Старая платівка: Що таке цифровий звуку й реставрація звуку з допомогою цифровий обработки

МІНІСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ.

РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ.

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ИНСТИТУТ.

РАДІОТЕХНІКИ ЕЛЕКТРОНІКИ І АВТОМАТИКИ.

(ТЕХНІЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ).

Курсова робота з информатике.

Тема :

Стара платівка: Що таке цифровий звуку й реставрація звуку з допомогою цифровий обработки.

Студент Чистяков И.А.

Группа ОТО 4−04.

Преподователь Андрианова Є. Г.

Работа допущена до защите_____________________________.

Курсовая робота захищена з оцінкою ___________________.

Москва 2005.

1.

Введение

…3.

2. Частина перша, теоретическая…3.

А. Теорія цифрового звука…3.

Б. Оцифровування звуку та його збереження на цифровому носителе.7.

У. Як зберегти оцифрований звук…11.

Р. Переваги й недоліки цифрового звука…14.

Д. До питання про обробку звука…17.

Є. Аппаратура…18.

Ж. Програмне обеспечение…22.

3.Часть друга: більше практическая…25.

1. Підключення програвача до компьютеру…25.

2. Налаштування можливостей звуковий карты…26.

3. Реставрация…26.

4. Підготовка файлов…32.

5. Поділ файла wave деякі композиции…32.

6. Перспективи і проблематика…33.

7. Глосарій терминов…34.

1.

Введение

.

Останнім часом можливості мультимедійного устаткування зазнали значне зростання, і цій галузі приділяється достатнє кількість уваги, проте рядовий користувач ще може скласти собі чіткого уявлення, які можливості приховує його залізний один у області відтворення звуку, пищання, шумів, бинаруальных хвиль тощо. Усі обмежується відтворенням криків і вибухів в іграх і фільмах (благо технічний прогрес докотився до цього рівня) і прослуховування домашньої фонотеки (або вже час придумати іншу назву, щось типу «цифротеки»?).

Спробуємо у цьому праці дати раду основних аспектах даної проблеми. Поговоримо трохи про анатомію, теорії цифрового звуку і можна отримати від старої вінілової платівки і аудиокассеты.

Що саме ми знаємо про звукових можливостях комп’ютера, ще, що в домашньому комп’ютері встановлено звукова плата і ще дві колонки? До жалю, мабуть через недостатність літератури, або по будь-яким інших причин, але користувач, найчастіше, не знаком ні із чим, крім вмонтованого в Windows мікшера аудіо входов/выходов і Recorder’а. А щоб отримати що саме вміє комп’ютер у сфері звуку, потрібно лише поцікавитися і для вами відкриються можливості, про які ви, може бути, навіть здогадувалися. І весь цей негаразд складно, як здається перший взгляд.

2.Часть перша: більше теоретическая.

Усі записи, обробітку грунту і відтворення звуку однак працюють однією орган, яких ми сприймаємо звуки — вухо. Дві штуки :). Без розуміння, що ми чуємо, що мені важливо, що немає, у яких причина тих чи інших музичних закономірностей — без цієї й інших дрібниць неможливо спроектувати хорошу аудіо апаратуру, не можна ефективно стиснути чи обробити звук. Те, що саме описано — лише основи. Зовні бачимо зване зовнішнє вухо. Нічого особливого нас не цікавить. Потім іде канал — приблизно 0.5 див в діаметрі і майже 3 див в довжину. Далі - барабанна перетинка, до котрої я приєднано кістки — середнє вухо. Ці кісточки передають вібрацію барабанним перетинки далі - в іншу перетинку, у внутрішній вухо — трубку з рідиною, близько 0.2 мм діаметром і ще цілих 3−4 див довгою, закручена як равлик. Сенс наявності середнього вуха у цьому, що коливання повітря занадто слабкі, щоб безпосередньо коливати рідина, та середнє вухо разом із барабанним перетинкою і перетинкою внутрішнього вуха становлять гідравлічний підсилювач — площа барабанним перетинки в багато разів більше перетинки внутрішнього вуха, тому тиск (що дорівнює F/S) посилюється вдесятеро. У внутрішньому вусі у всій його довжині натягнута якась штука, нагадує струну — ще одне випростана мембрана, жорстка до початку вуха і лише м’яка до кінцю. Певний ділянку цієї мембрани коливається у своєму діапазоні, низькі частоти — в м’якому ділянці ближче під кінець, найвищі - у самому початку. Уздовж цієї мембрани розташовані нерви, котрі сприймають хитання й передають в мозок, використовуючи дві засади: Перший — ударний принцип. Оскільки нерви ще здатні передавати коливання (бінарні імпульси) із частотою до 400−450 гц, саме такий принцип влоб використовують у області низькочастотного слуху. Там складно інакше — коливання мембрани занадто такі й зачіпають занадто багато нервів. Ударний принцип трохи розширюється до приблизно 4 кГц з допомогою трюку — кілька (до десяти) нервів вдаряють у різних фазах, складаючи свою пропускну здатність. Такий спосіб хороший тим, що мозок сприймає інформацію більш повно — з одного боку, ми усе ж маємо легке частотне поділ, і з інший — можемо ще дивитися самі коливання, їх форму й особливо, а чи не просто частотний спектр. Цей принцип продовжений на найважливішу нам частина — спектр людського голоси. Та й взагалі, до запланованих 4 кГц перебуває вся найбільш важлива нам информация.

І другий принцип — просто місце розташування порушуваного нерва, застосовується для звуків більше чотирьох кГц. Тут вже крім факту нас нічого не хвилює - ні фаза, ні шпаруватість. Голий спектр. Отже, у сфері високих частот маємо суто спектральний слух не дуже високої дозволу, а частот близьких до людського голосу — є повнішим, заснований як на поділі спектра, ще гроші і на додатковому аналізі інформації самим мозком, даючи повнішу стерео — картину, наприклад. Про це — ниже.

Основное сприйняття звуку відбувається у діапазоні 1 — 4 кГц, у тому ж діапазоні укладено людський голос (та й звуки, лунаючи більшістю важливих нам процесів у природі). Коректна передача цього частотного відрізка — першу умову природності звучания.

О чутливості (за проектною потужністю і частотной) Теперь про децибелах. Коротенько — аддитивная відносна логарифмічна міра гучності (потужності) звуку, найкраще відбиває людське сприйняття гучності, й те водночас не так важко вычисляемая.

В акустиці прийнято вимірювати гучність в дБ SPL (Sound Power Level — не знаю як це звучить ми). Нуль цієї шкали перебуває на мінімальному звуці, який чує людина. Відповідно відлік ведеться в позитивний бік. Людина може осмислено чути звуки гучністю приблизно до 120 дБ SPL. При 140 дБ відчувається сильна біль, при 150 дБ настає ушкодження вух. Нормальний розмова — приблизно 60 — 70 дБ SPL. Далі у цьому підрозділі на згадку дБ мається на увазі дБ від нуля по SPL. Чутливість вуха до найрізноманітніших частотах дуже різна. Максимальна чутливість у районі 1 — 4 кГц, основні тону людського голоси. Звук 3 кГц — і є той звук, який чути при 0 дБ. Чутливість сильно падає у обидва боки — наприклад для звуку в 100 гц ми мусимо вже цілих 40 дБ (в 100 раз велика амплітуда коливань), для 10 кГц — 20 дБ. Звичайно можемо сказати, що дві звуку відрізняються за гучністю, при різниці приблизно 1 дБ. Попри це, 1 дБ — то радше багато, ніж мало. Просто в нас сильно компрессированное, вирівняне сприйняття гучності. Зате весь діапазон — 120 дБ — воістину величезний, за амплітудою мільйони раз!

Кстати, збільшення амплітуди вдвічі відповідає збільшення гучності на 6 дБ. Увага! не плутайте: 12 дБ — вчетверо, але різниця 18 дБ — вже 8 раз! а чи не 6, як могла подуматься. дБ — логарифмічна мера) Аналогична як і спектральна чутливість. Ми можемо сказати, що дві звуку (простих тону) відрізняються за частотою, якщо відмінність між ними становить близько 0.3% у районі 3 кГц, а районі 100 гц потрібно відмінність вже в 4%! Довідково — частоти нот (якщо разом із півтонами, то є дві сусідні клавіші фортепіано, включаючи чорні) відрізняються на приблизно шість%. Загалом, у районі 1 — 4 кГц чутливість вуха за всіма параметрами максимальна, і як непогані і багато, якщо не логарифмированные значення, із якими випадає працювати цифровий техніці. Прийміть до уваги — багато речей, що відбувається у цифровий обробці звуку, може бути жахливо в цифрах, і навіть звучати неотличимо від оригинала.

