오디오 샘플링 프로세스를 수행하는 컴퓨터 장치는 무엇입니까? PC 사운드 시스템

1989년 사운드 카드 형태의 PC 사운드 시스템이 등장하면서 정보화의 기술적 수단으로서 PC의 역량이 크게 확장되었다.

PC 사운드 시스템 -다음 기능을 수행하는 소프트웨어 및 하드웨어 세트:

입력된 아날로그 오디오 신호를 디지털 신호로 변환한 후 하드 드라이브에 저장하여 마이크나 테이프 레코더와 같은 외부 소스에서 나오는 오디오 신호를 녹음하는 단계;

외부 스피커 시스템이나 헤드폰(헤드폰)을 사용하여 녹음된 오디오 데이터를 재생합니다.

오디오 CD 재생;

여러 소스의 신호를 녹음하거나 재생할 때 믹싱(mixing);

오디오 신호 동시 녹음 및 재생(모드 가득한 듀플렉스);

오디오 신호 처리: 신호 조각 편집, 결합 또는 분리, 필터링, 레벨 변경

체적(3차원) 알고리즘에 따른 오디오 신호 처리 3 디- 소리) 소리;

신디사이저를 사용하여 악기 소리, 인간의 말 및 기타 소리를 생성합니다.

특수 MIDI 인터페이스를 통해 외부 전자 악기를 제어할 수 있습니다.

PC 사운드 시스템은 마더보드 슬롯에 설치되거나 마더보드 또는 다른 PC 하위 시스템의 확장 카드에 통합된 사운드 카드로 구조적으로 표현됩니다. 사운드 시스템의 별도 기능 모듈은 사운드 카드의 해당 커넥터에 설치된 도터 보드 형태로 구현될 수 있습니다.

그림과 같은 클래식 사운드 시스템. 5.1에는 다음이 포함됩니다.

녹음 및 재생 모듈;

    신디사이저 모듈;

    인터페이스 모듈;

    믹서 모듈;

    사운드 시스템.

처음 4개의 모듈은 일반적으로 사운드 카드에 설치됩니다. 게다가 신디사이저 모듈이나 디지털 오디오 녹음/재생 모듈이 없는 사운드 카드도 있습니다. 각 모듈은 별도의 마이크로 회로 형태로 만들거나 다기능 마이크로 회로의 일부로 만들 수 있습니다. 따라서 사운드 시스템 칩셋에는 여러 개 또는 하나의 칩이 포함될 수 있습니다.

PC 사운드 시스템 디자인은 상당한 변화를 겪고 있습니다. 오디오 처리를 위해 칩셋이 설치된 마더보드가 있습니다.

그러나 현대 사운드 시스템 모듈의 목적과 기능은 (설계와 상관없이) 변하지 않습니다. 사운드 카드의 기능 모듈을 고려할 때 "PC 사운드 시스템" 또는 "사운드 카드"라는 용어를 사용하는 것이 일반적입니다.

2. 녹음 및 재생 모듈

오디오 시스템 녹음 및 재생 모듈은 오디오 데이터의 소프트웨어 전송 또는 DMA 채널을 통한 전송 모드에서 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 변환을 수행합니다. (직접 메모리 입장 - 직접 메모리 액세스 채널).

알려진 바와 같이 소리는 공기나 다른 매체에서 자유롭게 전파되는 종파이므로 소리 신호는 시간과 공간에 따라 지속적으로 변합니다.

녹음이란 녹음 당시의 음압 변동에 대한 정보를 저장하는 것입니다. 현재 소리 정보를 기록하고 전송하는 데는 아날로그 및 디지털 신호가 사용됩니다. 즉, 오디오 신호는 아날로그 또는 디지털 형식일 수 있습니다.

소리를 녹음할 때 시간 연속 소리 신호를 시간 연속 전기 신호로 변환하는 마이크를 사용하면 소리 신호가 아날로그 형식으로 얻어집니다. 음파의 진폭이 소리의 크기를 결정하고, 주파수가 소리의 높이를 결정하므로, 소리에 대한 신뢰성 있는 정보를 유지하려면 전기 신호의 전압이 음압에 비례해야 하며, 그 주파수는 음압 진동의 주파수와 일치해야 합니다.

대부분의 경우 사운드 신호는 아날로그 형식으로 PC 사운드 카드 입력에 공급됩니다. PC는 디지털 신호로만 작동하기 때문에 아날로그 신호를 디지털로 변환해야 합니다. 동시에 PC 사운드 카드의 출력부에 설치된 스피커 시스템은 아날로그 전기 신호만 인식하므로 PC를 사용하여 신호를 처리한 후 디지털 신호를 아날로그로 역변환해야 합니다.

아날로그에서 디지털로의 변환아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 것이며 샘플링, 양자화 및 인코딩의 주요 단계로 구성됩니다. 오디오 신호의 아날로그-디지털 변환 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 5.2.

아날로그 이전 오디오 신호는 신호의 주파수 대역을 제한하는 아날로그 필터로 공급됩니다.

신호 샘플링은 주어진 주기를 갖는 아날로그 신호의 샘플링 샘플로 구성되며 샘플링 주파수에 의해 결정됩니다. 또한 샘플링 주파수는 원본 오디오 신호의 가장 높은 고조파(주파수 구성 요소) 주파수의 두 배 이상이어야 합니다. 인간은 20Hz에서 20kHz 사이의 주파수 범위의 소리를 들을 수 있으므로 원본 오디오 신호의 최대 샘플링 주파수는 최소 40kHz여야 합니다. 즉, 샘플을 초당 40,000회 채취해야 합니다. 이로 인해 대부분의 최신 PC 오디오 시스템의 최대 오디오 샘플링 속도는 44.1 또는 48kHz입니다.

진폭 양자화는 이산 시간 신호의 순간 진폭 값을 측정하여 이산 시간과 진폭으로 변환하는 것입니다. 그림에서. 그림 5.3은 순시 진폭 값을 3비트 숫자로 인코딩하여 아날로그 신호 레벨별로 양자화하는 과정을 보여줍니다.

코딩에는 양자화된 신호를 디지털 코드로 변환하는 작업이 포함됩니다. 이 경우 양자화 중 측정 정확도는 코드워드의 비트 수에 따라 달라집니다. 진폭 값을 이진수로 쓰고 코드워드 길이를 지정한 경우 N비트, 코드 단어의 가능한 값 수는 다음과 같습니다. 2 N . 샘플 진폭의 양자화 레벨 수는 동일할 수 있습니다. 예를 들어, 샘플 진폭 값이 16비트 코드 워드로 표현되면 최대 진폭 그라데이션 수(양자화 수준)는 8비트 표현의 경우 각각 2 8 = 256 진폭을 얻습니다. 순서.

아날로그에서 디지털로의 변환은 특수 전자 장치에 의해 수행됩니다. 아날로그-디지털 변환통신(ADC), 이산 신호 샘플이 일련의 숫자로 변환됩니다. 결과적인 디지털 데이터 스트림, 즉 신호에는 유용하고 원치 않는 고주파 간섭이 모두 포함되어 수신된 디지털 데이터가 디지털 필터를 통과하도록 필터링합니다.

디지털에서 아날로그로의 변환일반적으로 그림과 같이 두 단계로 진행됩니다. 5.4. 첫 번째 단계에서는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 사용하여 디지털 데이터 스트림에서 신호 샘플을 추출한 후 샘플링 주파수를 따릅니다. 두 번째 단계에서는 이산 신호 스펙트럼의 주기적인 성분을 억제하는 저주파 필터를 사용한 평활화(보간)를 통해 이산 샘플로부터 연속 아날로그 신호가 형성됩니다.

오디오 신호를 디지털 형식으로 녹음하고 저장하려면 많은 양의 디스크 공간이 필요합니다. 예를 들어, 16비트 양자화를 통해 44.1kHz의 샘플링 속도로 디지털화된 60초 스테레오 오디오 신호에는 하드 드라이브에 약 10MB의 저장 공간이 필요합니다.

주어진 품질로 오디오 신호를 표현하는 데 필요한 디지털 데이터의 양을 줄이기 위해 압축이 사용됩니다. 이는 샘플 수 및 양자화 수준 또는 비트 수를 줄이는 것으로 구성됩니다. 나 한 번에 정리하기.

특수 인코딩 장치를 사용하여 오디오 데이터를 인코딩하는 이러한 방법을 사용하면 정보 흐름의 양을 원본의 거의 20%로 줄일 수 있습니다. 오디오 정보를 녹음할 때 인코딩 방법 선택은 압축 프로그램 세트(사운드 카드 소프트웨어와 함께 제공되거나 운영 체제에 포함된 코덱(인코딩-디코딩))에 따라 다릅니다.

아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 신호 변환 기능을 수행하는 디지털 오디오 녹음 및 재생 모듈에는 일반적으로 코덱이라고도 하는 단일 칩에 통합되는 ADC, DAC 및 제어 장치가 포함되어 있습니다. 이 모듈의 주요 특징은 샘플링 주파수입니다. ADC 및 DAC의 유형 및 용량; 오디오 데이터 인코딩 방법; 에서 일할 가능성 가득한 듀플렉스.

샘플링 속도는 녹음되거나 재생되는 신호의 최대 주파수를 결정합니다. 사람의 음성을 녹음하고 재생하려면 6~8kHz이면 충분합니다. 낮은 품질의 음악 - 20 - 25kHz; 고품질 사운드(오디오 CD)를 보장하려면 샘플링 주파수가 44kHz 이상이어야 합니다. 거의 모든 사운드 카드는 44.1 또는 48kHz의 샘플링 속도로 스테레오 오디오 녹음 및 재생을 지원합니다.

ADC 및 DAC의 비트 깊이에 따라 디지털 신호(8, 16 또는 18비트)의 비트 깊이가 결정됩니다. 대다수의 사운드 카드에는 16비트 ADC 및 DAC가 장착되어 있습니다. 이러한 사운드 카드는 이론적으로 스튜디오 품질의 사운드를 제공하는 Hi-Fi로 분류될 수 있습니다. 일부 사운드 카드에는 20비트, 심지어 24비트 ADC 및 DAC가 장착되어 있어 사운드 녹음/재생 품질이 크게 향상됩니다.

