Описание и интерфейс программы

YogaBum-1.5

Программа для настройки барабанов

Инструкция по использованию

Терминология

Основной тон барабана – наиболее низкая частота в спектре звука барабана, по сути частота колебаний центра мембраны барабана. При ударе в центр барабана имеет наибольшую амплитуду.

Обертоны – все более высокочастотные (по сравнение с основным тоном) составляющие в спектре звука барабана. Им соответствуют различные типы (моды) колебаний пластика, причем края пластика могут колебаться с большей амплитудой, чем её центр.

В дальнейшем нас будет интересовать только «первый обертон», далее просто "обертон", вторая по мощности составляющая спектра звука барабана. Как следует из теории, этому обертону соответствуют второй тип центрально - симметричных колебаний пластика барабана.

Описание и интерфейс программы

2.1. На рисунке 1 показано главное окно программы YogaBum-1.5.

Рис. 1 – Главное окно программы YogaBum-1.5

2.2. Для анализа частоты программе необходим звуковой сигнал с микрофона, подключенного либо напрямую в микрофонный вход звуковой карты компьютера/ноутбука, либо через усилитель/микшер на линейный вход звуковой карты компьютера, либо через аудиоинтерфейс USB, Wi-Fi, или иной. Сигнал микрофона не должен подвергаться какой-либо значительной фильтрации, компрессии, коррекции частотной характеристики или обработке эффектами. Также анализируемый сигнал не должен перегружать входных звуковых устройств (clipping).

Программа цифрует данные с заданного устройства ввода звукового сигнала в компьютер (по умолчанию Wave Mapper). Используется только левый канал звука. В левом верхнем углу программы расположен линейный индикатор уровня.

2.3. Для устранения влияния на анализ шумов помещения, в котором производится измерение частоты, пользователь задаёт порог, определяющий момент начала записи сигнала для анализа. Если при ударе по барабану сигнал на входе становится больше порога, то с этого момента начинается­ запись звукового фрагмента для анализа. Порог задаётся движком под индикатором уровня.

2.4. Для правильного измерения частоты звука барабана необходимо выбрать из записанного звукового сигнала область для анализа. При этом следует исключить из анализа звук атаки палочки, насыщенный высшими обертонами. Область анализа должна содержать весь звук барабана (без атаки), включая его затухающую часть, до того момента, пока видимый уровень звука не станет сравним с уровнем шумов.

Чтобы задать область анализа, необходимо выбрать опцию «Выбор области на графике», правая кнопка мыши используется для задания правой и левой границ области анализа, левая кнопка мыши – для перемещения области анализа вдоль звукового сигнала.

Примечание: При измерении частоты основного тона барабанов с двумя пластиками, с неодинаковыми частотами настройки ударного и резонансного пластиков, область анализа рекомендуется задавать как 1/5...1/4 часть от общей длительности звука, так как в этом случае частота звука барабана изменяется во времени. Перемещение области анализа вдоль записанного сигнала покажет изменение тона барабана во времени.

2.5. Кнопки |> позволяют проиграть (на WAVE MAPPER) записанный фрагмент, и его представление распознанной частотой (основной тон).

2.6. Внизу окна программы отображается спектр сигнала из области анализа, диапазон отображаемых частот от 20 Гц до 2 КГц, ось частот логарифмическая, амплитуда частот линейная. Октавы выделены различным цветом. На графике отображена сетка частот в соответствии с равномерно-темперированным строем. Частоты, соответствующие нотам «ДО», выделены жирной линией и подписаны, а частоты, соответствующие «черным» клавишам на фортепиано, обозначены штриховой линией. Также на спектре могут отображаться эталонные частоты для настройки барабанов и измеренные частоты.

2.7. Кнопка "М" позволяет "заморозить" на экране текущее изображение спектра сигнала, для удобства сравнения, например, со спектром последующих ударов в барабан.

2.8. Анализируя спектр сигнала в заданном частотном диапазоне (см. п.2.9), программа находит гармонику с максимальной амплитудой и отображает её частоту и соответствующую ей ноту. Что это за гармоника – основной тон барабана или обертон, зависит от расположения микрофона при измерении и места удара палочкой (см.п.3 "Работа с программой").

Справа от найденной ноты указывается номер октавы (в скобках), и отклонение измеренной частоты от частоты указанной ноты в %.

2.9. Частотный диапазон поиска гармоники с наибольшей амплитудой задаётся в окне ввода "Поиск ХХ - ХХХ Гц". Диапазон поиска нужно задавать достаточно широким, чтобы в него попала частота основного тона барабана, а также 1-й обертон, измерение частоты которого необходимо для выравнивания пластика. В тоже время для исключения влияния более высокочастотных обертонов, например при использовании очень "ярких" пластиков, может понадобиться ограничить сверху частотный диапазон поиска.

