Co je digitální zvuk? Je to otázka, kterou si mnozí z nás někdy položili, a není to jednoduchá odpověď.
Digitální zvuk je reprezentace zvuku v digitálním formátu. Je to způsob ukládání, manipulace a přenosu zvukových signálů v digitální podobě na rozdíl od analogové. Je to obrovský pokrok v audio technologii.
V tomto článku vysvětlím, co je digitální zvuk, jak se liší od analogového zvuku a jak způsobil revoluci ve způsobu, jakým nahráváme, ukládáme a posloucháme zvuk.
O programu
Co je digitální zvuk?
Digitální zvuk označuje reprezentaci zvuku v digitálním formátu. To znamená, že zvukové vlny se převádějí na řadu čísel, která lze ukládat, manipulovat a přenášet pomocí digitálních technologií.
Jak se generuje digitální zvuk?
Digitální zvuk je generován odebíráním diskrétních vzorků analogové zvukové vlny v pravidelných intervalech. Tyto vzorky jsou pak reprezentovány jako série čísel, která mohou být uložena a manipulována pomocí digitálních technologií.
Jaké jsou výhody digitálního zvuku?
Dostupnost moderních technologií výrazně snížila náklady spojené s nahráváním a distribucí hudby. Nezávislým umělcům to usnadnilo sdílení jejich hudby se světem. Digitální zvukové nahrávky lze distribuovat a prodávat jako soubory, což eliminuje potřebu fyzických kopií, jako jsou desky nebo kazety. Spotřebitel obdrží oblíbené streamovací služby jako Apple Music nebo Spotify, které nabízejí dočasný přístup k reprezentacím milionů skladeb.
Evoluce digitálního zvuku: Stručná historie
Od mechanických vln k digitálním podpisům
- Historii digitálního zvuku lze vysledovat až do 19. století, kdy se k nahrávání a přehrávání zvuků používaly mechanické přístroje, jako jsou cínové a voskové válečky.
- Tyto válce byly pečlivě vyryty drážkami, které shromažďovaly a zpracovávaly změny tlaku vzduchu ve formě mechanických vln.
- Nástup gramofonů a později magnetofonových kazet umožnil posluchačům vychutnat si hudbu, aniž by museli navštěvovat živá vystoupení.
- Kvalita těchto nahrávek však byla omezená a zvuky byly často zkreslené nebo ztracené v průběhu času.
Experiment BBC a zrození digitálního zvuku
- V 1960. letech začala BBC experimentovat s novým přenosovým systémem, který spojoval její vysílací centrum se vzdálenými místy.
- To vyžadovalo vývoj nového zařízení, které by dokázalo zpracovávat zvuky jednodušším a účinnějším způsobem.
- Řešení bylo nalezeno v implementaci digitálního zvuku, který používal diskrétní čísla k vyjádření změn tlaku vzduchu v průběhu času.
- To umožnilo trvalé zachování původního stavu zvuku, který byl dříve zejména na nízkých úrovních nedosažitelný.
- Digitální audio systém BBC byl založen na analýze tvaru vlny, která byla vzorkována rychlostí tisíckrát za sekundu a byl jí přiřazen jedinečný binární kód.
- Tento záznam zvuku umožnil technikovi znovu vytvořit původní zvuk vytvořením zařízení, které dokáže číst a interpretovat binární kód.
Pokroky a inovace v oblasti digitálního zvuku
- Vydání komerčně dostupného digitálního audiorekordéru v 1980. letech minulého století znamenalo obrovský krok vpřed na poli digitálního zvuku.
- Tento analogově-digitální převodník uložil zvuky v digitálním formátu, který lze uložit a manipulovat s ním na počítačích.
- Formát pásky VHS později pokračoval v tomto trendu a digitální zvuk se od té doby široce používá v hudební produkci, filmu a televizi.
- Neustálý technologický pokrok a nekonečné inovace v oblasti digitálního zvuku vedly k vytvoření odlišných vln technik zpracování a uchování zvuku.
- Dnes se digitální zvukové podpisy používají k uchování a analýze zvuků způsobem, který byl kdysi nedostupný, což umožňuje vychutnat si bezkonkurenční kvalitu zvuku, kterou dříve nebylo možné dosáhnout.
Digitální audio technologie
Technologie nahrávání a ukládání
Digitální audio technologie způsobily revoluci ve způsobu, jakým zaznamenáváme a ukládáme zvuk. Mezi nejoblíbenější technologie patří:
- Záznam na pevný disk: Zvuk se nahrává a ukládá na pevný disk, což umožňuje snadnou editaci a manipulaci se zvukovými soubory.