가득한 듀플렉스 (전이중) - 사운드 시스템이 오디오 데이터를 동시에 수신(녹음)하고 전송(재생)할 수 있는 채널을 통한 데이터 전송 모드입니다. 그러나 집중적인 데이터 교환 중에는 높은 음질을 제공하지 않기 때문에 모든 사운드 카드가 이 모드를 완벽하게 지원하는 것은 아닙니다. 이러한 카드는 예를 들어 높은 음질이 필요하지 않은 원격 회의 중에 인터넷에서 음성 데이터를 작업하는 데 사용할 수 있습니다.

표적.소리정보의 변환과정을 이해하고, 소리정보의 양을 계산하는데 필요한 개념을 숙지한다. 주제에 관한 문제를 해결하는 방법을 배웁니다.

목표 동기 부여.통합 상태 시험 준비.

강의 계획

1. 교사의 의견과 함께 주제에 대한 프레젠테이션을 봅니다.부록 1

프리젠테이션 자료: 오디오 정보 코딩.

90년대 초반부터 개인용 컴퓨터는 오디오 정보를 처리할 수 있게 되었습니다. 사운드 카드, 마이크, 스피커가 있는 모든 컴퓨터는 오디오 정보를 녹음, 저장 및 재생할 수 있습니다.

컴퓨터 메모리에서 음파를 이진 코드로 변환하는 과정:

컴퓨터 메모리에 저장된 오디오 정보를 재생하는 과정:

소리지속적으로 변화하는 진폭과 주파수를 갖는 음파입니다. 진폭이 클수록 사람에게 더 큰 소리가 들립니다. 신호의 주파수가 높을수록 톤도 높아집니다. 이제 컴퓨터 소프트웨어를 사용하면 연속 오디오 신호를 이진 형식으로 표시할 수 있는 일련의 전기 펄스로 변환할 수 있습니다. 연속적인 오디오 신호를 인코딩하는 과정에서 시간 샘플링 . 연속 음파는 별도의 작은 임시 섹션으로 나뉘며 각 섹션에 대해 특정 진폭 값이 설정됩니다.

따라서 시간에 대한 신호 진폭의 지속적인 의존성은 에)이산적인 볼륨 레벨 시퀀스로 대체됩니다. 그래프에서 이것은 부드러운 곡선을 일련의 "단계"로 바꾸는 것처럼 보입니다. 각 "단계"에는 사운드 볼륨 레벨 값, 해당 코드(1, 2, 3 등)가 할당됩니다.

더 나아가). 사운드 볼륨 레벨은 가능한 상태의 집합으로 간주될 수 있습니다. 따라서 인코딩 프로세스 중에 더 많은 볼륨 레벨이 할당될수록 각 레벨의 값이 더 많은 정보를 전달하고 사운드가 더 좋아집니다.

오디오 어댑터 (사운드카드(Sound Card)는 컴퓨터에 연결되어 소리를 입력할 때 오디오 주파수의 전기적 진동을 숫자 이진 코드로 변환하고, 소리를 재생할 때 역변환(숫자 코드를 전기 진동으로)하도록 설계된 특수 장치입니다.

사운드를 녹음하는 과정에서 오디오 어댑터는 일정 기간 동안 전류의 진폭을 측정하고 결과 값의 바이너리 코드를 레지스터에 입력합니다. 그런 다음 레지스터의 결과 코드가 컴퓨터의 RAM에 다시 기록됩니다. 컴퓨터 사운드의 품질은 오디오 어댑터의 특성에 따라 결정됩니다.

  • 샘플링 주파수
  • 비트 깊이(사운드 깊이).

시간 샘플링 속도

1초 동안 입력 신호를 측정한 횟수입니다. 주파수는 헤르츠(Hz) 단위로 측정됩니다. 초당 1회의 측정은 1Hz의 주파수에 해당합니다. 1초에 1000회 측정 – 1kHz. 오디오 어댑터의 일반적인 샘플링 속도:

11kHz, 22kHz, 44.1kHz 등

레지스터 폭(사운드 깊이)은 가능한 사운드 레벨 수를 지정하는 오디오 어댑터 레지스터의 비트 수입니다.

비트 심도는 입력 신호 측정의 정확도를 결정합니다. 비트 심도가 클수록 전기 신호 값을 숫자로 변환하고 다시 변환할 때마다 발생하는 오류가 작아집니다. 비트 심도가 8(16)이면 입력 신호를 측정할 때 2 8 = 256(2 16 = 65536)의 서로 다른 값을 얻을 수 있습니다. 분명히 16비트 오디오 어댑터는 8비트 오디오 어댑터보다 사운드를 더 정확하게 인코딩하고 재생합니다. 최신 사운드 카드는 16비트 오디오 인코딩 깊이를 제공합니다. 다양한 신호 레벨(특정 인코딩의 상태) 수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

N = 2 I = 2 16 = 65536, 여기서 I는 사운드 깊이입니다.

따라서 최신 사운드 카드는 65536 신호 레벨의 인코딩을 제공할 수 있습니다. 각 오디오 신호 진폭 값에는 16비트 코드가 할당됩니다. 연속 오디오 신호를 이진 코딩하면 일련의 개별 신호 레벨로 대체됩니다. 인코딩 품질은 단위 시간당 신호 레벨 측정 횟수에 따라 달라집니다. 샘플링 속도. 1초에 더 많은 측정이 수행될수록(샘플링 빈도가 높을수록 이진 코딩 절차가 더 정확해집니다.)

사운드 파일 -오디오 정보를 숫자 바이너리 형식으로 저장하는 파일입니다.

2. 정보 측정 단위를 반복하십시오.

1바이트 = 8비트

1KB = 2 10바이트 = 1024바이트

1MB = 2 10KB = 1024KB

1GB = 2 10MB = 1024MB

1TB = 2 10GB = 1024GB

1PB = 2 10TB = 1024TB

3. 프레젠테이션이나 교과서를 시청하여 배운 내용을 강화합니다.

4. 문제 해결

프레젠테이션에서 솔루션을 보여주는 교과서.

작업 1.높은 음질(16비트, 48kHz)의 사운드 지속 시간이 1초인 스테레오 오디오 파일의 정보 볼륨을 결정합니다.

작업(독립적으로).프레젠테이션에서 솔루션을 보여주는 교과서.
샘플링 주파수 22.05kHz, 해상도 8비트에서 사운드 지속 시간이 10초인 디지털 오디오 파일의 정보 볼륨을 결정합니다.

5. 통합. 다음 수업에서는 집에서 독립적으로 문제를 해결합니다.

샘플링 주파수 44.1kHz, 해상도 16비트에서 재생 시간이 2분인 디지털 오디오 파일을 저장할 메모리 양을 결정합니다.

사용자의 메모리 용량은 2.6MB입니다. 1분 길이의 디지털 오디오 파일을 녹음해야 합니다. 샘플링 주파수와 비트 심도는 어떻게 되어야 합니까?

디스크의 여유 메모리 양은 5.25MB이고 사운드 카드의 비트 심도는 16입니다. 샘플링 주파수 22.05kHz로 녹음된 디지털 오디오 파일의 사운드 지속 시간은 얼마입니까?

1분 동안 디지털 오디오 파일을 녹음하면 1.3MB의 디스크 공간을 차지하고 사운드 카드의 비트 용량은 8입니다. 사운드는 어떤 샘플링 속도로 녹음됩니까?

재생 시간이 3분인 고품질 디지털 오디오 파일을 저장하려면 얼마나 많은 메모리가 필요합니까?

디지털 오디오 파일에 저품질 오디오 녹음이 포함되어 있습니다(소리가 어둡고 약합니다). 파일 크기가 650KB인 경우 파일의 지속 시간은 얼마나 됩니까?

2분 동안 디지털 오디오 파일을 녹음하면 5.05MB의 디스크 공간을 차지합니다. 샘플링 주파수 - 22,050Hz. 오디오 어댑터의 비트 심도는 얼마입니까?

디스크의 여유 메모리 양은 0.1GB이고 사운드 카드의 비트 심도는 16입니다. 샘플링 주파수 44,100Hz로 녹음된 디지털 오디오 파일의 사운드 지속 시간은 얼마입니까?

답변

92번. 124.8초.

93. 22.05kHz.

94번. 샘플링 주파수 44.1kHz와 오디오 어댑터 비트 깊이 16으로 높은 음질을 구현합니다. 필요한 메모리 크기는 15.1MB입니다.

번호 95. 다음 매개 변수는 우울하고 조용한 사운드에 일반적입니다. 샘플링 주파수 - 11kHz, 오디오 어댑터 비트 심도 - 8. 사운드 지속 시간은 60.5초입니다.

96번. 16비트.

97번. 20.3분.

문학

1. 교과서: 컴퓨터 과학, 문제집 워크숍, 1권, 편집자: I.G., E.K. 헤너)

2. 교육학적 아이디어의 축제 “오픈 레슨” 사운드. 오디오 정보의 바이너리 코딩. Supryagina Elena Aleksandrovna, 컴퓨터 과학 교사.

3. N. Ugrinovich. 컴퓨터 과학 및 정보 기술. 10-11학년. 모스크바. 이항식. 지식연구실 2003.

사운드 장치는 모든 개인용 컴퓨터의 필수적인 부분이 되어가고 있습니다. 경쟁을 통해 보편적이고 널리 지원되는 오디오 소프트웨어 및 하드웨어 표준이 개발되었습니다. 오디오 장치는 값비싸고 이국적인 추가 기능에서 거의 모든 시스템 구성의 친숙한 부분으로 발전했습니다.

최신 컴퓨터에서 사운드에 대한 하드웨어 지원은 다음 형식 중 하나로 구현됩니다.

  • PCI 또는 ISA 버스 커넥터에 배치된 오디오 어댑터;
  • Crystal, Analog Devices, Sigmatel, ESS 등에서 제조된 시스템 보드의 미세 회로;
  • 저가형 컴퓨터용으로 설계된 Intel, SiS 및 VIA Technologies의 최첨단 칩셋을 포함하는 마더보드의 기본 칩셋에 통합된 오디오 장치입니다.