В цифровому опрацюванні поняття дБ вважається від нуля і вниз, до області негативних значень. Нуль — максимальний рівень, представимый цифровий схемой.

А. Власне, про цифре.

Деякі факти і що поняття, без котрих тяжко обойтись.

Відповідно до теорією математика Фур'є, звукову хвилю можна у вигляді спектра входять до неї частот.

Частотні складові спектра — це синусоїдальні коливання (так звані чисті тону), кожна з яких має власну власну амплітуду і частоту. Отже, будь-яке, навіть найскладніше формою коливання (наприклад, людський голос), можна сумою найпростіших синусоидальных коливань певних частот і амплітуд. І навпаки, сгенерировав різні хитання й наклавши їх одне на друга (смикшировав, змішавши), можна було одержати різні звуки.

Довідка: людський слуховий аппарат/мозг здатний розрізняти частотні складові звуку не більше від 20 гц до ~20 КГц (верхня кордон може коливатися залежно від віку та інших чинників). З іншого боку, нижню межу сильно коливається залежно від інтенсивності звучания.

Б. Оцифровування звуку та його збереження на цифровому носителе.

«Звичайний» аналоговий звук представляється в аналогової апаратурі безперервним електричним сигналом. Комп’ютер оперує з цими в цифровому вигляді. Це означає, як і звук в комп’ютері представляється в цифровому вигляді. Які ж відбувається перетворення аналогового сигналу в цифровой?

Цифровим звук — це спосіб подачі електричного сигналу у вигляді дискретних про чисельні значень його амплітуди. Припустимо, маємо аналогову звукову доріжку хорошої якості (кажучи «добра якість і» будемо припускати нешумную запис, що містить спектральні складові з всього чутного діапазону частот — приблизно від 20 гц до 20 КГц) і хочемо «запровадити» їх у комп’ютер (тобто оцифрувати) без втрати якості. Як цього досягти як і відбувається оцифровування? Звукова хвиля — якась складна функція, залежність амплітуди звуковий хвилі від часу. Здавалося б, що коли це функція, можна записати їх у комп’ютер «є», то є описати математичний вид функції і зберегти у пам’яті комп’ютера. Але практично це пояснити неможливо, оскільки звукові коливання не можна уявити аналітичної формулою (як y=COSx, наприклад). Залишається лише шлях — описати функцію шляхом зберігання її дискретних значень у певних точках. Інакше кажучи, у кожному точці часу можна виміряти значення амплітуди сигналу та не записати як чисел. Проте й цьому методі є свої недоліки, оскільки значення амплітуди сигналу ми можемо записувати з безкінечною точністю, й змушені їх округляти. Інакше кажучи, ми наближати цю функцію з двох координатным осях — амплітудної і тимчасової (наближати в точках — отже, кажучи простою мовою, брати значення функції в точках і записувати з кінцевої точністю). Отже, оцифровування сигналу включає у собі процеси — процес дискретизації (здійснення вибірки) та інформаційний процес квантування. Процес дискретизації - це процес одержання значень величин преутвореного сигналу у визначені часові відтинки (рис. 1).

[pic].

рис. 1.

Квантування — процес заміни реальних сигналу наближеними з певної точністю (рис. 2). Отже, оцифровування — це фіксація амплітуди сигналу через певні часові відтинки і реєстрація отриманих значень амплітуди як округлених цифрових значень (оскільки значення амплітуди є величиною безупинної, немає можливості кінцевим числом записати точне значення амплітуди сигналу, саме тому вдаються до округлению). Записані значення амплітуди сигналу називаються отсчетами. Вочевидь, що чим частіше ми робитимемо виміри амплітуди (що стоїть частота дискретизації) і що менше ми округляти отримані значення (ніж більше рівнів квантування), тим паче б точне уявлення сигналу в цифровий формі ми получим.

Рис. 2.

Оцифрований сигнал як набору послідовних значень амплітуди можна сохранить.

Тепер про практичних проблемах. По-перше, треба пам’ятати, що пам’ять комп’ютера не нескінченна, отже щоразу при оцифровке необхідно знаходити якісь поступки між якістю (безпосередньо залежним від використаних при оцифровке параметрів) і займаним оцифрованным сигналом объемом.

По-друге, частота дискретизації встановлює верхню межу частот оцифрованного сигналу, саме, максимальна частота спектральних складових дорівнює половині частоти дискретизації сигналу. Простіше кажучи, щоб одержати повну інформацію про звуці в частотною смузі до 22 050 гц, необхідна дискретизація із частотою щонайменше 44.1 КГц.

Є й інші ж проблеми і нюанси, пов’язані з оцифровкой звуку. Не сильно вдаючись у подробиці відзначимо, що у «цифровому звуці» через дискретності інформацію про амплітудою оригінального сигналу з’являються різні шуми та «спотворення (під фразою «в цифровому звуці є такі-то частоти і шуми» мається на увазі, коли цей звук буде перетворено назад з цифрового виду в аналоговий, то його звучанні будуть може бути згадані частоти і шуми). Приміром, джиттер (jitter) — шум, з’являється внаслідок те, що здійснення вибірки сигналу при дискретизації відбувається через абсолютно рівні інтервали часу, і з якимись відхиленнями. Тобто, якщо, скажімо, дискретизація проводиться із частотою 44.1 КГц, то отсчеты беруться не точно кожні 1/44 100 секунди, а то трохи раніше, то трішки пізніше. Оскільки вхідний сигнал постійно змінюється, така помилка призводить до «захоплення» ні вірного рівня сигналу. У результаті в час програвання оцифрованного сигналу може відчуватися деяке тремтіння та спотворення. Поява джиттера є результатом не абсолютної стабільності аналогово-цифровых перетворювачів. Для боротьби з цим явищем застосовують высокостабильные тактовые генератори. Ще однією неприємністю є шум роздрібнення. Як ми казали, при квантуванні амплітуди сигналу відбувається її округлення до найближчого рівня. Така похибка викликає відчуття «брудного» звучания.

Довідка: стандартні параметри записи аудіо компакт-дисків такі: частота дискретизації - 44.1 КГц, рівень квантування — 16 біт. Такі параметри відповідають 65 536 (2[pic]) рівням квантування амплітуди під час взяття її значень 44 100 разів у секунду.

Насправді, процес оцифровки (дискретизація і квантування сигналу) залишається невидимим для користувача — всю чорнову роботу роблять різноманітні програми, що дають відповідні команди драйверу (управляюча підпрограма ОС) звуковий карти. Будь-яка програма (чи це вмонтований в Windows Recorder чи потужний звуковий редактор), здатна здійснювати запис аналогового сигналу в комп’ютер, однак оцифровывает сигнал з деякими параметрами, які може стати важливими в наступної працювати з записаним звуком, що саме через це важливо усвідомити як відбувається процес оцифровки і які чинники впливають їхньому результаты.

Поїхали далі. Як одержати аналоговий звук знову з цифры?

Ми само одержувати його повинні почути, а цифорки нам чути не дано.

2. Перетворення звуку з цифрового виду в аналоговый.

Як після оцифровки прослуховувати звук? Тобто, як перетворювати його назад з цифрового виду в аналоговый?

Для перетворення дискретизованного сигналу в аналоговий вид, придатний обробки аналоговими пристроями (підсилювачами і фільтрами) і наступного відтворення через акустичні системи, служить цифроаналоговый перетворювач (ЦАП). Процес перетворення представляє собою зворотний процес дискретизації: володіючи інформацією величину отсчетов (амплітуди сигналу) і беручи певну кількість отсчетов в одиницю часу, шляхом интерполирования відбувається відновлення вихідного сигналу (рис. 3).

Рис. 3.

Ще нещодавно відтворення звуку у домашніх комп’ютерах було проблемою, оскільки комп’ютери не оснащували спеціальними ЦАП. Спершу ролі найпростішого звукового влаштування у комп’ютері використовувався вмонтований динамік (PC speaker). Власне кажучи, цей динамік досі є майже переважають у всіх PC, але ніхто не пам’ятає як він «розгойдати», щоб він заграв. Якщо коротко, цей динамік приєднано на порт на материнської платі, що має два становища — 1 і 0. Отож, якщо цей порт швидко-швидко включатиме й вимикати, те з динаміка можна отримати більш-менш правдоподібні звуки. Відтворення різних частот досягається завдяки тому, що диффузор динаміка має кінцевої реакцією і здатний миттєво перескакувати з місця цього разу місце, у спосіб воно «плавно розгойдується» внаслідок стрибкоподібного зміни напруги на ньому. І тому якщо коливати його з різну швидкість, можна отримати коливання повітря різними частотах. Природною альтернативою динаміку став так званий Covox — це найпростіший ЦАП, виконаний на кількох підібраних опорах (чи готової мікросхемі), що забезпечують переклад цифрового уявлення сигналу в аналоговий — тобто у реальні значення амплітуди. Covox простий у виготовленні і й тому він користувався успіхом любителі до на той час, коли звукова карта стала доступною всем.