- Digitální audio páska (DAT): Formát digitálního záznamu, který používá magnetickou pásku k ukládání zvukových dat.
- Disky CD, DVD a Blu-ray: Tyto optické disky mohou ukládat velké množství digitálních zvukových dat a běžně se používají pro distribuci hudby a videa.
- Minidisc: Formát malého přenosného disku, který byl populární v 1990. letech a na počátku 2000. století.
- Super Audio CD (SACD): Zvukový formát s vysokým rozlišením, který využívá speciální disk a přehrávač k dosažení lepší kvality zvuku než standardní disky CD.
Technologie přehrávání
Digitální zvukové soubory lze přehrávat pomocí různých technologií, včetně:
- Počítače: Digitální zvukové soubory lze přehrávat na počítačích pomocí softwaru přehrávače médií.
- Digitální audio přehrávače: Přenosná zařízení, jako jsou iPody a chytré telefony, mohou přehrávat digitální zvukové soubory.
- Pracovní stanice s digitálním zvukem: Profesionální zvukový software používaný pro nahrávání, úpravy a míchání digitálního zvuku.
- Standardní CD přehrávače: Tyto přehrávače mohou přehrávat standardní audio CD, které využívají digitální audio technologii.
Vysílání a rádiové technologie
Digitální audio technologie měly také významný vliv na vysílání a rozhlas. Mezi nejoblíbenější technologie patří:
- HD Radio: Technologie digitálního rádia, která umožňuje vyšší kvalitu zvuku a další funkce, jako jsou informace o skladbě a interpretovi.
- Mondiale: Standard digitálního rozhlasového vysílání používaný v Evropě a dalších částech světa.
- Digitální rozhlasové vysílání: Mnoho rozhlasových stanic nyní vysílá v digitálním formátu, což umožňuje lepší kvalitu zvuku a další funkce, jako jsou informace o skladbách a interpretech.
Audio formáty a kvalita
Digitální zvukové soubory lze ukládat v různých formátech, včetně:
- MP3: Komprimovaný zvukový formát, který je široce používán pro distribuci hudby.
- WAV: Nekomprimovaný zvukový formát, který se běžně používá pro profesionální zvukové aplikace.
- FLAC: Bezztrátový zvukový formát, který poskytuje vysoce kvalitní zvuk bez obětování velikosti souboru.
Kvalita digitálního zvuku se měří jeho rozlišením a hloubkou. Čím vyšší je rozlišení a hloubka, tím lepší je kvalita zvuku. Některá běžná rozlišení a hloubky zahrnují:
- 16-bit/44.1 kHz: zvuk v CD kvalitě.
- 24-bit/96 kHz: Zvuk s vysokým rozlišením.
- 32-bit/192 kHz: Zvuk ve studiové kvalitě.
Aplikace digitálních audio technologií
Digitální audio technologie mají širokou škálu aplikací, včetně:
- Dokonalý koncertní zvuk: Digitální audio technologie umožňují přesnou kontrolu nad úrovní a kvalitou zvuku, což umožňuje dosáhnout dokonalého zvuku v prostředí živých koncertů.
- Nezávislí umělci: Digitální audio technologie umožnily nezávislým umělcům nahrávat a distribuovat jejich hudbu bez potřeby nahrávací společnosti.
- Rádio a vysílání: Digitální audio technologie umožnily lepší kvalitu zvuku a další funkce v rádiu a vysílání.
- Filmová a video produkce: Digitální audio technologie se běžně používají ve filmové a video produkci pro záznam a úpravu zvukových stop.
- Osobní použití: Digitální zvukové technologie lidem usnadnily vytváření a sdílení vlastní hudby a zvukových nahrávek.
Digitální vzorkování
Co je vzorkování?
Vzorkování je proces transformace hudební nebo jakékoli jiné zvukové vlny do digitálního formátu. Tento proces zahrnuje pořizování pravidelných snímků zvukové vlny v určitém časovém okamžiku a jejich převod na digitální data. Délka těchto snímků určuje kvalitu výsledného digitálního zvuku.
Jak funguje vzorkování
Vzorkování zahrnuje speciální software, který převádí analogové zvukové vlny do digitálního formátu. Software pořizuje snímky zvukové vlny v určitém časovém okamžiku a tyto snímky jsou poté převedeny na digitální data. Výsledný digitální zvuk lze uložit na různá média, jako jsou disky, pevné disky, nebo dokonce stáhnout z internetu.
Vzorkovací frekvence a kvalita
Kvalita vzorkovaného zvuku závisí na vzorkovací frekvenci, což je počet snímků pořízených za sekundu. Čím vyšší je vzorkovací frekvence, tím lepší je kvalita výsledného digitálního zvuku. Vyšší vzorkovací frekvence však také znamená, že na paměťovém médiu zabírá více místa.
