середу, 26 жовтня 2016 р.

Робота зі звуковою інформацією (3 опр) ТОІ

Робота зі звуковою інформацією

Картинки по запросу Робота зі звуковою інформацією
Джерела звуку – будь-які явища, що викликають місцеву зміну тиску або механічну напругу.

Джерела звуку умовно поділяють на внутрішні (телевізор, радіоприймач, радіотрансляційна лінія, магнітофон тощо) та зовнішні (мова людини, звуки музичних інструментів, працюючих агрегатів тощо). Робота зі звуковою інформацією передбачає її запис, збереження та відтворення. Для цього необхідно мати відповідні технічні засоби, які далі будемо називати звуковою апаратурою. Звукова апаратура може бути різною в залежності від фізичного явища, що лежить в основі її принципу дії. Надалі розглядатимемо лише ту звукову апаратуру, в якій використовуються магнітні носії звуку (аудіокасети).


Звук від внутрішніх  джерел подається до записуючо-відтворюючого пристрою через спеціальні з’єднувальні шнури, що підключаються до відповідних гнізд на панелях внутрішнього джерела звуку та магнітофона. Звук від зовнішніх джерел подається до записуючо-відтворюючого пристрою через приймач звуку мікрофон, який також приєднується до спеціального гнізда на панелі записуючо-відтворюючого пристрою (магнітофона). Запис звуку здійснюється записуючо-відтворюючим пристроєм (магнітофоном з акустичними системами) на спеціальний магнітний носій – аудіокасету. Записану звукову інформацію можна  відтворити за допомогою цього ж самого пристрою.

Для запису звукової інформації від зовнішніх джерел необхідно мати мікрофон. Це технічний пристрій, який перетворює звукові сигнали в електричні, що через з’єднувальний шнур подаються до записуючо-відтворюючого пристрою. Відтворення звуку здійснюється шляхом „зчитування” звукової інформації з магнітного носія. „Зчитана” звукова інформація у вигляді електричних сигналів потрапляє до акустичних систем, де здійснюється обернений перехід, – електричні сигнали перетворюються у звукові. Основною частиною акустичної системи є гучномовець (динамік) – технічний засіб для створення звуку в просторі.

Види мікрофонів: вугільний, електродинамічний, конденсаторний.

Персональний комп’ютер, як технічний засіб навчання.

Застосування персонального комп’ютера досить різноманітне. ПК можна також застосовувати для високоякісного запису, відтворення та перезапису фонограм в цифровому вигляді.

Для запису звуку на ПК потрібна наявність відповідного програмного забезпечення та можливостей персонального комп’ютера. З програмних засобів для роботи зі звуком можна використати програми “Фонограф” або “Звукозапис” (в залежності від виду операційної системи) стандартна для Windows або інші програмні засоби такі як Audacity ® 1.3.7 (Unicode), Wavosaur.1.0.4.0, Sound Forge, GoldWave та ін..

Переваги цифрового запису над аналоговим у тому, що при великому тиражуванні фонограм якість запису не змінюється, залишається постійно однаковою.

Формати звукових файлів

Формати музичних файлів типу WAVE, AU та. AIFF містять звук, іноді вони можуть містити також стислі звукові дані, проте оформлені в стандартному форматі, причому для їх відтворення в системі повинні бути встановлені відповідні модулі. Крім того, існує звуковий формат Netscape Packed Audio, файли якого мають розширення .lа або .Ima. 

Звукові файли займають зазвичай великий об'єм (навіть у стислому вигляді). Дуже часто вживають також музичні файли у форматі MIDI. MIDI-файли не містять власне звукової інформації. Вони містять тільки набір команд типу клавішу ДО першої октави натиснути через 2 секунди після початку, відпустити ще через 0.5 секунд (звичайно, це дуже примітивний опис MIDI-команди, але в цілому дає уявлення про те, що це таке). Ці команди виконуються синтезатором, вбудованим в звукову карту користувача (або зовнішнім модулем, якщо такий є). Тому якість звучання, почута користувачем, сильно залежить від устаткування, що є у нього. Проте файли, написані для стандарту GM (General MIDI) зазвичай звучать дуже схоже на всіх синтезаторах, що підтримують його, а його підтримують практично всі сучасні звукові карти. 

Основна проблема використання формату MIDI полягає в тому, що якщо у нас вже є готовий музичний запис (наприклад на компакт-диску), то її ніяк не можна перевести у формат MIDI, окрім як наново “склавши” і записавши її в MIDI-редакторові. Просто такої технології сьогодні ще немає.

Стиснення звукових файлів

Як вже мовилося вище, незжаті  звукові дані CD-якості займають приблизно 10 Мбайт на хвилину звучання. Тому були розроблені спеціальні алгоритми стиснення звукових файлів. На жаль, всі вони володіють одним і тим же недоліком: чим менший по розміру об'єм файлу звукозапису, тим гірше стає його якість. Тому доводиться балансувати, вибираючи між якістю записи і розміром файлу. 

Поширеними форматами стиснення звукових файлів є RealAudio та MPEG 1 Layer 3.

Формат RealAudio був розроблений фірмою RealNetworks. Це самий ранній з форматів стиснення звукозапису, і тому він найбільш поширений. Їх переважно використовувати лише для мовних записів, оскільки при швидкості потоку 16 kBit/s максимальна відтворна частота звуку не перевищує 8 kHz, тобто при прослуховуванні користувач практично не почує високих частот, а при сильнішому стисненні (до 5 kBit/s) про якесь адекватне сприйняття взагалі говорити не доводиться. Для стиснення музики краще використовувати швидкість потоку не менше 32 kBit/s, що дає цілком прийнятні результати для монофрагментів. 

