Теоретичні відомості. Порядок виконання роботи

ЦИФРОВА ОБРОБКА ЗВУКУ З ЗАСТОСУВАННЯМ ЕОМ. ВИВЧЕННЯ ПРИКЛАДНОЇ ПРОГРАМИ SOUND FORGE

Лабораторна робота № 3

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями. Розібратися з принципами роботи систем автоматичного керування відеомагнітофона.

2. Ознайомитися з принципом роботи відеомагнітофона. Розібратися самостійно з його органами керування, призначенням зовнішніх роз’ємів.

3. Підключити відеомагнітофон до телевізора та до ЕОМ.

4. Здійснити оцифровку фрагмента відео, зазначеного викладачем.

5. Проаналізувати характеристики, отриманого цифрового зображення.

6. Зробити висновки.

Зміст звіту

1. Звіт про виконану роботу оформляється на аркушах формату А4.

2. Звіт має містити титульну сторінку, тему роботи, мету, короткі теоретичні відомості про побутовий аудіомагнітофон та принципи його роботи.

3. Опис отриманих характеристик з відповідними поясненнями.

4. Зробити висновки після виконання лабораторної роботи.

Контрольні питання

1. Пояснити особливості магнітного запису відеосигналу.

2. Назвати основні складові відеомагнітофона.

3. Пояснити особливості розташування відеоголовок та їх кількісний склад.

4. Які системи автоматичного регулювання застосовуються в відеомагнітофонах?

5. Поняття автотрекінгу.

6..Структурно-функціональна схема САР БОГ в режимах запису/відтворення

7..Формати аналогового відеозапису

8. Основні складові стрічкопротяжного механізму відеомагнітофона та принцип роботи.

Мета роботи: вивчити принцип цифрового запису звуку, основні можливості цифрової обробки звуку в програмі Sound Forge та її практичне застосування.

Розглянемо фізичні принципи утворення звуку. Повітряний простір являє собою сукупність молекул повітря, розміщених з певною щільністю. Коли об'єкт вібрує або переміщується, він зміщує молекули повітря, викликаючи зміну тиску. Це в свою чергу, змушує інші молекули повітря переміщуватись. Людина не чує зміни тиску повітря, викликані погодою, однак чує швидкі зміни тиску повітря, тобто звук. Вона сприймаєте зміну тиску повітря біля барабанної перетинки вуха, потім ці вібрації уловлюються вухом і перетворюються в електричні сигнали, що мозок інтерпретує як звук.

Коли немає звукової хвилі, повітряний тиск є константою. Це сприймається як тиша. По мірі того як звукова хвиля досягає вуха, повітряний тиск змінюється вище або нижче нормального атмосферного тиску. Сумарна зміна сприймається як гучність звуку. Гучністю звуку називають амплітуду, яка вимірюється як частка від стандартного рівня, часто в децибелах (dB).

Частота, з якою змінюється тиск повітря, відповідає частоті хвилі, вимірюється в Герцах (Hz).

Складні сигнали створюються об'єднанням декількох простих сигналів з різними амплітудами і частотами. От чому людина сприймає одночасно як високі так і низькі рівні звуку, коли чує більшість природних звуків.

Скажімо, ви робите запис з мікрофона. Оскільки Ви тримаєте мікрофон у повітрі і говорите в нього, мікрофон перетворить зміни тиску повітря в зміни електричної напруги. При цьому Ви отримаєте аналоговий сигнал звуку.

З розвитком новітніх технологій та постійним вдосконаленням комп'ютерної техніки стало ефективним і економічно вигідним робити запис звуку, використовуючи процес, називаний цифровою вибіркою. У цифровій вибірці, аналоговий сигнал звукової хвилі розділений і збережений як числа, що представляють амплітуду хвилі через дуже маленькі сегменти часу.

При здійсненні запису звуку через звукову плату, комп'ютер швидко перевіряє і фіксує те, в якому стані знаходитися мембрана мікрофона і зберігає це в пам’яті. Результатом запису є сукупність індивідуальних позицій (вибірок), які можуть використовуватись для відтворення записаного звуку. Кожна вибірка сама по собі не дає повної інформації про сигнал, подібно окремому кадру в кінофільмі, але разом вони складають звук. Такий метод запису і відтворення звуку відомий як „оцифровка” звуку.

Найпростіша модель для цифрової системи – та, де конус динаміка може бути в одній із двох позицій; 1 та 0. Нормальна позиція – динамік знаходиться в спокої, струм не протікає. Динамік не переміщується, і ми не чуємо нічого. Коли струм протікає, конус динаміка переходить до іншої позиції. Оскільки динамік переміщується з однієї позиції в іншу, це змушує повітря навколо мембрани переміщуватись, і ми чуємо клацання. Якщо ми залишаємо динамік у вихідній позиції, ми знову не чуємо нічого, тому що динамік робить звук тільки коли рухається мембрана.

Тепер, якщо мембрана рухається назад і вперед між двома позиціями, ми будемо чути тон. Чим швидше мембрана буде переміщуватись (збільшення частоти), тим більше ми будемо чути підвищення тону. Ця модель простої цифрової акустичної системи в точності відображає роботу динаміка всередині персонального комп’ютера. Програми можуть поміщати динамік з однієї позиції в іншу для відтворення звуку.

Замість використання тільки двопозиційної моделі, давайте допустимо, що ми маємо систему, розраховану на 100 позицій або навіть більше. Якби це мало місце, тоді ми були б здатні робити набагато складніші звуки. Ми могли б переміщувати мембрану повільно. Це дозволило б нам мати більш точне керування амплітудою хвилі. Чим більша кількість позицій, тим більш плавний звук. Наприклад, якби ми повинні були представити амплітуду як номера від одного до чотирьох, то будь-які значення, що попадали б між ними, були б округлені до найближчого значення. Ця помилка округлення називається шумом квантування. Коли більша кількість позицій доступно, помилки округлення стають меншими.

Розрядність звукових плат (8-розрядні або 16-розрядні) пов'язана з числом позицій для представлення амплітуди звуку. З 8-розрядною платою ми можемо використовувати 256 різних позицій, а з 16-розрядною платою – 65536 позицій. Рекомендується використовувати 16-розрядні вибірки, щоб мінімізувати шум квантування, хоча вони і займають пам'яті вдвічі більше.

Частота дискретизації подібна частоті кадрів у кіно: з більш високими значеннями частоти дискретизації можна зберегти більше інформації про зміни амплітуди звуку.

Фактично неможливо точно записувати частоти вище чим половина частоти дискретизації. Ця гранична частота називається частотою Найквіста, і повинна враховуватися при виборі частоти дискретизації. Частоти вище частоти Найквіста проявляються як шум.

З записаним в цифровій формі звуком можна здійснювати різноманітні операції редагування (наприклад: копіювати, вирізати, накладати ефекти і т.д.) Для цифрового редагування необхідний деякий обсяг пам'яті для збереження. За допомогою візуального редактора типу Sound Forge ви можете фактично бачити представлення форми хвилі, щоб робити швидкі і точні переміщення по звуковому файлу.

Інша перевага збереження звуку в цифровій формі – можливість використання технологій цифрової обробки сигналів. Цифрові методи обробки сигналів можуть використовуватися для фільтрації, моделювання акустики, і інших спеціальних ефектів, щоб відновлювати або поліпшувати записаний звук.

Дата добавления: 2014-11-20