Kompiuterio garso sistema garso plokštės pavidalu pasirodė 1989 m., žymiai išplėtusi kompiuterio, kaip techninės informatizacijos priemonės, galimybes.
Kompiuterio garso sistema - programinės ir techninės įrangos rinkinys, kuris atlieka šias funkcijas:
garso signalų, gaunamų iš išorinių šaltinių, pvz., mikrofono ar magnetofono, įrašymas konvertuojant įvesties analoginius garso signalus į skaitmeninius ir išsaugant juos standžiajame diske;
įrašytų garso duomenų atkūrimas naudojant išorinę garsiakalbių sistemą arba ausines (ausines);
garso kompaktinių diskų atkūrimas;
maišymas (maišymas) įrašant ar atkuriant signalus iš kelių šaltinių;
garso signalų įrašymas ir atkūrimas vienu metu (režimas Pilnas Dvipusis);
garso signalų apdorojimas: signalo fragmentų redagavimas, jungimas ar atskyrimas, filtravimas, jo lygio keitimas;
garso signalo apdorojimas pagal tūrinius (trimačius) algoritmus 3 D- Garsas) garsas;
muzikos instrumentų garso, taip pat žmogaus kalbos ir kitų garsų generavimas naudojant sintezatorių;
išorinių elektroninių muzikos instrumentų valdymas per specialią MIDI sąsają.
Kompiuterio garso sistemą struktūriškai reprezentuoja garso plokštės, įmontuotos į pagrindinės plokštės lizdą arba integruotos į pagrindinę plokštę arba kito kompiuterio posistemio išplėtimo plokštę. Atskiri funkciniai garso sistemos moduliai gali būti įgyvendinami dukterinių plokščių pavidalu, sumontuotų atitinkamose garso plokštės jungtyse.
Klasikinė garso sistema, kaip parodyta pav. 5.1, yra:
Garso įrašymo ir atkūrimo modulis;
sintezatoriaus modulis;
sąsajos modulis;
maišytuvo modulis;
garso sistema.
Pirmieji keturi moduliai paprastai montuojami garso plokštėje. Be to, yra garso plokščių be sintezatoriaus modulio arba skaitmeninio garso įrašymo/atkūrimo modulio. Kiekvienas modulis gali būti pagamintas kaip atskira mikroschema arba būti daugiafunkcinės mikroschemos dalis. Taigi garso sistemos lustų rinkinyje gali būti keli arba vienas lustas.
PC garso sistemų dizainas išgyvena reikšmingus pokyčius; Yra pagrindinės plokštės, kuriose yra įdiegtas mikroschemų rinkinys garso apdorojimui.
Tačiau šiuolaikinės garso sistemos modulių paskirtis ir funkcijos (nepriklausomai nuo jos konstrukcijos) nesikeičia. Kalbant apie garso plokštės funkcinius modulius, įprasta vartoti terminus „PC garso sistema“ arba „garso plokštė“.
2. Įrašymo ir atkūrimo modulis
Garso sistemos įrašymo ir atkūrimo modulis atlieka konvertavimą iš analoginio į skaitmeninį ir iš skaitmeninio į analoginį programinės įrangos garso duomenų perdavimo arba perdavimo DMA kanalais režimu. (Tiesioginis Atmintis Prieiga - tiesioginės atminties prieigos kanalas).
Garsas, kaip žinoma, yra išilginė banga, laisvai sklindanti ore ar kitoje terpėje, todėl garso signalas nuolat kinta laike ir erdvėje.
Garso įrašymas – tai informacijos apie garso slėgio svyravimus įrašymo metu saugojimas. Šiuo metu garso informacijai įrašyti ir perduoti naudojami analoginiai ir skaitmeniniai signalai. Kitaip tariant, garso signalas gali būti analoginis arba skaitmeninis.
Jei įrašant garsą naudojamas mikrofonas, kuris paverčia nepertraukiamo laiko garso signalą į nuolatinį elektrinį signalą, garso signalas gaunamas analogine forma. Kadangi garso bangos amplitudė lemia garso stiprumą, o jos dažnis – garso tono aukštį, tam, kad būtų palaikoma patikima informacija apie garsą, elektros signalo įtampa turi būti proporcinga garso slėgiui, jo dažnis turi atitikti garso slėgio svyravimų dažnį.
Daugeliu atvejų garso signalas tiekiamas į kompiuterio garso plokštės įvestį analogine forma. Dėl to, kad kompiuteris veikia tik su skaitmeniniais signalais, analoginis signalas turi būti konvertuojamas į skaitmeninį. Tuo pačiu metu kompiuterio garso plokštės išvestyje sumontuota garsiakalbių sistema suvokia tik analoginius elektrinius signalus, todėl, apdorojus signalą kompiuteriu, reikia skaitmeninį signalą konvertuoti į analoginį.
Konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį yra analoginio signalo pavertimas skaitmeniniu ir susideda iš šių pagrindinių etapų: diskretizavimo, kvantavimo ir kodavimo. Garso signalo konvertavimo iš analoginio į skaitmeninį grandinė parodyta fig. 5.2.
Išankstinis analoginis garso signalas tiekiamas į analoginį filtrą, kuris riboja signalo dažnių juostą.
Signalo atranka susideda iš tam tikro periodiškumo analoginio signalo mėginių ėmimo ir yra nustatomas pagal diskretizavimo dažnį. Be to, diskretizavimo dažnis turi būti ne mažesnis kaip du kartus didesnis už didžiausią pradinio garso signalo harmoniką (dažnio komponentą). Kadangi žmonės gali girdėti garsus dažnių diapazone nuo 20 Hz iki 20 kHz, didžiausias pradinio garso signalo atrankos dažnis turi būti ne mažesnis kaip 40 kHz, t.y. mėginiai turi būti imami 40 000 kartų per sekundę. Dėl šios priežasties daugumos šiuolaikinių kompiuterių garso sistemų didžiausias garso atrankos dažnis yra 44,1 arba 48 kHz.
Amplitudės kvantavimas – tai momentinių diskretinio laiko signalo amplitudės verčių matavimas ir jos pavertimas į diskrečiųjų laiko ir amplitudės signalą. Fig. 5.3 paveiksle parodytas analoginio signalo lygio kvantavimo procesas, kai momentinės amplitudės reikšmės užkoduotos kaip 3 bitų skaičiai.
Konvertavimas iš analogo į skaitmeninį atliekamas specialiu elektroniniu įrenginiu - konvertavimas iš analoginio į skaitmeninįtelekomunikacijų(ADC), kuriame atskiri signalo pavyzdžiai konvertuojami į skaičių seką. Gautas skaitmeninis duomenų srautas, t.y. signalas apima ir naudingus, ir nepageidaujamus aukšto dažnio trikdžius, kurių filtravimui gauti skaitmeniniai duomenys perduodami per skaitmeninį filtrą.
Skaitmeninis konvertavimas į analoginį Paprastai tai vyksta dviem etapais, kaip parodyta Fig. 5.4. Pirmajame etape signalo pavyzdžiai iš skaitmeninio duomenų srauto išgaunami naudojant skaitmeninį analoginį keitiklį (DAC), o po to nustatomas diskretizavimo dažnis. Antrame etape iš diskrečiųjų imčių išlyginant (interpoliuojant) formuojamas nenutrūkstamas analoginis signalas, naudojant žemo dažnio filtrą, kuris slopina periodinius diskretiškojo signalo spektro komponentus.
Garso signalo įrašymas ir saugojimas skaitmenine forma reikalauja daug vietos diske. Pavyzdžiui, 60 sekundžių stereo garso signalui, suskaitmeninamam 44,1 kHz atrankos dažniu su 16 bitų kvantavimu, standžiajame diske reikia apie 10 MB vietos.
Norint sumažinti skaitmeninių duomenų, reikalingų tam tikros kokybės garso signalui atvaizduoti, kiekį, naudojamas suspaudimas, kurį sudaro (atrankų skaičiaus ir kvantavimo lygių arba bitų skaičiaus, aš viliojimo už vieną skaičių.
Tokie garso duomenų kodavimo metodai naudojant specialius kodavimo įrenginius leidžia sumažinti informacijos srauto apimtį iki beveik 20% pradinio. Kodavimo būdo pasirinkimas įrašant garso informaciją priklauso nuo suspaudimo programų rinkinio – kodekų (kodavimo-dekodavimo), tiekiamų su garso plokštės programine įranga arba įtrauktų į operacinę sistemą.
Atliekant analoginio į skaitmeninį ir iš skaitmeninio į analoginį signalo konvertavimo funkcijas, skaitmeniniame garso įrašymo ir atkūrimo modulyje yra ADC, DAC ir valdymo blokas, kurie dažniausiai yra integruoti į vieną lustą, dar vadinamą kodeku. Pagrindinės šio modulio charakteristikos yra šios: diskretizavimo dažnis; ADC ir DAC tipas ir talpa; garso duomenų kodavimo metodas; galimybė dirbti Pilnas Dvipusis.
Atrankos dažnis nustato maksimalų įrašomo arba atkuriamo signalo dažnį. Žmogaus kalbai įrašyti ir atkurti pakanka 6 - 8 kHz; žemos kokybės muzika - 20 - 25 kHz; Norint užtikrinti aukštą garso kokybę (garso CD), diskretizavimo dažnis turi būti ne mažesnis kaip 44 kHz. Beveik visos garso plokštės palaiko stereo garso įrašymą ir atkūrimą 44,1 arba 48 kHz atrankos dažniu.
ADC ir DAC bitų gylis lemia skaitmeninio signalo bitų gylį (8, 16 arba 18 bitų). Didžioji dauguma garso plokščių turi 16 bitų ADC ir DAC. Tokias garso plokštes teoriškai galima priskirti prie Hi-Fi, kurios turėtų užtikrinti studijos kokybės garsą. Kai kurios garso plokštės yra aprūpintos 20 ir net 24 bitų ADC ir DAC, kas žymiai pagerina garso įrašymo/atkūrimo kokybę.