У сучасному комп’ютері звук відтворюється і записується з допомогою звуковий карти — подключаемой, або вбудованої в материнську плату комп’ютера. Завдання звуковий карти в комп’ютері - введення та виведення аудіо. Практично це, що звукова карта є тією перетворювачем, який переводить аналоговий звук у цифровій і навпаки. Якщо описувати спрощено, то робота звуковий карти то, можливо пояснена так. Припустимо, що у вхід звуковий карти подано аналоговий сигнал і карта включена (програмно). Спочатку вхідний аналоговий сигнал потрапляє у аналоговий микшер, що займається змішанням сигналів і регулюванням гучності і балансу. Микшер необхідний, зокрема, надання можливості користувачеві управляти рівнями. Потім відрегульований і збалансований сигнал потрапляє у аналогово-цифровой перетворювач, де сигнал дискретизуется і квантуется, у результаті в комп’ютер по шині даних іде бит-поток, що й є оцифрований аудіо сигнал. Висновок аудіо інформації майже аналогічний введення, лише відбувається у зворотний бік. Потік даних, спрямований в звукову карту, долає цифро-аналоговый перетворювач, який утворює з чисел, що описують амплітуду сигналу, електричний сигнал; отриманий аналоговий сигнал то, можливо пропущений крізь будь-які аналогові тракти для подальших перетворень, зокрема й у відтворення. Слід зазначити, що й звукова карта обладнана інтерфейсом обмінюватись цифровими даними, то, при працювати з цифровим аудіо ніякі аналогові блоки карти не задействуются.

В.Как зберегти оцифрований звук?

Для зберігання цифрового звуку є багато різних способів. Як ми говорили, оцифрований звук являє собою набір значень амплітуди сигналу, узятих через певні часові відтинки. Отже, уперших, блок оцифрованою аудіо інформації можна записати в файл «як є», тобто послідовністю чисел (значень амплітуди). У цьому вся разі існують два способу зберігання информации.

Рис. 4.

Перший (рис. 4) — PCM (Pulse Code Modulation — импульсно-кодовая модуляція) — спосіб цифрового кодування сигналу з допомогою записи абсолютних значень амплітуд (бувають знакове чи беззнаковое уявлення). Якраз у такому вигляді записані дані усім аудіо CD.

Другий спосіб (рис. 5) — ADPCM (Adaptive Delta PCM — адаптивна відносна импульсно-кодовая модуляція) — запис значень сигналу над абсолютних, а відносних змінах амплітуд (приращениях).

Див. Мал.5 [pic].

По-друге, можна стиснути чи спростити дані те щоб вони обіймали менший обсяг пам’яті, ніж будучи записаними «є». Тут теж є пути.

Кодування даних без втрат (lossless coding) — це спосіб кодування аудіо, що дозволяє здійснювати стовідсоткове відновлення даних із стиснутого потоку. До такого способу ущільнення даних вдаються у випадках, коли збереження оригінального якості даних критично. Наприклад, після відомості звуку в студії звукозапису, дані необхідно зберегти в архіві в оригінальному ролі для можливого подальшого використання. Існуючі сьогодні алгоритми кодування без втрат (наприклад, Monkeys Audio) дозволяють скоротити яку він обіймав даними обсяг на 20−50%, та заодно забезпечити стовідсоткове відновлення оригінальних даних із отриманих після стискування. Такі кодеры — це свого роду архиваторы даних (як ZIP, RAR та інші), лише призначені для стискування саме аудио.

Є й другий шлях кодування, у якому ми зупинимося трохи докладніше, — кодування даних із втратами (lossy coding). Мета такої кодування — будь-що домогтися схожості звучання відновленого сигналу з оригіналом при як і меншому обсязі упакованих даних. Це досягається шляхом застосування різних алгоритмів «спрощують» оригінальний сигнал (викидаючи потім із нього «непотрібні» слабослышимые деталі), що зумовлює з того що декодированный сигнал фактично перестає бути ідентичним оригіналу, а лише схоже звучить. Методів стискування, і навіть програм, що реалізують ці методи, є багато. Найвідомішими є MPEG-1 Layer I, II, III (останнім є усім відомий MP3), MPEG-2 AAC (advanced audio coding), Ogg Vorbis, Windows Media Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus, TAC, й інші. У середньому, коефіцієнт стискування, який забезпечувався б такими кодерами, у межах 10−14 (раз). Треба особливо наголосити, що у основі lossy-кодеров лежить використання так званої психоакустической моделі, яка саме й займається «спрощенням» оригінального сигналу. Точніше кажучи, механізм подібних кодеров виконує аналіз кодованого сигналу, де визначаються ділянки сигналу, у певних частотних областях яких є нечутні людському юшку нюанси (замасковані чи нечутні частоти), після чого відбувається їх видалення з оригінального сигналу. Таким чином, ступінь стискування оригінального сигналу залежить від рівня його «спрощення»; сильне стиснення досягається шляхом «агресивного спрощення» (коли кодер «вважає» непотрібними множинні нюанси), таке стиснення, природно, призводить до сильної деградації якості, оскільки видалення можуть підлягати як непомітні, а й значимі деталі звучания.

Як сказали, сучасних lossy-кодеров є досить багато. Найпоширеніший формат — MPEG-1 Layer III (усім відомий MP3). Формат завоював своєї популярності цілком заслужено — це був першим поширений кодек такого роду, що досягла високого рівня компресії при відмінній якості звучання. Сьогодні цьому кодеку є безліч альтернатив, але вибір залишається поза користувачем. Переваги MP3 — широка поширеність і досить високий якість кодування, яке об'єктивно поліпшується завдяки розробкам різних кодеров MP3 ентузіастами (наприклад, кодер Lame). Потужна альтернатива MP3 — кодек Microsoft Windows Media Audio (Файли .WMA і .ASF). По різним тестів цей кодек показує себе від «як MP3» до «помітно гірша MP3» на середніх битрейтах, й частіше, «краще MP3» на низьких битрейтах. Ogg Vorbis (файли .OGG) — цілком вільний від ліцензування кодек, створюваний незалежними розробниками. Найчастіше поводиться краще MP3, недоліком є лише мала поширеність, що може стати критичним аргументом під час виборів кодека для тривалого зберігання аудіо. Згадаємо й ще молодий кодек MP3 Pro, анонсований у липні 2001 року компанія Coding Technologies що з Thomson Multimedia. Кодек є продовженням, чи, точніше, розвитком старого MP3 — він сумісний із MP3 тому (повністю) і вперед (частково). за рахунок використання нову технологію SBR (Spectral Band Replication), кодек поводиться помітно краще за інших форматів на низьких битрейтах, проте якість кодування на середніх і високих битрейтах частіше поступається якості майже всіх описаних кодеків. Отже, MP3 Pro придатний більше для ведення аудіо трансляцій в Internet, і навіть для створення прев’ю пісень і музыки.

Ведучи мову про засобах зберігання звуку в цифровому вигляді мушу згадати й про носіях даних. Усім звичний аудіо компакт-диск, з’явився друком у початку 80-х, стала вельми поширеною отримав саме у останні роки (що пов’язані з сильним здешевленням носія і приводів). До цього носіями цифрових даних були касети з магнітною стрічкою, але з звичайні, а спеціально призначені для про DAT-магнитофонов. Нічого примітного — магнітофони як магнітофони, однак ціна ними завжди була високою, і такий задоволення було всім «чи». Ці магнітофони використовувалися, переважно, в студіях звукозапису. Перевага таких магнітофонів було того, що, не дивлячись використання звичних носіїв, дані ними зберігалися в цифровому вигляді й практично ніяких втрат при чтении/записи ними був (що дуже важливо при студійної опрацюванні та зберіганні звуку). Сьогодні з’явилося багато різних носіїв даних, крім звичних всім компакт дисків. Носії вдосконалюються і з кожним роком стають доступнішими і компактними. Це відкриває великі можливості у галузі створення мобільних аудіо програвачів. Вже сьогодні продається величезна кількість різноманітних моделей переносних цифрових плееров. І, можна припустити, що це ще далеко ще не пік розвитку що така техники.

Р. Переваги й недоліки цифрового звука.