Komprese a konverze
Pro uložení velkých zvukových souborů na přenosné médium nebo pro jejich stažení z internetu se často používá komprese. Komprese zahrnuje výběr určitých frekvence a harmonické, aby znovu vytvořily nasamplovanou zvukovou vlnu a ponechaly dostatek prostoru pro kývání pro skutečný zvuk, který má být znovu vytvořen. Tento proces není dokonalý a některé informace se v procesu komprese ztratí.
Využití vzorkování
Vzorkování se používá různými způsoby, jako je vytváření hudby, zvukových efektů a dokonce i při video produkci. Používá se také při vytváření digitálního zvuku pro FM rádio, videokamery a dokonce i některé verze fotoaparátů Canon. Vzorkování se doporučuje pro příležitostné použití, ale pro kritické použití se doporučuje vyšší vzorkovací frekvence.
rozhraní
Co jsou to audio rozhraní?
Zvuková rozhraní jsou zařízení, která převádějí analogové zvukové signály z mikrofonů a nástrojů na digitální signály, které lze zpracovat softwarem v počítači. Směrují také digitální audio signály z počítače do sluchátek, studiových monitorů a dalších periferií. K dispozici je mnoho různých typů audio rozhraní, ale nejběžnějším a nejuniverzálnějším typem je USB rozhraní (Universal Serial Bus).
Proč potřebujete zvukové rozhraní?
Pokud na počítači používáte zvukový software a chcete nahrávat nebo přehrávat zvuk ve vysoké kvalitě, budete potřebovat zvukové rozhraní. Většina počítačů má vestavěné zvukové rozhraní, ale ty jsou často velmi jednoduché a neposkytují nejlepší kvalitu. Externí audio rozhraní vám poskytne lepší kvalitu zvuku, více vstupů a výstupů a větší kontrolu nad zvukem.
Jaké jsou nejnovější verze audio rozhraní?
Nejnovější verze audio rozhraní jsou k dispozici v obchodech, které prodávají hudební vybavení. V dnešní době jsou docela levné a staré zásoby rychle vytlačíte. Je zřejmé, že čím rychleji chcete nakupovat, tím nejrychleji najdete nejnovější verze audio rozhraní.
Digitální kvalita zvuku
Úvod
Pokud jde o digitální zvuk, kvalita je rozhodujícím faktorem. Digitální reprezentace zvukových signálů je dosaženo prostřednictvím procesu zvaného vzorkování, který zahrnuje souvislé analogové signály a jejich převod na číselné hodnoty. Tento proces způsobil revoluci ve způsobu, jakým zachycujeme, manipulujeme a reprodukujeme zvuk, ale také přináší nové výzvy a úvahy pro kvalitu zvuku.
Vzorkování a frekvence
Základním principem digitálního zvuku je zachytit a reprezentovat zvuk jako řadu číselných hodnot, se kterými lze manipulovat a zpracovávat je pomocí softwarových aplikací. Kvalita digitálního zvuku závisí na tom, jak přesně tyto hodnoty reprezentují původní zvuk. To je určeno vzorkovací frekvencí, což je počet, kolikrát za sekundu je analogový signál změřen a převeden na digitální signál.
Moderní hudba obvykle používá vzorkovací frekvenci 44.1 kHz, což znamená, že analogový signál je přijímán 44,100 96krát za sekundu. Jedná se o stejnou vzorkovací frekvenci jako u disků CD, které jsou běžným médiem pro distribuci digitálního zvuku. Vyšší vzorkovací frekvence, jako je 192 kHz nebo XNUMX kHz, jsou také k dispozici a mohou poskytnout lepší kvalitu, ale také vyžadují více úložného prostoru a výpočetního výkonu.
Kódování digitálního signálu
Jakmile je analogový signál navzorkován, je zakódován do digitálního signálu pomocí procesu zvaného pulzně kódová modulace (PCM). PCM představuje amplitudu analogového signálu v každém vzorkovacím bodě jako číselnou hodnotu, která je pak uložena jako řada binárních číslic (bitů). Počet bitů použitých k reprezentaci každého vzorku určuje bitovou hloubku, která ovlivňuje dynamický rozsah a rozlišení digitálního zvuku.
Například CD používá bitovou hloubku 16 bitů, což může představovat 65,536 96 různých úrovní amplitudy. To poskytuje dynamický rozsah přibližně 24 dB, což je dostatečné pro většinu poslechových prostředí. Vyšší bitové hloubky, jako je 32 bitů nebo XNUMX bitů, mohou poskytnout ještě lepší kvalitu a dynamický rozsah, ale také vyžadují více úložného prostoru a výpočetního výkonu.
