كيف تفعل ذلك؟ كيف ينتقل الصوت من المصدر إلى السماعة حتى تتمكن من سماعه؟
الإشارة الصوتية هي تمثيل كهربائي للصوت في تردد الصوت نطاق من 20 إلى 20,000 هرتز. يمكن تصنيعها مباشرة ، أو تنشأ من ميكروفون أو محول التقاط الجهاز. تدفق الإشارة هو المسار من المصدر إلى السماعة ، حيث يتم تحويل الإشارة الصوتية إلى صوت.
دعونا نلقي نظرة على ماهية الإشارة الصوتية وكيف تعمل. سأناقش أيضًا الأنواع المختلفة لتدفق الإشارة وكيفية إعداد تدفق إشارة لنظام صوتي منزلي.
فهم معالجة الإشارات الصوتية
ما هي معالجة الإشارات الصوتية؟
هل تساءلت يومًا كيف تتحد أغانيك المفضلة؟ حسنًا ، كل ذلك بفضل معالجة الإشارات الصوتية! معالجة الإشارات الصوتية هي عملية تحويل الصوت إلى تنسيقات رقمية ، والتلاعب بترددات الصوت ، وإضافة مؤثرات لإنشاء أغنية مثالية. يتم استخدامه في استوديوهات التسجيل ، وعلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وحتى على أجهزة التسجيل المتخصصة.
الشروع في معالجة الإشارات الصوتية
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد حول معالجة الإشارات الصوتية ، فإن مقدمة Warren Koontz في معالجة الإشارات الصوتية هي المكان المثالي للبدء. ويغطي أساسيات الصوت والإشارات الصوتية التناظرية وأخذ العينات والقياس إلى صوت رقمي الإشارات ومعالجة مجال الوقت والتردد وحتى تطبيقات محددة مثل تصميم المعادل وتوليد التأثير وضغط الملفات.
تعلم معالجة الإشارات الصوتية مع MATLAB
أفضل جزء في هذا الكتاب هو أنه يأتي مع أمثلة وتمارين تستخدم نصوص ووظائف MATLAB. هذا يعني أنه يمكنك معالجة الصوت في الوقت الفعلي على جهاز الكمبيوتر الخاص بك والحصول على فهم أفضل لكيفية عمل معالجة الإشارات الصوتية.
عن المؤلف
وارن كونتز أستاذ فخري في معهد روتشستر للتكنولوجيا. وهو حاصل على بكالوريوس من جامعة ميريلاند ، وماجستير في العلوم من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ودكتوراه. من جامعة بوردو ، كل ذلك في الهندسة الكهربائية. أمضى أكثر من 30 عامًا في Bell Laboratories لتطوير أنظمة نقل رقمية ، وبعد تقاعده ، انضم إلى هيئة التدريس في RIT للمساعدة في إنشاء خيار تكنولوجيا هندسة الصوت. واصل كونتز أبحاثه في مجال هندسة الصوت ونشر نتائج بحثه وقدمها.
العلم وراء التيارات المتناوبة
ما هو مكيف الهواء؟
التيارات المتناوبة (AC) تشبه المولود الجامح للكهرباء - فهي لا تبقى في مكان واحد وتتغير دائمًا. على عكس التيار المباشر (DC) الذي يتدفق فقط في اتجاه واحد ، فإن التيار المتردد يتحول باستمرار بين الموجب والسالب. هذا هو سبب استخدامه في الإشارات الصوتية - يمكنه إعادة إنشاء الأصوات المعقدة بدقة.
كيف يعمل؟
يتم تعديل الإشارات الصوتية للتيار المتردد لتتناسب مع درجة الصوت المعاد إنتاجه ، تمامًا مثل الموجات الصوتية التي تتناوب بين الضغط المرتفع والمنخفض. يتم ذلك عن طريق تغيير قيمتين - التردد والسعة.
- التردد: كم مرة تتغير الإشارة من إيجابية إلى سلبية.
- السعة: مستوى أو حجم الإشارة مقاسة بالديسيبل.
لماذا مكيف الهواء رائع جدا؟
إن التيار المتردد مثل البطل الخارق للكهرباء - يمكنه فعل أشياء لا تستطيع أشكال الكهرباء الأخرى القيام بها. يمكن أن يأخذ أصواتًا معقدة ويحولها إلى إشارات كهربائية ، ثم يعيدها إلى صوت مرة أخرى. إنه كالسحر لكن بالعلم!
ما هو تدفق الإشارة؟
أساسيات
إن تدفق الإشارة يشبه لعبة الهاتف ، ولكن مع الصوت. إنها الرحلة التي يأخذها الصوت من مصدره إلى أذنيك. قد تكون رحلة قصيرة ، مثل الاستماع إلى نغماتك المفضلة على جهاز الاستريو المنزلي. أو يمكن أن تكون رحلة طويلة ومتعرجة ، كما لو كنت في استوديو تسجيل مع كل الأجراس والصفارات.
نيتي غريتي
عندما يتعلق الأمر بتدفق الإشارة ، هناك الكثير من نقاط التوقف على طول الطريق. قد يمر الصوت عبر وحدة خلط وأجهزة صوت خارجية وحتى غرف مختلفة. إنه مثل سباق ترحيل صوتي كبير!
فوائد
يكمن جمال تدفق الإشارة في أنه يمكن أن يساعد في تحسين الصوت. يمكن أن يساعدك في التحكم في حجموإضافة المؤثرات والتأكد من أن الصوت ينتقل إلى المكان الصحيح. لذا ، إذا كنت تتطلع إلى تحقيق أقصى استفادة من الصوت ، فأنت تريد التعرف على تدفق الإشارة.
فهم الإشارات الصوتية
ما هي الإشارات الصوتية؟
تشبه الإشارات الصوتية لغة مكبرات الصوت لديك. إنهم هم من يخبرون مكبرات الصوت الخاصة بك بما يجب أن يقولوه وكيف يقولون ذلك بصوت عالٍ. إنها تلك التي تجعل موسيقاك تبدو رائعة ، وأفلامك تبدو قوية ، وتبدو ملفاتك الصوتية كتسجيل احترافي.
ما هي المعلمات التي تميز الإشارات الصوتية؟
يمكن تمييز الإشارات الصوتية ببعض المعلمات المختلفة:
- عرض النطاق الترددي: هذا هو نطاق الترددات التي يمكن أن تحملها الإشارة.
- المستوى الاسمي: هذا هو المستوى المتوسط للإشارة.
- مستوى الطاقة بالديسيبل (ديسيبل): هذا هو مقياس قوة الإشارة بالنسبة إلى المستوى المرجعي.
- مستوى الجهد: هذا هو قياس قوة الإشارة بالنسبة لمقاومة مسار الإشارة.
ما هي المستويات المختلفة للإشارات الصوتية؟
تأتي الإشارات الصوتية بمستويات مختلفة حسب التطبيق. فيما يلي ملخص سريع للمستويات الأكثر شيوعًا:
- مستوى الخط: هذا هو المستوى القياسي لوحدات تحكم الخلط الاحترافية.
- مستوى المستهلك: هذا مستوى أدنى من مستوى الخط ويستخدم لمعدات الصوت الاستهلاكية.
- مستوى الميكروفون: هذا هو أدنى مستوى ويستخدم للميكروفونات.
ماذا يعني كل هذا؟
باختصار ، تشبه الإشارات الصوتية لغة مكبرات الصوت لديك. يخبرون مكبرات الصوت الخاصة بك بما يجب قوله ، ومدى ارتفاع الصوت ، وكيفية جعل الموسيقى والأفلام والبودكاست تبدو رائعة. لذا ، إذا كنت تريد أن يبدو الصوت الخاص بك في أفضل حالاته ، فأنت بحاجة إلى فهم المعلمات والمستويات المختلفة للإشارات الصوتية.
ما هو الصوت الرقمي؟
ما هيا؟
الصوت الرقمي هو الشكل الرقمي للإشارة الصوتية. يتم استخدامه في جميع أنواع المكونات الإضافية الصوتية وبرامج محطة العمل الصوتية الرقمية (DAW). في الأساس ، هي المعلومات التي تمر عبر منصة العمل الصوتية من مسار صوتي إلى مكون إضافي وإخراج جهاز.
كيف يتم نقلها؟
يمكن إرسال الصوت الرقمي عبر مجموعة متنوعة من الكابلات ، بما في ذلك:
- الألياف البصرية
- متحد المحور
- الزوج الملتوي
بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطبيق رمز الخط وبروتوكول الاتصال لتقديم إشارة رقمية لوسيط إرسال. تتضمن بعض وسائل نقل الصوت الرقمي الأكثر شيوعًا ما يلي:
- التقليد
- تدف
- كيبلات
- S / PDIF
- AES3
- ماضي
- الصوت عبر إيثرنت
- الصوت عبر بروتوكول الإنترنت
إذن ما معنى كل هذا؟
من منظور الشخص العادي ، يعد الصوت الرقمي وسيلة لإرسال إشارات صوتية عبر الكابلات وعبر الهواء. يتم استخدامه في جميع أنواع المكونات الإضافية الصوتية وبرامج محطة العمل الصوتية الرقمية (DAW). لذا ، إذا كنت موسيقيًا ، منتج، أو مهندس الصوت ، من المحتمل أنك استخدمت الصوت الرقمي في مرحلة ما من حياتك المهنية.
التلاعب بالإشارات الصوتية
ما هي معالجة الإشارات؟
معالجة الإشارات هي طريقة لأخذ إشارة صوتية ، مثل الصوت ، وتغييرها بطريقة ما. إنه يشبه أخذ صوت ، وتوصيله بجهاز كمبيوتر ، ثم استخدام مجموعة من المفاتيح والأقراص لجعل الصوت مختلفًا.
ماذا يمكنك أن تفعل بمعالجة الإشارات؟
يمكن استخدام معالجة الإشارات للقيام بجميع أنواع الأشياء الرائعة بالصوت. فيما يلي بعض الاحتمالات:
- يمكن تصفية الترددات العالية أو المنخفضة.
- يمكن التأكيد على ترددات معينة أو تصغيرها باستخدام المعادل.
- يمكن إضافة النغمات التوافقية مع التشويه.
- يمكن التحكم في السعة بضاغط.
- يمكن إضافة التأثيرات الموسيقية مثل الصدى والكورس والتأخير.
- يمكن ضبط المستوى العام للإشارة باستخدام خافت الصوت أو مكبر الصوت.
- يمكن دمج إشارات متعددة بخلاط.
ماذا يعني كل هذا؟
باختصار ، تعد معالجة الإشارات طريقة لأخذ الصوت وجعله يبدو مختلفًا تمامًا. يمكنك جعل الصوت أعلى أو ليونة ، أو إضافة تأثيرات ، أو حتى دمج عدة أصوات في صوت واحد. إنه مثل وجود ملعب صوتي للعب فيه!
ما هو التنبيغ؟
أساسيات
التحويل هو عملية تحويل الصوت إلى إشارات كهربائية. بمعنى آخر ، إنها عملية تحويل الموجات الصوتية إلى 0 و 1. إنه مثل جسر سحري بين العالمين المادي والرقمي.
اللاعبين
هناك لاعبان رئيسيان في لعبة التحويل:
- الميكروفونات: تأخذ هذه المحولات الموجات الصوتية وتحولها إلى إشارات كهربائية.
- مكبرات الصوت: تأخذ هذه المحولات الإشارات الكهربائية وتحولها إلى موجات صوتية.
الأنواع
عندما يتعلق الأمر بالنقل ، هناك نوعان رئيسيان من الإشارات الصوتية: التناظرية والرقمية. التناظرية هي الموجة الصوتية الأصلية ، بينما الرقمية هي النسخة 0 و 1.
عملية التصديق
عملية التحويل بسيطة للغاية. أولاً ، تواجه كبسولة ميكروفون موجة صوتية. تقوم هذه الكبسولة بعد ذلك بتحويل الطاقة الميكانيكية للاهتزاز إلى تيار كهربائي. ثم يتم تضخيم هذا التيار وتحويله إلى إشارة رقمية. أخيرًا ، يتم تحويل هذه الإشارة الرقمية مرة أخرى إلى موجة صوتية بواسطة مكبر صوت.
العلم غير التقليدي
تقوم آذاننا أيضًا بتحويل الصوت إلى إشارات كهربائية ، ولكن هذه إشارات سمعية وليست إشارات صوتية. الإشارات السمعية مخصصة للسمع ، بينما الإشارات الصوتية للتكنولوجيا.
لذلك يوجد لديك - دليل سريع وسهل للنقل. الآن يمكنك إقناع أصدقائك بمعرفتك بالعملية السحرية لتحويل الموجات الصوتية إلى 0 و 1!
فهم مقياس ديسيبل
ما هو الديسيبل؟
عندما تنظر إلى مقياس إشارة ، فأنت تنظر إلى معلومات الديسيبل. يقيس الديسيبل جهارة الصوت أو اتساعه. إنه مقياس لوغاريتمي ، وليس مقياسًا خطيًا ، مما يعني أنه يمكنه قياس نطاق هائل من مستويات قوة الصوت. الأذن البشرية هي جهاز مذهل يمكنه اكتشاف صوت دبوس يسقط بالقرب منه ، بالإضافة إلى هدير محرك نفاث من بعيد.
وحدات قياس الضوضاء
عندما تقيس مستويات الضوضاء بمقياس مستوى الصوت ، فإنك تقيس شدة الضوضاء بوحدات ديسيبل (ديسيبل). يستخدم مقياس الصوت شاشة ذات نطاق ديسيبل ودقة لتقريب النطاق الديناميكي للأذن. سيكون من الصعب تصنيع مقياس مستوى صوت له أداء خطي ، لذلك يتم استخدام مقياس لوغاريتمي ، باستخدام 10 كقاعدة.
مستويات ديسيبل للأصوات الشائعة
فيما يلي قائمة بمستويات الديسيبل للأصوات الشائعة:
- شبه صمت تام - 0 ديسيبل
- همس - 15 ديسيبل
- مكتبة - 45 ديسيبل
- محادثة عادية - 60 ديسيبل
- شطف المرحاض - 75-85 ديسيبل
- مطعم صاخب - 90 ديسيبل
- ذروة الضوضاء في جناح المستشفى - 100 ديسيبل
- بكاء الطفل - 110 ديسيبل
- المحرك النفاث - 120 ديسيبل
- بورش 911 كاريرا RSR توربو 2.1 - 138 ديسيبل
- فرقعة البالون - 157 ديسيبل
أنواع الديسيبل
عندما يتعلق الأمر بالصوت ، هناك عدة أنواع من الديسيبل:
- SPL (مستويات ضغط الصوت): يقيس أصوات العالم الحقيقي (بدون إشارة) ، ويتم قياسها بمقياس SPL متخصص.
- dBFS (ديسيبل مقياس كامل): كيف يتم قياس مستويات الإشارة الرقمية في عالم 0 و 1 ، حيث تكون قوة الإشارة القصوى = 0 على العداد.
- dBV (ديسيبل فولت): يستخدم بشكل أساسي في المعدات التناظرية أو البرامج الرقمية التي تحاكي العتاد التناظري. تسجل عدادات VU متوسط مستويات الصوت ، على عكس عدادات الذروة ، التي تظهر فقط أعلى إشارات الذروة اللحظية. في الأيام الأولى للصوت التناظري ، لم يكن الشريط المغناطيسي قادرًا على تسجيل أكبر قدر من الإشارات الصوتية مقارنة بالشريط المغناطيسي الذي تم إنتاجه بعد عقود ، لذلك أصبح من المقبول تسجيل أكثر من 0 اعتمادًا على الشريط المستخدم ، حتى +3 أو +6 أو حتى أعلى.
فهم تنسيقات الصوت
ما هو تنسيق الصوت؟
عندما تقوم بتسجيل الصوت ، عليك أن تقرر كيفية تخزينه. هذا يعني اختيار تنسيق الصوت المناسب وعمق البت ومعدل العينة. إنه مثل اختيار إعدادات الكاميرا الصحيحة للصورة. يمكنك اختيار جودة JPEG (منخفضة ، متوسطة ، عالية) أو تسجيل الحد الأقصى من التفاصيل في ملف RAW.
تنسيقات الصوت هي مثل تنسيقات الصور - .png ، .tif ، .jpg ، .bmp ، .svg - ولكنها مخصصة للصوت. يحدد تنسيق الصوت مقدار البيانات المستخدمة لتمثيل الصوت ، سواء كان مضغوطًا أم لا ، ونوع البيانات المستخدمة.
صوت غير مضغوط
عندما يتعلق الأمر بإنتاج الصوت ، سترغب عادةً في الالتزام بصوت غير مضغوط. بهذه الطريقة ، يمكنك التحكم في كيفية توزيع الصوت. حتى إذا كنت تستخدم نظامًا أساسيًا مثل Vimeo أو YouTube أو Spotify ، فستحتاج إلى إتقان الصوت بتنسيق غير مضغوط أولاً.
صوت مضغوط
إذا كنت تعمل مع الموسيقى ، فقد تحتاج إلى ضغط ملف الصوت إذا كان كبيرًا جدًا بالنسبة لمنصة التوزيع. على سبيل المثال ، لا يقبل Distrokid سوى الملفات التي يصل حجمها إلى 1 جيجابايت. لذلك إذا كانت أغنيتك طويلة جدًا ، فسيتعين عليك ضغطها.
تنسيقات الملفات الأكثر شيوعًا لإنتاج الموسيقى هي WAV و FLAC. FLAC هو تنسيق ضغط بدون فقدان ، وهو أفضل من ملفات mp3. توصي Spotify باستخدام تنسيق AAC.
تصدير الصوت
عندما تقوم بتصدير الصوت كجزء من مقطع فيديو ، سيكون لديك عادةً بعض الإعدادات المسبقة للاختيار من بينها (مثل YouTube و Vimeo و Mobile و Web و Apple Pro Res.). سيتم ضغط الصوت مع الفيديو بناءً على إعدادات التصدير الخاصة بك.
إذا كانت لديك حالة استخدام لا تتناسب مع الإعدادات المسبقة ، فيمكنك إجراء بعض الأبحاث الإضافية عبر الإنترنت لمعرفة أفضل الإعدادات.
مقارنة حجم الملف
فيما يلي مقارنة بين أحجام الملفات عبر تنسيقات الصوت المختلفة:
- WAV: كبير
- FLAC: متوسط
- MP3: صغير
لذا ، ها أنت ذا! الآن أنت تعرف كل شيء عن تنسيقات الصوت.
ما هو عمق البت؟
عمق البت هو مصطلح تقني يستخدم لوصف الدقة الديناميكية لشكل موجة الصوت. إنه يشبه إلى حد ما عدد المنازل العشرية المستخدمة لتمثيل ملف الصوت بأكمله ، وهو عامل رئيسي في تحديد الجودة الشاملة ودقة الصوت.
أساسيات عمق البت
عمق البت هو كل شيء عن نطاق القيم المستخدمة لتمثيل أعلى وأهدأ الإشارات التي يمكن تسجيلها في وسط رقمي. فيما يلي ملخص سريع للأساسيات:
- تمثل قيم عمق البت الدقة الديناميكية لشكل موجة الصوت.
- يحدد عمق البت أيضًا العدد الإجمالي للمنازل العشرية لجميع 0 و 1 المستخدمة لتمثيل ملف الصوت بأكمله.
- أكثر معايير عمق البت شيوعًا هي 16 بت و 24 بت. كلما زاد عدد البتات المستخدمة ، زاد حجم ملف الصوت ، وزادت الجودة أو الدقة.
- يتم تعريف القرص المضغوط الصوتي على أنه وسيط 16 بت ، بينما يمكن لأقراص DVD تشغيل صوت 16 أو 20 أو 24 بت.
عمق البت كمعامل إبداعي
عمق البت ليس مجرد مصطلح تقني - يمكن استخدامه أيضًا كمعامل إبداعي. على سبيل المثال ، هناك نوع كامل من الموسيقى الإلكترونية يسمى Chiptune والذي يحاكي الطريقة التي يبدو بها الصوت عند تشغيله على الأجيال السابقة من أجهزة الكمبيوتر ذات المعالجات 8 بت.
لذلك إذا كنت تبحث عن إضافة القليل من نكهة lo-fi إلى صوتك ، فإن عمق البت هو بالتأكيد شيء يجب مراعاته. فقط تذكر أنه كلما زاد عدد البتات المستخدمة ، زاد حجم ملف الصوت وزادت الجودة أو الدقة.
وفي الختام
أنت الآن تعرف كل شيء عن الإشارة الصوتية كتعبير عن الصوت كإشارة في شكل اهتزازات كهربائية أو ميكانيكية. إنها الطريقة التي نسمع بها الموسيقى وكيف نسجلها. إنها الطريقة التي نشاركها بها مع الآخرين وكيف نستمتع بها على أجهزتنا.
لذا ، لا تخف من البدء بها واستمتع ببعض المرح!
أنا Joost Nusselder ، مؤسس Neaera ومسوق محتوى ، أبي ، وأحب تجربة معدات جديدة مع الغيتار في قلب شغفي ، ومع فريقي ، أعمل على إنشاء مقالات مدونة متعمقة منذ عام 2020 لمساعدة القراء المخلصين مع نصائح حول التسجيل والغيتار.