З погляду звичайного користувача вигоди багато — компактність сучасних носіїв інформації дозволяє йому, наприклад, перевести все диски і платівки зі свого колекції в цифрове подання, і зберегти довгі роки у невеликому трехдюймовом вінчестері чи десятке-другом компакт дисків; можна скористатися спеціальним програмним забезпеченням і гарно «почистити» старі записі розмови з бобин і платівок, видаливши з їхньої звучання шуми і тріск; можна також ознайомитися непросто скоригувати звучання, а й прикрасити його, додати соковитості, об'ємності, відновити частоти. Окрім перерахованих маніпуляцій зі звуком за домашніх умов, Інтернет теж приходять допомогу аудио-любителю. Наприклад, мережу дозволяє людям обмінюватися музикою, прослуховувати сотні тисяч різних Интернет-радио станцій, і навіть демонструвати своє звукове творчість публіці, й у цього потрібен лише комп’ютер та Інтернет. І, нарешті, останнім часом з’явилася величезну масу різної портативної цифровий аудіо апаратури, можливості найбільш середнього представника якої найчастіше дозволяють з легкістю взяти з собою у дорогу колекцію музики, рівну за тривалістю звучання десяткам часов.

З погляду професіонала цифровий звук відкриває воістину неосяжні можливості. Коли раніше звукові й радіо студії розміщувалися на кілька десятків кв. метрів, нині їх може замінити хороший комп’ютер, котрий за можливостям перевершує десять таких студій разом узятих, а, по вартості виявляється багаторазово дешевше однієї. Це знімає багато фінансові бар'єри і робить звукозапис доступнішим і професіоналу і простої любителю. Сучасне програмне забезпечення дозволяє робити зі звуком що завгодно. Раніше різні ефекти звучання досягалися з допомогою хитромудрих пристосувань, які завжди являли собою гору технічної думки або ж були просто пристроями кустарного виготовлення. Сьогодні, найскладніші і неуявні раніше ефекти досягаються шляхом натискання пари кнопок. Звісно, вищесказане певне перебільшення з комп’ютером не заміняє людини — звукооператора, режисера чи монтажера, проте із упевненістю можна сказати, що компактність, мобільність, колосальна міць і що забезпечує якість сучасного цифрового техніки, настановленим обробки звуку, вже нині майже зовсім витіснило з студій стару аналогову аппаратуру.

Втім, у цифрового уявлення даних є одне незаперечне і дуже важливе перевагу — при сохранном носії дані на не спотворюються з часом. Якщо магнітна стрічка згодом размагничивается і якість записи втрачається, якщо платівка шкрябається і до звучання додаються клацання і тріск, то компакт-диск / вінчестер / електронна пам’ять або читається (у разі схоронності), або ні, а ефект старіння відсутня. Важливо, ми говоримо тут про Audio CD (CDDA — стандарт, який встановлює параметри і формат записи на аудіо компакт диски) бо дивлячись те що, що це носій цифрової інформації, ефект старіння його, все-таки, судилася. Це з особливостями збереження і зчитування аудіо даних із Audio CD. Інформація усім типах компакт-дисків зберігається покадрово й у кадр має заголовок, по якому його можливо ідентифікувати. Проте різні типи CD мають різну структуру й використовують різні методи маркування кадрів. Оскільки комп’ютерні приводи CD-ROM розраховані для читання переважно DataCD (як і раніше, що є різні різновиду стандарту Data-CD, кожен із яких доповнює основний стандарт CD-DA), часто не здатні правильно «орієнтуватися» на Audio CD, де спосіб маркування кадрів різниться від Data-CD (на аудіо CD кадри немає спеціального заголовка й у визначення усунення кожного кадру треба пильнувати за інформацією у кадрі). Це означає, що й під час читання Data-CD привід легко «орієнтується» на диску і не переплутає кадри, то, при читанні з аудіо компакт диска привід неспроможна орієнтуватися чітко, що з появу, скажімо, подряпини чи пилу можуть призвести до читання неправильного кадру як наслідок, стрибка чи тріску звучання. І ця проблема (нездатність більшості приводів правильно позиціонуватися на CD-DA) причина чергового неприємного ефекту: копіювання інформації з Audio CD викликає проблеми навіть за працювати з повністю сохранными дисками через те, що правильна «орієнтування на диску» цілком залежить від зчитувального приведення й може бути чітко проконтрольовано програмним путем.

Повсюдне поширення та розвиток вищезазначених lossy-кодеров аудіо (MP3, AAC та інших) відкрило надзвичайно широкі можливості поширення і збереження аудіо. Сучасні канали зв’язку віддавна дозволяють пересилати великі масиви даних за порівняно невеличке час, проте самої повільної залишається передача даних між кінцевим користувачем і постачальником послуг зв’язку. Телефонні лінії, якими користувачі здебільшого пов’язуються з Інтернетом, неможливо здійснювати швидку передачу даних. Нічого й казати, такі обсяги даних, які займає незжата аудіо й відео інформація, передавати по звичним різноманітних каналах зв’язку доведеться дуже довго. Однак його поява lossyкодеров, які забезпечують десяти-п'ятнадцяти кратну стиснення, перетворило передачу та обмін аудіо даними на повсякденну заняття кожного користувача Інтернету й зняло б усі перепони, освічені слабкими каналами зв’язку. Що стосується цього необхідно сказати, що розвиваючись сьогодні семимильними кроками цифрова мобільний зв’язок багато чому зобов’язана саме lossy-кодированию. Річ у тім, що протоколи передачі каналами мобільного зв’язку працюють на приблизно тих засадах, як і відомо всім музичні кодеры. Тому подальший розвиток у області кодування аудіо незмінно веде до зменшення вартості передачі в мобільних системах, чого кінцевий користувач лише виграє: дешевшає зв’язок, з’являються нові можливості, продовжується час батарей мобільних пристроїв тощо. Чи не меншою мірою lossy-кодирование допомагає заощаджувати грошей купівлі дисків з улюбленими піснями — сьогодні треба лише зайти в Інтернет, і там можна знайти майже всі цікаву для пісню. Безумовно, таке стан справ давно «мозолить очі» звукозаписних компаніях — у них під носом люди замість купівлі дисків обмінюються піснями прямо через Інтернет, що перетворює колись золоте дно в малоприбыльный бізнес, але це питання етики й фінансів. Одне можна сказати впевнено: з такою станом справ вже не можна вдієш і бум обміну музикою через Інтернет, породжений саме появою lossy-кодеров, вже не зупинити. І це вигідне пересічному пользователю.

Д. До питання про обробку звука.

Під обробкою звуку слід розуміти різні перетворення звуковий інформації із єдиною метою зміни якихось характеристик звучання. До обробці звуку ставляться способи створення різних звукових ефектів, фільтрація, і навіть методи очищення звуку небажаних шумів, зміни тембру тощо. Усе це безліч перетворень зводиться, в кінцевому підсумку, до наступним основним типам:

1. Амплітудні перетворення. Виконуються над амплітудою сигналу і призводять до її усилению/ослаблению чи зміни по якомусь закону на певних ділянках сигнала.

2. Частотні перетворення. Виконуються над частотними складовими звуку: сигнал представляється як спектра частот через певні часові відтинки, виробляється обробка необхідних частотних складових, наприклад, фільтрація, і зворотне «згортання» сигналу з спектра в волну.

3. Фазові перетворення. Зрушення фази сигналу тим чи іншим способом; наприклад, такі перетворення стерео сигналу, дозволяють реалізувати ефект обертання чи «объёмности» звука.

4. Тимчасові перетворення. Реалізовуються шляхом накладення, растягивания/сжатия сигналів; дозволяють створити, наприклад, ефекти відлуння чи хору, і навіть спричинити просторові характеристики звука.

Обговорення кожного з названих типів перетворень може бути цілим науковим працею. Варто навести кілька практичних прикладів використання зазначених видів перетворень під час створення реальних звукових эффектов:

Echo (відлуння) Реалізується з допомогою тимчасових перетворень. Фактично щоб одержати відлуння необхідно на оригінальний вхідний сигнал накласти його затриману у часі копію. А, щоб людське вухо сприймало другу копію сигналу як повторення, ніж як відзвук основного сигналу, потрібен час затримки встановити рівним приблизно 50 мс. На основний сигнал можна накласти не лише одну його копію, а кілька, що дозволить на виході отримати ефект багаторазового повторення звуку (багатоголосого відлуння). Щоб відлуння здавалося загасаючим, необхідно на вихідний сигнал накладати не просто затримані копії сигналу, а приглушені по амплитуде.

