3.2. Обработка и синтез звука

Среди современных программ обработки звука различают программы двух основных направлений: программы, предназначенные для обработки введенного звука (т.е. звука в виде оцифрованных колебаний), и программы, ориентированные на синтез звука.

Оцифрованный звук

Программы обработки волнового звука отображают звук в виде нескольких каналов (чаще всего двух — стереозвук). Такие программы позволяют выполнять монтаж звука из нескольких фрагментов, накладывать на звук различные эффекты (заглушать отдельные каналы или частоты, добавлять эхо, изменять громкость, смещать и т.п.). Таким образом, программа обеспечивает выполнение функций микшера (mixer — смеситель).

При обработке звука, используя статистические характеристики звучания, такие программы могут выполнять фильтрацию. Средства фильтрации позволяют избавиться от различных шумов и повысить общее качество звука.

Существенной особенностью программ обработки звука являются средства визуализации и анализа звукового файла.

Пример обработки оцифрованного звука в программе WaveLab

Помимо средств обработки уже записанного звука, эти программы имеют возможности для записи звука, т.е. получения его от драйвера звуковой карты с одновременной обработкой, и средства воспроизведения — проигрывания текущего результата обработки.

При вводе и выводе звука применяется программный аналог эквалайзера (equalizer — то, что делает равным, балансир) — устройства, регулирующего громкость звука в зависимости от его частоты. Эквалайзер подразумевает работу с несколькими диапазонами частот (полосами), не менее трех. Профессиональные программные эквалайзеры обеспечивают работу со сложными графиками преобразования, на которые наносится произвольное количество точек.

Большинство потребителей не редактирует звуковые файлы и, соответственно, применяет программы, обеспечивающие только воспроизведение звука, — плееры. Для достижения различных эффектов при воспроизведении в комплекте с плеерами поставляются заранее подготовленные наборы настроек эквалайзеров — пресеты (preset — предустановка).

Примеры программных средств работы с оцифрованным звуком

SoundForge, CuBase, Audacity, WaveLab

3.3. Программы синтеза звука

Синтез звука, т.е. формирование звука на основании каких-либо формальных описаний, можно условно разделить на два направления.

Первое направление — это синтез мелодии на основании нот и инструмента, который ее должен исполнять. Поскольку сложные мелодии исполняются согласованно несколькими инструментами, то современные программы такого рода обеспечивают работу с несколькими голосами.

Для синтеза звука в этом случае применяются средства, получившие названия секвенсоров (синтезаторов). Такое средство синтезирует звук на основе указания тона (ноты), времени ее звучания и образца звучания того или иного инструмента. Образец звучания называется сэмплом (sample — пример, образец).

Для обеспечения качественного звучания большого количества разнообразных инструментов разрабатываются специальные библиотеки образцов-сэмплов. Современные звуковые карты обладают собственной памятью, позволяющей загружать такие библиотеки от сторонних разработчиков и процессорами, выполняющими синтез звука.

При хранении и обмене синтезируемая мелодия описывается стандартизированным набором команд, получившим название MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Стандарт включает в себя протоколы взаимодействия аппаратных средств (например, звуковой карты и отдельного устройства-синтезатора) и описание формата хранения файлов.

Для ввода мелодии в стандарте MIDI в компьютер применяется специальное средство ввода — MIDI-клавиатура. Фактически она похожа на клавиатуру пианино, но предназначена для передачи соответствующих нот звуковой карте — для последующего синтеза звука заданным инструментом. Программы синтеза мелодий отображают набранные ноты в соответствии с музыкальной нотацией и позволяют редактировать их.

Пример описния мелодии в программе Guitar Pro 5

Примеры программных средств синтеза звука

Cakewalk Sonar, Guitar Pro, Rosegarden