기본 오디오 장치 외에도 스피커 시스템, 마이크 등 다양한 추가 오디오 장치가 있습니다. 이 장에서는 컴퓨터 오디오 시스템의 모든 구성 요소의 기능과 작동 특징에 대해 설명합니다.

최초의 사운드 카드는 1980년대 후반에 등장했습니다. AdLib, Roland 및 Creative Labs의 개발을 기반으로 하며 게임에만 사용되었습니다. 1989년 Creative Labs는 Game Blaster 스테레오 사운드 카드를 출시했습니다. 나중에 Sound Blaster Pro 보드가 나타났습니다.

보드의 안정적인 작동을 위해서는 특정 소프트웨어(MS DOS, Windows)와 하드웨어 리소스(IRQ, DMA 및 I/O 포트 주소)가 필요합니다.

Sound Blaster Pro 시스템과 호환되지 않는 사운드 카드를 사용할 때 발생하는 문제로 인해 1995년 12월 Microsoft에서 직접 상호 작용을 위한 일련의 프로그래밍 가능한 응용 프로그램 인터페이스(응용 프로그램 인터페이스 - API)인 DirectX라는 새로운 개발이 등장했습니다. 하드웨어 장치로.

오늘날 거의 모든 컴퓨터에는 한 가지 유형의 사운드 어댑터와 CD-ROM 또는

CD-ROM 호환 드라이브. 컴퓨터 분류를 결정하는 MPC-1-MRS-3 표준이 채택된 이후 사운드 카드와 CD-ROM 호환 드라이브가 장착된 시스템을 멀티미디어 컴퓨터(멀티미디어 PC)라고 불렀습니다. 최초의 MRS-1 표준은 1990년에 도입되었습니다. 1995년 6월에 이를 대체한 MPC-3 표준은 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 다음과 같은 최소 요구 사항을 정의했습니다.

  • 프로세서 - 펜티엄, 75MHz;
  • RAM - 8MB;
  • 하드 드라이브 - 540MB;
  • CD-ROM 드라이브 - 4단(4x);
  • VGA 해상도 - 640 x 480;
  • 색 심도 - 65,536색(16비트 색상)
  • 최소 운영 체제 - Windows 3.1.

다음을 포함하는 1996년 이후에 제작된 모든 컴퓨터

사운드 어댑터와 CD-ROM 호환 드라이브는 MPC-3 표준의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.

현재 컴퓨터가 멀티미디어 클래스에 속하는 기준은 이 분야의 기술 발전으로 인해 다소 변경되었습니다.

  • 프로세서 - Pentium III, Celeron, Athlon, Duron 또는 기타 Pentium급 프로세서, 600MHz;
  • RAM - 64MB;
  • 하드 드라이브 - 3.2GB;
  • 플로피 디스크 - 1.44MB(3.5인치 고밀도 디스크);
  • CD-ROM 드라이브 - 24단(24x);
  • 오디오 샘플링 주파수 - 16비트;
  • VGA 해상도 - 1024 x 768;
  • 색 심도 - 1,680만 색상(24비트 색상)
  • 입력/출력 장치 - 병렬, 직렬, MIDI, 게임 포트;
  • 최소 운영 체제는 Windows 98 또는 Windows Me입니다.

스피커나 헤드폰은 기술적으로 MPC 사양이나 위 목록의 일부는 아니지만 사운드 재생을 위해서는 필요합니다. 또한 오디오를 녹음하거나 컴퓨터와 대화하는 데 사용되는 음성 정보를 입력하려면 마이크가 필요합니다. 사운드 어댑터가 장착된 시스템에는 일반적으로 저렴한 패시브 또는 액티브 스피커도 포함되어 있습니다(재생된 사운드에 필요한 품질과 주파수 특성을 제공하는 헤드폰으로 교체 가능).

스피커와 마이크가 장착된 멀티미디어 컴퓨터는 다음과 같은 다양한 기능을 제공합니다.

  • 엔터테인먼트(게임) 프로그램에 스테레오 사운드를 추가하는 것;
  • (어린 아이들을 위한) 교육 프로그램의 효과성을 높입니다.
  • 데모 및 튜토리얼에 음향 효과 추가;
  • MIDI 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하여 음악 만들기;
  • 파일에 오디오 설명 추가;
  • 오디오 네트워크 회의 구현;
  • 운영 체제 이벤트에 음향 효과를 추가합니다.
  • 텍스트의 오디오 재생;
  • 오디오 CD 재생;
  • .mp3 형식의 파일 재생;
  • 비디오 클립 재생;
  • DVD 영화 재생;
  • 음성 제어 지원.

오디오 시스템 구성 요소.오디오 시스템을 선택할 때 해당 구성 요소의 매개변수를 고려해야 합니다.

사운드 카드 커넥터.대부분의 사운드 카드에는 카드에서 스피커, 헤드폰 및 스테레오 입력으로 신호를 보내는 동일한 소형(1/8") 커넥터가 있습니다. 유사한 커넥터는 마이크, CD 플레이어 및 테이프 레코더를 연결합니다. 그림 5.4는 4가지 유형의 커넥터를 보여줍니다. 는 최소한 사운드 카드에 설치되어야 합니다. 각 커넥터 유형의 색상 지정은 PC99 설계 가이드에 정의되어 있으며 사운드 어댑터에 따라 다릅니다.

쌀. 5.4.

가장 일반적인 커넥터를 나열합니다.

  • 보드의 선형 출력. 이 커넥터의 신호는 외부 장치(스피커 시스템, 헤드폰 또는 스테레오 증폭기 입력)에 공급되어 신호가 필요한 수준으로 증폭됩니다.
  • 보드의 선형 입력. 외부 오디오 시스템의 오디오를 하드 드라이브에 믹싱하거나 녹음할 때 사용됩니다.
  • 스피커 시스템 및 헤드폰용 커넥터. 모든 보드에 존재하는 것은 아닙니다. 스피커에 대한 신호는 스테레오 증폭기의 입력과 동일한 커넥터(라인 출력)에서 공급됩니다.
  • 마이크 입력 또는 모노 입력. 마이크를 연결하는데 사용됩니다. 마이크 녹음은 모노포닉입니다. 입력 신호 레벨은 일정하게 유지되며 변환에 최적입니다. 녹음의 경우 600Ω ~ 10kΩ의 부하 임피던스용으로 설계된 전기 역학 또는 콘덴서 마이크를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 일부 저렴한 사운드 카드는 마이크를 라인 입력에 연결합니다.
  • 조이스틱 커넥터(MIDI 포트). 15핀 D형 커넥터입니다. 두 개의 핀을 사용하여 키보드 신디사이저와 같은 MIDI 장치를 제어할 수 있습니다. 이 경우에는 Y자형 케이블을 구입해야 합니다.
  • 미디 커넥터. 조이스틱 포트에는 MIDI 장치를 연결하는 데 사용되는 2개의 원형 5핀 DIN 커넥터와 조이스틱 커넥터가 포함되어 있습니다.
  • 내부 접촉 커넥터 - 내부 CD-ROM 드라이브에 연결하기 위한 특수 커넥터입니다. 사운드 카드에 연결된 스피커를 통해 CD의 오디오를 재생할 수 있습니다. 이 커넥터는 데이터를 컴퓨터 버스로 전송하지 않는다는 점에서 CD-ROM 컨트롤러를 사운드 카드에 연결하는 커넥터와 다릅니다.

추가 커넥터.대부분의 최신 사운드 어댑터는 DVD 재생, 오디오 처리 등을 지원하므로 몇 가지 추가 커넥터가 있으며 그 기능은 아래에 나열되어 있습니다.

  • MIDI 입력 및 출력. 게임 포트와 결합되지 않은 이 커넥터를 사용하면 조이스틱과 외부 MIDI 장치를 동시에 사용할 수 있습니다.
  • SPDIF 입력 및 출력(Sony/Philips 디지털 인터페이스 - SP/DIF). 커넥터는 아날로그로 변환하지 않고 장치 간에 디지털 오디오 신호를 전송하는 데 사용됩니다. SPDIF 인터페이스는 Dolby Digital이라고도 합니다.
  • CD SPDIF. 커넥터는 SPDIF 인터페이스를 사용하여 CD-ROM 드라이브를 사운드 카드에 연결하도록 설계되었습니다.
  • TAD 입력. 전화 응답 장치를 지원하는 모뎀을 사운드 카드에 연결하기 위한 커넥터.
  • 디지털 출력 DIN. 커넥터는 다중 채널 디지털 스피커 시스템을 연결하도록 설계되었습니다.
  • 아이치 입구. TV 튜너와 같은 다른 신호 소스에서 사운드 카드에 대한 연결을 제공합니다.
  • I2S 입력. DVD와 같은 외부 소스의 디지털 출력을 사운드 카드에 연결할 수 있습니다.

추가 커넥터는 일반적으로 사운드 카드에 직접 위치하거나 외부 장치 또는 보조 카드에 연결됩니다. 예를 들어 Sound Blaster Live! Platinum 5.1은 두 부분으로 구성된 장치입니다. 사운드 어댑터 자체는 PCI 커넥터를 통해 연결되며, 추가 커넥터는 사용하지 않는 드라이브 베이에 설치된 외부 LiveDrive IR 스위칭 장치에 연결됩니다.

볼륨 조절. 안에일부 사운드 카드는 수동 볼륨 제어 기능을 제공합니다. 더 복잡한 보드에서는 Windows 또는 모든 응용 프로그램에서 게임 중에 직접 키 조합을 사용하여 프로그래밍 방식으로 볼륨 제어가 수행됩니다.

신디사이저.현재 생산되는 모든 보드는 스테레오이며 MIDI 표준을 지원합니다.