Reverberation (повторення, відбиток). Ефект залежить від надання звучання об'ємності, властивій великого залу, де кожен звук породжує відповідний, повільно згасаюче відзвук. Практично, з допомогою реверберації можна «оживити», наприклад, фонограму, зроблену заглушенном приміщенні. Від ефекту «відлуння» реверберація особливий тим, що у вхідний сигнал накладається затриманий у часі вихідний сигнал, а чи не затримана копія вхідного. Інакше кажучи, блок реверберації спрощено є петлю, де вихід блоку підключено до його входу, таким чином вже оброблений сигнал кожен цикл знову подається на вхід змішуючись з оригінальним сигналом.

Chorus (хор). У результаті його застосування звучання сигналу перетворюється як у звучання хору чи одночасне звучання кількох інструментів. Схема отримання такого ефекту аналогічна схемою створення ефекту відлуння з тією різницею, що затримані копії вхідного сигналу піддаються слабкої частотною модуляції (загалом від 0.1 до 5 гц) перед змішуванням зі вхідним сигналом. Збільшення кількості голосів на хорі досягається шляхом додавання копій сигналу з різними часом задержки.

Безумовно, як і всіх інших галузях, у фортепіанній обробці сигналів також є проблеми, що є свого роду каменем спотикання. Так, наприклад, при розкладанні сигналів в спектр частот існує принцип невизначеності, який подолати. Принцип говорить, що не можна отримати точну спектральную картину сигналу в конкретний час: або щоб одержати точнішою спектральною картини потрібно проаналізувати більший тимчасової ділянку сигналу, або, якщо нас цікавить більше час, коли відбувалося ту чи іншу зміна спектра, потрібно пожертвувати точністю самого спектра. Інакше кажучи не можна отримати точний спектр сигналу у точці - точний спектр для великого ділянки сигналу, або дуже приблизний спектр, але для короткого участка.

Є. Аппаратура.

Важлива частина розмови про звуці пов’язані з апаратурою. Існує багато різних пристроїв в обробці і ввода/вывода звуку. Що стосується звичайного самого персонального комп’ютера слід докладніше зупинитися на звукових картах. Звукові карти заведено поділяти на звукові, музичні і звукомузыкальные. По конструкції усе звукові плати можна розділити на дві групи: основні (встановлювані на материнської платі комп’ютера та щоб забезпечити введення та виведення аудіо даних) і дочірні (мають принципове конструктивне на відміну від основних плат — найчастіше підключаються до спеціальному розніманню, що на основний платі). Дочірні плати служать найчастіше задля забезпечення чи можливостей MIDIсинтезатора.

Звукомузыкальные і звукові плати виконуються як пристроїв, вставляемых в слот материнської плати (або вже вмонтовані у ній спочатку). Візуально вони теж мають зазвичай два аналогових входу — лінійний і мікрофонний, і кілька аналогових виходів: лінійні виходи і вихід для навушників. У останнім часом карти стали оснащуватися ще й цифровим входом і виходом, які забезпечують передачу аудіо між цифровими пристроями. Аналогові входи і виходи зазвичай мають рознімання, аналогічні разъемам головних навушників (1/8″). Взагалі, входів у звуковий плати значно більше, як два наступних: аналогові CD, MIDI та інші входи. Вони, на відміну мікрофонного і лінійного входів, розташовані не так на задньої панелі звуковий плати, але в самої платі; можуть матись та інші входи, наприклад, для підключення голосового модему. Цифрові входи і виходи зазвичай виконані у вигляді інтерфейсу S/PDIF (інтерфейс цифровий передачі сигналів) з певним розніманням (S/PDIF — скорочення від Sony/Panasonic Digital Interface — цифровий інтерфейс Sony/Panasonic). S/PDIF — це «побутової» варіант більш складного професійного стандарту AES/EBU (Audio Engineering Society / European Broadcast Union). Сигнал S/PDIF використовується для цифровий передачі (кодування) 16-разрядных стерео даних із будь-який частотою дискретизації. Крім переліченого, на звукомузыкальных платах є MIDI-интерфейс з розніманнями для підключення MIDI-устройств і джойстиков, і навіть для під'єднання дочірньою музичної карти (хоча у останнім часом можливість підключення останньої стає рідкістю). Деякі моделі звукових карт для зручності користувача оснащуються фронтальній панеллю, яка встановлюється на на лицьовій стороні системного блоку комп’ютера, де розміщуються рознімання, з'єднані з різними входами і виходами звуковий карты.

Визначимо кілька основних блоків, у тому числі складаються звукові і звукомузыкальные платы.

1. Блок цифровий обробки сигналів (кодек). У цьому вся блоці здійснюються аналого-цифровые і цифро-аналоговые перетворення (АЦП і ЦАП). Від цього блоку залежать такі характеристики карти, як максимальна частота дискретизації під час запису і відтворенні сигналу, максимальний рівень квантування і забезпечити максимальне кількість оброблюваних каналів (моно чи стерео). У значною мірою від якості і труднощі складових цього блоку залежать і шумові характеристики.

2. Блок синтезатора. Є у музичних картах. Виконується з урахуванням або FM-, або WT-синтеза, або обох відразу. Може працювати як під керівництвом власного процесора, і під керівництвом спеціального драйвера.

3. Интерфейсный блок. Забезпечує передачу даних із різним інтерфейсам (наприклад, S/PDIF). У суто звуковий карти цього блоку частіше отсутствует.

4. Микшерный блок. У звукових платах микшерный блок забезпечує регулювання: рівнів сигналів з лінійних входів; рівнів з MIDI входу й аж входу цифрового звуку; рівня загального сигналу; панорамирования; тембра.

Розглянемо найважливіші параметри, що характеризують звукові і звукомузыкальные плати. Найважливішими характеристиками є: максимальна частота дискретизації (sampling rate) як запису і в режимі відтворення, максимальний рівень квантування чи розрядність (max. quantization level) як запису і відтворення. З іншого боку, оскільки звукомузыкальные плати мають що й синтезатор, чи до їх характеристикам відносять і параметри встановленого синтезатора. Природно, ніж із великим рівнем квантування карта здатна кодувати сигнали, тим більше якість сигналу у своїй досягається. Усі сучасні моделі звукових карт здатні кодувати сигнал з рівнем 16 біт, й у поледнее час з’явилися побутові карти з рівнем, у 24 біт (лінійка карт Audigy, Audigy II від Creative). Однією із поважних характеристик є можливість одночасного відтворення і запис звукових потоків. Особливість карти одночасно відтворювати і записувати називають полнодуплексной (full duplex). Є ще одне характеристика, яка найчастіше грає на вирішальній ролі для придбання звуковий карти — ставлення сигнал/шум (Signal/Noise Ratio, S/N). Це впливає чистоту запису і відтворення сигналу. Ставлення сигнал/шум — цей показник потужності сигналу до потужності шуму не вдома устрою, цей показник прийнято вимірювати в дБ. Гарним вважатимуться ставлення 80−85 дБ; ідеальним — 95−100 дБ. Але треба враховувати, що у якість відтворення і записи сильно впливають наведення (перешкоди) із боку інших компонент комп’ютера (блоку харчування та інші.). Внаслідок цього ставлення сигнал/шум може змінюватися у бік. Насправді методів боротьби з цим є досить багато. Деякі пропонують заземлити комп’ютер. Інші, щоб максимально старанно уберегти звукову карту від наведень, «виносять» за межі корпусу комп’ютера. Проте цілком убезпечитися від наведень дуже важко, оскільки навіть елементи самої карти створюють наведення друг на друга. З цією теж намагаються боротись і при цьому екранують кожен елемент на платі. Але хоч би скільки зусиль не докладалося до вирішення цієї проблеми, цілковито виключити вплив зовнішніх перешкод невозможно.

Ще один щонайменше важлива характеристика — коефіцієнт нелінійних спотворень чи Total Harmonic Distortion, THD. Це також критичним чином впливає чистоту звучання. Коефіцієнт нелінійних спотворень вимірюється у відсотках: 1% - «брудна» звучання; 0.1% - нормальне звучання; 0.01% - чисте звучання класу Hi-Fi; 0.002% - звучання класу Hi-Fi — Hi End. Нелинейные спотворення — результат неточності у відновленні сигналу з цифрового виду в аналоговий. Спрощено, процес виміру цього коефіцієнта проводиться наступним чином. На вхід звуковий карти подається чистий синус сигнал. На виході устрою знімається сигнал, спектр якого є суму синусоидальных сигналів (сума вихідної синусоїди і його гармонік). Потім за спеціальної формулі розраховується кількісне співвідношення вихідного сигналу та її гармонік, отриманих не вдома устрою. Це кількісне співвідношення це і є коефіцієнт нелінійних спотворень (THD).