Pilnas Dvipusis (full duplex) – duomenų perdavimo kanalu režimas, pagal kurį garso sistema gali vienu metu priimti (įrašyti) ir perduoti (leisti) garso duomenis. Tačiau ne visos garso plokštės visiškai palaiko šį režimą, nes intensyvaus duomenų mainų metu jos neužtikrina aukštos garso kokybės. Tokios kortelės gali būti naudojamos darbui su balso duomenimis internete, pavyzdžiui, telekonferencijų metu, kai nereikia aukštos garso kokybės.
Tikslas. Suprasti garsinės informacijos konvertavimo procesą, įsisavinti sąvokas, reikalingas garso informacijos tūriui apskaičiuoti. Išmokite spręsti problemas tam tikra tema.
Tikslas-motyvacija. Pasirengimas vieningam valstybiniam egzaminui.
Pamokos planas
1. Peržiūrėkite pristatymą šia tema su mokytojo komentarais. 1 priedas
Pristatymo medžiaga: Garsinės informacijos kodavimas.
Nuo 90-ųjų pradžios asmeniniai kompiuteriai galėjo dirbti su garso informacija. Kiekvienas kompiuteris, turintis garso plokštę, mikrofoną ir garsiakalbius, gali įrašyti, išsaugoti ir leisti garso informaciją.
Garso bangų konvertavimo į dvejetainį kodą kompiuterio atmintyje procesas:
Kompiuterio atmintyje saugomos garso informacijos atkūrimo procesas:
Garsas yra garso banga, kurios amplitudė ir dažnis nuolat kinta. Kuo didesnė amplitudė, tuo jis garsesnis žmogui, kuo didesnis signalo dažnis, tuo didesnis tonas. Kompiuterio programinė įranga dabar leidžia nepertraukiamą garso signalą paversti elektros impulsų seka, kuri gali būti pavaizduota dvejetaine forma. Nepertraukiamo garso signalo kodavimo procese tai yra laiko mėginių ėmimas . Nepertraukiama garso banga yra padalinta į atskiras mažas laikinąsias dalis ir kiekvienai tokiai atkarpai nustatoma tam tikra amplitudės reikšmė.
Taigi nuolatinė signalo amplitudės priklausomybė nuo laiko A(t) pakeičiama atskira garsumo lygių seka. Diagramoje tai atrodo taip, kaip tolygios kreivės pakeitimas „žingsnių“ seka. Kiekvienam „žingsniui“ priskiriama garso lygio reikšmė, jo kodas (1, 2, 3 ir kt.).
Toliau). Garso garsumo lygiai atitinkamai gali būti laikomi galimų būsenų rinkiniu, kuo daugiau garsumo lygių bus paskirstyta kodavimo proceso metu, tuo daugiau informacijos perneš kiekvieno lygio reikšmė ir tuo garsas bus geresnis.
Garso adapteris ( garso plokštė) yra specialus įrenginys, prijungtas prie kompiuterio, skirtas paversti garso dažnio elektrines vibracijas į skaitmeninį dvejetainį kodą įvedant garsą ir atvirkštiniam konvertavimui (iš skaitmeninio kodo į elektrinius virpesius) leidžiant garsą.
Garso įrašymo metu garso adapteris tam tikru laikotarpiu matuoja elektros srovės amplitudę ir įveda gautos vertės dvejetainį kodą į registrą. Tada gautas kodas iš registro perrašomas į kompiuterio RAM. Kompiuterio garso kokybę lemia garso adapterio charakteristikos:
- Mėginių ėmimo dažnis
- Bitų gylis (garso gylis).
Laiko atrankos dažnis
Tai įvesties signalo matavimų skaičius per 1 sekundę. Dažnis matuojamas hercais (Hz). Vienas matavimas per sekundę atitinka 1 Hz dažnį. 1000 matavimų per 1 sekundę – 1 kilohercas (kHz). Įprasti garso adapterių atrankos dažniai:
11 kHz, 22 kHz, 44,1 kHz ir kt.
Registro plotis (garso gylis) yra bitų skaičius garso adapterio registre, nurodantis galimų garso lygių skaičių.
Bitų gylis lemia įvesties signalo matavimo tikslumą. Kuo didesnis bitų gylis, tuo mažesnė kiekvieno atskiro elektrinio signalo vertės konvertavimo į skaičių ir atgal paklaida. Jei bitų gylis yra 8 (16), tada, matuojant įvesties signalą, galima gauti skirtingas reikšmes 2 8 = 256 (2 16 = 65536). Akivaizdu, kad 16 bitų garso adapteris užkoduoja ir atkuria garsą tiksliau nei 8 bitų. Šiuolaikinės garso plokštės suteikia 16 bitų garso kodavimo gylį. Skirtingų signalų lygių (tam tikros kodavimo būsenų) skaičius gali būti apskaičiuojamas naudojant formulę:
N = 2 I = 2 16 = 65536, kur I yra garso gylis.
Taigi šiuolaikinės garso plokštės gali užtikrinti 65536 signalo lygių kodavimą. Kiekvienai garso signalo amplitudės reikšmei priskiriamas 16 bitų kodas. Kai dvejetainiu būdu koduojamas nenutrūkstamas garso signalas, jis pakeičiamas atskirų signalo lygių seka. Kodavimo kokybė priklauso nuo signalo lygio matavimų skaičiaus per laiko vienetą, ty atrankos dažnis. Kuo daugiau matavimų atliekama per 1 sekundę (kuo didesnis mėginių ėmimo dažnis, tuo tikslesnė dvejetainio kodavimo procedūra.
Garso failas - failas, kuriame saugoma garso informacija skaitmenine dvejetaine forma.
2. Pakartokite informacijos matavimo vienetus
1 baitas = 8 bitai
1 KB = 2 10 baitų = 1024 baitai
1 MB = 2 10 KB = 1024 KB
1 GB = 2 10 MB = 1024 MB
1 TB = 2 10 GB = 1024 GB
1 PB = 2 10 TB = 1024 TB
3. Sustiprinkite išmoktą medžiagą žiūrėdami pristatymą ar vadovėlį
4. Problemų sprendimas
Vadovėlis, parodantis sprendimą pristatymo metu.
1 užduotis. Nustatykite stereofoninio garso failo, kurio garso trukmė 1 sekundė ir aukšta garso kokybė (16 bitų, 48 kHz), informacijos garsumą.
Užduotis (savarankiškai). Vadovėlis, parodantis sprendimą pristatymo metu.
Nustatykite skaitmeninio garso failo, kurio garso trukmė yra 10 sekundžių, 22,05 kHz atrankos dažniu ir 8 bitų skiriamąja geba, informacijos tūrį.
5. Konsolidavimas. Spręskite problemas namuose, savarankiškai kitoje pamokoje
Nustatykite atminties kiekį, skirtą saugoti skaitmeninį garso failą, kurio grojimo laikas yra dvi minutės, esant 44,1 kHz atrankos dažniui ir 16 bitų skyrai.
Vartotojo atminties talpa yra 2,6 MB. Būtina įrašyti skaitmeninį garso failą, kurio garso trukmė 1 minutė. Koks turėtų būti diskretizavimo dažnis ir bitų gylis?
Laisvos atminties kiekis diske – 5,25 MB, garso plokštės bitų gylis – 16. Kiek trunka 22,05 kHz diskretizavimo dažniu įrašyto skaitmeninio garso failo garsas?
Viena minutė įrašant skaitmeninį garso failą užima 1,3 MB vietos diske, o garso plokštės bitų talpa yra 8. Kokiu atrankos dažniu įrašomas garsas?
Kiek atminties reikia norint išsaugoti aukštos kokybės skaitmeninį garso failą, kurio grojimo laikas yra 3 minutės?
Skaitmeniniame garso faile yra žemos kokybės garso įrašas (garsas tamsus ir duslus). Kokia yra failo trukmė, jei jo dydis yra 650 KB?
Dvi minutės įrašant skaitmeninį garso failą užima 5,05 MB vietos diske. Atrankos dažnis – 22 050 Hz. Koks yra garso adapterio bitų gylis?
Laisvos atminties kiekis diske – 0,1 GB, garso plokštės bitų gylis – 16. Kiek trunka 44 100 Hz diskretizavimo dažniu įrašyto skaitmeninio garso failo garsas?
Atsakymai
Nr 92. 124,8 sek.
Nr. 93. 22,05 kHz.
Nr. 94. Aukšta garso kokybė pasiekiama esant 44,1 kHz diskretizavimo dažniui ir 16 garso adapterio bitų gyliui. Reikalingas atminties dydis yra 15,1 MB.
Nr. 95. Niūriam ir dusliam garsui būdingi šie parametrai: diskretizavimo dažnis - 11 kHz, garso adapterio bitų gylis - 8. Garso trukmė 60,5 s.
Nr. 96. 16 bitų.
Nr 97. 20,3 min.
Literatūra
1. Vadovėlis: Informatika, probleminė knyga-dirbtuvės, 1 tomas, redagavo I.G. Semakin, E.K. Henner)
2. Pedagoginių idėjų festivalis „Atvira pamoka“ Garsas. Garso informacijos dvejetainis kodavimas. Supryagina Elena Aleksandrovna, informatikos mokytoja.
3. N. Ugrinovičius. Informatika ir informacinės technologijos. 10-11 klasių. Maskva. Dvejetainė. Žinių laboratorija 2003 m.
Garso įrenginiai tampa neatsiejama kiekvieno asmeninio kompiuterio dalimi. Per konkurenciją buvo sukurtas universalus, plačiai palaikomas garso programinės ir techninės įrangos standartas. Garso įrenginiai iš brangių, egzotiškų priedų tapo pažįstama beveik bet kokios sistemos konfigūracijos dalimi.
Šiuolaikiniuose kompiuteriuose garso aparatinės įrangos palaikymas įgyvendinamas viena iš šių formų:
- garso adapteris, įdėtas į PCI arba ISA magistralės jungtį;
- mikroschema sisteminėje plokštėje, kurią gamina Crystal, Analog Devices, Sigmatel, ESS ir kt.;
- garso įrenginiai, integruoti į pagrindinės plokštės bazinį lustų rinkinį, į kurį įeina pažangiausi Intel, SiS ir VIA Technologies mikroschemų rinkiniai, skirti pigiems kompiuteriams.
Be pagrindinio garso įrenginio, yra daug papildomų garso įrenginių: garsiakalbių sistemos, mikrofonas ir kt. Šiame skyriuje aptariamas visų kompiuterio garso sistemos komponentų funkcionalumas ir veikimo ypatybės.