스테레오 사운드 카드는 서로 다른 두 소스의 여러 신호를 동시에 재생(및 녹음)합니다. 어댑터에 제공되는 신호가 많을수록 사운드가 더 자연스러워집니다. 보드에 있는 각 신디사이저 칩(주로 Yamaha에서 제공)을 사용하면 11개(YM3812 또는 OPL2 칩) 이상의 신호를 수신할 수 있습니다. 20개 이상의 신호(YMF262 또는 OPL3 칩)를 시뮬레이션하기 위해 하나 또는 두 개의 주파수 합성기 칩이 설치됩니다.

주파수 변조 칩으로 생성된 합성 사운드 대신 웨이브테이블 사운드 카드는 실제 악기와 사운드 효과를 디지털 방식으로 녹음합니다. 예를 들어, 이러한 오디오 어댑터가 트럼펫 소리를 재생할 때 트럼펫 소리는 모방이 아닌 직접 들리게 됩니다. 이 기능을 지원하는 최초의 사운드 카드에는 어댑터의 메모리 칩에 최대 1MB의 사운드 조각이 저장되어 있었습니다. 그러나 고속 PCI 버스의 출현과 컴퓨터 RAM의 증가로 인해 대부분의 사운드 카드는 이제 다양한 악기의 짧은 사운드 조각 2~8MB를 로드할 수 있는 소위 프로그래밍 가능한 웨이브테이블 방법을 사용합니다. 컴퓨터의 RAM.

최신 컴퓨터 게임에서는 MIDI 오디오를 거의 사용하지 않지만, 그럼에도 불구하고 DirectX 8 사운드 카드의 변경으로 인해 이 카드는 게임 사운드트랙에 적합한 옵션이 되었습니다.

데이터 압축. 안에대부분의 보드에서 음질은 샘플링 속도에서 CD의 음질과 일치합니다.

44.1kHz, 일반 음성까지 녹음할 때 소리 1분당 약 11MB의 디스크 공간이 소모됩니다. 오디오 파일의 크기를 줄이기 위해 많은 보드에서는 데이터 압축을 사용합니다. 예를 들어, Sound Blaster ASP 16 보드는 2:1, 3:1 또는 4:1의 압축 비율로 실시간(녹음 중에 직접)으로 오디오를 압축합니다.

오디오 신호를 저장하려면 많은 양의 디스크 공간이 필요하므로 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 방법을 사용하여 압축하여 파일 크기를 약 50% 줄입니다. 그러나 음질이 저하됩니다.

다기능 신호 프로세서.많은 사운드 카드는 디지털 신호 프로세서(DSP)를 사용합니다. 덕분에 보드는 더욱 "지능화"되었고 컴퓨터의 중앙 프로세서가 잡음으로부터 신호를 제거하고 데이터를 실시간으로 압축하는 등 시간이 많이 걸리는 작업을 수행할 필요가 없게 되었습니다.

프로세서는 많은 범용 사운드 카드에 설치됩니다. 예를 들어 Sound Blaster Live!의 EMU10K1 프로그래밍 가능 디지털 신호 프로세서는 데이터를 압축하고, 텍스트를 음성으로 변환하고, 소위 3차원 사운드를 합성하여 사운드 반사 및 합창 반주의 효과를 만듭니다. 이러한 프로세서를 사용하면 사운드 카드가 다기능 장치로 변합니다. 예를 들어 IBM의 WindSurfer 통신 보드에서 디지털 프로세서는 모뎀, 팩스, 디지털 자동 응답기 등의 기능을 합니다.

사운드 카드 드라이버.대부분의 보드에는 DOS 및 Windows 응용프로그램용 범용 드라이버가 함께 제공됩니다. Windows 9x 및 Windows NT 운영 체제에는 이미 널리 사용되는 사운드 카드용 드라이버가 있습니다. 다른 보드용 드라이버는 별도로 구매하실 수 있습니다.

DOS 응용 프로그램에는 일반적으로 다양한 드라이버가 없지만 컴퓨터 게임은 Sound Blaster Pro 어댑터를 지원합니다.

최근에는 오디오 장치에 대한 요구 사항이 크게 증가하여 하드웨어 성능도 증가했습니다. 최신 통합 멀티미디어 하드웨어는 다음과 같은 특징을 지닌 완벽한 멀티미디어 시스템으로 완전히 간주될 수 없습니다.

  • 컴퓨터 게임의 사실적인 서라운드 사운드;
  • DVD 영화의 고품질 사운드;
  • 음성 인식 및 음성 제어;
  • MIDI, MP3, WAV 및 CD-오디오 형식의 오디오 파일을 생성하고 녹음합니다.

위의 특성을 달성하는 데 필요한 추가 하드웨어 및 소프트웨어 요구 사항이 표에 나와 있습니다. 5.3.

표 5.3.사운드 어댑터의 추가 기능 및 속성

목적

필수의

가능성

추가 하드웨어

추가 소프트웨어

게임 포트; 입체음향; 오디오 가속

게임 컨트롤러; 후면 스피커

DVD 영화

돌비 5.1 디코딩

Dolby 5.1과 호환되는 오디오 어댑터가 있는 스피커

MPEG 파일 디코딩 프로그램

소프트웨어 호환 오디오 어댑터

마이크로폰

텍스트를 받아쓰게 해주는 소프트웨어

MIDI 파일 만들기

MIDI 입력이 있는 오디오 어댑터

미디 호환

뮤지컬

건반

MIDI 파일 생성 프로그램

MP3 파일 만들기

사운드 파일을 디지털화하는 중

CD-R 또는 CD-RW 드라이브

MP3 파일을 생성하는 프로그램

WAV 파일 생성

마이크로폰

녹음 프로그램

CDAudio 파일 만들기

외부 오디오 소스

WAV 또는 MP3를 CD-오디오 변환기로

사운드 카드의 최소 요구 사항.

이전 Sound Blaster Pro ISA 오디오 어댑터를 PCI 사운드 카드로 교체하면 시스템 성능이 크게 향상되었지만 특히 다음과 같은 사운드 카드의 모든 기능을 사용하는 것이 좋습니다.

  • 칩셋에 3D 오디오 지원이 구현되었습니다. "3D 사운드"라는 표현은 화면에서 발생하는 소리가 사용자의 뒤나 옆에서 더 멀리 또는 더 가까이 들리는 것을 의미합니다. Microsoft DirectX 8.0 인터페이스에는 3D 오디오 지원이 포함되어 있지만 이를 위해서는 하드웨어에 3D 오디오 지원이 내장된 오디오 어댑터를 사용하는 것이 더 좋습니다.
  • Creative의 EAX, Sensaura의 3D Positional Audio 및 Aureal의 현재는 존재하지 않는 A3D 기술과 같은 다른 3D 오디오 API와 함께 DirectX 8.0을 사용합니다.
  • ZO-음속 가속. 이 기능을 지원하는 칩셋이 포함된 사운드 카드는 CPU 사용률이 상당히 낮기 때문에 전반적인 게임 속도가 향상됩니다. 최상의 결과를 얻으려면 가장 많은 수의 3D 스트림 가속을 지원하는 칩셋을 사용하십시오. 그렇지 않으면 중앙 프로세서에 의한 3D 오디오 처리가 어려워지고 이는 궁극적으로 게임 속도에 영향을 미칩니다.
  • 포스 피드백 게임 컨트롤러를 지원하는 게임 포트.

오늘날 이러한 기능 중 최소한 두 가지를 지원하는 중급 사운드 카드가 많이 있습니다. 동시에 오디오 어댑터의 소매 가격은 50~100달러를 넘지 않습니다. 다양한 제조업체에서 제공하는 새로운 3D 오디오 칩셋을 사용하면 3D 컴퓨터 게임 팬이 원하는 대로 시스템을 업그레이드할 수 있습니다.

컴퓨터 화면에 DVD 형식의 영화.컴퓨터에서 DVD 영화를 보려면 다음 구성 요소가 필요합니다.

  • Dolby Digital 5.1 출력을 지원하는 디지털 디스크 재생 소프트웨어입니다. 가장 적합한 옵션 중 하나는 PowerDVD 프로그램입니다.
  • DVD 드라이브의 Dolby Digital 입력 신호를 지원하고 Dolby Digital 5.1 호환 오디오 하드웨어 장치로 데이터를 출력하는 오디오 어댑터입니다. 적절한 하드웨어를 사용할 수 없는 경우 Dolby 5.1 입력은 4개 스피커 작동으로 구성됩니다. 또한 4스피커 스피커 시스템용으로 설계된 S/PDIF ACS(Dolby Surround) 입력을 추가할 수 있습니다.
  • Dolby Digital 5.1 호환 수신기 및 스피커. 대부분의 고품질 Dolby Digital 5.1 사운드 카드는 전용 아날로그 입력 수신기와 결합되어 있지만 Creative Labs Sound Blaster Live! Platinum은 보드에 추가 디지털 DIN 커넥터를 추가하여 디지털 입력이 있는 스피커도 지원합니다.

음성 인식.음성 인식 기술은 아직 완벽하지 않지만 오늘날에는 컴퓨터에 음성 명령을 내리고, 필요한 응용 프로그램을 호출하고, 파일과 필요한 대화 상자를 열고, 이전에 해야 했던 텍스트를 받아쓰기까지 할 수 있는 프로그램이 있습니다. 유형.

일반 사용자에게는 이러한 유형의 애플리케이션이 쓸모가 없습니다. 예를 들어, Compaq은 한동안 컴퓨터에 마이크와 음성 제어 응용 프로그램을 공급했는데 그 응용 프로그램의 가격은 매우 저렴했습니다. 사무실에서 많은 사용자가 컴퓨터와 대화하는 모습을 지켜보는 것은 확실히 흥미로웠지만 실제로는 생산성이 오르지 않았고 사용자가 소프트웨어를 강제로 실험하게 되면서 많은 시간이 낭비되고 사무실도 매우 시끄러워졌습니다.

그러나 이러한 유형의 소프트웨어는 장애가 있는 사용자에게 어느 정도 흥미로울 수 있으므로 음성 인식 기술은 지속적으로 발전하고 있습니다.

