Общее понятие звука

История цифрового аудио

дата:
2013/06/08
номер:
13

рубрика:
1 / книги и журналы
метки:
Статья, аудио, обзор,

просмотров: 4110
комментариев: Link

По своей природе звук — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн. После того как стало понятно, что звук представляет собой такие колебания, появилась мысль записать их, повторив форму на твёрдом материале.

Так, в 1877 году Томас Эдисон создал фонограф— прибор для механической записи и воспроизведения звука. А в 1888 году немец Э. Берлинер изобрёл граммофон — началась эра граммофонных пластинок, которые стали первыми массовыми носителями аудиоинформации.

Томас Эдисон и его фонограф

Рис. Изобретатель Томас Эдисон и его звукозаписывающее детище — фонограф

Изучив законы электромагнетизма, человек поставил удачные опыты по преобразованию звуковых колебаний в электромагнитные и сохранению их. Так появилась магнитная лента, получившая широкое распространение в середине ХХ столетия.

Для того чтобы цифровая техника могла хранить, обрабатывать и воспроизводить звук, его преобразовывают в цифровой вид с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), который превращает аналоговый сигнал в последовательность чисел. Это называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКП, или по-англйски PCM).

Происходит это так: АЦП много раз в секунду производит измерение амплитуды аналогового сигнала и выдает результаты в виде чисел. При этом результат измерений не является точным соответствием непрерывного электрического сигнала: это зависит от количества измерений и их точности.

Частота, с которой производятся измерения, называется частотой дискретизации, а точность измерений амплитуды указывает число бит, использующихся для показаний результата измерений. Этот параметр называется разрядностью. Например, если частота дискретизации равна 44,1 кГц, это означает, что сигнал измеряется в течении секунды 44 100 раз.

Для того, чтобы аналоговый сигнал можно было точно восстановить по его отсчётам, частота дискредитации должна быть больше максимальной звуковой частоты в два раза. То есть, если аналоговый сигнал содержит частотные компоненты от 0 Гц до 20 Гц, то частота его дискредитации должна составлять не меньше 40 кГц.

 

Форматы цифрового аудио

 

Разумеется, для того чтобы оцифрованный звук можно было хранить, передавать и преобразовывать, должны существовать определённые стандарты цифрового звука — аудиоформаты. На сегодняшний день существует множество таких форматов, каждый из которых использует свой алгоритм обработки звука. Различаются они и носителями информации.

Наиболее популярными и распространенными на сегодняшний день в сфере домашнего использования являются обычные музыкальные компакт-диски — CD. Также появились относительно новые форматы записи Super Audio Compact Disk (SACD) и DVD-Audio (или просто DVD-A). Кроме того, огромное распространение получили форматы, использующие сжатие цифровых данных.

Самый популярный среди них — MPEG-1/2/2.5 Layer 3 (MP3). Не осталась в стороне от звуковой индустрии и компания Microsoft, разработав свой алгоритм сжатия — WMA, который также активно продвигается на рынке.

Каждый год появляются новые форматы аудио файлов, но ни один плеер на рынке не поддерживает воспроизведение всех форматов.

Фактически, термин MP3-плеер, корректно употреблять только для плееров, поддерживающих формат MP3. Давайте разберемся, что есть что в аудио форматах.

Прежде чем рассмотреть различные форматы аудио файлов (кодеки), рассмотрим некоторые термины.

 

Битрейт

 

Битрейт – это пространство, необходимое 1 секунде музыки. При битрейте 128 кбит/с (килобит в секунду) = 16 кбайт/с (килобайт в секунду), для 5 минут музыки необходимо около 5 мегабайт.

Чем выше битрейт, тем выше качество музыки. Но это при условии, что битрейт исходного формата выше, чем битрейт кодированного формата. При сжатии компакт-диска в MP3 с битрейтом 320 кбит/с, получается звук с лучшим качеством, чем с битрейтом 128 кбит/с, но конвертирование 128 кбит/с в 320 кбит/с не даст повышение качества, а даже может ухудшить его.

Часто битрейт в 128 кбит/с выдают за CD-качество, но в действительности это не так. Если у вас достаточно качественная аппаратура, вы это сразу услышите. Производители любят давать оценку числа песен, входящих на плеер с очень низким битрейтом, а очень многие потребители не знают, что аудио файлы различаются по размеру. Поэтому не стоит доверять числам в рекламе, в реальности на плеер может поместиться гораздо меньше песен из вашей коллекции.

 

Сжатие

 

Несжатое аудио занимает много места. Для уменьшение размера аудио файлов, в форматах, таких как MP3, программы обрезают часть диапазона частот, которые не слышны человеческим ухом.

Различные форматы используют различные методы сжатия аудио, но битрейт по прежнему играет роль показателя качества звука. Частота дискретизации также играет важную роль и число герц показывает на сколько частей в секунду разбит файл. Нижняя граница частоты дискретизации аудио файлов составляет 44.1 кГц (44100 Гц), если она ниже, то этого недостаточно.

 

VBR против CBR

 

Постоянный битрейт (CBR) и переменный битрейт (VBR) – 2 метода получения битрейта. Постоянный битрейт означает, что у вас устанавливается определенный битрейт на весь файл, а при переменном битрейте, его величина меняется на протяжении всего музыкального файла, в зависимости от необходимости.

CBR подобен упаковке чего-то в коробку с большим размером, чем необходимо, а VBR – упаковке в коробку, соответствующую контуру ее содержимого. Люди зачастую используют завышенный битрейт в 320 кбит/с, когда в этом нет необходимости, зачастую достаточно VBR 192 кбит/с. На слух вы вряд ли ощутите какую-то разницу.

 

DRM

 

DRM (Цифровое управление правами) самое страшное изобретение после ядерной бомбы и лучше с ним не сталкиваться. В основном DRM-защиту используют музыкальные магазины для защиты ее от копирования и незаконного использования.

Файлы с DRM не совместимы со всеми плеерами и с ними можно забыть про передачу файлов в режиме MSC/UMS. Музыка с DRM-защитой бывает обычно в форматах WMA или AAC. Короче говоря, использование DRM только создает людям дополнительные проблемы.

Статья взята с сайта softmixer.com

 

Линия

 

Поделиться с друзьями:


 

Линия

 

обложка мини курса

подробнее о курсе »
3ds max за 5 часов

базовый мини-курс


Заполните форму
и получите Бесплатно 3 Гб / 5 часов обучающего видео по работе в 3ds max
прямо сейчас.

стрелка

 

Линия

Добавить комментарий

Вверх