Pirmosios garso plokštės pasirodė devintojo dešimtmečio pabaigoje. pagrįsti AdLib, Roland ir Creative Labs plėtra ir buvo naudojami tik žaidimams. 1989 m. Creative Labs išleido Game Blaster stereo garso plokštę; vėliau pasirodė Sound Blaster Pro plokštė.
Kad plokštė veiktų stabiliai, buvo reikalingi tam tikri programiniai (MS DOS, Windows) ir techniniai ištekliai (IRQ, DMA ir I/O prievadų adresai).
Dėl problemų, kylančių naudojant garso plokštes, kurios nesuderinamos su „Sound Blaster Pro“ sistema, 1995 m. gruodžio mėn. pasirodė nauja „Microsoft“ plėtra - „DirectX“, kuri yra programuojamų programų sąsajų (Application Program Interfaces – API) serija, skirta tiesioginei sąveikai. su techniniais įrenginiais.
Šiandien beveik kiekviename kompiuteryje yra vienokio ar kitokio tipo garso adapteris ir CD-ROM arba
Su CD-ROM suderinamas įrenginys. Priėmus MPC-1-MRS-3 standartus, kurie nustato kompiuterių klasifikaciją, sistemos su garso plokšte ir su CD-ROM suderinamu įrenginiu buvo vadinamos daugialypės terpės kompiuteriais (Multimedia PC). Pirmasis MRS-1 standartas buvo pristatytas 1990 m.; MPC-3 standartas, kuris jį pakeitė 1995 m. birželio mėn., apibrėžė šiuos minimalius techninės ir programinės įrangos reikalavimus:
- procesorius - Pentium, 75 MHz;
- RAM - 8 MB;
- kietasis diskas - 540 MB;
- CD-ROM įrenginys – keturių greičių (4x);
- VGA raiška - 640 x 480;
- spalvų gylis - 65 536 spalvos (16 bitų spalva);
- minimali operacinė sistema – Windows 3.1.
Visi kompiuteriai, pagaminti po 1996 m., kuriuose yra
Garso adapteris ir su CD-ROM suderinamas įrenginys visiškai atitinka MPC-3 standarto reikalavimus.
Šiuo metu kriterijai, pagal kuriuos kompiuteris priklauso multimedijos klasei, yra šiek tiek pakitęs dėl techninės pažangos šioje srityje:
- procesorius - Pentium III, Celeron, Athlon, Duron ar bet kuris kitas Pentium klasės procesorius, 600 MHz;
- RAM - 64 MB;
- kietasis diskas - 3,2 GB;
- diskelis - 1,44 MB (3,5" didelio tankio diskas);
- CD-ROM įrenginys – 24 greičių (24x);
- garso diskretizavimo dažnis – 16 bitų;
- VGA raiška – 1024 x 768;
- spalvų gylis - 16,8 milijono spalvų (24 bitų spalva);
- įvesties/išvesties įrenginiai – lygiagrečiai, nuoseklieji, MIDI, žaidimų prievadas;
- Minimali operacinė sistema yra „Windows 98“ arba „Windows Me“.
Nors techniškai garsiakalbiai ar ausinės nėra MPC specifikacijos ar aukščiau esančio sąrašo dalis, jie reikalingi garsui atkurti. Be to, norint įvesti balso informaciją, naudojamą garsui įrašyti arba kalbėti su kompiuteriu, reikalingas mikrofonas. Sistemose su garso adapteriu dažniausiai būna ir nebrangių pasyviųjų arba aktyvių garsiakalbių (gali būti pakeistos ausinėmis, kurios užtikrina reikiamą atkuriamo garso kokybę ir dažnio charakteristikas).
Daugialypės terpės kompiuteris su garsiakalbiais ir mikrofonu turi daugybę galimybių ir suteikia:
- Stereo garso įtraukimas į pramogų (žaidimų) programas;
- ugdymo programų (mažiems vaikams) efektyvumo didinimas;
- garso efektų pridėjimas prie demonstracinių ir mokymo programų;
- muzikos kūrimas naudojant MIDI aparatinę ir programinę įrangą;
- garso komentarų pridėjimas prie failų;
- garso tinklo konferencijų įgyvendinimas;
- garso efektų pridėjimas prie operacinės sistemos įvykių;
- teksto garso atkūrimas;
- Groti garso kompaktinius diskus;
- leisti failus .mp3 formatu;
- vaizdo klipų atkūrimas;
- DVD filmų atkūrimas;
- balso valdymo palaikymas.
Garso sistemos komponentai. Renkantis garso sistemą, reikia atsižvelgti į jos komponentų parametrus.
Garso plokštės jungtys. Dauguma garso plokščių turi tas pačias miniatiūrines (1/8") jungtis, kurios siunčia signalus iš kortelės į garsiakalbius, ausines ir stereo įvestis; panašiomis jungtimis galima prijungti mikrofoną, CD grotuvą ir magnetofoną. 5.4 paveiksle parodytos keturių tipų jungtys, kurios , mažiausiai turi būti įdiegta garso plokštėje. Kiekvieno tipo jungties spalvų žymėjimai yra apibrėžti PC99 dizaino vadove ir skirtingiems garso adapteriams skiriasi.
Ryžiai. 5.4.
Mes išvardijame dažniausiai naudojamas jungtis:
- linijinė plokštės išvestis. Signalas iš šios jungties tiekiamas į išorinius įrenginius – garsiakalbių sistemas, ausines arba į stereo stiprintuvo įvestį, kurio pagalba signalas sustiprinamas iki reikiamo lygio;
- linijinis plokštės įėjimas. Naudojamas maišant arba įrašant garsą iš išorinės garso sistemos į standųjį diską;
- jungtis garsiakalbių sistemai ir ausinėms. Ne visose lentose. Signalai į garsiakalbius tiekiami iš tos pačios jungties (linijos išvesties), kaip ir stereo stiprintuvo įvestis;
- mikrofono įvestis arba mono įvestis. Naudojamas mikrofonui prijungti. Mikrofono įrašymas yra monofoninis. Įvesties signalo lygis palaikomas pastovus ir optimalus konvertavimui. Įrašymui geriausia naudoti elektrodinaminį arba kondensacinį mikrofoną, skirtą apkrovos varžai nuo 600 omų iki 10 kOhm. Kai kurios pigios garso plokštės prijungia mikrofoną prie linijos įvesties;
- vairasvirtės jungtis (MIDI prievadas). Tai 15 kontaktų D formos jungtis. Du jo kaiščiai gali būti naudojami valdyti MIDI įrenginį, pvz., klaviatūros sintezatorių. Tokiu atveju turite įsigyti Y formos kabelį;
- MIDI jungtis. Įtrauktas į vairasvirtės prievadą, turi dvi apvalias 5 kontaktų DIN jungtis, naudojamas MIDI įrenginiams prijungti, taip pat vairasvirtės jungtį;
- vidinio kontakto jungtis – speciali jungtis, skirta prijungti prie vidinio CD-ROM įrenginio. Leidžia leisti garsą iš kompaktinių diskų per garsiakalbius, prijungtus prie garso plokštės. Ši jungtis skiriasi nuo jungties, skirtos CD-ROM valdikliui prijungti prie garso plokštės, nes ji neperduoda duomenų į kompiuterio magistralę.
Papildomos jungtys. Dauguma šiuolaikinių garso adapterių palaiko DVD atkūrimą, garso apdorojimą ir kt., todėl turi keletą papildomų jungčių, kurių funkcijos išvardytos toliau:
- MIDI įvestis ir išvestis. Ši jungtis, kuri nėra derinama su žaidimo prievadu, leidžia vienu metu naudoti ir vairasvirtę, ir išorinius MIDI įrenginius;
- SPDIF įvestis ir išvestis („Sony“ / „Philips“ skaitmeninė sąsaja – SP/DIF). Jungtis naudojama skaitmeniniams garso signalams perduoti tarp įrenginių, nekeičiant jų į analoginius. SPDIF sąsaja kartais vadinama Dolby Digital;
- CD SPDIF. Jungtis skirta CD-ROM įrenginiui prijungti prie garso plokštės naudojant SPDIF sąsają;
- TAD įvestis. Jungtis modemams su telefono atsakiklio palaikymu prijungti prie garso plokštės;
- skaitmeninis išėjimas DIN. Jungtis skirta sujungti kelių kanalų skaitmeninių garsiakalbių sistemas;
- įėjimas Aich. Užtikrina ryšį su garso plokšte iš kitų signalo šaltinių, pvz., TV imtuvo;
- I2S įvestis. Leidžia prie garso plokštės prijungti išorinių šaltinių, pvz., DVD, skaitmeninę išvestį.
Papildomos jungtys paprastai yra tiesiai ant garso plokštės arba prijungiamos prie išorinio įrenginio arba antrinės plokštės. Pavyzdžiui, Sound Blaster Live! Platinum 5.1 yra įrenginys, susidedantis iš dviejų dalių. Pats garso adapteris jungiamas per PCI jungtį, o papildomos jungtys jungiamos prie išorinio LiveDrive IR perjungimo bloko, kuris yra sumontuotas nenaudojamoje disko nišoje.
Garso valdymas. IN Kai kuriose garso plokštėse yra rankinis garsumo valdymas; sudėtingesnėse plokštėse garsumo valdymas atliekamas programiškai naudojant klavišų kombinacijas, tiesiogiai žaidimo metu sistemoje "Windows" arba bet kurioje programoje.
Sintezatoriai.Šiuo metu visos gaminamos plokštės yra stereofoninės ir palaiko MIDI standartą.
Stereo garso plokštės vienu metu leidžia (ir įrašo) kelis signalus iš dviejų skirtingų šaltinių. Kuo daugiau signalų yra adapteryje, tuo natūralesnis garsas. Kiekvienas plokštėje esantis sintezatoriaus lustas, dažniausiai iš Yamaha, leidžia priimti 11 (YM3812 arba OPL2 lusto) signalų ar daugiau. Norėdami imituoti daugiau nei 20 signalų (YMF262 arba OPL3 lustas), yra įdiegta viena arba dvi dažnio sintezatoriaus lustai.
Vietoj sintezuotų garsų, generuojamų dažnio moduliavimo lustu, banguojančios garso plokštės naudoja skaitmeninius tikrų instrumentų įrašus ir garso efektus. Pavyzdžiui, kai toks garso adapteris groja trimito garsą, trimito garsas girdimas tiesiogiai, o ne jo imitacija. Pirmosiose garso plokštėse, palaikančiose šią funkciją, buvo iki 1 MB garso fragmentų, saugomų adapterio atminties lustuose. Tačiau dėl didelės spartos PCI magistralės atsiradimo ir kompiuterio operatyviosios atminties padidėjimo dauguma garso plokščių dabar naudoja vadinamąjį programuojamą banglentės metodą, leidžiantį įkelti 2-8 MB trumpų įvairių muzikos instrumentų garso fragmentų. kompiuterio RAM.
Šiuolaikiniai kompiuteriniai žaidimai retai naudoja MIDI garsą, tačiau nepaisant to, „DirectX 8“ garso plokštės pakeitimai daro ją tinkama žaidimo garso takelių parinktimi.
Duomenų suspaudimas. IN Daugumoje plokščių garso kokybė atitinka CD diskų atrankos dažniu
44,1 kHz, kai kiekvienai garso minutei įrašant net įprastą balsą sunaudojama apie 11 MB vietos diske. Siekiant sumažinti garso failų dydį, daugelis plokščių naudoja duomenų glaudinimą. Pavyzdžiui, „Sound Blaster ASP 16“ plokštė suspaudžia garsą realiuoju laiku (tiesiogiai įrašymo metu) suglaudinimo santykiu 2:1, 3:1 arba 4:1.
Kadangi garso signalo saugojimui reikia daug vietos diske, jis suglaudinamas naudojant adaptyvaus diferencinio impulsinio kodo moduliavimo (ADPCM) metodą, kuris sumažina failo dydį maždaug 50%. Tačiau garso kokybė pablogėja.
Daugiafunkciniai signalų procesoriai. Daugelyje garso plokščių naudojami skaitmeniniai signalų procesoriai (DSP). Jų dėka plokštės tapo „protingesnės“ ir išlaisvino kompiuterio centrinį procesorių nuo daug laiko reikalaujančių užduočių, tokių kaip signalų valymas nuo triukšmo ir duomenų glaudinimas realiuoju laiku.
Procesoriai yra įdiegti daugelyje universalių garso plokščių. Pavyzdžiui, EMU10K1 programuojamas skaitmeninis signalo procesorius Sound Blaster Live! suspaudžia duomenis, paverčia tekstą į kalbą ir sintezuoja vadinamąjį trimatį garsą, sukurdamas garso atspindžio ir choro akompanimento efektą. Su tokiu procesoriumi garso plokštė virsta daugiafunkciu įrenginiu. Pavyzdžiui, IBM WindSurfer ryšių plokštėje skaitmeninis procesorius veikia kaip modemas, fakso aparatas ir skaitmeninis atsakiklis.
Garso plokštės tvarkyklės. Daugumoje plokščių yra universalios tvarkyklės, skirtos DOS ir Windows programoms. „Windows 9x“ ir „Windows NT“ operacinės sistemos jau turi populiarių garso plokščių tvarkykles; Kitų plokščių tvarkykles galima įsigyti atskirai.
DOS programos dažniausiai neturi didelio tvarkyklių pasirinkimo, tačiau kompiuteriniai žaidimai palaiko „Sound Blaster Pro“ adapterius.
Pastaruoju metu labai išaugo reikalavimai garso įrenginiams, o tai savo ruožtu lėmė aparatinės įrangos galios padidėjimą. Šiuolaikinė vieninga daugialypės terpės aparatinė įranga negali būti visiškai laikoma tobula daugialypės terpės sistema, kuriai būdingos šios savybės:
- tikroviškas erdvinis garsas kompiuteriniuose žaidimuose;
- aukštos kokybės garsas DVD filmuose;
- kalbos atpažinimas ir balso valdymas;
- garso failų kūrimas ir įrašymas MIDI, MP3, WAV ir CD-Audio formatais.
Papildomi techninės ir programinės įrangos reikalavimai, reikalingi aukščiau nurodytoms charakteristikoms pasiekti, pateikti lentelėje. 5.3.
5.3 lentelė. Papildomos garso adapterių funkcijos ir savybės
|
Tikslas |
Privaloma galimybės |
Papildoma aparatūra |
Papildoma programinė įranga |
|
Žaidimo prievadas; trimatis garsas; garso pagreitis |
Žaidimų valdiklis; galiniai garsiakalbiai |
||
|
DVD filmai |
Dolby 5.1 dekodavimas |
Garsiakalbiai su garso adapteriu, suderinami su Dolby 5.1 |
MPEG failų dekodavimo programa |
|
Su programine įranga suderinamas garso adapteris |
Mikrofonas |
Programinė įranga, leidžianti diktuoti tekstus |
|
|
MIDI failų kūrimas |
Garso adapteris su MIDI įėjimu |
Suderinamas su MIDI muzikinis klaviatūra |
Programa, skirta kurti MIDI failus |
|
MP3 failų kūrimas |
Garso failų skaitmeninimas |
CD-R arba CD-RW diskas |
Programa, skirta kurti mp3 failus |
|
WAV failų kūrimas |
Mikrofonas |
Garso įrašymo programa |
|
|
CDAaudio failų kūrimas |
Išorinis garso šaltinis |
Programa konvertuoti WAV arba MP3 failus į CD-Audio |
Minimalūs reikalavimai garso plokštėms.
Ankstesnį Sound Blaster Pro ISA garso adapterį pakeitus PCI garso plokšte, sistemos veikimas žymiai pagerėjo, tačiau patartina išnaudoti visas garso plokščių galimybes, kurios visų pirma apima:
- 3D garso palaikymas įdiegtas mikroschemų rinkinyje. Posakis „3D garsas“ reiškia, kad garsai, atitinkantys tai, kas vyksta ekrane, girdimi toliau ar arčiau, už jūsų ar kažkur į šoną. „Microsoft DirectX 8.0“ sąsajoje yra 3D garso palaikymas, tačiau tam geriau naudoti garso adapterį su įmontuotu 3D garso palaikymu;
- „DirectX 8.0“ naudojimas kartu su kitomis 3D garso API, tokiomis kaip „Creative's EAX“, „Sensaura“ 3D pozicinis garsas ir „Aureal“ nebeveikianti A3D technologija;
- ZO garsinis pagreitis. Garso plokštės su mikroschemų rinkiniais, palaikančiais šią funkciją, turi gana žemą procesoriaus panaudojimą, todėl bendras žaidimų greitis padidėja. Norėdami gauti geriausių rezultatų, naudokite mikroschemų rinkinius, kurie palaiko didžiausio 3D srautų skaičiaus pagreitinimą; kitu atveju centrinio procesoriaus 3D garso apdorojimas bus sunkus, o tai galiausiai turės įtakos žaidimo greičiui;
- žaidimų prievadai, palaikantys priverstinio grįžtamojo ryšio žaidimų valdiklius.
Šiandien yra daug vidutinės klasės garso plokščių, kurios palaiko bent dvi iš šių funkcijų. Tuo pačiu metu garso adapterių mažmeninė kaina neviršija 50-100 USD Nauji 3D garso mikroschemų rinkiniai, tiekiami įvairių gamintojų, leidžia 3D kompiuterinių žaidimų gerbėjams atnaujinti sistemą pagal savo pageidavimus.
Filmai DVD formatu kompiuterio ekrane. Norėdami žiūrėti DVD filmus kompiuteryje, jums reikia šių komponentų:
- Skaitmeninio disko atkūrimo programinė įranga, palaikanti Dolby Digital 5.1 išvestį. Vienas iš priimtiniausių variantų yra PowerDVD programa;
- Garso adapteris, palaikantis DVD įrenginio Dolby Digital įvesties signalą ir perduodantis duomenis į su Dolby Digital 5.1 suderinamus garso aparatūros įrenginius. Jei tinkamos aparatūros nėra, Dolby 5.1 įvestis sukonfigūruojama veikti keturiais garsiakalbiais; be to, galite pridėti S/PDIF ACS (Dolby Surround) įvestį, skirtą keturių garsiakalbių sistemoms;
- Su Dolby Digital 5.1 suderinamas imtuvas ir garsiakalbiai. Dauguma aukštos kokybės „Dolby Digital 5.1“ garso plokščių yra sujungtos su specialiu analoginio įvesties imtuvu, tačiau kitos, tokios kaip „Creative Labs Sound Blaster Live! „Platinum“ taip pat palaiko garsiakalbius su skaitmenine įvestimi, prie plokštės pridedant papildomą skaitmeninę DIN jungtį.
Kalbos atpažinimas. Kalbos atpažinimo technologija dar nėra tobula, tačiau šiandien yra programų, kurios leidžia kompiuteriui duoti balso komandas, iškviesti reikiamas programas, atidaryti failus ir reikiamus dialogo langus ir net diktuoti tekstus, kuriuos anksčiau būtų tekę tipo.
Įprastam vartotojui tokio tipo programa yra nenaudinga. Pavyzdžiui, Compaq kurį laiką tiekė kompiuterius su mikrofonu ir balso valdymo programa, o programa buvo labai pigi. Stebėti, kaip biure daug vartotojų kalbasi su kompiuteriais, tikrai buvo įdomu, tačiau produktyvumas iš tikrųjų nepadidėjo, buvo sugaištama daug laiko, nes vartotojai buvo priversti eksperimentuoti su programine įranga, o biuras taip pat tapo labai triukšmingas.
Tačiau tokio tipo programinė įranga gali sudominti vartotojus su negalia, todėl kalbos atpažinimo technologija nuolat tobulėja.
Kaip minėta aukščiau, yra ir kito tipo kalbos atpažinimo programinė įranga, leidžianti paversti kalbą tekstu. Tai neįprastai sudėtinga užduotis, visų pirma dėl skirtingų žmonių kalbos modelių skirtumų, todėl beveik visos programinės įrangos, įskaitant kai kurias balso komandų programas, apima žingsnį, skirtą „išmokyti“ technologiją atpažinti vartotojo balsą. Tokio mokymo metu vartotojas skaito kompiuterio ekrane rodomą tekstą (ar žodžius). Kadangi tekstas yra užprogramuotas, kompiuteris greitai prisitaiko prie kalbėtojo kalbos modelio.
Atlikus eksperimentus paaiškėjo, kad atpažinimo kokybė priklauso nuo individualių kalbos savybių. Be to, kai kurie vartotojai gali diktuoti ištisus teksto puslapius neliesdami klaviatūros, o kiti nuo to pavargsta.
Yra daug parametrų, turinčių įtakos kalbos atpažinimo kokybei. Mes išvardijame pagrindinius:
- diskrečios ir nuolatinės kalbos atpažinimo programos. Nepertraukiamas (arba prijungtas) kalbėjimas, leidžiantis natūralesnį „dialogą“ su kompiuteriu, šiuo metu yra standartinis, tačiau, kita vertus, yra nemažai iki šiol neišsprendžiamų problemų siekiant priimtino atpažinimo tikslumo;
- apmokytas ir neapmokytas programas. Programos „mokymas“ teisingai atpažinti kalbą duoda gerų rezultatų net tose programose, kurios leidžia praleisti šį etapą;
- dideli aktyvieji ir bendrieji žodynai. Programos su dideliu aktyviu žodynu daug greičiau reaguoja į žodinę kalbą, o programos su didesniu bendruoju žodynu leidžia išsaugoti unikalų žodyną;
- kompiuterio aparatinės įrangos našumas. Padidinus procesorių greitį ir RAM kiekį, pastebimai padidėja kalbos atpažinimo programų greitis ir tikslumas, taip pat leidžia kūrėjams naujose programų versijose įdiegti papildomų funkcijų;
- Aukštos kokybės garso plokštė ir mikrofonas: ausinės su įmontuotu mikrofonu skirtos ne muzikai ar garso efektams įrašyti, o specialiai kalbos atpažinimui.
Garso failai. Yra du pagrindiniai failų tipai, skirti garso įrašams saugoti asmeniniame kompiuteryje. Pirmojo tipo failai, vadinami įprastais garso failais, naudoja .wav, .voc, .au ir .aiff formatus. Garso faile yra bangos formos duomenų, ty tai yra analoginių garso signalų įrašas skaitmenine forma, tinkamas saugoti kompiuteryje. Apibrėžiami trys garso įrašymo kokybės lygiai, naudojami Windows 9x ir Windows Me operacinėse sistemose, taip pat garso įrašymo kokybės lygis, kurio charakteristikos yra 48 kHz, 16 bitų stereo ir 188 Kb/s. Šis lygis skirtas palaikyti garso atkūrimą iš tokių šaltinių kaip DVD ir Dolby AC-3.
Norėdami pasiekti kompromisą tarp aukštos garso kokybės ir mažo failo dydžio, galite konvertuoti .wav failus į .mp3 formatą.
Garso duomenų suspaudimas. Yra dvi pagrindinės sritys, kuriose naudojamas garso glaudinimas:
- garso įkandimų naudojimas svetainėse;
- sumažinti aukštos kokybės muzikos failų garsumą.
Specialios garso failų redagavimo programos, ypač „RealProducer“ iš „Real“ arba „Microsoft Windows Media Encoder 7“, leidžia sumažinti garso fragmentų dydį minimaliai prarandant kokybę.
Populiariausias garso failo formatas yra .mp3. Šie failai yra artimi CD kokybės garso kokybei ir yra daug mažesni nei įprasti .wav failai. Taigi 5 minučių trukmės garso failas .wav formatu su CD kokybe yra apie 50 MB, o tas pats garso failas .mp3 formatu yra apie 4 MB.
Vienintelis .mp3 failų trūkumas yra apsaugos nuo neteisėto naudojimo trūkumas, t. y. kiekvienas gali laisvai parsisiųsti tokį failą iš interneto (laimei, yra labai daug svetainių, siūlančių šiuos „piratinius“ įrašus). Aprašytas failo formatas, nepaisant jo trūkumų, tapo gana plačiai paplitęs ir paskatino masinę 3D grotuvų gamybą.
MIDI failai. MIDI garso failas skiriasi nuo .wav failo taip pat, kaip vektorinis vaizdas skiriasi nuo rastrinio vaizdo. MIDI failai turi .mid arba .rmi plėtinį ir yra visiškai skaitmeniniai, juose yra ne garso įrašas, o garso įrangos naudojamos komandos jam sukurti. Kaip vaizdo plokštės naudoja komandas trimačių objektų vaizdams kurti, MIDI garso plokštės veikia su MIDI failais, kad sintezuotų muziką.
MIDI yra galinga programavimo kalba, kuri išpopuliarėjo devintajame dešimtmetyje. ir sukurtas specialiai elektroniniams muzikos instrumentams. MIDI standartas tapo nauju žodžiu elektroninės muzikos srityje. Naudodami MIDI galite kurti, įrašyti, redaguoti ir leisti muzikos failus asmeniniame kompiuteryje arba su MIDI suderinamu elektroniniu muzikos instrumentu, prijungtu prie kompiuterio.
MIDI failams, skirtingai nei kitų tipų garso failams, reikia palyginti nedaug vietos diske. Norint įrašyti 1 valandą stereo muzikos, saugomos MIDI formatu, reikia mažiau nei 500 KB. Daugelyje žaidimų naudojamas MIDI garso įrašymas, o ne imtinis analoginis garso įrašymas.
MIDI failas iš tikrųjų yra skaitmeninis muzikos natos atvaizdas, sudarytas iš kelių tam skirtų kanalų, kurių kiekvienas atstovauja skirtingą muzikinį dokumentą arba garso tipą. Kiekvienas kanalas apibrėžia natų dažnius ir trukmę, todėl sukuriamas MIDI failas, pavyzdžiui, styginių kvartetui, kuriame yra keturi kanalai, vaizduojantys du smuikus, altą ir violončelę.
Visos trys MPC specifikacijos, taip pat PC9x, palaiko MIDI formatą visose garso plokštėse. Bendrasis MIDI standartas daugeliui garso plokščių leidžia iki 16 kanalų viename MIDI faile, tačiau tai nebūtinai apriboja garsą iki 16 instrumentų. Vienas kanalas gali atvaizduoti instrumentų grupės garsą; todėl galima susintetinti visą orkestrą.
Kadangi MIDI failą sudaro skaitmeninės komandos, jį redaguoti daug lengviau nei .wav garso failą. Atitinkama programinė įranga leidžia pasirinkti bet kurį MIDI kanalą, įrašyti natas ir pridėti efektus. Tam tikri programinės įrangos paketai yra skirti įrašyti muziką į MIDI failą naudojant standartinę muzikos notaciją. Dėl to kompozitorius muziką rašo tiesiai į kompiuterį, pagal poreikį ją redaguoja, o vėliau atlikėjams išspausdina natas. Tai labai patogu profesionaliems muzikantams, kurie turi praleisti daug laiko perrašydami natas.
Groja MIDI failus. Paleidus MIDI failą asmeniniame kompiuteryje įrašas neatkuriamas. Kompiuteris iš tikrųjų kuria muziką pagal įrašytas komandas: sistema nuskaito MIDI failą, sintezatorius kiekvienam kanalui generuoja garsus pagal faile esančias komandas, kad natų skambesiui suteiktų norimą toną ir trukmę. Norėdami sukurti konkretaus muzikos instrumento garsą, sintezatorius naudoja iš anksto nustatytą šabloną, t. y. komandų rinkinį, kuris sukuria garsą, panašų į konkretaus instrumento skleidžiamą garsą.
Garso plokštės sintezatorius yra panašus į elektroninį klaviatūros sintezatorių, tačiau turi ribotas galimybes. Pagal MPC specifikaciją garso plokštė turi turėti dažnių sintezatorių, galintį vienu metu groti mažiausiai šešias melodines natas ir dvi būgnų natas.
Dažnių sintezė. Dauguma garso plokščių generuoja garsus naudodami dažnių sintezatorių; Ši technologija buvo sukurta dar 1976 m. Naudodamas vieną sinusinę bangą kitai modifikuoti, dažnio sintezatorius sukuria dirbtinį garsą, panašų į konkretaus instrumento garsą. MIDI standartas apibrėžia iš anksto užprogramuotų garsų rinkinį, kurį gali groti dauguma instrumentų.
Kai kurie dažnių sintezatoriai naudoja keturias bangas, o skleidžiami garsai turi normalų, nors ir šiek tiek dirbtinį, garsą. Pavyzdžiui, susintetintas trimito garsas neabejotinai panašus į jo skambesį, tačiau jo niekas niekada neatpažins kaip tikro trimito skambesio.
Stalo bangų sintezė. Dažnių sintezės ypatumas yra tas, kad atkuriamas garsas net ir geriausiu atveju visiškai nesutampa su tikru muzikos instrumento skambesiu. 1984 m. Ensoniq Corporation sukūrė nebrangią natūralesnio garso technologiją. Ji įrašo bet kurio instrumento (įskaitant fortepijoną, smuiką, gitarą, fleitą, trimitą ir būgną) garsą ir saugo skaitmeninį garsą specialioje lentelėje. Ši lentelė rašoma arba į ROM lustus, arba į diską, o garso plokštė gali iš lentelės išgauti norimo instrumento suskaitmenintą garsą.
Naudodami stalo bangų sintezatorių, galite pasirinkti instrumentą, sukurti vienintelę jums reikalingą natą ir, jei reikia, pakeisti jo dažnį (t. y. groti duotą natą iš atitinkamos oktavos). Kai kurie adapteriai naudoja kelis to paties instrumento pavyzdžius, kad pagerintų garso atkūrimą. Aukščiausia fortepijono nata skiriasi nuo žemiausio tono, todėl norint, kad garsas būtų natūralesnis, reikia pasirinkti pavyzdį, kuris yra arčiausiai (aukštu) sintezuojamai natai.
Taigi, lentelės dydis daugiausia lemia garsų, kuriuos sintezatorius gali atkurti, kokybę ir įvairovę. Geriausios kokybės bangų formato adapteriai paprastai turi keletą megabaitų atminties pavyzdžiams saugoti. Kai kurie iš jų suteikia galimybę prijungti papildomas korteles, kad būtų galima įdiegti papildomą atmintį ir įrašyti garso pavyzdžius į lentelę.
Kitų įrenginių prijungimas prie MIDI jungties. Garso plokštės MIDI sąsaja taip pat naudojama elektroniniams instrumentams, garso generatoriams, būgnams ir kitiems MIDI įrenginiams prijungti prie kompiuterio. Todėl MIDI failus atkuria aukštos kokybės muzikos sintezatorius, o ne garso plokštės sintezatorius, taip pat galite kurti savo MIDI failus grodami natas tam skirta klaviatūra. Tinkama programinė įranga leis jums sukurti simfoniją kompiuteriu, įrašant kiekvieno instrumento natas atskirai į savo kanalą ir leidžiant visiems kanalams skambėti vienu metu. Daugelis profesionalių muzikantų ir kompozitorių naudoja MIDI įrenginius norėdami kurti muziką tiesiogiai savo kompiuteriuose, nenaudodami tradicinių instrumentų.
Taip pat yra aukštos kokybės MIDI kortelių, veikiančių dviem kryptimis, tai reiškia, kad jos groja iš anksto įrašytus garso takelius, tuo pačiu įrašydami naują takelį į tą patį MIDI failą. Dar prieš kelerius metus tai buvo galima padaryti tik studijoje, naudojant profesionalią šimtus tūkstančių dolerių kainuojančią įrangą.
MIDI įrenginiai jungiami prie garso adapterio dviejų apvalių 5 kontaktų DIN jungčių, kurios naudojamos įvesties (MIDI-IN) ir išvesties (MIDI-OUT) signalams. Daugelis įrenginių taip pat turi MIDI-THRU prievadą, kuris siunčia įrenginio įvesties signalus tiesiai į savo išvestį, tačiau garso plokštės paprastai tokio prievado neturi. Įdomu tai, kad pagal MIDI standartą duomenys perduodami tik per 1 ir 3 jungčių kaiščius. 2 kaištis yra ekranuotas, o 4 ir 5 kaiščiai nenaudojami.
Pagrindinė garso plokštės MIDI sąsajos funkcija yra konvertuoti kompiuterio sistemos magistralės perduodamų duomenų baitų srautą (ty lygiagrečiai 8 bitus) į nuoseklųjį duomenų srautą MIDI formatu. MIDI įrenginiai turi asinchroninius nuosekliuosius prievadus, veikiančius 31,25 kbaud greičiu. Keičiant duomenis pagal MIDI standartą, su vienu starto ir vienu pabaigos bitu naudojami aštuoni informacijos bitai, o 1 baito nuosekliajam perdavimui išleidžiama 320 ms.
Pagal MIDI standartą signalai perduodami specialiu neekranuotu vytos poros kabeliu, kurio maksimalus ilgis gali siekti iki 15 m (nors dauguma parduodamų kabelių yra 3 arba 6 m ilgio). Taip pat galite prijungti kelis MIDI įrenginius naudodami atgalinį ryšį, kad suderintumėte jų galimybes. Bendras MIDI įrenginių grandinės ilgis neribojamas, tačiau kiekvieno atskiro laido ilgis neturi viršyti 15 m.
Senosiose sistemose nėra žaidimų prievado jungties (MIDI prievado) – visi įrenginiai prijungti prie USB magistralės.
Programinė įranga MIDI įrenginiams.„Windows 9x“, „Windows Me“ ir „Windows 2000“ operacinėse sistemose yra „Media Player“ programa, kuri atkuria MIDI failus. Norint išnaudoti visas MIDI galimybes, rekomenduojama įsigyti specializuotą programinę įrangą, skirtą įvairioms MIDI failų redagavimo operacijoms atlikti (atkūrimo tempo nustatymas, iškirpimas, įvairios iš anksto įrašytos muzikos įterpimas).
Daugelyje garso plokščių yra programos, kurios suteikia MIDI failų redagavimo galimybes. Be to, daugelis nemokamų ir shareware įrankių (programų) yra laisvai platinami internete, tačiau tikrai galinga programinė įranga, leidžianti kurti ir redaguoti MIDI failus, turi būti perkama atskirai.
Įrašas. Beveik visos garso plokštės turi įvesties jungtį, prijungus mikrofoną, prie kurio galite įrašyti savo balsą. Naudodami garso įrašymo programą sistemoje Windows galite leisti, redaguoti ir įrašyti garso failą specialiu .wav formatu.
Toliau pateikiami pagrindiniai .wav failų naudojimo būdai:
- tam tikrų įvykių stebėjimas Windows sistemoje. Norėdami tai padaryti, naudokite „Windows“ valdymo skydelio parinktį Garsai;
- kalbos komentarų pridėjimas naudojant „Windows“ valdiklius OLE ir ActiveX įvairių tipų dokumentams;
- lydinčio teksto įvedimas į pristatymus, sukurtus naudojant PowerPoint, Freelance Graphics, Corel Presentations ar kt.
Siekiant sumažinti garsumą ir tolesnį naudojimąsi internete, .wav failai konvertuojami į .mp3 arba .wma failus.
Garso kompaktiniai diskai. Naudojant saugojimo įrenginį CD-ROM Garso kompaktinių diskų galite klausytis ne tik per garsiakalbius, bet ir per ausines, lygiagrečiai dirbdami su kitomis programomis. Nemažai garso plokščių yra su kompaktinių diskų grojimo programomis, dažnai tokios programos atsisiunčiamos nemokamai iš interneto. Šiose programose paprastai yra vaizdinis ekranas, imituojantis priekinį CD grotuvo skydelį, kad būtų galima valdyti klaviatūrą arba pelę.
Garso maišytuvas (mikseris). Jei turite kelis garso šaltinius ir tik vieną garsiakalbių sistemą, turite naudoti garso maišytuvą. Daugumoje garso plokščių yra įmontuotas garso maišytuvas (mikseris), kuris leidžia maišyti garsą iš garso, MIDI ir WAV šaltinių, linijos įvesties ir CD grotuvo, atkuriant jį vienoje eilutėje. Paprastai garso maišymo programinės įrangos sąsajos ekrane atrodo taip pat kaip standartinio garso maišytuvo skydelio. Tai leidžia lengvai valdyti kiekvieno šaltinio garsumą.
Garso plokštės: pagrindinės sąvokos ir terminai. Norėdami suprasti, kas yra garso plokštės, pirmiausia turite suprasti terminus. Garsas – tai virpesiai (bangos), sklindantys ore ar kitoje terpėje iš vibracijos šaltinio visomis kryptimis. Kai bangos pasiekia ausį, joje esantys jutimo elementai suvokia vibraciją ir girdimas garsas.
Kiekvienam garsui būdingas dažnis ir intensyvumas (garsumas).
Dažnis - tai garso virpesių skaičius per sekundę; jis matuojamas hercais (Hz). Vienas ciklas (periodas) yra vienas vibracijos šaltinio judėjimas (pirmyn ir atgal). Kuo didesnis dažnis, tuo aukštesnis tonas.
Žmogaus ausis suvokia tik nedidelį dažnių diapazoną. Labai mažai žmonių girdi garsus, kurių dažnis mažesnis nei 16 Hz ir didesnis nei 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz). Žemiausios fortepijono natos dažnis yra 27 Hz, o aukščiausios – kiek daugiau nei 4 kHz. Didžiausias garso dažnis, kurį gali perduoti FM transliavimo stotys, yra 15 kHz.
Apimtis garsą lemia virpesių amplitudė, kuri pirmiausia priklauso nuo garso šaltinio galios. Pavyzdžiui, fortepijono styga skamba tyliai, kai lengvai trenkiama, nes jos vibracijos diapazonas yra mažas. Jei paspausite klavišą stipriau, stygos vibracijos amplitudė padidės. Garso stiprumas matuojamas decibelais (dB). Pavyzdžiui, ošiančių lapų garsas yra apie 20 dB, įprastas gatvės triukšmas yra apie 70 dB, o artimas griaustinis – 120 dB.
Garso adapterio kokybės įvertinimas. Garso adapterio kokybei įvertinti naudojami trys parametrai:
- dažnių diapazonas;
- netiesinio iškraipymo koeficientas;
- signalo ir triukšmo santykis.
Dažnio atsakas nustato dažnių diapazoną, kuriame įrašytų ir atkuriamų amplitudių lygis išlieka pastovus. Daugumos garso plokščių diapazonas yra nuo 30 Hz iki 20 kHz. Kuo platesnis šis diapazonas, tuo geresnė lenta.
Netiesinio iškraipymo koeficientas apibūdina garso plokštės netiesiškumą, ty skirtumą tarp tikrosios dažnio charakteristikos kreivės ir idealios tiesės, arba, paprasčiau tariant, koeficientas apibūdina garso atkūrimo grynumą. Kiekvienas netiesinis elementas sukelia iškraipymus. Kuo mažesnis šis koeficientas, tuo aukštesnė garso kokybė.
Didelės signalo ir triukšmo santykio (decibelais) reikšmės atitinka geresnę garso atkūrimo kokybę.
Mėginių ėmimas. Jei kompiuteryje yra įdiegta garso plokštė, galima įrašyti garsą skaitmenine (taip pat vadinama diskrečiu) forma, tokiu atveju kompiuteris naudojamas kaip įrašymo įrenginys. Garso plokštėje yra nedidelis lustas – analoginis-skaitmeninis keitiklis arba ADC (Analog-to-Digital Converter – ADC), kuris įrašydamas analoginį signalą paverčia kompiuteriui suprantama skaitmenine forma. Panašiai atkūrimo metu skaitmeninio į analoginį konverteris (DAC) konvertuoja garso įrašą į garsą, kurį gali suvokti mūsų ausys.
Originalaus garso signalo konvertavimo į skaitmeninę formą (5.5 pav.), kurioje jis saugomas vėlesniam atkūrimui, procesas vadinamas diskretizavimu arba skaitmeninimu. Šiuo atveju momentinės garso signalo reikšmės išsaugomos tam tikru momentu, vadinamu atranka.
Ryžiai. 5.5. Grandinė garso signalo konvertavimui į skaitmeninę formą. Kuo dažniau imami mėginiai, tuo skaitmeninė garso kopija labiau atitinka originalą.
Pirmasis MPC standartas numatė 8 bitų garsą. Garso bitų gylis apibūdina bitų, naudojamų skaitmeniniam kiekvieno pavyzdžio atvaizdavimui, skaičių.
Aštuoni bitai nustato 256 atskirus garso signalo lygius, o jei naudojate 16 bitų, tai jų skaičius siekia 65 536 (natūralu, kad garso kokybė žymiai pagerėja). Kalbos įrašymui ir atkūrimui pakanka 8 bitų atvaizdavimo, tačiau muzikai reikia 16 bitų. Dauguma senesnių plokščių palaiko tik 8 bitų garsą.
Įrašyto ir atkuriamo garso kokybę, taip pat skiriamąją gebą, lemia diskretizavimo dažnis (pavyzdžių skaičius per sekundę). Teoriškai jis turėtų būti 2 kartus didesnis už maksimalų signalo dažnį (t. y. viršutinę dažnio ribą) ir 10% maržą. Žmogaus ausies klausos slenkstis yra 20 kHz. Įrašymas iš kompaktinio disko atitinka 44,1 kHz dažnį.
Garsas, atrinktas 11 kHz dažniu (11 000 pavyzdžių per sekundę), yra neryškesnis nei 22 kHz dažniu. Vietos diske, reikalingo 16 bitų garsui įrašyti 44,1 kHz dažniu 1 minutę, reikia 10,5 MB. Naudojant 8 bitų atvaizdavimą, monofoninį garsą ir 11 kHz atrankos dažnį, reikiama vieta diske sumažėja 16 kartų. Šiuos duomenis galima patikrinti naudojant garso įrašymo programą: įrašyti garso fragmentą skirtingu atrankos dažniu ir pažiūrėti gautų failų dydį.
Trimatis garsas. Vienas iš sudėtingiausių iššūkių, susijusių su garso plokštėmis žaidimų sistemose, yra 3D garso apdorojimas. Yra keletas veiksnių, kurie apsunkina tokio pobūdžio problemų sprendimą:
- skirtingi garso padėties nustatymo standartai;
- 3D garsui apdoroti naudojama aparatinė ir programinė įranga;
- problemų, susijusių su DirectX sąsajos palaikymu.
Padėties garsas. Garso padėties nustatymas yra bendra technologija visoms 3L garso plokštėms ir apima tam tikrų parametrų reguliavimą, pvz., garso aidėjimą ar atspindį, išlyginimą (balansą) ir garso šaltinio „vietos“ nurodymą. Visi šie komponentai sukuria iliuziją, kad garsai sklinda iš vartotojo priekio, dešinės, kairės pusės ar net už jo. Svarbiausias pozicinio garso elementas yra HRTF (Head Related Transfer Function), kuri lemia, kaip keičiasi garso suvokimas priklausomai nuo ausies formos ir klausytojo galvos sukimosi kampo. Šios funkcijos parametrai apibūdina sąlygas, kurioms esant „realistiškas“ garsas suvokiamas visiškai kitaip, kai klausytojo galva pasukus viena ar kita kryptimi. Naudojant kelių garsiakalbių garsiakalbius, kurie „supa“ vartotoją iš visų pusių, taip pat sudėtingų garso algoritmų, kurie papildo atkuriamąjį garsą valdomu aidėjimu, kompiuteriu susintetintas garsas tampa dar tikroviškesnis.
Trimatis garso apdorojimas. Svarbus aukštos kokybės garso veiksnys yra įvairūs trimačio garso apdorojimo būdai garso plokštėse, ypač:
- centralizuotas (trimačiui garsui apdoroti naudojamas centrinis procesorius, dėl kurio sumažėja bendras sistemos veikimas);
- Garso plokštės apdorojimas (3D pagreitis), naudojant galingą skaitmeninį signalo procesorių (DSP), kuris apdorojimą atlieka tiesiai garso plokštėje.
Garso plokštės, kurios centralizuotai apdoroja 3D garsą, gali būti pagrindinė sumažėjusio kadrų dažnio (kas sekundę ekrane rodomų animacijos kadrų skaičiaus) priežastis, kai naudojama 3D garso funkcija. Garso plokštėse su įmontuotu garso procesoriumi kadrų dažnis labai nesikeičia, kai įjungiamas arba išjungiamas 3D garsas.
Kaip rodo praktika, tikroviško kompiuterinio žaidimo vidutinis kadrų dažnis turėtų būti bent 30 kadrų per sekundę (kadrų per sekundę). Jei turite greitą procesorių, pavyzdžiui, Pentium III 800 MHz, ir bet kokią modernią ZE garso plokštę, šį dažnį galite pasiekti gana nesunkiai. Naudojant lėtesnį procesorių, tarkime, 300 MHz Celeron 300A, ir plokštę su centralizuotu 3D garso apdorojimu, kadrų dažnis bus gerokai mažesnis nei 30 kadrų per sekundę. Norėdami pamatyti, kaip 3D garso apdorojimas veikia kompiuterinių žaidimų našumą, daugumoje žaidimų yra integruotas kadrų dažnio stebėjimas. Kadrų dažnis yra tiesiogiai susijęs su procesoriaus panaudojimu; Didėjant procesoriaus išteklių poreikiui, sumažės kadrų dažnis.
3D garso ir 3D vaizdo technologijos labiausiai domina kompiuterinių žaidimų kūrėjus, tačiau jų naudojimas komercinėje aplinkoje taip pat nėra toli.
Stereo sistemos prijungimas prie garso plokštės. Stereosistemos prijungimo prie garso plokštės procesas yra prijungti juos kabeliu. Jei garso plokštė turi garsiakalbių sistemos arba ausinių išvestį ir linijinį stereo išvestį, geriau naudoti pastarąją stereo sistemai prijungti. Tokiu atveju gaunamas aukštesnės kokybės garsas, nes signalas patenka į linijinę išvestį, aplenkdamas stiprinimo grandines, todėl praktiškai nėra iškraipomas, o signalą sustiprins tik stereo sistema.
Prijunkite šį išvestį prie stereo sistemos papildomos įvesties. Jei jūsų stereo sistema neturi pagalbinių įėjimų, turėtumėte naudoti kitus, pvz., CD grotuvo įvestį. Stereo stiprintuvas ir kompiuteris nebūtinai turi būti vienas šalia kito, todėl jungiamojo laido ilgis gali siekti kelis metrus.
Kai kurių stereo ir radijo imtuvų galiniame skydelyje yra jungtis, skirta imtuvui, magnetofonui arba CD grotuvui prijungti. Naudodami šią jungtį, taip pat garso plokštės linijos įvestį ir išvestį, galite klausytis iš kompiuterio sklindančio garso, taip pat radijo transliacijų per stereofoninę garsiakalbių sistemą.
Garso skaitmeninimo principai
Skaitmeninis garsas yra analoginis garso signalas, vaizduojamas atskiromis skaitinėmis jo amplitudės reikšmėmis.
Garso skaitmeninimas- padalinto laiko žingsnio technologija ir vėlesnis gautų verčių įrašymas skaitine forma.
Kitas garso skaitmeninimo pavadinimas yra konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį garsas.
Garso skaitmeninimas apima du procesus:
- signalo atrankos (atrinkimo) procesas laikui bėgant
- amplitudės kvantavimo procesas.
Laiko atranka
Laiko atrankos procesas
- konvertuojamo signalo verčių gavimo procesas tam tikru laiko žingsniu - mėginių ėmimo žingsnis. Vadinamas signalo dydžio matavimų, atliktų per vieną sekundę, skaičius atrankos dažnis arba mėginių ėmimo dažnis, arba atrankos dažnis(iš anglų kalbos "sampling" - "sampling"). Kuo mažesnis diskretizavimo žingsnis, tuo didesnis diskretizavimo dažnis ir tikslesnis signalo atvaizdavimas, kurį gausime.
Tai patvirtina Kotelnikovo teorema (užsienio literatūroje ji randama kaip Šenono teorema, Šenonas). Pagal jį analoginį signalą su ribotu spektru galima tiksliai apibūdinti atskira jo amplitudės reikšmių seka, jei šios reikšmės imamos dažniu, kuris yra bent du kartus didesnis už didžiausią signalo spektro dažnį. Tai reiškia, kad analoginis signalas, kurio didžiausias spektro dažnis yra lygus F m, gali būti tiksliai pavaizduotas diskrečiųjų amplitudės reikšmių seka, jei diskretizavimo dažnis F d yra toks: F d >2F m .
Praktiškai tai reiškia, kad tam, kad suskaitmenintame signale būtų informacija apie visą originalaus analoginio signalo garsinių dažnių diapazoną (0 - 20 kHz), pasirinktas diskretizavimo dažnis turi būti ne mažesnis kaip 40 kHz. Amplitudės matavimų skaičius per sekundę vadinamas atrankos dažnis(jei mėginių ėmimo žingsnis yra pastovus).
Pagrindinis skaitmeninimo sunkumas yra nesugebėjimas visiškai tiksliai įrašyti išmatuotų signalų verčių.
Linijinis (vienodas) amplitudės kvantavimas
Paskirkime N bitų vienai signalo amplitudės reikšmei įrašyti į kompiuterio atmintį. Tai reiškia, kad vienu N bitų žodžiu galite apibūdinti 2 N skirtingų pozicijų. Tegul suskaitmeninto signalo amplitudė svyruoja nuo -1 iki 1 kai kurių įprastų vienetų. Įsivaizduokime šį amplitudės kitimo diapazoną – signalo dinaminį diapazoną – 2 N -1 vienodų intervalų pavidalu, padalijant jį į 2 N lygius – kvantus. Dabar, norint įrašyti kiekvieną atskirą amplitudės reikšmę, ji turi būti suapvalinta iki artimiausio kvantavimo lygio. Šis procesas vadinamas amplitudės kvantavimu. Amplitudės kvantavimas
– tikrosios signalo amplitudės verčių pakeitimo tam tikru tikslumu apytikslėtomis reikšmėmis procesas. Kiekvienas iš 2N galimų lygių vadinamas kvantavimo lygiu, o atstumas tarp dviejų artimiausių kvantavimo lygių vadinamas kvantavimo žingsniu. Jei amplitudės skalė tiesiškai padalinta į lygius, kvantavimas vadinamas tiesiniu (homogeniniu).
Apvalinimo tikslumas priklauso nuo pasirinkto kvantavimo lygių skaičiaus (2 N), o tai savo ruožtu priklauso nuo bitų skaičiaus (N), skirtų amplitudės reikšmei įrašyti. Vadinamas skaičius N kvantavimo bitų gylis(tai reiškia skaitmenų, ty bitų, skaičių kiekviename žodyje), ir skaičiai, gauti apvalinant amplitudės reikšmes, yra skaičiai ar mėginiai(iš anglų kalbos "sample" - "measurement"). Daroma prielaida, kad kvantavimo klaidos, atsirandančios dėl 16 bitų kvantavimo, klausytojui lieka beveik nepastebimos. Šis signalų skaitmeninimo būdas – signalo atranka laike kartu su homogeninio kvantavimo metodu – vadinamas impulsų kodo moduliavimas, PCM(Angliškai: Pulse Code Modulation – PCM).
Suskaitmenintas signalas nuoseklių amplitudės verčių rinkinio pavidalu jau gali būti saugomas kompiuterio atmintyje. Tuo atveju, kai įrašomos absoliučios amplitudės vertės, tokios įrašymo formatu paskambino PCM(Impulso kodo moduliavimas). Standartinis garso kompaktinis diskas (CD-DA), naudojamas nuo devintojo dešimtmečio pradžios, saugo informaciją PCM formatu, kurio atrankos dažnis yra 44,1 kHz, o kvantavimo bitų gylis yra 16 bitų.
Kiti skaitmeninimo būdai
Analoginiai-skaitmeniniai keitikliai (ADC)
Aukščiau aprašytą garso skaitmeninimo procesą atlieka analoginiai-skaitmeniniai keitikliai (ADC).
Ši konversija apima šias operacijas:
- Pralaidumo ribojimas atliekamas naudojant žemųjų dažnių filtrą, kad būtų slopinami spektriniai komponentai, kurių dažnis viršija pusę diskretizavimo dažnio.
- Atranka laiku, tai yra, nuolatinio analoginio signalo pakeitimas jo verčių seka atskirais laiko momentais - mėginiais. Ši problema išspręsta naudojant specialią grandinę ADC įėjime - mėginio ir palaikymo įrenginį.
- Lygio kvantavimas yra signalo imties vertės pakeitimas artimiausia verte iš fiksuotų verčių rinkinio - kvantavimo lygių.
- Kodavimas arba skaitmenizavimas, dėl kurio kiekvienos kvantuotos imties reikšmė atvaizduojama kaip skaičius, atitinkantis kvantavimo lygio eilės numerį.
Tai daroma taip: nenutrūkstamas analoginis signalas „supjaustomas“ į dalis, diskrečių ėmimo dažniu gaunamas skaitmeninis diskretinis signalas, kuris tam tikru bitų gyliu praeina kvantavimo procesą, o po to užkoduojamas, tai yra pakeičiamas. pagal kodo simbolių seką. Norint įrašyti garsą 20-20 000 Hz dažnių diapazone, reikalingas 44,1 ir didesnis diskretizavimo dažnis (šiuo metu pasirodė ADC ir DAC, kurių diskretizavimo dažniai yra 192 ir net 384 kHz). Norint gauti kokybišką įrašą, pakanka 16 bitų, tačiau norint išplėsti dinaminį diapazoną ir pagerinti garso įrašų kokybę, naudojami 24 (rečiau 32) bitai.
Suskaitmeninto garso kodavimas prieš įrašant jį į laikmeną
Yra daug skirtingų skaitmeninio garso saugojimo būdų. Skaitmeninis garsas yra signalo amplitudės verčių rinkinys, paimtas tam tikrais intervalais.
Terminologija
- encoder - programa (arba įrenginys), įgyvendinantis konkretų duomenų kodavimo algoritmą (pavyzdžiui, archyvatorius arba MP 3 kodavimo įrenginys), kuris priima šaltinio informaciją kaip įvestį ir grąžina užkoduotą informaciją tam tikru formatu kaip išvestį.
- dekoderis – programa (arba įrenginys), realizuojantis atvirkštinį užkoduoto signalo konvertavimą į dekoduotą.
- kodekas (iš anglų kalbos "kodekas" - "Coder / Decoder") - programinės įrangos arba aparatinės įrangos blokas, skirtas duomenims koduoti / dekoduoti.
Labiausiai paplitę kodekai
- MP3 – MPEG-1 3 sluoksnis
- OGG – Ogg Vorbis
- WMA – „Windows Media Audio“.
- MPC – MusePack
- AAC – MPEG-2/4 AAC (išplėstinis garso kodavimas)
- MPEG-2 AAC standartas
- MPEG-4 AAC standartas
Kai kurie garso skaitmeninimo formatai palyginimui
Pagrindinis straipsnis: Garso formatų palyginimas
| Formato pavadinimas | Kvantifikavimas, bit | Atrankos dažnis, kHz | Kanalų skaičius | Duomenų srauto iš disko kiekis, kbit/s | Suspaudimo/pakavimo santykis |
|---|---|---|---|---|---|
| 16 | 44,1 | 2 | 1411,2 | 1:1 be pralaimėjimų | |
| „Dolby Digital“ (AC3) | 16-24 | 48 | 6 | iki 640 | ~12:1 su pralaimėjimais |
| DTS | 20-24 | 48; 96 | iki 8 | iki 1536 m | ~3:1 su pralaimėjimais |
| DVD-garsas | 16; 20; 24 | 44,1; 48; 88,2; 96 | 6 | 6912 | 2:1 be pralaimėjimų |
| DVD-garsas | 16; 20; 24 | 176,4; 192 | 2 | 4608 | 2:1 be pralaimėjimų |
| MP3 | plaukiojantis | iki 48 | 2 | iki 320 | ~11:1 su pralaimėjimais |
| A.A.C. | plaukiojantis | iki 96 | iki 48 | iki 529 | su nuostoliais |
| AAC+ (SBR) | plaukiojantis | iki 48 | 2 | iki 320 | su nuostoliais |
| Ogas Vorbis | iki 32 | iki 192 | iki 255 | iki 1000 | su nuostoliais |
| WMA | iki 24 | iki 96 | iki 8 | iki 768 | 2:1, galima versija be nuostolių |
Visas garso konvertavimo ciklas: nuo skaitmeninimo iki vartotojo atkūrimo
Visas garso konvertavimo ciklas: nuo skaitmeninimo iki atkūrimo
| Pamokų planavimas ir pamokų medžiaga | 10 klasė | Pamokų planavimas mokslo metams | Teksto, vaizdo ir garso atvaizdavimas kompiuteryje (§ 6)
10–12 pamokos
Teksto, vaizdo ir garso atvaizdavimas kompiuteryje (§ 6)
Garso informacija
Garso informacija
Garso atrankos („garso skaitmeninimo“) principai parodyti pav. 1.11.
Garsas į kompiuterį įvedamas naudojant garso įrenginį (mikrofoną, radiją ir kt.), kurio išvestis prijungta prie prievado garso plokštė. Garso plokštės užduotis – tam tikru dažniu išmatuoti garso signalo (paverčiamo į elektrines vibracijas) lygį ir įrašyti matavimo rezultatus į kompiuterio atmintį. Šis procesas vadinamas garso skaitmeninimu.
Laiko intervalas tarp dviejų matavimų vadinamas matavimo periodu - τ Su. Abipusis yra vadinamas atrankos dažnis - 1/τ (hercų). Kuo didesnis matavimo dažnis, tuo geresnė skaitmeninio garso kokybė.
Tokių matavimų rezultatai pateikiami kaip teigiami sveikieji skaičiai su baigtiniu skaitmenų skaičiumi. Jūs jau žinote, kad tokiu atveju jūs gaunate atskirą baigtinį verčių rinkinį ribotame diapazone. Šio diapazono dydis priklauso nuo ląstelės pločio – garso plokštės atminties registro. Vėl veikia 2 formulė i, kur i yra registro talpa. Skaičius i taip pat vadinamas atrankos bitu. Įrašyti duomenys išsaugomi specialių garso formatų failuose.
Yra garso apdorojimo programos – garso redaktoriai, leidžiantys kurti įvairius muzikinius efektus, išvalyti garsą nuo triukšmo, derinti su vaizdais, kuriant multimedijos produktus ir pan.. Specialių garsą generuojančių įrenginių pagalba garso failus galima paversti garso bangomis. suvokiamas žmogaus ausimi .
Saugodami suskaitmenintą garsą, turite išspręsti garso failų dydžio mažinimo problemą. Šiuo tikslu, be nuostolingo duomenų kodavimo, leidžiančio 100% atkurti duomenis iš suspausto srauto, naudojamas duomenų praradimo kodavimas. Tokio kodavimo tikslas – maksimaliu duomenų suspaudimu pasiekti atkurto signalo garso panašumą su originalu. Tai pasiekiama naudojant įvairius algoritmus, kurie suspaudžia pradinį signalą, pašalindami iš jo sunkiai girdimus elementus. Yra daug glaudinimo metodų, taip pat programų, kurios įgyvendina šiuos metodus.
Norint išsaugoti garsą be nuostolių, naudojamas universalus garso failo formatas WAV. Labiausiai žinomas „suspaustas“ (prarastas) garso formatas yra MP3. Tai suteikia duomenų suglaudinimą 10 ar daugiau kartų.
Klausimai ir užduotys
1.
Kada kompiuteriai pradėjo dirbti su tekstu, grafika ir garsu?
2.
Kas yra kodavimo lentelė? Kokios yra kodavimo lentelės?
3.
Kuo pagrįstas diskretiškas vaizdas?
4.
Kas yra RGB spalvų modelis?
5.
Parašykite 8 bitų kodą ryškiai mėlynai, ryškiai geltonai (raudonos ir žalios spalvos mišinys), šviesiai geltonai.
6.
Kodėl spausdinant nenaudojamas RGB modelis?
7.
Kas yra CMYK?
8.
Koks kompiuterio įrenginys skaitmenina įvesties garso signalą?
9.
Kaip (kokybiškai) skaitmeninio garso kokybė priklauso nuo atrankos dažnio ir imties bitų gylio?
10.
Kodėl MP3 formatas yra patogus?
Kitas puslapis