위에서 언급했듯이 음성을 텍스트로 변환할 수 있는 또 다른 유형의 음성 인식 소프트웨어가 있습니다. 이것은 주로 사람들 사이의 음성 패턴의 차이로 인해 매우 어려운 작업이므로 일부 음성 명령 응용 프로그램을 포함한 거의 모든 소프트웨어에는 사용자의 음성을 인식하도록 기술을 "훈련"하는 단계가 포함되어 있습니다. 이러한 훈련 과정에서 사용자는 컴퓨터 화면에 흐르는 텍스트(또는 단어)를 읽게 된다. 텍스트가 프로그래밍되어 있기 때문에 컴퓨터는 화자의 음성 패턴에 빠르게 적응합니다.

실험 결과 인식 품질은 개인의 음성 특성에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다. 또한 일부 사용자는 키보드를 건드리지 않고도 전체 텍스트 페이지를 받아쓸 수 있지만 다른 사용자는 이에 지쳤습니다.

음성 인식 품질에 영향을 미치는 많은 매개변수가 있습니다. 우리는 주요 내용을 나열합니다.

  • 개별적이고 연속적인 음성 인식 프로그램. 컴퓨터와 보다 자연스러운 "대화"를 가능하게 하는 연속(또는 연결된) 음성이 현재 표준이지만, 반면에 수용 가능한 인식 정확도를 달성하는 데는 지금까지 풀리지 않는 여러 가지 문제가 있습니다.
  • 훈련된 프로그램과 훈련되지 않은 프로그램. 올바른 음성 인식을 위한 프로그램을 "훈련"하면 이 단계를 건너뛸 수 있는 응용 프로그램에서도 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.
  • 대규모 활성 및 일반 사전. 활성 어휘가 많은 프로그램은 말하기에 훨씬 빠르게 반응하고, 일반 어휘가 많은 프로그램을 사용하면 고유한 어휘를 보존할 수 있습니다.
  • 컴퓨터 하드웨어 성능. 프로세서 속도와 RAM 용량이 증가하면 음성 인식 프로그램의 속도와 정확성이 크게 향상되고 개발자가 새 버전의 애플리케이션에 추가 기능을 도입할 수도 있습니다.
  • 고품질 사운드 카드 및 마이크: 마이크가 내장된 헤드폰은 음악이나 음향 효과를 녹음하도록 설계되지 않았지만 특히 음성 인식을 위해 설계되었습니다.

사운드 파일.개인용 컴퓨터에 오디오 녹음을 저장하는 데는 두 가지 주요 유형의 파일이 있습니다. 일반 오디오 파일이라고 하는 첫 번째 유형의 파일은 .wav, .voc, .au 및 .aiff 형식을 사용합니다. 오디오 파일에는 파형 데이터가 포함되어 있습니다. 즉, 컴퓨터에 저장하기에 적합한 디지털 형식의 아날로그 오디오 신호를 녹음한 것입니다. Windows 9x 및 Windows Me 운영 체제에서 사용되는 세 가지 수준의 녹음 품질과 48kHz, 16비트 스테레오 및 188Kb/s 특성의 녹음 품질 수준이 정의됩니다. 이 레벨은 DVD 및 Dolby AC-3과 같은 소스의 오디오 재생을 지원하도록 설계되었습니다.

높은 음질과 작은 파일 크기 사이의 절충안을 얻으려면 .wav 파일을 .mp3 형식으로 변환할 수 있습니다.

오디오 데이터 압축.오디오 압축이 사용되는 두 가지 주요 영역은 다음과 같습니다.

  • 웹사이트에서 사운드 바이트 사용;
  • 고품질 음악 파일의 볼륨을 줄입니다.

오디오 파일 편집을 위한 특수 프로그램, 특히 Real의 RealProducer 또는 Microsoft Windows Media Encoder 7을 사용하면 품질 손실을 최소화하면서 오디오 조각의 크기를 줄일 수 있습니다.

가장 널리 사용되는 오디오 파일 형식은 .mp3입니다. 이러한 파일은 CD 품질의 음질에 가깝고 일반 .wav 파일보다 크기가 훨씬 작습니다. 따라서 CD 품질의 .wav 형식으로 된 5분짜리 오디오 파일의 크기는 약 50MB인 반면, .mp3 형식의 동일한 오디오 파일은 약 4MB입니다.

.mp3 파일의 유일한 단점은 무단 사용에 대한 보호가 부족하다는 것입니다. 즉, 누구나 인터넷에서 해당 파일을 자유롭게 다운로드할 수 있습니다(다행히도 이러한 "해적판" 녹음을 제공하는 웹사이트가 매우 많습니다). 설명된 파일 형식은 단점에도 불구하고 상당히 널리 보급되어 TZ 플레이어의 대량 생산으로 이어졌습니다.

미디 파일.벡터 이미지가 래스터 이미지와 다른 것처럼 MIDI 오디오 파일은 .wav 파일과 다릅니다. MIDI 파일은 .mid 또는 .rmi 확장자를 가지며 사운드 녹음이 아닌 오디오 장비에서 사운드를 생성하는 데 사용되는 명령을 포함하는 완전한 디지털 파일입니다. 비디오 카드가 명령을 사용하여 3차원 개체의 이미지를 만드는 것처럼 MIDI 사운드 카드는 MIDI 파일과 함께 작동하여 음악을 합성합니다.

MIDI는 1980년대에 인기를 끌었던 강력한 프로그래밍 언어입니다. 전자 악기용으로 특별히 설계되었습니다. MIDI 표준은 전자음악 분야에서 새로운 단어가 되었습니다. MIDI를 사용하면 개인용 컴퓨터나 컴퓨터에 연결된 MIDI 호환 전자 악기에서 음악 파일을 생성, 녹음, 편집 및 재생할 수 있습니다.

MIDI 파일은 다른 유형의 오디오 파일과 달리 상대적으로 적은 양의 디스크 공간을 필요로 합니다. MIDI 형식으로 저장된 1시간 분량의 스테레오 음악을 녹음하려면 500KB 미만이 필요합니다. 많은 게임에서는 샘플링된 아날로그 오디오 녹음 대신 MIDI 오디오 녹음을 사용합니다.

MIDI 파일은 실제로 다양한 음악 문서나 사운드 유형을 나타내는 여러 전용 채널로 구성된 악보의 디지털 표현입니다. 각 채널은 음표의 주파수와 지속 시간을 정의하여 두 대의 바이올린, 한 대의 비올라 및 한 대의 첼로를 나타내는 4개의 채널이 포함된 현악 4중주용 MIDI 파일을 생성합니다.

세 가지 MPC 사양과 PC9x는 모두 모든 사운드 카드에서 MIDI 형식을 지원합니다. 대부분의 사운드 카드에 대한 일반 MIDI 표준은 단일 MIDI 파일에서 최대 16개 채널을 허용하지만 사운드가 반드시 16개 악기로 제한되는 것은 아닙니다. 한 채널은 악기 그룹의 사운드를 나타낼 수 있습니다. 따라서 완전한 오케스트라를 합성할 수 있습니다.

MIDI 파일은 디지털 명령으로 구성되므로 .wav 오디오 파일보다 편집하기가 훨씬 쉽습니다. 해당 소프트웨어를 사용하면 MIDI 채널을 선택하고, 메모를 녹음하고, 효과를 추가할 수 있습니다. 특정 소프트웨어 패키지는 표준 음악 표기법을 사용하여 MIDI 파일에 음악을 녹음하도록 설계되었습니다. 결과적으로 작곡가는 컴퓨터에서 직접 악보를 작성하고 필요에 따라 편집한 후 연주자들을 위해 악보를 인쇄합니다. 이는 음표를 복사하는 데 많은 시간을 소비해야 하는 전문 음악가에게 매우 편리합니다.

MIDI 파일을 재생합니다.개인용 컴퓨터에서 MIDI 파일을 실행하면 녹음이 재생되지 않습니다. 컴퓨터는 실제로 녹음된 명령을 기반으로 음악을 만듭니다. 시스템은 MIDI 파일을 읽고, 신디사이저는 음표 사운드에 원하는 톤과 지속 시간을 제공하기 위해 파일의 명령에 따라 각 채널에 대한 사운드를 생성합니다. 특정 악기의 사운드를 생성하기 위해 신디사이저는 미리 정의된 패턴, 즉 특정 악기에서 생성되는 사운드와 유사한 사운드를 생성하는 명령 집합을 사용합니다.

사운드 카드 신디사이저는 전자 키보드 신디사이저와 유사하지만 기능이 제한되어 있습니다. MPC 사양에 따르면 사운드 카드에는 최소 6개의 멜로디 음과 2개의 드럼 음을 동시에 재생할 수 있는 주파수 신디사이저가 있어야 합니다.

주파수 합성.대부분의 사운드 카드는 주파수 합성기를 사용하여 사운드를 생성합니다. 이 기술은 1976년에 개발되었습니다. 하나의 사인파를 사용하여 다른 사인파를 수정함으로써 주파수 합성기는 특정 악기의 사운드와 유사한 인공 사운드를 생성합니다. MIDI 표준은 대부분의 악기에서 재생할 수 있는 사전 프로그래밍된 사운드 세트를 정의합니다.

일부 주파수 합성기는 4개의 파동을 사용하며 생성되는 사운드는 다소 인위적일지라도 정상적인 사운드를 갖습니다. 예를 들어, 합성된 트럼펫 소리는 의심할 여지 없이 그 소리와 유사하지만, 누구도 그것을 실제 트럼펫 소리로 인식하지 못할 것입니다.

테이블파 합성.주파수 합성의 특징은 재현된 사운드가 최상의 경우에도 악기의 실제 사운드와 완전히 일치하지 않는다는 것입니다. 보다 자연스러운 사운드를 위한 저렴한 기술은 1984년 Ensoniq Corporation에서 개발되었습니다. 모든 악기(피아노, 바이올린, 기타, 플루트, 트럼펫 및 드럼 포함)의 사운드를 녹음하고 디지털화된 사운드를 특수 테이블에 저장합니다. 이 테이블은 ROM 칩이나 디스크에 기록되며 사운드 카드는 테이블에서 원하는 악기의 디지털화된 사운드를 추출할 수 있습니다.

