Sound Forge 9 - [4]

Шрифт
Интервал

Рис. 1.5. Принцип оцифровки аналогового сигнала


Частота дискретизации показывает, сколько раз за секунду измеряется моментальное значение сигнала. Например, если сигнал оцифровывается при частоте дискретизации 44 кГц, то измерения производятся 44 000 раз в секунду. Очевидно, что чем чаще делаются замеры (чем выше частота дискретизации), тем более точным окажется представление сигнала в цифровой форме. Больше всего частота дискретизации влияет на передачу высокочастотных составляющих звука. В любом случае, она должна по меньшей мере в два раза превышать частоту самых высокочастотных составляющих оцифровываемого сигнала. Для оцифровки речи, например в телефонии, еще приемлема частота дискретизации около 8 или 12 кГц, для обычной «домашней» оцифровки музыки уже нужна частота дискретизации не менее 22,5 кГц, а «студийное качество» оцифровки начинается с 48 кГц. Наиболее качественной оцифровке соответствуют частоты дискретизации 88, 96 и даже 192 кГц, хотя оцифровывать сигнал с такой частотой способны лишь дорогие «профессиональные» звуковые карты.

Каждое полученное значение моментального уровня должно быть записано в виде целого двоичного числа фиксированной длины или разрядности. Разрядность двоичного числа выражается в битах и показывает, сколькими двоичными знаками (нулями и единицами) записано это число. Например, 16 бит – это последовательность из 16 двоичных знаков.

Аналоговый сигнал является непрерывным, любое моментальное значение может оказаться и дробным, поэтому оно округляется до ближайшего целого. Точность измерения или грубость округления зависит от того, какая задана разрядность (bit depth, буквально – глубина битов). Если оцифровка производится с разрядностью 8 бит, то доступно всего 28 = 256 различных значений уровня, а при разрядности 16 бит число может принимать уже одно из 28 = 65 536 значений. Чем выше разрядность, тем ближе оказываются округленные значения к реальным, физическим значениям. В конечной частоте дискретизации и округлении полученных значений уровня сигнала кроется причина неизбежной потери информации и возникновения искажений при оцифровке.

Оба взаимосвязанных действия – дискретизацию и квантование – выполняет микропроцессор звуковой карты, точнее, его часть, являющаяся аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Возможности звуковой карты выражаются максимальными значениями частоты дискретизации и разрядности и зависят от ее класса. Встроенные в материнскую плату или распространенные недорогие звуковые карты способны оцифровывать сигнал с частотой дискретизации до 48 кГц и разрядностью 8 или 16 бит. Дорогие полупрофессиональные или профессиональные карты поддерживают частоту дискретизации до 192 кГц и разрядность 24, 32, вплоть до 64 бит.

Перед записью или оцифровкой сигнала звуковая карта настраивается через свой драйвер, а пользовательский интерфейс для настройки предоставляет операционная система (так задаются настройки по умолчанию) или та программа, с помощью которой управляют записью. В частности, при создании нового файла Sound Forge каждый раз запрашивает частоту дискретизации и разрядность. Следует учитывать, что при оцифровке звукового сигнала нельзя «перепрыгнуть» действительные аппаратные возможности звуковой карты пользовательского компьютера.

Таким образом, аналоговый сигнал превращается в последовательность чисел, которая является почти готовым файлом. Файл формата WAVE (несжатый звуковой поток), помимо такой последовательности, содержит также сведения о том, с какой частотой и разрядностью оцифровывался сигнал, и некоторую другую служебную информацию. Легко рассчитать, какой объем информации занимают данные о звуке. Если, например, в секунду производилось 44 000 замеров уровня сигнала, а каждый замер занимает 16 бит, то для хранения одной секунды фонограммы нужно 44000 × 16 = 704 000 бит, то есть примерно 690 Кбит, или 86 Кбайт.

Примечание

1 байт = 8 бит, 1 Кбит = 1024 бит, а 1 Кбайт = 1024 байт. Эти соотношения позволят сориентироваться в приводимых числах: объем данных принято измерять в байтах, а скорость передачи данных выражают и в битах в секунду, и в байтах в секунду.

Вся обработка и преобразования оцифрованного звука сводятся к математическим действиям над этими потоковыми данными. Иногда формулы преобразования бывают очень сложны, но программы, подобные рассматриваемой в этой книге, позволяют задавать параметры обработки простым и наглядным образом.

Сжатие звука

Формат WAVE достаточно точно сохраняет данные исходного аналогового сигнала, но является очень расточительным в отношении объема, занимаемого информацией. Тем не менее этот формат предпочтителен для первоначальной записи звуковых данных, которые впоследствии нужно будет обрабатывать. На практике обычно прибегают к сжатию звукового потока, которое почти всегда сопряжено с потерей части информации, а иногда и с появлением дополнительных искажений.

