|
Выпуск:
Внимание в раздел
"ВОПРОС-ОТВЕТ" присылайте ваш обратный адрес
и мы пришлем вам ответ или смотрите его на сайте. Вопрос можете присылать на e-mail: moc@mail.ru.А ответ присылайте на e-mail: moc@mail.ru.
Сегодня в выпуске:
- - Для чего применяется создание и обработка
звука?
Создание (синтез) звука в основном преследует
две цели: имитация различных естественных звуков
(шум ветра и дождя, звук шагов, пение птиц и т.п.), а также акустических
музыкальных инструментов (имитационный синтез), и получение принципиально
новых звуков, не встречающихся в природе (чистый синтез). Обработка звука
обычно направлена на получение новых звуков из уже существующих (например,
"голос робота"), либо придание им дополнительных качеств или устранение
существующих (например, добавление эффекта хора, удаление шума или щелчков).
Каждый из методов синтеза и обработки имеет свою математическую и
алгоритмическую модель, что позволяет любой из них реализовать на компьютере;
однако, многие методы, будучи реализованы точно, требуют слишком большого
объема вычислений, отчего их обычно реализуют с какой-либо степенью допущения.
- Что такое WinAMP?
WinAMP это тепеpь yже yнивеpсальный пpоигpыватель всяческих
звyковых фоpматов. Задyмывался он как пpоигpыватель MP3. Если Вы не
знаете, что такое MP3, то Вам следyет поискать FAQ'и из конфеpенций,
обсyждающих
мyзыкальные фоpматы
- - Каковы основные свойства звука?
Чаще всего в звуке рассматривается
амплитуда и спектральный состав
звукового колебания, а также их изменение во времени.
Амплитуда (amplitude)
определяет максимальную интенсивность колебаний
- громкость (volume) или силу звука. На
осциллограмме амплитуда пред-
ставляется размахом сигнала - наибольшим и
наименьшим относительно
среднего значения уровнями.
Спектральный состав определяет окраску
или тембр звука (timbre). Любое
периодическое колебание может быть представлено рядом Фурье - суммой
конечного числа синусоидальных колебаний (чистых тонов). Спектр звука
представляет собой график интенсивностей (амплитуд) этих частотных
составляющих, обозначаемых обычно в виде вертикальных линий соответ-
ствующей высоты. Спектр чистого тона имеет только
одну линию, соответ-
стующую его частоте; спектр любого другого
колебания имеет более одной
линии. Если на спектре звука имеется достаточно острый пик, то такой
звук воспринимается на слух как тон соответствующей высоты, а осталь-
ные составляющие определяют его окраску; в
противном случае звук вос-
принимается как одновременное звучание нескольких тонов или шум. Час-
тотные составляющие, кратные основной частоте тона,
называются гармо-
никами (harmonics) или
обертонами; гармоники нумеруются, начиная с са-
мого основного тона (первая гармоника), а обертоны
- с первой кратной
составляющей (первый обертон - вторая гармоника и т.д.).
Из-за особенностей слухового восприятия
высота звука определяется
больше по его спектральному составу, нежели по самому основному тону.
Например, субъективная высота большинства спектрально богатых низко-
частотных звуков практически не меняется даже при полном удалении из
них основного тона, который в слуховом аппарате восстанавливается по
разностным частотам первых обертонов.
Изменение амплитуды во времени
называется амплитудной огибающей
(envelope) звука - на амплитудном графике она как
бы огибает график
колебания, а график получается как бы вписанным в огибающую.
Любой
природный звук имеет огибающую примерно такого вида:
----- /~~~\
----/-------\__________
--/ -----------------------\
/ --------------------------\
-------!--!--!----------!----
---1----2- 3----- 4----- 5
Цифрами обозначены фазы развития звука,
принятые в акустике:
1 - атака (attack)
- начальная фаза, подъем
2 - остановка (hold) - короткая стабилизация после
подъема
3 - спад (decay) - фаза перехода звука в
установившееся состояние
4 - удержание (sustain) - фаза
"поддержки"
5 - затухание (release) - послезвучание
Фаза поддержки имеет место лишь в том
случае, когда вызвавшее появле-
ние звука воздействие остается постоянным в течение
какого-то времени
(например, движение пилы по металлу или поток воздуха в духовом ин-
струменте).
Аналогично, имеется понятие спектральной огибающей - трехмерный график
изменения спектра (и соответственно - тембра) во времени.
Кроме периодических колебаний - тонов -
рассматриваются также непери-
одические колебания - шумы. Для шума характерно более или менее равно-
мерное распределение интенсивности по спектру, без явно выраженных пи-
ков или спадов. В основном различается два вида шума: белый и розовый.
Белый шум имеет равномерную спектральную плотность и в чистом виде в
природных звуках не встречается, однако часто встречается в электрон-
ных приборах; плотность розового шума спадает с
ростом частоты (1/f) -
это характеристика шума дождя, прибоя, ветра и прочих неярко выражен-
ных природных шумов. Иногда рассматривается также
коричневый шум с
плотностью 1/f^2, быстро спадающей с ростом частоты - характеристика,
близкая к звукам ударного происхождения (гром, обвал).
- - Что такое децибел?
