Представление и обработка звука

Основные темы параграфа:

■ звуковая карта: основные характеристики;

■ цифровой (WAV) и синтезированный (MIDI) форматы звука.

Звуковая карта: основные характеристики

В § 26 сказано, что для ввода звука в компьютер используется микрофон, а для вывода — акустические колонки или наушники. Для записи звука в компьютер и его вывода (воспроизведения) из компьютера на динамик требуется звуковая карта (аудиоадаптер). Качество компьютерного звука, прежде всего, определяется частотой дискретизации и разрядностью дискретизации, с которыми работает звуковая карта. Первые звуковые карты, использовавшиеся на ПК, работали на частотах 11 кГц, 22 кГц. Высококачественное воспроизведение звука получается на частотах от 44 кГц и выше.

Разрядность дискретизации связана с размером регистра аудиоадаптера. Наименьший размер регистра — 8 разрядов. В таком случае одно измеренное значение займет 1 байт памяти компьютера, а число различных значений будет равно 2⁸ = 256. При 16-разряд- ном регистре каждая величина в памяти займет 2 байта, а число различных значений: 2¹⁶ = 32 768. Существуют устройства с 32- и 64-разрядными регистрами. Чем выше разрядность дискретизации, тем выше точность измерений физической величины, но при этом растет и объем занимаемой памяти.

Цифровой (WAV) и синтезированный (MIDI) форматы звука

Любая звуковая карта может иметь дело с двумя основными форматами компьютерного звука: цифровым (WAV) и синтезированным (MIDI). Способ представления цифрового звука подробно описан в предыдущем разделе.

Другой способ кодирования звука — цифровой интерфейс музыкальных инструментов (Musical Instrument Digital Interface, MIDI). MIDI-файл похож на нотную партитуру, так как в нем указывается:

• какая нота звучит;

• в какое время начинается звучание;

• как долго оно продолжается;

• каким инструментом исполняется звучание.

MIDI-файл — компьютеризированная нотная партитура, используемая для воспроизведения звука. Фактически MIDI-файл — последовательность команд, которыми записаны действия, такие как, например, нажатие клавиши пианино. Поэтому MIDI-файлы по размеру значительно меньше аналогичных цифровых файлов. MIDI- данные по отношению к цифровым данным — это примерно то же самое, что данные векторной графики по отношению к данным растровой графики.

Звуковые карты проигрывают MIDI-файлы, используя встроенный синтезатор. Звучание у этих файлов совершенно особенное: непривычно чистое и в то же время какое-то синтетическое. Большинство инструментов может воспроизводиться на синтезаторе одновременно, создавая впечатление играющего оркестра. Прекрасная оркестровка произведений и чистота звучания доставляют истинное наслаждение любителям электронной музыки. В новой электронной оркестровке великолепно звучат произведения музыкальных классиков: Моцарта, Брамса, Баха и др. Однако MIDI-звук чрезвычайно трудно использовать для воспроизведения разговорной речи.

Создание и редактирование MIDI-данных требуют серьезной профессиональной работы и под силу лишь композиторам или лицам с достаточным музыкальным образованием. Однако проигрывать такие файлы может любой пользователь. Вместе с тем для создания цифрового звука не требуется знания музыкальной теории. Подготовка цифровых аудиофайлов довольно проста и может быть выполнена с помощью программ — редакторов звука. Кроме записи и прослушивания звука эти редакторы позволяют удалять фрагменты аудиозаписи, собирать несколько звуковых файлов в один, смешивать содержимое различных звуковых файлов, применять различные спецэффекты (эхо, нарастание и затухание звука и др.).

Коротко о главном

Качество компьютерного звука определяется частотой дискретизации и разрядностью дискретизации.

Любая звуковая карта может иметь дело с двумя основными форматами компьютерного звука: цифровым и синтезированным. MIDI-файл содержит нотную партитуру для компьютера.

Вопросы и задания

1. Какие элементы звуковой карты отвечают за воспроизведение цифрового и синтезированного звука?

2. Почему 32-разрядная звуковая карта точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 16-разрядная?

3. Какая информация хранится в MIDI-файлах?

ЕК ЦОР: Часть 1, дополнение к главе 5. ЦОР № 1-3.