Hogyan teszi ezt? Hogyan jut el a hang a forrástól a hangszóróig, hogy hallhassa?
Az audiojel a hang elektromos reprezentációja hangfrekvencia 20-20,000 XNUMX Hz tartományban. Közvetlenül szintetizálhatók, vagy származhatnak mikrofonból vagy hangszer-átalakítóból. A jeláramlás a forrástól a hangszóróig vezető út, ahol az audiojel hanggá alakul.
Nézzük meg, mi az audiojel, és HOGYAN működik. Azt is megvitatom a jelfolyam különböző típusaival, és az otthoni audiorendszer jelfolyamának beállításával.
Az audiojel-feldolgozás megértése
Mi az audiojel-feldolgozás?
Gondolkoztál már azon, hogyan jönnek össze kedvenc dalaid? Nos, mindez az audiojel-feldolgozásnak köszönhető! Az audiojel-feldolgozás során a hangot digitális formátumokká alakítják, manipulálják a hangfrekvenciákat, és effektusokat adnak hozzá a tökéletes dal létrehozásához. Felvételi stúdiókban, PC-ken és laptopokon, sőt speciális felvevőberendezéseken is használják.
Az audiojel-feldolgozás első lépései
Ha többet szeretne megtudni az audiojel-feldolgozásról, Warren Koontz Bevezetés az audiojel-feldolgozásba című könyve tökéletes kiindulópont. Lefedi a hang és az analóg audiojelek alapjait, a mintavételezést és a kvantálást Digitális audió jelek, idő- és frekvenciatartomány-feldolgozás, és még olyan speciális alkalmazások is, mint a hangszínszabályzó tervezés, effektusok generálása és fájltömörítés.
Tanuljon audiojel-feldolgozást a MATLAB segítségével
A könyv legjobb része az, hogy olyan példákat és gyakorlatokat tartalmaz, amelyek MATLAB szkripteket és függvényeket használnak. Ez azt jelenti, hogy a hangot valós időben dolgozhatja fel saját számítógépén, és jobban megértheti az audiojel-feldolgozás működését.
A szerzőről
Warren Koontz a Rochester Institute of Technology emeritus professzora. Diplomáját a Maryland Egyetemen, MS-t a Massachusetts Institute of Technology-n szerezte, és Ph.D. a Purdue Egyetemen, mind az elektrotechnikában. Több mint 30 évet töltött a Bell Laboratories-nál digitális átviteli rendszerek fejlesztésével, majd nyugdíjba vonulása után csatlakozott a RIT karához, hogy segítsen létrehozni egy Audio Engineering Technology opciót. Koontz folytatta kutatásait a hangtechnika területén, és publikálta és bemutatta kutatásainak eredményeit.
A tudomány a váltakozó áramok mögött
Mi az AC?
A váltakozó áramok (AC) olyanok, mint az elektromosság vad gyermeke – nem maradnak egy helyen, és mindig változnak. Ellentétben az egyenárammal (DC), amely csak egy irányba áramlik, az AC folyamatosan vált pozitív és negatív között. Ez az oka annak, hogy audiojelekben használják – összetett hangokat is képes pontosan előállítani.
Hogyan működik?
A váltakozó áramú audiojelek a lejátszott hang magasságának megfelelően vannak modulálva, ahogy a hanghullámok váltakoznak a magas és az alacsony nyomás között. Ez két érték – a frekvencia és az amplitúdó – megváltoztatásával történik.
- Frekvencia: Milyen gyakran változik a jel pozitívról negatívra.
- Amplitúdó: A jel szintje vagy hangereje, decibelben mérve.
Miért olyan nagyszerű az AC?
Az AC olyan, mint az elektromosság szuperhőse – olyan dolgokra képes, amire az elektromosság más formái nem. Összetett hangokat képes elektromos jelekké alakítani, majd ismét hanggá alakítani. Olyan, mint a varázslat, de a tudománnyal!
Mi az a Signal Flow?
Az alapok
A jeláramlás olyan, mint egy telefonjáték, de hanggal. Ez az az út, amelyet egy hang megtesz a forrásától a fülig. Ez lehet egy rövid utazás, például amikor kedvenc dallamait hallgatja otthoni sztereóján. Vagy lehet egy hosszú, kanyargós út, mint amikor egy hangstúdióban van a csengő és a síp.
A Nitty Gritty
Ha a jeláramlásról van szó, sok megálló van az út mentén. A hang áthaladhat egy keverőpulton, külső audioberendezésen és akár különböző helyiségeken is. Olyan ez, mint egy nagy audió váltóverseny!
Az előnyök
A jeláramlás szépsége abban rejlik, hogy javíthatja a hangzást. Segítségével ellenőrizheti a kötet, adjon hozzá effektusokat, és még azt is ellenőrizze, hogy a hang a megfelelő helyre kerüljön. Tehát, ha a legtöbbet szeretné kihozni hangjából, akkor érdemes megismernie a jeláramlást.
Az audiojelek megértése
Mik azok az audiojelek?
Az audiojelek olyanok, mint a hangszórók nyelve. Ők azok, akik megmondják a hangszóróknak, hogy mit és milyen hangosan mondják ki. Ők azok, amelyektől a zenéje fantasztikusan szól, a filmjei intenzív hangzásúak, és a podcastjai úgy szólnak, mint egy professzionális felvétel.
Milyen paraméterek jellemzik az audiojeleket?
Az audiojelek néhány különböző paraméterrel jellemezhetők:
- Sávszélesség: Ez a jel által hordozható frekvenciatartomány.
- Névleges szint: Ez a jel átlagos szintje.
- Teljesítményszint decibelben (dB): Ez a jel erősségének mértéke a referenciaszinthez képest.
- Feszültségszint: Ez a jel erősségének mértéke a jelút impedanciájához viszonyítva.
Melyek az audiojelek különböző szintjei?
Az audiojelek az alkalmazástól függően különböző szintűek. Íme egy gyors összefoglaló a leggyakoribb szintekről:
- Vonalszint: Ez a professzionális keverőpultok standard szintje.
- Fogyasztói szint: Ez a szint alacsonyabb, mint a vonalszint, és fogyasztói audioberendezésekhez használatos.
- Mikrofonszint: Ez a legalacsonyabb szint, és mikrofonokhoz használatos.
Mit jelent ez mind?
Dióhéjban az audiojelek olyanok, mint a hangszórók nyelve. Megmondják a hangszóróknak, hogy mit és milyen hangosan mondjon, és hogyan tegyék csodálatosan a zenéket, filmeket és podcastokat. Tehát ha azt szeretné, hogy hangja a legjobban szóljon, meg kell értenie az audiojelek különböző paramétereit és szintjeit.
Mi az a digitális hang?
Mi ez?
A digitális hang az audiojel digitális formája. Mindenféle audio beépülő modulban és digitális audio munkaállomás (DAW) szoftverben használatos. Alapvetően ez az információ, amely áthalad a DAW-n egy hangsávból a beépülő modulba, és kimegy a hardveres kimeneten.
Hogyan szállítják?
A digitális hangok különféle kábeleken keresztül küldhetők, beleértve:
- Optikai szál
- Közös tengelyű
- Csavart érpár
Ezenkívül vonalkódot és kommunikációs protokollt alkalmaznak az átviteli közeg digitális jelének megjelenítésére. A legnépszerűbb digitális hangátvitelek közé tartozik:
- HAGYOMÁNY
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Audio Etherneten keresztül
- Audio IP-n keresztül
Mit jelent tehát mindez?
Laikus kifejezéssel élve a digitális hang az audiojelek kábeleken és levegőn keresztül történő küldésének módja. Mindenféle audio beépülő modulban és digitális audio munkaállomás (DAW) szoftverben használatos. Szóval, ha zenész vagy, termelő, vagy hangmérnök, valószínűleg használt már digitális hangot karrierje során.
Hangjelek manipulálása
Mi az a jelfeldolgozás?
A jelfeldolgozás egy hangjel, például hang felvételének és valamilyen módon történő megváltoztatásának módja. Ez olyan, mintha vesz egy hangot, csatlakoztatná a számítógéphez, majd egy csomó gombot és tárcsát használna, hogy másképp szóljon.
Mit lehet tenni a jelfeldolgozással?
A jelfeldolgozással mindenféle klassz dolgot meg lehet csinálni hanggal. Íme néhány lehetőség:
- A magas vagy alacsony frekvenciák kiszűrhetők.
- Egyes frekvenciák hangszínszabályzóval hangsúlyozhatók vagy minimalizálhatók.
- Harmonikus felhangok hozzáadhatók torzítással.
- Az amplitúdó kompresszorral szabályozható.
- Zenei effektusok, például visszhang, refrén és késleltetés hozzáadhatók.
- A jel általános szintje faderrel vagy erősítővel állítható.
- Egy keverővel több jel is kombinálható.
Mit jelent ez mind?
Dióhéjban a jelfeldolgozás egy módja annak, hogy egy hangot vegyünk, és teljesen más hangzást adjunk. Hangosabbá vagy halkabbá teheti, effektusokat adhat hozzá, vagy akár több hangot is kombinálhat egybe. Olyan, mintha egy szonikus játszótéren játszana!
Mi az a transzdukció?