테이블 웨이브 신디사이저를 사용하면 악기를 선택하고, 소리가 필요한 유일한 음을 만들고, 필요한 경우 주파수를 변경할 수 있습니다(예: 해당 옥타브에서 특정 음을 연주). 일부 어댑터는 동일한 악기의 여러 샘플을 사용하여 사운드 재생을 향상시킵니다. 피아노의 가장 높은 음은 가장 낮은 음조와 다르기 때문에 보다 자연스러운 사운드를 위해서는 합성되는 음에 가장 가까운(음조로) 샘플을 선택해야 합니다.

따라서 테이블의 크기는 신디사이저가 재생할 수 있는 사운드의 품질과 다양성을 크게 결정합니다. 최고 품질의 웨이브테이블 어댑터에는 일반적으로 샘플을 저장하기 위해 보드에 수 메가바이트의 메모리가 있습니다. 그 중 일부는 추가 카드를 연결하여 추가 메모리를 설치하고 테이블에 사운드 샘플을 녹음하는 기능을 제공합니다.

MIDI 커넥터에 다른 장치를 연결합니다.사운드 카드의 MIDI 인터페이스는 전자 악기, 사운드 생성기, 드럼 및 기타 MIDI 장치를 컴퓨터에 연결하는 데에도 사용됩니다. 결과적으로 MIDI 파일은 사운드보드 신디사이저가 아닌 고급 음악 신디사이저로 재생되며, 전용 키보드에서 음을 연주하여 나만의 MIDI 파일을 생성할 수도 있습니다. 올바른 소프트웨어를 사용하면 각 악기의 음을 개별적으로 자체 채널에 녹음한 다음 모든 채널이 동시에 소리를 낼 수 있도록 하여 PC에서 교향곡을 작곡할 수 있습니다. 많은 전문 음악가와 작곡가들이 MIDI 장치를 사용하여 전통적인 악기를 사용하지 않고 컴퓨터에서 직접 음악을 작곡합니다.

양방향으로 작동하는 고품질 MIDI 카드도 있습니다. 즉, 동일한 MIDI 파일에 새 트랙을 녹음하는 동시에 미리 녹음된 오디오 트랙을 재생합니다. 불과 몇 년 전만 해도 이 작업은 수십만 달러에 달하는 전문 장비를 사용하는 스튜디오에서만 가능했습니다.

MIDI 장치는 입력(MIDI-IN) 및 출력(MIDI-OUT) 신호에 사용되는 오디오 어댑터의 원형 5핀 DIN 커넥터 2개에 연결됩니다. 많은 장치에는 장치의 입력 신호를 출력으로 직접 보내는 MIDI-THRU 포트도 있지만 일반적으로 사운드 카드에는 이러한 포트가 없습니다. 흥미롭게도 MIDI 표준에 따르면 데이터는 커넥터의 핀 1과 3을 통해서만 전송됩니다. 핀 2는 차폐되어 있으며 핀 4와 5는 사용되지 않습니다.

사운드 카드 MIDI 인터페이스의 주요 기능은 컴퓨터 시스템 버스에서 전송된 데이터의 바이트 스트림(즉, 병렬 8비트)을 MIDI 형식의 직렬 데이터 스트림으로 변환하는 것입니다. MIDI 장치에는 31.25kbaud에서 작동하는 비동기 직렬 포트가 있습니다. MIDI 표준에 따라 데이터를 교환할 때 1개의 시작 비트와 1개의 정지 비트로 구성된 8개의 정보 비트가 사용되며 1바이트의 직렬 전송에 320ms가 소요됩니다.

MIDI 표준에 따르면 신호는 특수 비차폐 연선 케이블을 통해 전송되며 최대 길이는 최대 15m입니다(판매되는 케이블의 길이는 대부분 3~6m임). 루프백을 사용하여 여러 MIDI 장치를 연결하여 기능을 결합할 수도 있습니다. MIDI 장치 체인의 총 길이는 제한되지 않지만, 각 개별 케이블의 길이는 15m를 초과할 수 없습니다.

레거시가 없는 시스템에는 게임 포트 커넥터(MIDI 포트)가 없습니다. 모든 장치는 USB 버스에 연결됩니다.

MIDI 장치용 소프트웨어. Windows 9x, Windows Me 및 Windows 2000 운영 체제에는 MIDI 파일을 재생하는 Media Player 프로그램이 함께 제공됩니다. MIDI의 모든 기능을 활용하려면 MIDI 파일에 대한 다양한 편집 작업(재생 템포 설정, 자르기, 다양한 미리 녹음된 음악 삽입)을 수행하기 위한 전문 소프트웨어를 구입하는 것이 좋습니다.

많은 사운드 카드에는 MIDI 파일 편집 기능을 제공하는 프로그램이 함께 제공됩니다. 또한 많은 무료 및 셰어웨어 도구(프로그램)가 인터넷을 통해 자유롭게 배포되지만 MIDI 파일을 생성하고 편집할 수 있는 정말 강력한 소프트웨어는 별도로 구입해야 합니다.

기록.거의 모든 사운드 카드에는 음성을 녹음할 수 있는 마이크를 연결하는 입력 커넥터가 있습니다. Windows에서 녹음기 프로그램을 사용하면 특수한 .wav 형식의 사운드 파일을 재생, 편집 및 녹음할 수 있습니다.

.wav 파일의 주요 용도는 다음과 같습니다.

  • Windows 시스템의 특정 이벤트 추적. 이렇게 하려면 Windows 제어판의 소리 옵션을 사용하십시오.
  • Windows 컨트롤을 사용하여 음성 설명 추가 올레다양한 유형의 문서를 위한 ActiveX;
  • PowerPoint, Freelance Graphics, Corel Presentation 등을 사용하여 만든 프레젠테이션에 첨부 텍스트를 입력합니다.

볼륨을 줄이고 인터넷에서 더 많이 사용하기 위해 .wav 파일은 .mp3 또는 .wma 파일로 변환됩니다.

오디오 CD.드라이브 사용 CD 롬다른 프로그램과 동시에 작업하면서 스피커뿐만 아니라 헤드폰을 통해서도 오디오 CD를 들을 수 있습니다. 많은 사운드 카드에는 CD 재생 프로그램이 포함되어 있으며 이러한 프로그램은 인터넷을 통해 무료로 다운로드되는 경우가 많습니다. 이러한 프로그램에는 일반적으로 키보드나 마우스 제어를 위해 CD 플레이어의 전면 패널을 모방한 시각적 디스플레이 기능이 있습니다.

사운드 믹서(믹서).여러 개의 음원이 있고 하나의 스피커 시스템만 있는 경우 오디오 믹서를 사용해야 합니다. 대부분의 사운드 카드에는 오디오 믹서(믹서)가 내장되어 있어 오디오, MIDI 및 WAV 소스, 라인 입력 및 CD 플레이어의 사운드를 믹싱하여 단일 라인 출력에서 ​​재생할 수 있습니다. 일반적으로 오디오 믹싱 소프트웨어 인터페이스는 화면에서 표준 오디오 믹서 패널과 동일하게 보입니다. 이를 통해 각 소스의 볼륨을 쉽게 제어할 수 있습니다.

사운드 카드: 기본 개념 및 용어.사운드 카드가 무엇인지 이해하려면 먼저 용어를 이해해야 합니다. 소리는 진동원으로부터 공기나 다른 매체로 모든 방향으로 전파되는 진동(파동)입니다. 파도가 귀에 도달하면 그 안에 위치한 감각 요소가 진동을 감지하고 소리가 들립니다.

각 소리의 특징은 주파수와 강도(크기)입니다.

빈도 -이것은 초당 소리 진동 수입니다. 헤르츠(Hz) 단위로 측정됩니다. 1주기(주기)는 진동원의 1회 움직임(앞뒤)입니다. 주파수가 높을수록 톤이 높아집니다.

인간의 귀는 아주 작은 범위의 주파수만을 인식합니다. 16Hz 미만 및 20kHz(1kHz = 1000Hz) 이상의 소리를 듣는 사람은 거의 없습니다. 피아노의 가장 낮은 음의 주파수는 27Hz이고 가장 높은 음의 주파수는 4kHz를 조금 넘습니다. FM 방송국이 전송할 수 있는 최고 오디오 주파수는 15kHz입니다.

용량소리는 주로 음원의 힘에 따라 달라지는 진동의 진폭에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 피아노 현은 진동 범위가 작기 때문에 가볍게 두드리면 조용하게 들립니다. 건반을 더 세게 누르면 현의 진동 진폭이 증가합니다. 소리의 크기는 데시벨(dB)로 측정됩니다. 예를 들어, 나뭇잎이 바스락거리는 소리는 약 20dB이고, 일반적인 거리 소음은 약 70dB이며, 천둥소리는 약 120dB입니다.

사운드 어댑터의 품질을 평가합니다.사운드 어댑터의 품질을 평가하는 데는 세 가지 매개변수가 사용됩니다.

  • 주파수 범위;
  • 비선형 왜곡 인자;
  • 신호 대 잡음비.

주파수 응답은 기록 및 재생되는 진폭의 레벨이 일정하게 유지되는 주파수 범위를 결정합니다. 대부분의 사운드 카드의 범위는 30Hz ~ 20kHz입니다. 이 범위가 넓을수록 보드가 더 좋습니다.

비선형 왜곡 계수는 사운드 카드의 비선형성, 즉 실제 주파수 응답 곡선과 이상적인 직선 간의 차이를 특징으로 하며, 더 간단히 말하면 계수는 사운드 재생의 순도를 특징으로 합니다. 모든 비선형 요소는 왜곡을 유발합니다. 이 계수가 낮을수록 음질이 높아집니다.

높은 신호 대 잡음비(데시벨) 값은 더 나은 사운드 재생 품질에 해당합니다.

견본 추출.컴퓨터에 사운드 카드가 설치되어 있으면 사운드를 디지털(이산이라고도 함) 형식으로 녹음할 수 있으며, 이 경우 컴퓨터는 녹음 장치로 사용됩니다. 사운드 카드에는 녹음 시 아날로그 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털 형식으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 또는 ADC(아날로그-디지털 변환기 - ADC)라는 작은 칩이 포함되어 있습니다. 마찬가지로 재생 중에 디지털-아날로그 변환기(DAC)는 오디오 녹음을 우리가 인지할 수 있는 사운드로 변환합니다.