Що таке MIDI-синтезатор? Термін «синтезатор» зазвичай використовується стосовно електронному музичному інструменту, у якому звук створюється і обробляється, змінюючи своє забарвлення і характеристики. Природно, назва цього устрою походить від його основного призначення — синтезу звуку. Основних методів синтезу звуку існує усього дві: FM (Frequency modulation — частотна модуляція) і WT (Wave Table — таблично-волновой). Оскільки ми можемо тут докладно з їхньої розгляді, опишемо лише основну ідею методів. У основі FM-синтеза лежить ідея, що будь-який навіть найскладніше коливання є власне сумою найпростіших синусоидальных. Отже, можна накласти друг на друга сигнали від кінцевого числа генераторів синусоид і шляхом зміни частот синусоид отримувати звуки, схожі на справжні. Таблично-волновой синтез полягає в іншому принципі. Синтез звуку під час використання такого методу досягається з допомогою маніпуляцій над заздалегідь записаними (оцифрованими) звуками реальних музичних інструментів. Ці звуки (вони називаються сэмплами) зберігаються у постійної пам’яті синтезатора.

Слід зазначити, що позаяк MIDI-данные — це набір команд, то музика, написану з допомогою MIDI, також записується з допомогою команд синтезатора. Інакше кажучи, MIDI-партитура — це послідовність команд: яку ноту грати, який інструмент використовувати, як і тривалість і тональність її звучання тощо. Знайомі багатьом MIDI-файлы (.MID) є щось інше, як набір таких команд. Природно, що бо є безліч виробників MIDI-синтезаторов, те й звучати і той ж файл може різними синтезаторах по-різному (тому що у файлі самі інструменти не зберігаються, а є тільки вказівки синтезатору якими інструментами грати, тоді як різні синтезатори можуть звучати по-разному).

Повернімося до розгляду звукомузыкальных плат. Оскільки ми можемо вже уточнили, що таке MIDI, не можна обминути стороною характеристики вбудованого апаратного синтезатора звуковий карти. Сучасний синтезатор, найчастіше, грунтується на так званої «хвильової таблиці» — WaveTable (коротенько, принцип роботи такого синтезатора у тому, що звук у ньому синтезується з набору записаних звуків шляхом їх динамічного накладення та параметрів звучання), раніше ж основним типом синтезу був FM (Frequency Modulation — синтез звуку у вигляді генерування простих синусоидальных коливань та його змішання). Основними характеристиками WTсинтезатора є: кількість інструментів у і його обсяг, наявність ОЗУ та її максимальний обсяг, кількість можливих ефектів обробки сигналів, і навіть можливість поканальной эффект-обработки (звісно, в в разі наявності эффект-процессора), кількість генераторів, визначальних максимальну кількість голосів на полифоническом (многоголосном) режимі, може бути найголовніше, стандарт, відповідно до яким виконано синтезатор (GM, GS чи XG). До речі, обсяг пам’яті синтезатора — який завжди величина фіксована. Річ у тім, що у останнім часом синтезатори перестали мати своє ПЗУ, а користуються основним ОЗУ комп’ютера: у разі все використовувані синтезатором звуки зберігаються у файлі на диску і за необхідності зчитуються в ОЗУ.

Ж. Програмне обеспечение.

Тема програмного забезпечення дуже широка, тому розглянемо невелику дещицю програм в обробці звука.

Найбільш важливий клас програм — редактори цифрового аудіо. Основні можливості таких програм це, принаймні, забезпечення можливості записи (оцифровки) аудіой збереження на диск. Розвинені представники що така програм дозволяють набагато більше: запис, багатоканальне зведення аудіо на кількох віртуальних доріжках, обробка спеціальними ефектами (як умонтованими, і подключаемыми ззовні - про це згодом), очищення від шумів, мають розвинену навігацію й інструментарії як спектроскопа та інші віртуальних приладів, управление/управляемость зовнішніми пристроями, перетворення аудіо з формату в формат, генерація сигналів, запис на компакт диски й багато іншого. Деякі з них: Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg), Dart.

Основні можливості редактора Cool Edit Pro 2.0 (див. Скриншот 1 — приклад робочого вікна програми в многодорожечном режимі): редагування і зведення аудіо на 128 доріжках, 45 вбудованих DSP-эффектов, включаючи інструменти для мастеринга, аналізу та реставрації аудіо, 32-битная обробка, підтримка аудіо з параметрами 24 біт / 192 КГц, потужний інструментарії до роботи з петлями (loops), підтримка DirectX, і навіть управління SMPTE/MTC, підтримка роботи з відеота MIDI і прочее.

[pic] скриншот 1.

Основні можливості редактора Sound Forge 6.0a (див. Скриншот 2 — приклад робочого вікна програми): потужні можливості не деструктивного редагування, многозадачная фонова обробка завдань, підтримка файлів з параметрами до 32 біт / 192 КГц, менеджер предустановок, підтримка файлів більше чотирьох Держбезпеки, роботу з відео, великий набір ефектів обробки, відновлення після зависань, предпрослушивание застосованих ефектів, спектральний аналізатор і прочее.

[pic] сриншот 2.

Спеціалізовані реставратори аудіо грають також важливу роль обробці звуку. Такі програми дозволяють відновити втрачене якість звучання аудіо матеріалу, видалити небажані клацання, шуми, тріск, специфічні перешкоди записів з аудіо-касет, і започаткувати іншу коригування аудіо. Програми такого роду: Dart, Clean (від Steinberg Inc.), Audio Cleaning Lab. (від Magix Ent.), Wave Corrector.

Основні можливості реставратора Clean 3.0 (див. Скриншот 3 — робоче вікно програми): усунення різноманітних потріскувань і шумів, режим автокоррекции, набір ефектів в обробці скоригованого звуку, включаючи функцію «surround sound» з наочним акустичним моделюванням ефекту, запис CD з підготовленими даними, «інтелігентна» система підказок, підтримка зовнішніх VST плаг-инов та інші возможности.

[pic].

Скришот 3.

Частина друга: більше практическая.

Останнім часом актуальною стала тема архівації старих вінілових дисків і касет. Сьогодні всі слухають музику за комп’ютерами, і часом прикро, що мені не доступні старі записи.

Оцифровування музыки Попробуйте дати своїм старим пластинкам і аудиокассетам нове життя. До середини 1980;х років аматори музики поділялися на два табору: фахівців, які знали, як підтримувати дорогоцінні вінілові платівки і плівки у чудовому стані, і любителів, які звертали увагу сліди пальців чи подряпини лежить на поверхні платівки. Зараз таких проблем ми маємо. CD компактніші, та його важче зашкодити. Коли CD отримали стала вельми поширеною, грамофонні платівки відправили на пенсію. Звісно, лише у цифровому столітті музичні скарби можуть продовжити радувати слухачів: обробіть старі записи за комп’ютером і запишіть їх у CD!

1. Підключення програвача до компьютеру Прежде всього приєднаєте програвач до комп’ютера. Це можна зробити кількома способами. В окремих програвачів є свій власний підсилювач — з'єднаєте його з входом Line-in звуковий карти. Якщо в вашого програвача власного підсилювача немає і сигнал занадто слабкий, використовуйте який-небудь зовнішній підсилювач, наприклад музичний центр. Кабелі з різними розніманнями цих цілей можна купити в українських магазинах чи наметах з електротехнікою. Якщо до вас потрібен кабель з незвичною комбінацією рознімань, якого немає у продажу, купіть необхідні штекеры і зробіть потрібний кабель самі. Будьте обережні і стежте те, ніж з’явилася петля: потім викликатиме шум. Щоб уникнути цього, з'єднаєте додатково земляний кабель програвача з корпусом комп’ютера. Було б бажано попередньо прослухати те, що ми хочемо реставрувати, оскільки «сюрприз» як «вжик, заїло платівку» буде дуже доречними під час записи фонограми на HDD. Якщо така бяка виявлено, то регулюємо навантаження на знімач, і у випадку відсутності регулювання доведеться покласти будь-якої вантаж на голівку тонарма (дуже небажано, але іншого виходу немає). Якщо всі минуло успішно то колонках (навушниках) є шанс почути благодатні звуки піску вінілового кругляку чи неподавленный шум прибою з щось на кшталт МП «Яуза 221−1С» з МК-60, тип I.

Будем вважати, що це приготування благополучно закінчилися, але це означає, що мені час робити таке «па» під названием.