Файли формату RealAudio зазвичай мають розширення імені .rm. (Іноді для сумісності із старими версіями програвачів використовується розширення .ra, проте одного розширення тут недостатньо. Для такої сумісності необхідно використовувати також старі версії алгоритмів стиснення.) 

Інший поширений формат стиснення звукових даних називається MPEG 1 Layer 3, а скорочено - просто mр3(саме таке розширення імені зазвичай мають файли цього формату). Цей формат використовує інші алгоритми стиснення. Для деяких звукових файлів вони підходять краще, ніж алгоритми RealAudio, для деяких - гірше). Крім того, підтримуються ступені стиснення до 320 kBit/s. Таке стиснення зменшує початковий незжатий файл всього в чотири рази, зате їх якість практично невідмітна від “сьогодення”. Часто використовують mр3-стиснення з шириною потоку 128 kBit/s, при якому початкові файли стискаються приблизно в 10 разів.

Програмне забезпечення щодо обробки звукової інформації на ПК


До складу операційних систем Winows для запису та обробки звуку включено програму фонограф (звукозапис), проте краще це робити спеціалізованими засобами, наприклад програмою Audacity ® 1.3.7 (Unicode), Wavosaur.1.0.4.0, Sound Forge, GoldWave та ін. 

Деякі види цифрового звуку в порівнянні

Таблиця порівняння


Список цифровых аудиоформатов

  • AA
  • AAC
  • AC3 (Dolby Digital)
  • ADX
  • AHX
  • AIFF
  • APE
  • ASF
  • AU[en] (SND)
  • AUD
  • Ogg Vorbis
  • Opus
  • RA
  • TTA
  • VOC
  • VOX[en]
  • VQF
  • WAV
  • WMA
  • XM
  • DMF
  • DTS
  • FLAC
  • MIDI
  • MOD
  • MP1
  • MP2
  • MP3
  • MP4
  • MPC

Кодирование без потерь

Форматы без сжатия

  • AIFF
  • AU
  • CDDA — формат, используемый в аудио-CD
  • DSD — формат, используемый в SACD
  • IFF-8SVX — Interchange File Format
  • IFF-16SV
  • RAW — сырые замеры без какого-либо заголовка или синхронизации
  • WAV — Microsoft Wave (Waveform audio format). Разработан совместно с IBM

Сжатие звука без потерь

  • FLAC (.flac) — свободный кодек из проекта Ogg
  • Lossless Audio (.la)
  • Lossless Predictive Audio Compression (LPAC; .pac)
  • Apple Lossless (.m4a)
  • Monkey's Audio (.ape)
  • OptimFROG (.ofr)
  • RKAU (.rka)
  • Shorten (.shn)
  • TTA — True Audio, свободный кодек
  • TAK (.tak) — (T)om’s lossless (A)udio (K)ompressor
  • WavPack (.wv)
  • Windows Media Audio 9 Lossless (.wma)
  • ADX — формат звука с максимальным битрейтом в 1 Гбит/с

Кодирование с потерями

  • MP2 — MPEG Layer 2
  • MP3 — MPEG Layer 3
  • Vorbis — проект Ogg, свободен и похож по принципам на MP3
  • Speex — проект Ogg, свободен, сжатие голоса, низкий битрейт
  • Opus — проект Ogg, свободен, передача звука по сети; основан на технологиях кодеков CELT и SILK.
  • GSM-FR — GSM Full Rate, изначально для сотовых телефонов
  • G.723.1 — один из базовых кодеков речевой IP-телефонии
  • G.729 — эффективный узкополосный речевой кодек IP-телефонии
  • Windows Media Audio (WMA)
  • AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) — Advanced Audio Coding, часто в контейнере MPEG-4
  • Musepack — Musepack (MPC)
  • TwinVQ — Yamaha TwinVQ (VQF)
  • RealAudio (RA, RM)
  • OTS Audio File — похож на MP3
  • SWA — Macromedia Shockwave Audio. Сжатие как в MP3 с дополнительными заголовками для Macromedia Director.

Другие форматы

  • GYM — лог чипа Genesis YM2612
  • IMF (id Music File) — создан id Software. Данный формат лишь содержал байты, передаваемые чипу OPL2.
  • IT (модуль Impulse Tracker, добавлены сжатые инструменты, действия на отпускание ноты, и др.)
  • MID, MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — обычно просто ноты и управляющие инструкции, но изредка и дампы семплов)
  • MT2 (модуль MadTracker комбинирует свойства IT и XM)
  • MNG — звуковое сопровождение (BGM) для игр серии Creatures[en], начиная с Creatures 2
  • MOD (Soundtracker и Protracker модули для семплов и мелодии)
  • MusicXML
  • NSF (NES music)
  • NIFF
  • ORG (Organya) — формат, придуманный разработчиками игры Cave Story
  • PSF — Portable Sound Format
  • PSF — PlayStation sound format
  • PTB (Power Tab Editor tab)
  • S3M (модуль ScreamTracker 3, чуть больше эффектов и отдельной колонкой громкости)
  • SPC — Super Nintendo Entertainment System sound file format.
  • STF — StudioFactory project file. It contains all necessary patches, samples, tracks and settings to play the file.
  • SYN — SynFactory project file. It contains all necessary patches, samples, tracks and settings to play the file.
  • VGM (Video Game Music) лог нескольких чипов
  • XM (модуль Fast Tracker, добавлены инструменты)
  • YM — Atari ST/Amstrad CPC YM2149 sound chip format

Немає коментарів:

Дописати коментар