эффект Convolution Reverb (Свернутое эхо) позволяет создать такое впечатление искусственно.
Distortion (Искажение) позволяет имитировать маломощные автомобильные колонки, приглушенные микрофоны или старые усилители.
Dynamics (Динамика) можно использовать как компрессор, ограничитель или расширитель. Как компрессор и ограничитель этот эффект ограничивает динамический диапазон, создавая последовательные уровни громкости. Как расширитель , он увеличивает динамический диапазон, ограничивая уровень сигналов низкого у ровня.
ЕО: Graphic (Эквалайзер: Графический) увеличивает или ограничивает определенные полосы частот и дает визуальное представление полученной кривой эквалаЙзера. Графический эквалайзер, в отличие от параметрического, использует заранее установленные полосы частот, чтобы облегчить работу пользователя.
ЕО: Parametric (Эквалайзер: Параметрический) предоставляет максимум контроля над тональной стабилизацией. В отличие от графического эквалайзера, который предоставляет фиксированное число частот и полос, параметрический эквалайзер дает полный контроль над частотой и другими параметрам и.
Masterin
Мастеринг описывает весь процесс оптимизации звуковых файлов для определенной среды, такой как радио , видео , CD или Web. Прежде чем применять этот эффект, определите требования к конечной среде.
Phaser
Аналогично расширению, фазировка сдвигает фазу звукового сигнала и компонует ее с исходной , создавая психоделические эффекты, которые стали популярными благодаря музыкантам 60-х годов. Но в отличие от эффекта Flanger (Фленжер), который использует переменные задержки, эффект Phaser (Фазировщик) использует наборы фильтров, сдвигающих фазу в полосу верхних частот и обратно. Это может значительно изменить картину стерео, создав неземные звуки.
Vocal Enhancer (Улучшение речи) позволяет быстро повысить качество записей голоса. Режимы Male (Мужчина) и Female (Женщина) автоматически снижают уровень шипящих и взрывных звуков, а также шума микрофона. Эти режимы также применяют моделирование микрофона и сжатие, чтобы придать речи качество звука радио. Реж им Music(Музыка) изменяет звуковое сопровождение так, чтобы оно лучше соответствовало речи.
26.Работа компьютера со звуком.
Хранение на цифровых носителях: Компьютер оперирует с данными в цифровом виде. Это означает, что и звук в компьютере представляется в цифровом виде. Оцифровка сигнала включает в себя два процесса - процесс дискретизации (осуществление выборки) и процесс квантования. Процесс дискретизации - это процесс получения значений величин преобразуемого сигнала в определенные промежутки времени.
Квантование - процесс замены реальных значений сигнала приближенными с определенной точностью (рис. 3).
Чтобы получить полную информацию о звуке в частотной полосе до 22050 Гц, необходима дискретизация с частотой не менее 44.1 КГц.
Искажения звука при оцифровке:
джиттер (jitter) – шум, появляющийся в результате того, что осуществление выборки сигнала при дискретизации происходит не через абсолютно равные промежутки времени, а с какими-то отклонениями. Появление джиттера является результатом не абсолютной стабильности аналогово-цифровых преобразователей. Для борьбы с этим явлением применяют высокостабильные тактовые генераторы.
шум дробления - при квантовании амплитуды сигнала происходит ее округление до ближайшего уровня. Такая погрешность вызывает ощущение «грязного» звучания.
Преобразование звука из цифрового вида в аналоговый:
Для преобразования дискретизованного сигнала в аналоговый вид и последующего воспроизведения через акустические системы, служит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Процесс преобразования представляет собой обратный процесс дискретизации: имея информацию о величине отсчетов (амплитуды сигнала) и беря определенное количество отсчетов в единицу времени, путем интерполирования происходит восстановление исходного сигнала
1. Сначала в качестве простейшего звукового устройства в компьютере использовался встроенный динамик (PC speaker).
2. Covox – это простейший АЦП, выполненный на нескольких подобранных сопротивлениях (или готовой микросхеме), которые обеспечивают перевод цифрового представления сигнала в аналоговый – то есть в реальные значения амплитуды.
