58. Компьютеры и звук.

Цифровой звук

Цифровой звук можно охарактеризовать тремя главными параметрами

частотой дискретизации, количеством бит на сэмпл (или иначе отсчет или дискрет)

количеством каналов.

От величины этих параметров зависит качество звучания и размер файла. К примеру, секунда музыки на аудио-CD занимает 16 бит * 2 канала * 44100 Гц = 176400 байт. Отсюда и вытекает необходимость в эффективных методах для сжатия звуковой информации, которая по природе своей весьма

избыточна.

Как правило, вначале исходный файл делится на небольшие фрагменты - фреймы, которые затем и подвергаются кодированию. Типичная протяженность фрейма по времени составляет порядка 10-20 миллисекунд.

Форматы звуковых файлов.

WAV

он является основным форматом для многих и многих систем воспроизведения цифрового звука и используется как стандартный формат звуковых файлов в персональных компьютерах.

он имеет солидный набор спецификаций, изрядно пополнившийся за последнее время.

Его полное название - Microsoft RIFF/WAVE - Resource Interchange File Format/Wave – формат файлов передачи ресурсов/волновая форма, и создан он был инженерами Microsoft и Intel.

В свою очередь, WAV расшифровывается как Waveform Audio File Format Apple AIFF

Этот тип файлов является стандартным для систем Apple Macintosh и систем обработки звука, построенных на его основе.

Apple AIFF расшифровывается как Audio Interchange File Format - формат файла обмена звуком, он в чем- то схож с WAV.

Его особенностью является то, что он позволяет размещать вместе со звуковой волной дополнительную информацию, в частности, самплы WaveTable (примеры звучания инструментов вместе с параметрами синтезатора), что улучшает качество итогового результата.

RAW

это не только формат изображения, в котором пишут фотографии некоторые цифровые камеры.

RAW является т.н. «чистой оцифровкой», в которой не содержится заголовка и находится лишь последовательность отсчетов звуковой волны.

Обычно оцифровка хранится в 16-разрядном формате.

МР3

МР3 (MPEG Layer 3) был разработан институтом Фраунхофера в Германии.

МР3 основан на обмане человеческого уха. Человеческому слуху свойственно адаптироваться к появлению новых звуков, что выражается в повышении порога слышимости. Поэтому одни звуки способны маскировать (то есть, делать субъективно неслышимыми) другие. В этом формате часть звуков просто убираются из общего звучания. После чего

получившийся «полуфабрикат» кодируется по методу Хаффмана.

Обязательно следует учитывать то, что в формате МР3 программы, сжимающие звук из оригинального, не являются стандартизированными, то есть каждый

грамотный программист может реализовать свою схему сжатия.

WMA

Кодек WMA, или Microsoft Windows Media Audio, является серьезной альтернативой МР3. Файлы этого формата имеют расширения .WMA и

.ASF, обладают явным преимуществом перед МР3 на низких скоростях потока данных (битрейтах) и теряют его при увеличении скорости подачи информации на кодек.

На основе WMA разработан стандарт WMA DRM, реализующий защиту от копирования. Файлы, созданные на основе этого формата, можно записывать на устройства воспроизведения, типа МР3-флэш-плееров, однако скопировать их оттуда нельзя.

ATRAC

ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding - акустическое кодирование адаптивным преобразованием) базируется на стереофоническом звуковом формате с 16- разрядным квантованием и частотой дискретизации 44.1 кГц.

При сжатии каждый кадр делится на 52 частотные полосы, результирующая скорость потока - 292 кбит/с (сжатие 1:5). Применяется в системе MiniDisk. Моно и стерео

При моно записи, звуки записываются при помощи одного микрофона и воспроизводятся из одного источника. При этом информация о пространственном расположении источников звука теряется. Слушатель воспринимает всю воспроизводимую звуковую картину исходящей из одной точки.

В системе стерео, звук записывается при помощи двух микрофонов, причем сигналы записываются отдельно друг от друга, и в совокупности несут информацию о пространственном расположении и перемещении записываемых источников звука.

При записи в студии, чаще всего, каждый источник звука записывается отдельно. Затем все записанные каналы сводятся звукооператором в два канала. При этом задается необходимое их пространственное расположение.

При воспроизведении стереосигнал подается на две разнесенные в пространстве звуковые колонки, причем каждая воспроизводит свой канал. Слушатель, находясь в определенной зоне перед колонками, воспринимает слитную звуковую картину, в которой различные ее составляющие распределены в пространстве между колонками.

Средства воспроизведения

Winamp умеет воспроизводить

аудио

видео: MPG, MPEG, M2V, AVI, ASF, WMV

потоковое видео и аудио: NSV, NSA.

Windows Media Player 10

В WMP поддерживаются следующие типы файлов:

ASF (.asf, .asx, .wpl, .wm*),

WMA (.wma, .wax),

WMV (.wmv, .wax),

AVI , WAV, MPEG (.mpeg, .mpg, .mpe, .m1v,.mp2, .mpv2, .mp2v, .mpa),

MP3, MIDI (.mid, .midi, .rmi),

AIFF (.aif, .aifc, .aiff),

AU (.au, .snd)

Кроме того, поддерживается воспроизведение аудио-CD и DVD

Light Alloy 3.2

Для создания звуковых файлов.

GermaniXEnoder

GermaniXEnoder