Подготовка цифровых аудиофайлов

WT-синтез

FM-синтез

Синтез звука

Наряду с воспроизведением звука практикуется его синтез, при котором ком­пьютер передает на звуковую карту некоторую управляющую информацию, по которой и формируется выходной аналоговый сигнал. В настоящее вре­мя главным образом применяются две основные формы синтеза звукового сигнала:

1) синтез с использованием частотной модуляции (Frequency Modulation) - FM-синтез;

2) синтез с использованием таблицы волн (Wave Table) - табличный, или WT-синтез.

Помимо синтеза компьютер также может управлять устройством, которое либо выдает команды для синтеза звука другим устройством, либо само способно воспроизводить (или синтезировать) звук. В этом случае специ­альная управляющая информация между такими устройствами передается по так называемому MIDI-интерфейсу, а устройство, подключаемое к тако­му интерфейсу, называется MIDI-устройством.

Не менее распространенным способом воспроизведения звука с компью­тера со звуковой картой является управление приводом CD-ROM или DVD-ROM, в кото­ром находится компакт-диск с записанной на нем аудиоинформацией.

Цифровой FМ-синтез звука осуществляется с использованием специаль­ных генераторов сигналов, называемых также операторами. В операторе можно выделить два базовых элемента: фазовый модулятор и генера­тор огибающей.

Фазовый модулятор опреде­ляет частоту (высоту) тона, а ге­нератор огибающей - его ампли­туду (громкость).

При нажатии клавиши н синтезаторе амплитуда сигнала сначала быстро возрастает до максимума, затем немного спадает, после чего следует сравни­тельно короткий, но равномерный участок, и только затем происходит дос­таточно медленный спад амплитуды. Вышеназванные фазы сигнала реализуются генератором огибающей и носят названия соответственно Attack, Decay, Sustain и Release, а сам генератор (по их первым буквам) часто называется ADSR-генератором,

В общем случае, для того чтобы воспроизвести голос одного инструмента, достаточно двух операторов. Первый оператор генерирует несущие коле­бания, то есть основной тон, а второй - модулирующую частоту, или обер­тона - интенсивность звука определяется амплитудой носителя, а тембро­вая окраска, или насыщенность - обертонами, то есть амплитудой модуля­тора и соотношением частот носителя и модулятора (глубиной модуляции).

Комбинации включения операторов называют FM-алгоритмами, при этом каждый из операторов может формировать одну из определенных форм сигнала (waveform). Для четырехоператорных синтезаторов схемы включения более сложные и задаются FM-алгоритмами, которые определяют, какой из операторов выступает генератором основного тона, а какой - модулятором, а также способы их включения и т.д.

Суть технологии WT-синтеза состоит в следующем. На звуковой карте устанавливается модуль ПЗУ с “зашитыми” в него образцами звучания настоящих музыкальных инструментов - сэмплами (Samplers), при этом WT-процессор с помощью специальных алгоритмов по одному тону инструмента воспроизводит все его остальные звуки. Кроме того, многие производители оснащают свои звуковые карты модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только записывать произвольные сэмплы, но и загружать новые инструменты.

Выборки сигналов (таблицы) сохраняются либо в ПЗУ, либо программно загружаются в ОЗУ звуковой карты. WT-процессор выполня­ет операции над выборками сигнала, изменяя их амплитуду и частоту. Звук инструментов, получаемый таким образом более похож на звучание реальных инструментов, нежели, например, при FM-синтезе.

Управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI (Musical Instruments Digital Interface) устройства. MIDI определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу. MIDI-сообщение содержит ссылки на ноты, а не запись музыки. Когда звуковая карта получает подобное сообщение, оно расшифровывается (какие ноты каких инструментов должны звучать) и отрабатывается.

При подготовке цифровых аудиофайлов следует уделить внимание двум аспектам:

· сопоставлению требуемого качества звука с имеющимся объемом
оперативной памяти и дискового пространства;

· установке соответствующего уровня записи для получения хорошей, чистой записи звука.

Стереозапись ближе по звучанию к реальности. Приведем формулу для расчета размера (в байтах) цифрового аудиофайла:

Для монофонического звучания:

(частота квантования) х (время записи в секундах) х (разрешение бит / 8)

Для стереозвука:

удвоение размера.

Если сигнал, который вводится в компьютер, имеет большие искажения, то в результате получится неприятный фоновый шум. И наоборот, если запись сделана при низком уровне, то фоновый шум может превысить уровень сигнала, т.е. необходим поиск оптимального уровня записи. Любая программа записи и редактирования цифрового звука показывает уровень звучания, поэтому пользователю не составляет сложности установить необходимый уровень записи.

Дата добавления: 2017-01-13