원본 오디오 신호를 후속 재생을 위해 저장되는 디지털 형식(그림 5.5)으로 변환하는 프로세스를 샘플링 또는 디지털화라고 합니다. 이 경우 소리 신호의 순간 값은 선택이라고 불리는 특정 시점에 저장됩니다.


쌀. 5.5. 오디오 신호를 디지털 형식으로 변환하는 회로. 샘플을 자주 채취할수록 사운드의 디지털 사본이 원본과 더 가깝게 일치합니다.

8비트 오디오에 대해 제공된 최초의 MPC 표준입니다. 오디오 비트 심도는 각 샘플을 디지털 방식으로 표현하는 데 사용되는 비트 수를 나타냅니다.

8비트는 256개의 개별 오디오 신호 레벨을 결정하며, 16비트를 사용하면 그 수는 65,536에 도달합니다(당연히 음질이 크게 향상됩니다). 음성 녹음 및 재생에는 8비트 표현이면 충분하지만 음악에는 16비트가 필요합니다. 대부분의 구형 보드는 8비트 오디오만 지원하며 모든 최신 보드는 16비트 이상을 제공합니다.

녹음 및 재생되는 사운드의 품질은 해상도와 함께 샘플링 속도(초당 샘플 수)에 따라 결정됩니다. 이론적으로 이는 최대 신호 주파수(즉, 주파수 상한)에 10% 마진을 더한 것보다 2배 높아야 합니다. 인간 귀의 청각 역치는 20kHz입니다. CD 녹음은 44.1kHz의 주파수에 해당합니다.

11kHz(초당 11,000샘플)로 샘플링된 오디오는 22kHz로 샘플링된 오디오보다 더 흐릿합니다. 16비트 오디오를 44.1kHz의 샘플링 속도로 1분간 녹음하는 데 필요한 디스크 공간은 10.5MB입니다. 8비트 표현, 모노럴 오디오 및 11kHz의 샘플링 속도를 통해 필요한 디스크 공간이 16배로 줄어듭니다. 이 데이터는 Sound Recorder 프로그램을 사용하여 확인할 수 있습니다. 다양한 샘플링 속도로 사운드 조각을 녹음하고 결과 파일의 크기를 확인하세요.

입체적인 사운드.게임 시스템의 사운드 카드에 대한 가장 어려운 과제 중 하나는 3D 오디오 처리입니다. 이러한 종류의 문제 해결을 복잡하게 만드는 몇 가지 요인이 있습니다.

  • 다양한 사운드 포지셔닝 표준;
  • 3D 오디오 처리에 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어;
  • DirectX 인터페이스 지원과 관련된 문제.

위치 사운드.오디오 포지셔닝은 모든 3L 사운드 카드에 대한 공통 기술이며 사운드의 잔향 또는 반사, 이퀄라이제이션(균형) 및 음원의 "위치" 표시와 같은 특정 매개변수 조정을 포함합니다. 이러한 모든 구성 요소는 사용자의 앞, 오른쪽, 왼쪽 또는 심지어 뒤에서 나오는 소리의 환상을 만듭니다. 위치 오디오의 가장 중요한 요소는 HRTF(Head 관련 전달 함수)로, 이는 청취자의 귀 모양과 머리 회전 각도에 따라 소리의 인식이 어떻게 달라지는지 결정합니다. 이 기능의 매개변수는 청취자의 머리를 한 방향 또는 다른 방향으로 돌릴 때 "현실적인" 사운드가 완전히 다르게 인식되는 조건을 설명합니다. 사용자를 사방에서 "둘러싸는" 멀티 스피커 스피커와 제어된 반향으로 재생된 사운드를 보완하는 복잡한 사운드 알고리즘을 사용하여 컴퓨터에서 합성된 사운드를 더욱 실감나게 만듭니다.

3차원 음향 처리.고품질 사운드의 중요한 요소는 사운드 카드에서 3D 사운드를 처리하는 다양한 방법입니다. 특히 다음과 같습니다.

  • 중앙 집중식(중앙 프로세서를 사용하여 3차원 사운드를 처리하므로 시스템의 전체 성능이 저하됨)
  • 사운드 카드에서 직접 처리를 수행하는 강력한 디지털 신호 프로세서(DSP)를 사용한 사운드 카드 처리(3D 가속)입니다.

3D 오디오를 중앙에서 처리하는 사운드 카드는 3D 오디오 기능을 사용할 때 프레임 속도(초당 화면에 표시되는 애니메이션 프레임 수) 감소의 주요 원인이 될 수 있습니다. 오디오 프로세서가 내장된 사운드 카드에서는 3D 오디오를 켜거나 끌 때 프레임 속도가 크게 변하지 않습니다.

실습에서 알 수 있듯이 현실적인 컴퓨터 게임의 평균 프레임 속도는 최소 30fps(초당 프레임 수) 이상이어야 합니다. 예를 들어 Pentium III 800MHz와 같은 빠른 프로세서와 최신 ZE 사운드 카드가 있는 경우 이 주파수는 아주 쉽게 달성할 수 있습니다. 300MHz Celeron 300A와 같은 느린 프로세서와 중앙 집중식 3D 오디오 처리 기능이 있는 보드를 사용하면 프레임 속도가 30fps보다 훨씬 낮아집니다. 3D 오디오 처리가 컴퓨터 게임 속도에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 대부분의 게임에 프레임 속도 추적 기능이 내장되어 있습니다. 프레임 속도는 CPU 사용률과 직접적인 관련이 있습니다. 프로세서에 대한 리소스 요구 사항이 증가하면 프레임 속도가 감소합니다.

3D 오디오 및 3D 비디오 기술은 주로 컴퓨터 게임 개발자에게 가장 큰 관심거리이지만 상업적 환경에서의 사용도 멀지 않습니다.

스테레오 시스템을 사운드 카드에 연결합니다.스테레오 시스템을 사운드 카드에 연결하는 과정은 케이블을 사용하여 연결하는 것입니다. 사운드 카드에 스피커 시스템 또는 헤드폰용 출력과 선형 스테레오 출력이 있는 경우 후자를 사용하여 스테레오 시스템을 연결하는 것이 좋습니다. 이 경우 신호가 증폭 회로를 우회하여 선형 출력에 도달하므로 실제로 왜곡이 발생하지 않고 스테레오 시스템에서만 신호를 증폭하므로 더 높은 품질의 사운드를 얻을 수 있습니다.

이 출력을 스테레오 시스템의 보조 입력에 연결하십시오. 스테레오 시스템에 보조 입력이 없으면 CD 플레이어 입력과 같은 다른 입력을 사용해야 합니다. 스테레오 앰프와 컴퓨터가 반드시 나란히 위치할 필요는 없으므로 연결 케이블의 길이는 수 미터가 될 수 있습니다.

일부 스테레오 및 라디오에는 튜너, 테이프 레코더 또는 CD 플레이어를 연결하기 위한 커넥터가 후면 패널에 있습니다. 이 커넥터와 사운드 카드의 라인 입력 및 출력을 사용하면 컴퓨터에서 나오는 사운드는 물론 스테레오 스피커 시스템을 통해 라디오 방송을 들을 수 있습니다.

오디오 디지털화의 원리

디지털 오디오진폭의 이산 수치로 표시되는 아날로그 오디오 신호입니다.

오디오 디지털화- 시간 단계를 나누어 얻은 값을 수치 형식으로 기록하는 기술.
오디오 디지털화의 또 다른 이름은 아날로그-디지털 변환소리.

오디오 디지털화에는 두 가지 프로세스가 포함됩니다.

  • 시간이 지남에 따라 신호를 샘플링(샘플링)하는 프로세스
  • 진폭 양자화 과정.

시간 샘플링

시간 샘플링 프로세스 - 특정 시간 간격으로 변환된 신호의 값을 얻는 과정 - 샘플링 단계. 1초 동안 수행되는 신호 크기 측정 횟수를 샘플링 속도또는 샘플링 주파수, 또는 샘플링 속도(영어 "샘플링"- "샘플링"). 샘플링 단계가 작을수록 샘플링 주파수가 높아지고 수신할 신호가 더 정확하게 표현됩니다.
이는 Kotelnikov의 정리(외국 문헌에서는 Shannon의 정리, Shannon으로 발견됨)에 의해 확인됩니다. 이에 따르면 제한된 스펙트럼을 가진 아날로그 신호는 신호 스펙트럼의 가장 높은 주파수의 최소 두 배인 주파수로 값을 취한 경우 진폭 값의 개별 시퀀스로 정확하게 설명할 수 있습니다. 즉, 스펙트럼의 가장 높은 주파수가 Fm과 동일한 아날로그 신호는 샘플링 주파수 Fd가 Fd >2Fm을 유지하는 경우 이산 진폭 값의 시퀀스로 정확하게 표현될 수 있습니다.
실제로 이는 디지털화된 신호가 원래 아날로그 신호의 전체 가청 주파수 범위(0 - 20kHz)에 대한 정보를 포함하려면 선택한 샘플링 주파수가 최소 40kHz여야 함을 의미합니다. 초당 진폭 측정 횟수를 호출합니다. 샘플링 속도(샘플링 단계가 일정한 경우)
디지털화의 가장 큰 어려움은 측정된 신호 값을 완벽한 정확도로 기록할 수 없다는 것입니다.