"Пик" 2-го обертона может быть очень хорошо виден на спектре сигнала. Поэтому может быть удобным изменять диапазон поиска, выделяя правой кнопкой мыши требуемый участок спектра анализируемого сигнала, исключая из анализа все обертона, кроме первого. Выделенный мышью частотный диапазон отображается на линейке под спектром. Подробнее см. п.3 "Работа с программой".

2.10. Режим "Пересчёт обертона в основной тон". Внимание: только для барабанов с одним пластиком! При включенном режиме "Пересчёт обертона в основной тон" измеренная частота 1-го обертона (см. п.3 "Работа с программой") математически пересчитывается в соответствующую ей частоту основного тона.

При непосредственном измерении частоты основного тона барабана должен быть включен режим "Пересчёт не требуется (как измерено)".

Ещё раз повторяем, режим "Пересчёт обертона в основной тон" не работает в случае барабана с двумя пластиками!

2.11. Кнопка "Эталоны" служит для определения ряда желаемой настройки всех барабанов, с заданием ноты (частоты) томов и интервалов между ними (в полутонах). Эталонные частоты и ноты выбранных барабанов отображаются на спектре.

Можно изменять эталонную ноту (частоту) каждого барабана в отдельности, либо ноты (частоты) всех барабанов одновременно с сохранением интервалов между барабанами.

Отображение интервалов в полутонах между условно выбранным «базовым барабаном» и остальными барабанами позволяет легко настроить требуемые интервалы между барабанами. Кроме того, можно изменить отображение интервалов между барабанами, и вместо интервалов относительно базового барабана показывать интервалы между соседними барабанами.

2.12. Кнопка "Загрузить из Wave" служит для открытия звука барабана, сохранённого в файл. Для изучения работы программы рекомендуется использовать для анализа эталонные WAV-файлы со звуками барабанов, например из прилагаемого файла Yoga_Bum_obrazets, а затем переходить к "живому" измерению.

2.13. Опция «Ноту крупно» позволяет отобразить окно, в котором измеренные частоты и ноты, а также эталонные частоты и ноты отображаются крупным шрифтом. Для получения максимального размера шрифта разверните окно "Ноту крупно" на весь экран. Используйте этот режим, чтобы издалека видеть измеренную частоту/ноту .

2.14. Селектор «Окно» позволяет выбирать тип оконной функции для спектрального анализа, рекомендуется выбрать «Гаусс 1/е» или «Гаусс 1/е^3». Второй вариант снижает остроту пика, но одновременно снижает уровень пульсаций вне основного пика.

2.15. Режим «Учет затухания» позволяет в какой-то мере учесть затухание сигнала во времени, но может в некоторых случаях ухудшать точность измерений.

Работа с программой

Системные требования

Для работы программы необходим IBM-совместимый компьютер или ноутбук, оснащённый звуковой картой с микрофонным входом, рассчитанным на подключение динамического или иного типа микрофона, либо оснащённым иным аудиоинтерфейсом, в том числе цифровым, позволяющим направить сигнал микрофона на устройство записи звука в компьютере.

Для работы программы необходима Microsoft Windows версии XP и выше, основное тестирование программы производилось под Windows 7 64-bit и Windows XP SP3 32-bit.

Минимальные системные требования к компьютеру: процессор не ниже 1ГГц, память не менее 1Гб, свободное место на HDD не менее 1мб, рекомендуемое разрешение экрана монитора не менее 1280х1024.

Предполагается, что пользователь программы знаком с основными принципами настройки барабанов, с порядком затяжки винтов при настройке и т.п.

Подключение микрофона и задание порога

Будем считать, что микрофон уже подключен к компьютеру, устройство записи звука в программе выбрано, уровень сигнала микрофона настроен должным образом, не допуская перегрузки.

Далее задаётся порог начала записи сигнала звука барабана для анализа. Настраивайте порог таким образом, чтобы программа чётко реагировала даже на слабый удар по барабану, и происходило обновление записанного сигнала в окне программы.

Если обстановка достаточно шумная, то ставьте порог больше, для исключения ложных захватов звука для анализа, а также бейте в барабан сильнее, соответственно уменьшив уровень сигнала, не допуская перегрузки.

Задание эталонных частот настройки барабанов.

Перед настройкой желательно задать ноты и интервалы для всех барабанов ударной установки, воспользовавшись командой "Эталоны". Эталонные частоты и ноты выбранных барабанов отображаются на спектре, и программа сама распознаёт, какой барабан настраивается, в зависимости от того, к частоте какого барабана ближе всего частота звука исследуемого барабана. При настройке одного конкретного барабана (например 12" тома) можно отключить отображение частот настройки других барабанов на спектре, сняв соответствующие галочки. Это следует делать при большом диапазоне перестройки барабана, либо при его настройке "с нуля", когда программа может ошибочно направлять настройку к ноте барабана другого размера.