Это относительная логарифмическая
единица измерения величин, связанных
с интенсивностью звука (мощности, амплитуды, напряжения или тока сиг-
нала, усиления/ ослабления и т.п.). Чувствительность слуха носит лога-
рифмический характер - нарастание интенсивности в
виде степенной фун-
кции воспринимается на слух как линейное увеличение
громкости, поэтому
в ряде случаев удобее пользоваться
логарифмическими, а не линейными
единицами. Десятичный логарифм отношения некоторой величины к ее эта-
лонному значению - lg (X/Xэ)
- называется белом (Б), а его десятая
часть - lg (X/Xэ) / 10 -
децибелом (дБ). Измерение в децибелах удобно
еще и тем, что человеческое ухо различает относительное изменение ин-
тенсивности примерно на 1 дБ.
При измерениях абсолютной интенсивности
звука (Вт/кв.м.) за эталонное
значение принимается уровень порога слышимости для синусоидального
сигнала с частотой 1 кГц - 10 в степени -12 (10E-12) Вт/кв.м. При этом
порог слышимости определяется интенсивностью 0 дБ, а интенсивность,
при которой начинаются болевые ощущения (болевой порог) - около 140
дБ. Интенсивность тихого шепота - около 35 дБ, громкого голоса - около
95 дБ, forte fortissimo (fff) оркестра - около 100 дБ, оркестрового
тутти (звучания всех инструментов) - около 120 дБ.
При измерениях величин, с которыми
интенсивность связана квадратичной
зависимостью - напряжения, тока и звукового давления - в выражении для
децибела множитель 10 меняется на 20 (двойка
выносится из логарифма
отношения квадратов).
При измерениях относительных величин за
эталонный уровень принимается
какое-либо значение величины. Например, при оценке усиления за него
принимается единичное усиление (пропускание сигнала без изменения),
равно 0 дБ. При этом 60 дБ соответствует усилению в 1000 раз (60 = 20
lg 1000), а -20 дБ - ослаблению в 10 раз. Для
описания характеристик
усилителей и фильтров применяется также единица "децибел на октаву"
(дБ/окт), показывающая изменение усиления при
изменении частоты в два
раза.
- - Какие параметры характеризуют звуковой тракт?
Звуковым трактом называют любое устройство,
осуществляющее передачу
и/или преобразование звука. Звуковой тракт характеризуется следующими
параметрами:
- номинальный входной и выходной уровень
(Input/Output Level) - вели-
чина сигнала на входе и выходе тракта, до которого он сохраняет ука-
занные параметры. Указывается в вольтах и обычно
принимается за 0 дБ.
Таким образом, рабочие уровни сигнала имеют отрицательный либо нулевой
уровень.
- максимальный входной и выходной
уровень - величина сигнала, до кото-
рой тракт сохраняет работоспособность. Уровни сигналов от номинального
до максимального всегда имеют ненулевой положительный
уровень.
- коэффициент усиления - отношение
величины выходного сигнала ко вход-
ному. Указывается в разах, процентах или децибелах.
- диапазон частот (Frequency
Response) - частотный интервал, в котором
тракт сохраняет свои основные характеристики. Нуль подразумевает пос-
тоянный ток.
- форма
амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) - график зависимости
амплитуды сигнала на выходе от его частоты при неизменной амплитуде
сигнала на входе. Тракты с горизонтальной внутри частотного
диапазона
АЧХ называют частотно-независимыми.
- неравномерность АЧХ - отклонения
графика от заданной формы. Указыва-
ется в процентах или децибелах.
- уровень шума
(Noise Level) - величина
шума относительно номинального
уровня сигнала. Указывается в децибелах и всегда имеет отрицательное
значение. Другое название - соотношение сигнал/шум (Signal
to Noise
Ratio, SNR), которое имеет такое же положительное
значение. Иногда
указывется уровень шума, приведенный ко входу - в предположении, что
весь шум поступает только на вход, а сам тракт собственного шума не
имеет.
- коэффициент гармоник (Total Harmonic Distortion, THD) - величина по-
бочных гармонических составляющих, вносимых
нелинейностью тракта. Ука-
зывается в процентах от величины сигнала; в ряде
случаев указывается
для различных гармоник (на слух наибольшие искажения вносят нечетные
гармоники высших порядков).
- уровень интермодуляционнх
искажений (InterModulation Distortion,
IMD) - относительный уровень паразитных частотных компонент, порожден-
ных взаимной модуляцией полезных компонент сигнала.
Указывается в про-
центах от величины сигнала.
- переходное затухание (Stereo Crosstalk) - степень
ослабления сигнала
при его проникновении в соседний стереоканал. Указывается в децибелах.
- динамический диапазон (Dynamic Range) - диапазон
наибольшего и на-
именьшего уровней сигнала, внутри которых
сохраняются основные харак-
теристики тракта. Снизу обычно ограничен уровнем
шума, сверху - номи-
нальным уровнем, поэтому часто равен соотношению
сигнал/шум, однако
нелинейность тракта в ряде случаев не позволяет выдержать параметры в
этих областях, а это сужает динамический диапазон.
(©)
2003 г.
www: http://mixdj.narod.ru/
e-mail: moc@mail.ru.
|
