Techniki+nagrywania+ksztaltowania+i+odtwarzania+dzwieku.pdf

Wszechnica Poranna:

Multimedia, grafika i technologie

internetowe

Techniki nagrywania, kształtowania

i odtwarzania dźwięku

Andrzej Majkowski

Człowiek – najlepsza inwestycja

Rodzaj zajęć: Wszechnica Poranna

Tytuł: Techniki nagrywania, kształtowania i odtwarzania dźwięku

Autor: dr inż. Andrzej Majkowski

Redaktor merytoryczny: prof. dr hab. Maciej M Sysło

Zeszyt dydaktyczny opracowany w ramach projektu edukacyjnego Informatyka+

— ponadregionalny program rozwijania kompetencji uczniów szkół ponadgimnazjalnych

w zakresie technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT).

www.informatykaplus.edu.pl

kontakt@informatykaplus.edu.pl

Wydawca: Warszawska Wyższa Szkoła Informatyki

ul. Lewartowskiego 17, 00-169 Warszawa

www.wwsi.edu.pl

rektorat@wwsi.edu.pl

Projekt graficzny: FRYCZ I WICHA

Warszawa 2009

Publikacja nie jest przeznaczona do sprzedaży.

Techniki nagrywania, kształtowania

i odtwarzania dźwięku

Andrzej Majkowski

Politechnika Warszawska

amajk@ee.pw.edu.pl

< 2 >

Informatyka +

Streszczenie

Wykład jest poświęcony różnym metodom przetwarzania sygnałów dźwięko-

wych. Na wstępie przedstawiamy, w jaki sposób człowiek odbiera dźwięki oraz

podstawowe informacje dotyczące sygnałów dźwiękowych, jak również w jaki

sposób oceniamy jakość sygnału dźwiękowego. Następnie przedstawiamy po-

czątki komputerowego przetwarzania sygnałów dźwiękowych – opisujemy hi-

storię rozwoju, budowę i zastosowania komputerowych kart dźwiękowych.

W dalszej części wykładu przedstawiamy urządzenia do rejestracji sygnałów

dźwiękowych, czyli różnego rodzaju mikrofony, zakres zastosowań poszcze-

gólnych typów mikrofonów, jak również ich parametry i charakterystyki. Opi-

sujemy również podstawowe techniki mikrofonowe, czyli w jaki sposób należy

nagrywać dźwięk. Następnie przedstawiamy metody cyfrowego przetwarzania

sygnału dźwiękowego. Opisujemy także studia nagrań dźwiękowych i sprzęt

w nich stosowany: stoły mikserskie, procesory dźwięku, rejestratory dźwięku

itp. W dalszej części opisujemy źródła i nośniki sygnałów fonicznych: analogo-

we – taśma magnetofonowa, płyta winylowa i cyfrowe – taśma magnetofono-

wa, płyta CD, odtwarzacze plików MP3.

W trakcie trwania warsztatów słuchacze będą mogli zapoznać się z budo-

wą mikrofonów: dynamicznego, pojemnościowego elektretowego, obsługą

wzmacniacza mikrofonowego i miksera kanałów oraz obsługą kart dźwięko-

wych. Słuchacze poznają jak powstają proste efekty dźwiękowe, co można uzy-

skać przez zastosowanie filtrów cyfrowych w obróbce dźwięku i jak przeprowa-

dzić montaż sygnału dźwiękowego. Poznają również, jak w prosty sposób prze-

konwertować plik dźwiękowy do formatu MP3.

Spis treści

1. Wprowadzenie

2. Karty dźwiękowe

3. Dźwięk – podstawowe informacje

3.1. Zakres słyszalności

3.2. Ocena jakości dźwięku

4. Rejestracja sygnałów dźwiękowych

4.1. Podział akustyczny mikrofonów

4.2. Podział mikrofonów ze względu na rodzaj przetwornika

4.3. Parametry mikrofonów

4.4. Techniki mikrofonowe

5. System cyfrowego przetwarzania sygnału fonicznego

6. Studio nagrań dźwiękowych

7. Źródło i nośniki sygnałów fonicznych

7.1. Taśma magnetofonowa, zapis analogowy

7.2. Płyta winylowa, zapis analogowy

7.3.Taśma magnetofonowa, zapis cyfrowy

7.4. Płyta CD, zapis cyfrowy

7.5. Odtwarzanie plików mp3

Literatura

> Techniki nagrywania, kształtowania i odtwarzania dźwięku

< 3 >

1 WPROWADZENIE

Technika cyfrowa jest od dawna bardzo szeroko stosowana w przetwarzaniu

sygnałów dźwiękowych. Za sprawą komputerów PC i kart dźwiękowych do nich

dołączanych stała się dostępna dla każdego. Warto poznać podstawowe tech-

niki przetwarzania dźwięku. Na pewno będą one pomocne przy tworzeniu wła-

snych nagrań dźwiękowych, czy też montowaniu własnych filmów.

