Глава 28. Основные понятия цифрового звука. Понятие и возможности цифровой рабочей станции ( Digital Audio Workstation ).
Сказать в каком виде мы работаем с цифровой информацией (двоичный код); Рассказать про MIDI (набор комманд); Расписать, что такое частота дискретизации и битрейт; Расписать про АЦП и осуществляемые в нём процессы (квантование, кодирование); Знать теорему Котельникова/Найквиста, что она даёт и формулу из неё
· Цифровой сигнал состоит из ограниченного набора координат (красные точки), т.е. он прерывистый (дискретный) (в отличии от аналогового) и чем меньше прерываний, тем выше частота дискретизации, а следовательно разрешение и качество. Если все сводить к координатам, то любой отрезок аналогового сигнала состоит из бесконечного количества координат.
У цифрового сигнала координаты по горизонтальной оси расположены через равные промежутки времени, в соответствии с частотой дискретизации. В распространенном формате Audio-CD это 44100 точек в секунду. По вертикали точность высоты координаты соответствует разрядности цифрового сигнала, для 8 бит это 256 уровней, для 16 бит = 65536 и для 24 бит = 16777216 уровней. Чем выше разрядность (количество уровней), тем ближе координаты по вертикали к исходной волне.
Аналогово –цифровое преобразование осуществляется при помощи такого устройства как АЦП – аналогово-цифрового преобразователя. Это преобразование включает в себя следующие операции:
Ограничение полосы частот производится при помощи фильтра нижних частот для подавления спектральных компонент, частота которых превышает половину частоты дискретизации.
|
|
|
6. Дискретизацию во времени, то есть замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений в дискретные моменты времени — отсчетов. Эта задача решается путём использования специальной схемы на входе АЦП — устройства выборки-хранения . Процесс дискретизации по времени — процесс получения значений сигнала, который преобразуется с определенным временным шагом — шагом дискретизации . Количество замеров величины сигнала, осуществляемых в единицу времени, называют частотой дискретизации или частотой выборки, или частотой семплирования (от англ. « sampling» — «выборка»). Чем меньше шаг дискретизации, тем выше частота дискретизации и тем более точное представление о сигнале нами будет получено.
Это подтверждается теоремой Котельникова (в зарубежной литературе встречается как теорема Шеннона, Shannon). Согласно ей, аналоговый сигнал с ограниченным спектром точно описуем дискретной последовательностью значений его амплитуды , если эти значения берутся с частотой, как минимум вдвое превышающей наивысшую частоту спектра сигнала. По аналогии с цифровым изображением – чем больше пикселей и меньше их размер – тем выше разрешение, соотв. чем больше шагов (частота) дискретизации и меньше их размер, тем выше разрешение зв. сигнала. Частоту дискретизации можно определить по формуле 
|
|
|
7. Квантование по уровню представляет собой замену величины отсчета сигнала ближайшим значением из набора фиксированных величин — уровней квантования. Квантование по амплитуде — процесс замены реальных значений амплитуды сигнала значениями, приближенными с некоторой точностью. Каждый из 2 N возможных уровней называется уровнем квантования, а расстояние между двумя ближайшими уровнями квантования называется шагом квантования.
Кодирование или оцифровку, в результате которого значение каждого квантованного отсчета представляется в виде числа, соответствующего порядковому номеру уровня квантования. Т.е. кодирование в двоичный код.
Делается это следующим образом: непрерывный аналоговый сигнал «режется» на участки, с частотой дискретизации, получается цифровой дискретный сигнал, который проходит процесс квантования с определенной разрядностью, а затем кодируется, то есть заменяется последовательностью кодовых символов. Для записи звука в полосе частот 20-20 000 Гц, требуется частота дискретизации от 44,1 и выше (в настоящее время появились АЦП и ЦАП c частотой дискретизации 192 и даже 384 кГц). Для получения качественной записи достаточно разрядности 16 бит, однако для расширения динамического диапазона и повышения качества звукозаписи используется разрядность 24 (реже 32) бита.
|
|
|
· Цифровыми носителями являются: CD-Audio, DVD-Audio, S-VHS (в случае с ADAT ), Флэш-накопители, жесткие диски, киноплёнка и т.п., на них записывается двоичный код.
MIDI
· MIDI (цифровой интерфейс муз. инструментов) – стандарт цифровой звукозаписи в формате обмена данными между электронными муз. инструментами (появился в 1982г.). Через интерфейс подается не звуковой сигнал, а поток управляющих команд (нотные сообщения и служебная информация).
ü Интерфейс позволяет единообразно кодировать в цифровой форме такие данные, как нажатие клавиш, настройку громкости, выбор тембра, темпа, тональности и др., с точной привязкой во времени. В системе кодирования присутствует множество свободных команд, кот. пользователи, программисты и производители могут использовать и назначать по своему усмотрению. Это позволяет также помимо исполнения музыки синхронизировать управление другим оборудованием, например, осветительным, пиротехническим и т.п.
|
|
|
ü Последовательность миди-команд мб. записана на любой цифровой носитель в виде файла, передана по любым современным каналам связи.
ü Информация MIDI не является аудиоинформацией и не содержит собственных звуков. MIDI – коммуникационный протокол для муз. устройств. Чтобы создать и воспроизвести запись MIDI , необходим MIDI -контроллер (например MIDI клавиатура) подключенный к компьютеру через порты внешнего аудиоинтерфейса или по USB . Записанные MIDI сообщения можно воспроизводить с помощью тон-генераторов например, виртуальных муз. инструментов, а также переводить в аудио и редактировать. Также есть возможность в реальном времени играть и управлять параметрами виртуальных муз. инструментов, осуществлять запись и воспроизведение при помощи секвенсоров.
ЦИФРОВЫЕ РАБОЧИЕ СТАНЦИИ
· Цифровая звуковая рабочая станция ( англ. digital audio workstation , DAW ) — электронная или компьютерная система, предназначенная для записи , хранения, редактирования и воспроизведения цифрового звука . Предусматривает возможность выполнения на ней законченного цикла работ, от первичной записи до получения готового результата.
· Звуковые рабочие станции на базе компьютеров содержат программный комплекс, состоящий из звукового редактора и дополнительных модулей обработки звука ( плагин ).
· Цифровые рабочие станции позволяют выполнять запись, воспроизведение, редактирование и обработку цифрового звука.
· Примеры DAW: Steinberg Cubase, Cockos Reaper, Avid Pro-Tools, Abletone Live, Apple Logic и др .
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 550; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!