Manipulace s digitálním zvukem
Jednou z výhod digitálního zvuku je schopnost manipulovat a zpracovávat signál pomocí softwarových aplikací. To může zahrnovat úpravy, míchání, aplikaci efektů a simulaci různých prostředí. Tyto procesy však mohou také ovlivnit kvalitu digitálního zvuku.
Například použití určitých efektů nebo změn na zvukový signál může snížit kvalitu nebo způsobit artefakty. Je důležité porozumět omezením a možnostem používaného softwaru a také specifickým požadavkům audio projektu.
Nezávislá hudební produkce s digitálním zvukem
Od robustních palub po cenově dostupné vybavení
Pryč jsou doby, kdy profesionální nahrávání hudby znamenalo investovat do robustních palubek a drahého vybavení. S příchodem digitálního zvuku mohou nyní nezávislí umělci z celého světa dělat hudbu ve svých domácích studiích každý den. Dostupnost cenově dostupného vybavení drasticky změnila hudební průmysl, což má pozitivní dopad na hudebníky, kteří nyní mohou produkovat vlastní hudbu, aniž by zkrachovali.
Pochopení kvality digitálního zvuku
Digitální zvuk je metoda záznamu zvukových vln jako digitálních dat. Rozlišení a vzorkovací frekvence digitálního zvuku ovlivňují kvalitu zvuku. Zde je stručná historie toho, jak se kvalita digitálního zvuku v průběhu let vyvíjela:
- V počátcích digitálního zvuku byly vzorkovací frekvence nízké, což mělo za následek špatnou kvalitu zvuku.
- Jak se technologie zlepšovala, vzorkovací frekvence se zvyšovala, což vedlo k lepší kvalitě zvuku.
- Dnes je kvalita digitálního zvuku neuvěřitelně vysoká se vzorkovací frekvencí a bitovou hloubkou, které přesně zachycují zvukové vlny.
Záznam a zpracování digitálního zvuku
K nahrávání digitálního zvuku hudebníci používají samostatné klávesy, virtuální nástroje, softwarové syntezátory a FX pluginy. Proces záznamu zahrnuje převod analogových signálů na digitální data pomocí analogově-digitálních převodníků. Digitální data jsou pak uložena jako soubory v počítači. Velikost souborů závisí na rozlišení a vzorkovací frekvenci nahrávky.
Latence a produkce
Latence je zpoždění mezi vstupem zvuku a jeho zpracováním. v hudební produkce, latence může být problém při nahrávání multitracků nebo stemů. Aby se hudebníci vyhnuli latenci, spoléhají na audio rozhraní a procesory s nízkou latencí. Digitální datové signály jsou zpracovávány obvodem, který generuje křivkový obraz zvuku. Tento obraz tvaru vlny je poté přehrávacím zařízením rekonstruován na zvuk.
Zkreslení a dynamický rozsah
Digitální zvuk má vysoký dynamický rozsah, což znamená, že dokáže přesně zachytit celý rozsah zvuku. Digitální zvuk však může také trpět zkreslením, jako je ořezávání a kvantizační zkreslení. Oříznutí nastane, když vstupní signál překročí světlou výšku digitálního systému, což má za následek zkreslení. Kvantovací zkreslení nastane, když digitální systém zaokrouhlí signál tak, aby se vešel do pevných segmentů, a vtiskne nepřesnosti v určitých okamžicích.
Sociální distribuční platformy
Se vzestupem sociálních distribučních platforem mohou nezávislí hudebníci nyní distribuovat svou hudbu celosvětovému publiku, aniž by potřebovali nahrávací společnost. Tyto platformy umožňují hudebníkům nahrávat svou hudbu a sdílet ji se svými následovníky. Demokratizace distribuce hudby vytvořila skutečnou technologickou revoluci, která dává hudebníkům svobodu tvořit a sdílet svou hudbu se světem.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Takže tady to máte, vše, co potřebujete vědět o digitálním zvuku v kostce. Digitální zvuk je reprezentace zvuku jako diskrétní číselné hodnoty, spíše než jako spojité fyzické vlny.
Digitální zvuk způsobil revoluci ve způsobu, jakým nahráváme, ukládáme, manipulujeme a posloucháme hudbu. Takže se nebojte ponořit a užít si výhody této úžasné technologie!
Jsem Joost Nusselder, zakladatel společnosti Neaera a obsahový marketér, táta a rád zkouším nové vybavení s kytarou v srdci mé vášně a společně se svým týmem tvořím od roku 2020 podrobné články na blogu. pomoci věrným čtenářům s nahráváním a kytarovými tipy.