Zalety cyfrowej techniki przetwarzania dźwięku są nie do przecenienia. Na-

leżą do nich:

■ większa dynamika przenoszonych sygnałów (90dB i więcej),

■ mała wrażliwość sygnału cyfrowego na wpływ takich czynników, jak szum,

zakłócenia, temperatura i starzenie się elementów,

■ scalone układy cyfrowe są małe, niezawodne, stosunkowo tanie i mogą

realizować złożoną obróbkę sygnałów,

■ sygnały cyfrowe mogą być zapisywane i przechowywane na różnych nośnikach,

■ sygnały cyfrowe mogą być wielokrotnie kopiowane, przesyłane,

przechowywane, korygowane lub odczytywane bez pogorszenia ich jakości,

■ niektóre operacje realizowane z użyciem techniki cyfrowej są trudne

lub niemożliwe do wykonania za pomocą techniki analogowej,

■ funkcje lub charakterystyki układów cyfrowych można łatwo zmieniać

w sposób programowy,

■ operacje na sygnałach cyfrowych mogą być wykonywane w czasie

rzeczywistym.

2 KARTY DŹWIĘKOWE

Karty dźwiękowe są centralnym punktem każdego domowego studia nagrań.

Warto więc zapoznać się dokładniej z ich budową i zasadą działania. Umożli-

wi to w pełni wykorzystanie możliwości współczesnych kart dźwiękowych, a są

one niemałe.

Historia komputerów PC i generowanego przez nich dźwięku może nie jest

zbyt długa, lecz z pewnością interesująca. Już w pierwszych komputerach PC

z początku lat 80. XX wieku montowano głośniczki, które przez długie lata były

jedynie namiastką tego, co może dzisiaj dokonać komputer w dziedzinie prze-

twarzania dźwięków. W 1986 roku pojawił się tzw. Speech Thing firmy Covox.

Urządzenie to miało postać wtyczki wkładanej do portu drukarki i stanowiło

jednokanałowy, ośmiobitowy przetwornik cyfrowo-analogowy. Umożliwiało

jednak odtwarzanie cyfrowo zapisanych odgłosów. To dość kosztowne urzą-

dzenie składało się jedynie z kilku oporników i kondensatorów upakowanych

do wtyczki od drukarki. W Polsce zaczęto masową produkcję tzw. Covoxów,

czyli chałupniczych kopii Speech Thing, które szybko stały się bardzo popular-

ne ze względu na niską cenę.

W 1987 roku firma AdLib zaprezentowała swoją kartę muzyczną do kompu-

terów PC. Była to pierwsza karta, która naprawdę zyskała ogromną popular-

ność. Później jej konstrukcję wykorzystano przy projektowaniu słynnego So-

und Blaster. AdLib miała postać niewielkiej karty rozszerzenia ISA. Zastosowa-

no w niej procesor Yamaha YM3812, który korzystał z syntezy dźwięku metodą

modulacji częstotliwości (FM – Frequency Modulation ). Synteza FM polega na

mieszaniu paru fal różnych kształtów, otrzymujemy wówczas charakterystycz-

ny, syntetyczny dźwięk. Syntezator karty AdLib zdolny był do generowania jed-

nocześnie dziewięciu głosów instrumentalnych lub sześciu głosów instrumen-

talnych plus pięciu perkusyjnych (co dawało łącznie 11 głosów). Niestety, na

ogół nie udawało się uzyskać dźwięku wiernie naśladującego jakikolwiek in-

strument muzyczny. Sama synteza FM miała swą premierę na długo przed po-

jawieniem się kart AdLib. Od przeszło dziesięciu lat stosowano ją w branży mu-

zycznej do muzyki elektronicznej (z syntezy FM korzystali m.in. Jean Michel Jar-

re oraz Mike Oldfield).

W 1989 roku firma Creative Music Systems (dziś znana jako Creative Labs)

wyprodukowała kartę Sound Blaster. Karta zawierała syntezator FM, odtwarza-

ła dźwięk mono z rozdzielczością 8 bitów. Sound Blaster można określić jako

wzbogaconą o ośmiobitowy przetwornik cyfrowo-analogowy (c/a) i analogo-

Oczywiście istnieją również pewne ograniczenia cyfrowego przetwarzania sy-

gnałów dźwiękowych. Do podstawowych można zaliczyć:

■ dużą wrażliwość na straty lub zaniki danych,

■ potrzebne jest znacznie szersze pasmo kanału do przesyłania sygnału

cyfrowego niż jego odpowiednika analogowego,

■ pasmo systemu cyfrowego jest ograniczone do połowy częstotliwości próbkowania,

■ systemy cyfrowego przetwarzania sygnałów fonicznych w czasie

rzeczywistym wymagają użycia szybkich układów realizujących operacje

obliczeniowe,

■ jeśli mają być przetwarzane sygnały analogowe, to muszą być stosowane

przetworniki a/c i c/a (dodatkowy koszt, błędy przetwarzania),

■ układy cyfrowe zawsze wymagają zasilania, czyli są układami pobierającymi

określoną moc.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: