Тема 2. Сетевые сервисы для работы с аудио информацией
1. Звук и его основные характеристики
Звук – это волны, которые распространяются в какой-то определенной среде (вода, воздух, камень и т.д.), и создают в ней механические колебания (вибрация), слышимые нами.
Звук – это определённого рода давление воздуха. Когда вы хлопаете в ладоши, воздух между ладонями выталкивается и создается звуковая волна.
Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего тела, единицей измерения высоты звука является герц (Гц). Гц — это число периодических колебаний в 1 сек. Звуки с малым числом колебаний (до 300 Гц) называются низкочастотными звуками, с числом колебаний более 3000 Гц — высокочастотными, с частотой колебаний от 300 до 3000 Гц — звуками средней частоты. Для человеческого уха предел воспринимаемых звуковых частот составляет от 16 до 20 000 Гц.
Ультразвуки (звуки с частотой свыше 20000 Гц) и инфразвуки (с частотой менее 16 Гц) ухо человека не воспринимает.
Громкость звука измеряется децибелах и обозначается дБ. Единица измерения, названная в честь Александра Грэма Белла. Приставка деци применяется для обозначения единиц в долях, равных 1/10. Соответственно, децибел — это 1/10 Бела.
Щебетание соловья, раскаты грома, грохот горной реки и другие – это все разные звуковые частоты. Значение амплитуды волны напрямую зависит от того, насколько звук громок. Громкость же, в свою очередь, уменьшается по мере удаления от источника звука. Соответственно, и амплитуда тем меньше, чем дальше от эпицентра находится волна. Другими словами, амплитуда звуковой волны уменьшается при удалении от источника звука.
За 0 дБ принят уровень звукового давления, соответствующий порогу слышимости здорового молодого человека в этом диапазоне частот. Уровни звукового давления, характерные для различных источников:
- пистолетный выстрел на расстоянии нескольких шагов - 140 дБ;
- болевой порог - 130 дБ;
- реактивный двигатель (в салоне самолета) - 80 дБ;
- негромкий разговор - 70 дБ;
- шорох в тихой комнате - 40 дБ;
- шумы в студии звукозаписи - 30 дБ;
- порог слышимости - 0 дБ.
2. Принципы звукозаписи
Для записи звука используется устройство – микрофон.
Микрофон состоит из небольшой мембраны, которая свободно вибрирует под воздействием звуковых волн. Колебания мембраны преобразуются в электрические колебания. Для этого используются различные физические методы. Например, конденсатор. Мембрана представляет собой одну пластину конденсатора, вторая - закреплена неподвижно. При колебаниях меняется расстояние между пластинами, а следовательно, емкость конденсатора. Проходящий ток приобретает форму звуковой волны.
Таким образом, с помощью микрофона звуковые волны преобразуются в электрические.
Далее, сигнал усиливается с помощью электроусилителя. Электрический сигнал пропускается через магнитную головку магнитофона, которая преобразует сигнал в магнитные волны такой же формы. Магнитный сигнал записывается на магнитную ленту.
Это принцип аналоговой звукозаписи. Но компьютер работает с цифровыми данными. Поэтому для перевода в компьютер аналоговый звуковой сигнал необходимо превратить в цифровой.
Аналоговый звуковой сигнал - сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений (ГОСТ 17657—79 «Передача данных. Термины и определения»).
Аналоговый сигнал - сигнал, величина которого непрерывно изменяется во времени. Аналоговый сигнал обеспечивает передачу данных путем непрерывного изменения во времени амплитуды, частоты либо фазы. Аналоговые сигналы естественным образом передают речь, музыку и изображения. Для использования аналоговых сигналов в системах и сетях осуществляется квантование и аналого-дискретное преобразование.
Цифровой
сигнал — сигнал,
который можно представить в виде последовательности дискретных (цифровых)
значений. В наше время наиболее распространены двоичные цифровые сигналы
(битовый поток) в связи с простотой кодирования и использования в двоичной
электронике. Для передачи цифрового сигнала по аналоговым каналам (например,
электрическим или радиоканалам) используются различные виды манипуляции
(модуляции).
Для воспроизведения цифровой сигнал необходимо превратить в аналоговый. Для этого используются специальные устройства: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Оба эти устройства встроены в звуковую карту вашего компьютера.
Метод, который используется для преобразования аналогового сигнала в цифровой, называется методом импульсного кодирования (PCM Pulse Code Modulation). Суть этого метода в том, что производятся отсчеты амплитуды аналогового сигнала через равные промежутки времени.
Цифровые записи имеют ряд преимуществ перед аналоговыми:
- цифровые файлы могут копироваться сколько угодно раз без потери качества;
- цифровые файлы можно записывать на CD и выкладывать на сайт в Интернете;
- цифровые записи удобнее редактировать.
Подробнее о разнице между аналоговыми и цифровыми сигналами можно прочитать ЗДЕСЬ
3. Аудиоредакторы и их возможности
Аудиоредактор — программа для редактирования звуковой информации в цифровом представлении (цифровой звукозаписи).
Аудиоредакторы используются для записи музыкальных композиций, подготовки фонограмм для радио, теле и интернет-вещания, озвучивания фильмов и компьютерных игр, реставрации старых фонограмм (предварительно оцифрованных), акустического анализа речи. Аудиоредакторы профессионально используются звукорежиссерами.
Редактирование звука - это любое его преобразование. Вот наиболее часто встречающиеся функции редактирования:
- Очистка от шумов. При записи звука всегда присутствуют посторонние шумы. Цифровые редакторы позволяют отделить полезный сигнал от шума.
- Микширование. Звуковые редакторы позволяют накладывать один звук на другой. Например, накладывать фонограмму на голос диктора или исполнителя.
- Разделение стерео-записи на два различных файла. Стерео запись содержит 2 дорожки. Звуковой редактор позволяет разделить эти файлы
- Наложение эффектов. Существует множество звуковых эффектов, которые возможно наложить на запись. Например эхо.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое звук?
2. Как происходит цифровая звукозапись?
3. Перечислите некоторые функции аудиоредакторов.