Не вдаваясь в подробности алгоритмов сжатия, скажем, что в основе их лежит обман слуха, связанный с особенностями субъективного восприятия звука человеком. Психоакустическая модель позволяет упростить оригинальный сигнал так, чтобы объем данных уменьшился существенно, а качество звучания оставалось на приемлемом для большинства слушателей уровне. В частности, применяется удаление из сигнала наименее заметных частотных составляющих, искусственное сужение динамического диапазона и другие хитрые приемы.

Продолжить чтение
Еще от автора Игорь Квинт
HTML, XHTML и CSS на 100%

Вы хотите создать собственный сайт на просторах Интернета? Причем желательно, чтобы он был красивым, удобным и «неглючным»? Казалось бы, чего проще: существует столько программ – конструкторов сайтов. Однако чтобы создать действительно профессиональный сайт, подобных утилит недостаточно. Вам потребуется знание языков программирования HTML и XHTML, а также каскадных таблиц стилей CSS. И в этом случае книга, которую вы держите в руках, – именно то, что вам необходимо. С ее помощью вы научитесь создавать красиво оформленные, быстрые и профессиональные сайты.

Работаем на нетбуке. Начали!

Вы приобрели нетбук? И теперь хотите понять, чем он отличается от привычного всем ноутбука? Тогда вы держите в руках действительно необходимую книгу. Прочитав ее, вы не только освоите все тонкости, относящиеся к работе с нетбуками, но и узнаете о том, как работать на компьютере. Вы научитесь выбирать мобильный компьютер и аксессуары к нему, узнаете, как установить и настроить операционную систему, научитесь пользоваться пакетом Microsoft Office, выясните, какие программы следует иметь на жестком диске, как защитить сам ноутбук и данные на нем, можно ли модернизировать нетбук и что делать в случае его поломки.

Рекомендуем почитать
Ноутбук: секреты эффективного использования

Вы собрались купить ноутбук или уже успели сделать это? В таком случае вам необходима помощь. Хотя, казалось бы, какие могут быть проблемы при переходе на ноутбук со стационарного ПК – ведь основные принципы работы остаются теми же? С одной стороны, это действительно так, однако с другой – работа на ноутбуке имеет свою неоспоримую специфику.Это выражается во всем: в особенностях выбора модели и комплектации (в отличие от стационарного ПК модернизировать ноутбук гораздо сложнее), в перманентной необходимости экономить заряд батареи и оптимизировать режимы работы, регулярно подключать внешние устройства и использовать беспроводные сети – в общем, практически в любой области работы на ноутбуке есть свои особенности.Итак, если вы планируете перейти на ноутбук, эта книга, а также прилагаемые к ней видеоуроки – для вас.

Видеосамоучитель монтажа домашнего видео в Adobe Premiere Pro CS3

У вас есть видеокамера и компьютер? Тогда превратите свои видеозаписи в захватывающий фильм со всеми атрибутами профессионального видео. В книге на практическом примере показаны основные приемы монтажа видео и звука средствами программы Adobe Premiere Pro. Выполняя пошаговые инструкции, вы научитесь переносить отснятый материал с видеокамеры на компьютер, редактировать видеозаписи, добавлять титры и видеоэффекты, создавать звуковое сопровождение к фильму.

3ds Max 2008

Одни уверены, что нет лучшего способа обучения 3ds Мах, чем прочитать хорошую книгу. Другие склоняются к тому, что эффективнее учиться у преподавателя, который показывает, что и как нужно делать. Данное издание объединяет оба подхода. Его цель – сделать освоение 3ds Мах 2008 максимально быстрым и результативным. Часто после изучения книги у читателя возникают вопросы, почему не получился тот или иной пример. Видеокурс – это гарантия, что такие вопросы не возникнут: ведь автор не только рассказывает, но и показывает, как нужно работать в 3ds Мах.В отличие от большинства интерактивных курсов, где работа в 3ds Мах иллюстрируется на кубиках-шариках, данный видеокурс полностью практический.

Апгрейд, ремонт и обслуживание компьютера

Эта книга поможет разобраться в тонкостях и хитростях обслуживания, модернизации и ремонта компьютера. Чтобы максимально облегчить восприятие изложенной информации, к книге прилагается компакт-диск с видеоуроками. Они отображают практически все описываемые автором действия, которые необходимо применять в той или иной ситуации, чтобы всегда держать свой компьютер «в форме». С помощью этих видеоуроков вы увидите и услышите то, о чем прочитаете.