선형(균일) 진폭 양자화

컴퓨터 메모리에 신호 진폭의 한 값을 기록하기 위해 N 비트를 할당해 보겠습니다. 이는 하나의 N 비트 단어로 2N개의 서로 다른 위치를 설명할 수 있음을 의미합니다. 디지털화된 신호의 진폭 범위를 일부 기존 단위의 -1부터 1까지로 설정합니다. 이 진폭 변화 범위(신호의 동적 범위)를 2 N -1 등 간격의 형태로 2 N 레벨(양자)로 나누는 것을 상상해 봅시다. 이제 각 개별 진폭 값을 기록하려면 가장 가까운 양자화 수준으로 반올림해야 합니다. 이 프로세스를 진폭 양자화라고 합니다. 진폭 양자화 – 실제 신호 진폭 값을 어느 정도 정확도에 가까운 값으로 바꾸는 프로세스입니다. 2N개의 가능한 레벨 각각을 양자화 레벨이라고 하며, 가장 가까운 두 양자화 레벨 사이의 거리를 양자화 단계라고 합니다. 진폭 스케일이 선형적으로 여러 레벨로 나누어지는 경우 양자화를 선형(균질)이라고 합니다.
반올림 정확도는 선택한 양자화 수준 수(2N)에 따라 달라지며, 이는 다시 진폭 값을 기록하기 위해 할당된 비트 수(N)에 따라 달라집니다. 숫자 N이 호출됩니다. 양자화 비트 깊이(각 단어의 자릿수, 즉 비트 수를 의미), 진폭 값을 반올림한 결과 얻은 숫자는 카운트 또는 샘플(영어 "샘플"- "측정"에서 유래). 16비트 양자화로 인한 양자화 오류는 청취자가 거의 눈에 띄지 않는 것으로 가정됩니다. 이 신호 디지털화 방법(균질 양자화 방법과 결합하여 시간에 따른 신호 샘플링)을 호출합니다. 펄스 코드 변조, PCM(영어: 펄스 코드 변조 - PCM).
일련의 연속 진폭 값 형태로 디지털화된 신호는 이미 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있습니다. 절대 진폭 값이 기록되는 경우에는 다음과 같습니다. 녹음 형식~라고 불리는 PCM(펄스 코드 변조). 1980년대 초반부터 사용된 표준 오디오 컴팩트 디스크(CD-DA)는 샘플링 주파수가 44.1kHz이고 양자화 비트 심도가 16비트인 PCM 형식으로 정보를 저장합니다.

기타 디지털화 방법

아날로그-디지털 변환기(ADC)

위에서 설명한 오디오 디지털화 프로세스는 ADC(아날로그-디지털 변환기)에 의해 수행됩니다.
이 변환에는 다음 작업이 포함됩니다.

  1. 주파수가 샘플링 주파수의 절반을 초과하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위해 저역 통과 필터를 사용하여 대역폭 제한이 수행됩니다.
  2. 시간에 따른 샘플링, 즉 연속적인 아날로그 신호를 시간의 이산적인 순간에 해당 값의 시퀀스로 대체하는 것입니다. 이 문제는 샘플 앤 홀드 장치인 ADC 입력에 특수 회로를 사용하여 해결됩니다.
  3. 레벨 양자화는 신호 샘플 값을 고정 값 세트, 즉 양자화 레벨에서 가장 가까운 값으로 대체하는 것입니다.
  4. 코딩 또는 디지털화. 그 결과 각 양자화된 샘플의 값이 양자화 수준의 일련 번호에 해당하는 숫자로 표시됩니다.

이는 다음과 같이 수행됩니다. 연속 아날로그 신호가 샘플링 주파수를 사용하여 섹션으로 "절단"되고, 디지털 이산 신호가 얻어지며, 이는 특정 비트 깊이로 양자화 프로세스를 거친 다음 인코딩됩니다. 즉, 대체됩니다. 일련의 코드 기호로. 20-20,000Hz의 주파수 범위에서 사운드를 녹음하려면 44.1 이상의 샘플링 주파수가 필요합니다(현재 샘플링 주파수가 192kHz, 심지어 384kHz인 ADC 및 DAC가 나타났습니다). 고품질 녹음을 얻으려면 16비트이면 충분하지만 동적 범위를 확장하고 사운드 녹음 품질을 향상시키기 위해 24(흔히 32비트는 아님) 비트가 사용됩니다.

디지털화된 오디오를 미디어에 녹음하기 전에 인코딩

디지털 오디오를 저장하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 디지털화된 사운드는 특정 간격으로 취한 신호 진폭 값의 집합입니다.

술어

  • 인코더 - 소스 정보를 입력으로 사용하고 특정 형식의 인코딩된 정보를 출력으로 반환하는 특정 데이터 인코딩 알고리즘(예: 아카이버 또는 MP 3 인코더)을 구현하는 프로그램(또는 장치)입니다.
  • 디코더 - 인코딩된 신호를 디코딩된 신호로 역변환하는 프로그램(또는 장치)입니다.
  • 코덱(영어 "codec" - "Coder/Decoder"에서 유래) - 데이터 인코딩/디코딩용으로 설계된 소프트웨어 또는 하드웨어 장치입니다.

가장 일반적인 코덱

  • MP3 – MPEG-1 레이어 3
  • OGG – 오그 보비스
  • WMA – 윈도우 미디어 오디오
  • MPC - 뮤즈팩
  • AAC – MPEG-2/4 AAC(고급 오디오 코딩)
    • MPEG-2 AAC 표준
    • MPEG-4 AAC 표준

일부 오디오 디지털화 형식 비교

주요 기사: 오디오 형식 비교

형식 이름 양자화, 비트 샘플링 주파수, kHz 채널 수 디스크로부터의 데이터 흐름 양, kbit/s 압축/포장 비율
16 44,1 2 1411,2 무손실 1:1
돌비 디지털(AC3) 16-24 48 6 최대 640 손실 시 ~12:1
DTS 20-24 48; 96 최대 8개 1536년 이전 손실 시 ~3:1
DVD-오디오 16; 20; 24 44,1; 48; 88,2; 96 6 6912 무손실 2:1
DVD-오디오 16; 20; 24 176,4; 192 2 4608 무손실 2:1
MP3 떠 있는 최대 48개 2 최대 320 손실 시 ~11:1
A.A.C. 떠 있는 최대 96 최대 48개 최대 529 손실이 있는
AAC+(SBR) 떠 있는 최대 48개 2 최대 320 손실이 있는
오그 보비스 최대 32 최대 192 최대 255 최대 1000 손실이 있는
WMA 최대 24 최대 96 최대 8개 최대 768 2:1, 무손실 버전 사용 가능

사운드 변환의 전체 주기: 디지털화에서 소비자 재생까지

사운드 변환의 전체 주기: 디지털화에서 재생까지

| 수업 계획 및 수업 자료 | 10 학년 | 학년도 수업 계획 | 컴퓨터에서의 텍스트, 이미지 및 사운드 표현(§ 6)

레슨 10 - 12
컴퓨터에서의 텍스트, 이미지 및 사운드 표현(§ 6)

오디오 정보

오디오 정보

사운드 샘플링(소리의 "디지털화") 원리는 그림 1에 나와 있습니다. 1.11.

사운드는 오디오 장치(마이크, 라디오 등)를 사용하여 컴퓨터에 입력되며, 그 출력은 포트에 연결됩니다. 사운드 카드. 사운드 카드의 임무는 특정 주파수에서 소리 신호(전기 진동으로 변환됨)의 레벨을 측정하고 측정 결과를 컴퓨터 메모리에 기록하는 것입니다. 이 프로세스를 오디오 디지털화라고 합니다.

두 측정 사이의 시간 간격을 측정 기간이라고 합니다. τ 와 함께. 상호가 호출됩니다. 샘플링 속도 - 1/τ (헤르츠). 측정 주파수가 높을수록 디지털 음질이 높아집니다.

이러한 측정 결과는 유한한 자릿수의 양의 정수로 표시됩니다. 이 경우 제한된 범위에서 이산 유한 값 집합을 얻는다는 것을 이미 알고 있습니다. 이 범위의 크기는 사운드 카드 메모리 레지스터인 셀의 용량에 따라 달라집니다. 공식 2 i가 다시 작동합니다. 여기서 i는 레지스터 용량입니다. 숫자 i는 샘플링 비트라고도 합니다. 녹음된 데이터는 특수 오디오 형식의 파일로 저장됩니다.

사운드 처리 프로그램이 있습니다. 다양한 음악 효과를 만들고, 소음에서 소리를 제거하고, 이미지를 조정하여 멀티미디어 제품을 만드는 등의 작업을 수행할 수 있는 사운드 편집기입니다. 특수한 사운드 생성 장치를 사용하면 사운드 파일을 음파로 변환할 수 있습니다. 인간의 귀로 인식됩니다.

디지털화된 오디오를 저장할 때 오디오 파일의 크기를 줄이는 문제를 해결해야 합니다. 이를 위해 압축된 스트림에서 100% 데이터 복구를 허용하는 무손실 데이터 인코딩 외에도 손실 데이터 인코딩이 사용됩니다. 이러한 인코딩의 목적은 복원된 신호의 사운드와 최대 데이터 압축을 통해 원본 사운드의 유사성을 달성하는 것입니다. 이는 듣기 어려운 요소를 제거하여 원래 신호를 압축하는 다양한 알고리즘을 사용하여 달성됩니다. 많은 압축 방법과 이러한 방법을 구현하는 프로그램이 있습니다.

무손실 오디오를 저장하기 위해 범용 오디오 파일 형식인 WAV가 사용됩니다. 가장 잘 알려진 "압축"(손실) 오디오 형식은 MP3입니다. 10배 이상의 데이터 압축을 제공합니다.


질문 및 작업

1. 컴퓨터는 언제부터 텍스트, 그래픽, 사운드 작업을 시작했습니까?
2. 코딩 테이블이란 무엇입니까? 어떤 인코딩 테이블이 있나요?
3. 이산 이미지 표현은 무엇을 기반으로 합니까?
4. RGB 색상 모델이란 무엇입니까?
5. 밝은 파란색, 밝은 노란색(빨간색과 녹색의 혼합), 연한 노란색에 대한 8비트 코드를 작성하세요.
6. RGB 모델이 인쇄에 사용되지 않는 이유는 무엇입니까?
7. CMYK란 무엇입니까?
8. 컴퓨터의 어떤 장치가 입력 오디오 신호를 디지털화합니까?
9. 디지털 오디오 품질은 샘플 속도와 샘플 비트 깊이에 따라 (질적으로) 어떻게 달라집니까?
10. MP3 형식이 편리한 이유는 무엇입니까?

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