3. В современном компьютере звук воспроизводится и записывается с помощью звуковой карты, подключаемой либо встроенной в материнскую плату компьютера. Задача звуковой карты в компьютере – ввод и вывод аудио. Практически это означает, что звуковая карта является тем преобразователем, который переводит аналоговый звук в цифровой и обратно.
Способы хранения цифрового звука:
для хранения файлов в несжатом виде или «как есть»существуют два способа хранения информации.
1. PCM(Pulse Code Modulation - импульсно-кодовая модуляция) - способ цифрового кодирования сигнала при помощи записи абсолютных значений амплитуд (бывают знаковое или беззнаковое представления). Именно в таком виде записаны данные на всех аудио CD.
2. ADPCM (Adaptive Delta PCM - адаптивная относительная импульсно-кодовая модуляция) – запись значений сигнала не в абсолютных, а в относительных изменениях амплитуд (приращениях).
При использовании сжатия файлов:
1. Кодирование данных без потерь (lossless coding)- это способ кодирования аудио, который позволяет осуществлять стопроцентное восстановление данных из сжатого потока. Существующие сегодня алгоритмы кодирования без потерь (например, Monkeys Audio) позволяют сократить занимаемый данными объем на 20-50%
2. кодирование данных с потерями (lossy coding). Цель такого кодирования - любыми способами добиться схожести звучания восстановленного сигнала с оригиналом при как можно меньшем объеме упакованных данных. Это достигается путем использования различных алгоритмов «упрощающих» оригинальный сигнал (выкидывая из него «ненужные» слабослышимые детали), что приводит к тому, что декодированный сигнал фактически перестает быть идентичным оригиналу, а лишь похоже звучит. Методов сжатия, а также программ, реализующих эти методы, существует много. Наиболее известными являются MPEG-1 Layer I,II,III (последним является всем известный MP3), MPEG-2 AAC (advanced audio coding), Ogg Vorbis, Windows Media Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus, TAC, и прочие. В среднем, коэффициент сжатия, обеспечиваемый такими кодерами, находится в пределах 10-14 (раз).
Блоки, из которых состоят звуковые и звукомузыкальные платы:
1. Блок цифровой обработки сигналов (кодек). В этом блоке осуществляются аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования (АЦП и ЦАП). От этого блока зависят такие характеристики карты, как максимальная частота дискретизации при записи и воспроизведении сигнала, максимальный уровень квантования и максимальное количество обрабатываемых каналов (моно или стерео).
2. Блок синтезатора. Присутствует в музыкальных картах. Выполняется на основе либо FM-, либо WT-синтеза, либо на обоих сразу. Может работать как под управлением собственного процессора, так и под управлением специального драйвера.
3. Интерфейсный блок. Обеспечивает передачу данных по различным интерфейсам (например, S/PDIF). У чисто звуковой карты этот блок чаще отсутствует.
4. Микшерный блок. В звуковых платах микшерный блок обеспечивает регулировку:
1) уровней сигналов с линейных входов; 2)уровней с MIDI входа и входа цифрового звука; 3) уровня общего сигнала; 4)уровня панорамирования; 5)уровня тембра.
Программное обеспечение :
Наиболее важный класс программ – редакторы цифрового аудио. Основные возможности таких программ это, как минимум, обеспечение возможности записи (оцифровки) аудио и сохранение на диск.
Некоторые из таких программ: Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg).
секвенсоры - программы для написания музыки. Чаще всего, такие программы используют MIDI-синтезатор (аппаратный внешний или встроенный почти в любую звуковую карту, либо программный, организуемый специальным программным обеспечением). Такие программы предоставляют пользователю либо привычный нотный стан (как, например, программа Finale от CODA), либо более распространенный способ редактирования аудио на компьютере, так называемый, piano-roll (это более понятное представление музыки для людей, не знакомых с нотами; в таком представлении вертикально имеется ось с изображением клавиш пианино, а горизонтально откладывается время, таким образом, ставя на пересечении штрихи разной длинны, добиваются звучания определенной ноты с определенной продолжительностью).
MIDI-синтезатор – это синтезатор, отвечающий требованиям стандарта, о котором мы сейчас поговорим. MIDI – это общепринятая спецификация, связанная с организацией цифрового интерфейса для музыкальных устройств, включающая в себя стандарт на аппаратную и программную части.