2. Налаштування можливостей звуковий карты При допомоги програми «Регулятор гучності «в Windows настройте рівень вхідного сигналу. І тому двічі лівої кнопкою миші клацніть по іконці динаміка в трее. Регулятори рівня Line-in і Wave мають стояти. Понад те, пересувної регулятор гучності має бути не нижче середини лінійки. Потужним джерелом перешкод часто є мікрофонний вхід. Часто він виробляє непотрібні шуми, для неї навпаки написи «Вимкнути «має стояти галочка. Тепер настроїмо параметри записи. Відкрийте в «Регуляторі гучності «закладку «Параметри «- «Властивості «. У опції «Налаштування гучності «виберіть параметр «Запис », на полі «Відображати регулятори гучності «на рядку Line-in неодмінно повинна стояти галочка. Клацніть по кнопці OK. У «Регуляторі гучності «виберіть джерело записи — у разі це завжди буде Line-in. Встановіть пересувної регулятор приблизно посередині лінійки. Вікно «Регулятора гучності «поки що нехай залишається открытым.

3.Реставрация Теперь, власне, можна вирушити від бажаного до дійсному. Існує достатнє кількості софту для реставрації старих записів. Є професійні рішення, для звукорежисерів, які ближче до до звуковим редакторам, у яких звичайному користувачеві розібратися можна буде років за п’ять. Упродовж цього терміну те що можна було відновити, буде втрачено безповоротно. На їхнє превелике щастю є у цьому світі програми, у яких вдасться розібратися досить швидко й одержати досить висока якість кінцевого матеріалу. Одне з рішень — CoolEdit від фірми Syntrillium (internet звуковий редактор із можливістю запису і методи обробки музики. Але як, скачали програму? Встановили? Сподіваюся, що ви забули і про плагин «Audio Cleanup», який «Нам ой як знадобиться. Давайте запустимо редактор й подивимося на головне вікно програми (рис. 2). Стандартний Windows інтерфейс (певною мірою, як часто кажуть, інтуїтивнозрозумілий). Давайте домовимося в такий спосіб: докладного розповіді про всіх можливостях програми «Cool Edit 2000» версії 1.1 не буде. Розглянемо тільки те, що мені справді необхідне реставрації звука.

[pic].

Рис. 2.

Теперь настав час зробити невелику, але нам дуже важливу надстройку деяких параметрів програми. Поясню навіщо: напевно багато користувачі, читають ці рядки, не захочуть обмежуватися очищенням звуку з вінілових носіїв, оскільки звичайні компакт-кассеты ще хто б скасовував. Хіба ви скажете про записи голоси з мікрофона? Власникам картки «SB Live!» буде не зайве прочитати наступний невеличкий абзац.

Практически володарі стаціонарних кассетников знають, що частотний діапазон записаній інформації лежать у межах 40−14 000 гц у разі касети з стрічкою 1-го типу. Стрічка з урахуванням хромдиоксида дає понад широкий діапазон. Та хто знає, що магнітофон однаково відтворює окремі «крики душі» і ще ширшому діапазоні (20−20 000 гц), які, будучи забиті різноманітними шумами і перешкодами, не досягають ніжного вуха меломана. Програма «Cool Edit» дозволяє виправити цей нестача турботи та вирівняти амплітудно-частотну характеристику касетника до цілком пристойного уровня.

Теперь спеціально для щасливих власників картки «SB Live!»: ви напевно знаєте, що АЧХ кодека не ідеальна, та вже після 4,5 кГц починається ступінчастий спад рівня верхніх частот, що в багатьох випадках не є добре. З допомогою «Cool Edit» ми подолаємо і це препятствие.

[pic].

Для виправлення вищезгаданих недоліків займемося настроюванням FFT-фильтра редактора, який нашим помічником на початковому етапі знають очищення звуку. Відкриємо будь-який wav-файл чи запишемо лічені секунди тиші, натиснувши кнопку з червоною точкою, що у кнопковою панелі у правому нижньому розі. Потім зайдемо в меню програми: Transform-Filters-FFT Filter. У розпочатому вікні (рис. 2) створимо будь-який, абсолютно бездумний пресет (надстройку), для чого мишею трохи потаскаем жовту лінію. З допомогою кнопки «Add» обзовем нашу надстройку будь-яким цензурним ім'ям і збережемо. Навіщо? А, що тепер ми будемо редагувати файл «Cool.ini», що живе за адресою: Х: Program Files Cool2000. Як-от, — шляхом внесення деяких додаткових параметрів для виправлення прикрих недоробок касетника і картки «SB Live!». Відкриваємо файл «Сool.ini», де шукаємо розділ [Filters96]. Але нюанс у цьому, що цей розділ у тому файлі з’являється тільки по тому, як ми скористаємося послугами FFT-фильтра. Ось навіщо нам були потрібні рухи з створенням якогось абстрактного пресета. Тепер дивимося, де у розділі [Filters96] перебуває створена нами настроювання — просто знаходимо ім'ячко, яких ми обізвали наш пресет. А далі нескладно: у вільному рядку прописуємо ось такий «крихітний» параметр:

Item29=МСRESTORATION, 3,19,0,20,426,5,845,0,1288,0,1986,0,2259,0,2855, 6,3179,9,3444,1,3583,28,3688,42,3773,48,3848,61,3925,76,3957,96,3998,100, 4004,100,4012,5,4096,5,19,0,20,426,5,845,0,1288,0,1986,0,2259,0,2855,6,3179,.

9,3444,21,3583,28,3688,42,3773,48,3848,61,3925,76,3957,96,3998,100,4004,100,.

4012,5,4096,5,2,0,12 000,1,2,0,0,1000,100,5,-10,100, — 0.5,12,24 000,1,0,1,1,48 000.

Записываем цю цифра неодмінно до однієї рядок! Це параметри для виправлення АЧХ у касетних магнітофонів. Ігор Бабайлов люб’язно поділився відредагованим файлом Cool. ini, з якого прокорпел багато днів і ночей: internet Тож за що йому нижайший уклін. То нещирість, що параметри АЧХ в різних касетних приставок будуть дуже різнитися. З іншого боку, коли ви витратили дуже багато вічнозелених на «Dragon Nacamichi» чи «Maranz», то ці настройки Вам року потрібні. Для власників «SB Live!» настійно рекомендовано будь-яку записану фонограму спочатку пропустити через цей фільтр з наступним пресетом :

Item36=SBCORRECtion, 3,20,0,0,83,0,532,1,793,1,1003,2,1223,4,1713,5,2046, 10,2391,12,2569,15,2710,18,3066,24,3234,27,3398,35,3480,41,3546,47,3628, 56,3726,70,3825,89,4096,100,20,0,0,83,0,532,1,793,1,1003,2,1223,4,1713,5, 2046,10,2391,12,2569,15,2710,18,3066,24,3234,27,3398,35,3480,41,3546,47, 3628,56,3726,70,3825,89,4096,100, 2,0,12 000,1,2,0,0,1000,100,3, -10,100,0, 14,24 000,1,0,0,1,48 000.

Данное значення прописуємо у тому ж Сool. ini у тому ж розділі [Filters96], не забуваючи, що поставив запис параметрів повинна бути однієї нерозривному рядком. Оскільки комп’ютер з програвачем ми з'єднані, перевірені на працездатність і готові до праці, а програма «Cool Edit 2000» після внесення доповнень почувається чудово, можна сміливо братися до процесу записи фонограми на «хард». Починаємо запис або через «File» — «New», або натиснемо кнопку записи на панелі. Не бійтеся, запис відразу не розпочнеться: ми зможемо запропоновано вибрати характеристики записываемого сигналу. У розпочатому віконці виберемо Sample Rate =44 100 і 16-битный звук в стереорежиме — навіщо нам моно? Ставимо тонарм на платівку, і за натисканні кнопки ОК розпочнеться запис, буде про що свідчити індикатор запис у вигляді пульсуючих червоних смуг річок і таймера. Було б бажано зробити запис конкретної речі з захопленням порожніх ділянок на початку й кінці фонограми, т. е. там, де чути лише шерех самої маси — це знадобиться надалі для глибокої очищення звуку. Можна навіть захопити лічені секунди попередньої чи наступної композиції. У потрібному нам місці натискаємо кнопку Stop, й у вікні програми спостерігаємо записану фонограму (рис. 3).

[pic].

Рис. 3 Збережемо записаний шедевр в wav-файл (File — Save as). Далі, якщо в вас використовується «SB Live!», відкриваємо вже знайомий нам FFT-фильтр (TransformFilters-FFT Filter) і, обравши пресет SBCORRECtion і натиснувши кнопку ОК, починаємо вирівнювати АЧХ записаного сигналу (рис. 4). Далі розпочинаємо видалення трісків і клацань отриманої фонограми 2.

[pic] рис. 4.

Для чого усе разом вирушають на меню Transform-Noise Reduction-Click/ Pop Eliminator, де у розпочатому вікні вибираються найоптимальніші параметри очищення звуку (дані було винесено професійними реставраторами, съевшими назвати не одне собаку цій справі). На рис. 5 ці параметри представлені на загальний огляд. Але спочатку нам потрібно натиснути кнопку Auto Find All Levels, тож якусь-там потім у ОК для запуску процесу очищення звука.

[pic].

див. мал.5 Після закінчення попередньої очищення звуку давайте збережемо отриманий результат в wav-файл за іншою ім'ям — буде прийняти із ніж порівнювати результат. Хай як, навіть по видалення тріску і клацань в фонограмі залишається характерний шум вінілової маси, який ми бачимо спробуємо прибрати з допомогою Transform-Noise — Reduction-Noise — Reduction. У чому суть процесу? З наявного звукового сигналу просто вырежем (чи зітремо, якщо хочете) складову цієї самої шуму, навіщо зробимо знімок паразитного сигналу. Трохи вище говорилося у тому, що цілком доцільно під час запису захопити порожні ділянки звуковий доріжки на початку й наприкінці композиції. Якщо ми збільшимо рис. 3, то цілком чітко побачимо, що початковий ділянку фонограми має ось такий її різновид (рис. 6).

[pic] рис. 6.

Якщо після збільшення ми знайшли початковий ділянку — не лякайтеся, а підведіть курсор миші до ползунку вгорі малювання та зруште цей повзунок вліво, що й знайдете початок фонограми. Тепер мишею виділяйте початковий ділянку із гамом, відповідний приблизно 3 секундам звучання (час зазначено на панельці знизу), й у меню Transform-Noise, Reduction-Noise, Reduction з допомогою кнопки Get Profile from Selection зробимо знімок настільки ненависного нам шуму. Але попередньо виставимо найоптимальніші значення деяких параметрів, які помітні на рис. 7 разом із знімком шуму. Аби почути попередній результат роботи шумодава, натиснемо на кнопку Preview, не забувши заздалегідь виділити очищаемую фонограму. Якщо результат влаштовує, натискаємо кнопку ОК і починаємо процес шумоподавления, що триває значно менше, ніж очищення сигналу від тріску і клацань. Після закінчення нічого очікувати зайвим зберегти отриманого результату під інакше, щоб уявити про всіх щаблях очищення звука.

[pic].

рис. 7.

Треба сказати, що тепер після повного очищення фонограми від шумів рівень сигналу досить відчутно знижується, отже, доведеться нормалізувати сигнал з допомогою команди Transform-Amplitude-Normalize, що займе зовсім небагато часу. Нарешті настав час провести заключну фазу нашого процесу, а саме — обрізку нашої фонограми з обох боків, і збереження її, рідної, в файлі. Відразу скажу, що обрізати непотрібні початковий і кінцевий ділянку звукового файла можна «Cool Edit» з допомогою виділення непотрібного дільниці і команди Edit-Cut. З цією, хто не хоче перекласти на цифрову форму запису із компакт-касет, завдання спрощується рівно однією етап — очищення фонограми від шуму й клацань. Після закінчення записи музики на хард, в FFT-фильтре вибираємо надстройку MCRESTORation, вирівнюємо АЧХ сигналу з касетника, а далі просто починаємо процес шумоподавления та нормалізацію сигналу. З, наведений в божеський вид, очищений і підстрижений шматок фонограми зберігаємо кому як до вподоби — wav-формат чи іншого. З першим можна зробити що велять, до кодування в МР3. Так майже забув, треба ж ще записати усе це справа на CD, що потім комфортно можна було послухати де-небудь на плеере у друзів, роздуваючи щоки і ніздрі від власну значимість у процесі відновлення звука.

У результаті ви повинні записати на CD підготовлені звукові файлы.

4. Підготовка файлов Теперь запишемо музику на CD. Використовуємо Nero. Інші програми, зрозуміло, працюють аналогічно. Запустіть Nero і виберіть Compile a new CD і Audio-CD. Відкриється перегляд композицій і диспетчер файлів. Перетягнете WAV-файлы в вікно композицій. Перетягуванням у тому вікні можна змінювати порядок файлів. Потім виділіть все композиції, клацніть із них правої кнопкою і виберіть Properties. Встановіть довжину пауз між композиціями. Якщо паузи існують вже у самих файлах, це значення найкраще встановити як нуль. Після цього викличте закладку Filters. Тут також містяться інструменти для поліпшення якості звуку. З допомогою функції нормалізації можна вирівняти гучність окремих композицій: Підкресліть полі Normalize і як методу встановіть Maximum. Nero налаштує в усіх композицій можливу максимальну гучність в такий спосіб, ніж сталося спотворень звуку. Закрийте діалог клацанням по ОК.

5. Поділ файла wave деякі композиции Теперь розділіть великі файли деякі частини, аби програвач CD розпізнав композиції. Клацніть з відповідного файлу і знову відкрийте діалог Properties. Викликайте закладку Indexes, Limits, Split. Nero послідовно відобразить звукові хвилі. Потім втілите в життя поділ: там, де з хвилі відобразиться карб, перебуває передбачене початок композиції. Чи дійсно ви з’ясуйте, якщо клацніть по цього місця і натиснете Play. Якщо йдеться перехід, виділіть діапазон і клацніть по Zoom In. Клацанням миші вставте сіру лінію у те місце, де ви хочете розділити композиції. Потім клацніть по Split. Перейдіть в Full View, у разі потреби повторіть досі разів, і у фіналі підтвердите зроблене натисканням ОК. З допомогою «Властивостей «привласніть назви окремим композиціям. Після цього натиснімо в панелі інструментів кнопку для записи CD, встановіть швидкість, клацніть по Write — і всі, Ви володар власного шедевра!

6. Перспективи і проблематика Перспективы розвитку і використання цифрового аудіо бачаться дуже широкими. Здається, усе, що можна було зробити на цій галузі, вже зроблено. Але це негаразд. Залишається маса ще зовсім незатронутых проблем.

Наприклад, область розпізнавання мови ще не розвинена. Вже робилися і робляться спроби створити програмне забезпечення, здатне якісно розпізнавати мова людини, проте вони доки призводять до бажаному результату. Адже довгоочікуваний прорив у цій галузі міг би неймовірно спростити введення інформацією комп’ютер. Уявіть собі, що замість набору тексту його було б надиктовывать, попиваючи кави де-небудь неподалік комп’ютера. Є безліч програм нібито здатних передати цю можливість, проте вони не універсальні і збиваються при незначному відхиленні голоси читає від заданого тону. Така приносить й не так зручностей, скільки прикрощів. Ще значно більше складним завданням (цілком імовірно, як і нерозв’язною зовсім) є розпізнавання загальних звуків, наприклад, звучання скрипки в звуках оркестру чи виділення партії рояля. Можна сподіватися, що Крим коли-небудь таке стане можливим, адже людський мозок легко справляється такі завдання, але сьогодні говорити про хоч б найменших ті зрушення у цій галузі рано.

В області синтезу звуку також є простір з вивчення. Способів синтезу звуку сьогодні немає кілька, проте жодний їх це не дає можливості синтезувати звук, якого було б від справжнього. Якщо, скажімо, звуки рояля чи тромбона ще більш-менш піддаються реалізації, до правдоподібного звучання саксофона чи електрогітари домогтися не змогли — є безліч нюансів звучання, що майже неможливо відтворити искусственно.

Таким чином, можна сказати, політика щодо обробки, створення і синтезу звуку та духовної музики ще далеко доти вирішального слова, яке поставить крапку розвиток цій галузі людської деятельности.

7.Глоссарий терминов.

1) DSP — Digital Signal Processor (цифровий сигнальний процесор). Пристрій (чи програмний механізм) призначене для цифровий обробки сигналов.

2) Битрейт — стосовно потокам даних — кількість біт в секунду (bits per second). Стосовно в звуковим файлам (наприклад, після lossyкодування) — яким кількістю біт описується одна секунда аудио.

3) Звук — акустична хвиля, поширювана у просторі; у кожному точці простору то, можливо представлена функцією амплітуди від времени.

4) Інтерфейс — сукупність програмних і апаратних коштів, виділені на організації взаємодії різних устройств.

5) Інтерполяція — пошук проміжних значень величини за деякими відомим її значенням; пошук значень функції f (x) в точках x, лежачих між точками xo.