Az alapok
A transzdukció a hang elektromos jelekké alakításának folyamata. Más szóval, ez a hanghullámok nullákká és 0-ekké alakításának folyamata. Olyan, mint egy varázslatos híd a fizikai és a digitális világ között.
A játékosok
A transzdukciós játéknak két fő szereplője van:
- Mikrofonok: Ezek az átalakítók hanghullámokat vesznek fel, és elektromos jelekké alakítják azokat.
- Hangszórók: Ezek a jelátalakítók elektromos jeleket vesznek és hanghullámokká alakítják át.
A típusok
Ami a transzdukciót illeti, az audiojeleknek két fő típusa van: analóg és digitális. Az analóg az eredeti hanghullám, míg a digitális a 0s és 1s verzió.
A folyamat
A transzdukció folyamata meglehetősen egyszerű. Először egy hanghullámmal találkozik egy mikrofonkapszula. Ez a kapszula ezután a rezgés mechanikai energiáját elektromos árammá alakítja át. Ezt az áramot ezután felerősítik és digitális jellé alakítják. Végül ezt a digitális jelet egy hangszóró alakítja vissza hanghullámmá.
A Funky Science
A fülünk a hangot is elektromos jelekké alakítja át, de ezek hallási jelek, nem hangjelek. A hallási jelek a hallást, míg az audiojelek a technológiát szolgálják.
Tehát itt van – egy gyors és egyszerű útmutató a transzdukcióhoz. Most lenyűgözheti barátait a hanghullámok 0-sá és 1-essé alakításának varázslatos folyamatával kapcsolatos tudásával!
A decibel-skála megértése
Mi az a decibel?
Ha egy jelmérőt néz, akkor decibelinformációkat néz. A decibel a hang hangerejét vagy amplitúdóját méri. Ez egy logaritmikus skála, nem lineáris, ami azt jelenti, hogy a hangteljesítményszintek hatalmas tartományát képes mérni. Az emberi fül egy csodálatos eszköz, amely képes érzékelni a közelről leejtő tű hangját, valamint a távolban egy sugárhajtómű zúgását.
Zajmérő egységek
Amikor zajszintmérővel méri a zajszintet, a zaj intenzitását decibel egységben (dB) méri. A hangmérő olyan kijelzőt használ, amelynek decibel tartománya és felbontása megközelíti a fül dinamikatartományát. Nehéz lenne lineáris teljesítményű zajszintmérőt gyártani, ezért logaritmikus skálát használnak, 10-es alapként.
A közös hangok decibelszintjei
Íme egy lista a gyakori hangok decibelszintjeiről:
- Közel teljes csend – 0 dB
- Suttogás – 15 dB
- Egy könyvtár – 45 dB
- Normál beszélgetés – 60 dB
- WC öblítés - 75-85 dB
- Zajos étterem – 90 dB
- Csúcs zaj a kórházi osztályon – 100 dB
- Baba sírása – 110 dB
- Sugárhajtómű - 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Léggömbpattanás – 157 dB
A decibelek típusai
Ami a hangot illeti, többféle decibel létezik:
- SPL (Sound Pressure Levels): valós (jel nélküli) hangokat mér, speciális SPL-mérővel mérve.
- dBFS (Decibels Full Scale): hogyan mérik a digitális jelszinteket a 0s és 1s világában, ahol a maximális jelerősség =0 a mérőn.
- dBV (decibel volt): főleg analóg berendezésekben vagy digitális szoftverekben használják, amelyek analóg sebességváltót emulálnak. A VU-mérők átlagos hangszinteket regisztrálnak, szemben a csúcsmérőkkel, amelyek csak a leghangosabb pillanatnyi csúcsjeleket mutatják. Az analóg hang korai napjaiban a mágnesszalag nem volt képes annyi hangjelet rögzíteni, mint az évtizedekkel később gyártott mágnesszalag, így elfogadhatóvá vált a 0 feletti felvétel a használt szalagtól függően +3 vagy +6 értékig. vagy még magasabbra.
Az audioformátumok megértése
Mi az audio formátum?
Amikor hangfelvételt készít, el kell döntenie, hogyan kerüljön tárolásra. Ez azt jelenti, hogy meg kell választani a megfelelő hangformátumot, bitmélységet és mintavételi sebességet. Ez olyan, mint a megfelelő kamerabeállítások kiválasztása egy fényképhez. Kiválaszthat JPEG-minőséget (alacsony, közepes, magas), vagy a RAW-fájlba a maximális részletet rögzítheti.
Az audioformátumok olyanok, mint a képformátumok – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg –, de hangra. Az audioformátum meghatározza, hogy mennyi adatot használnak fel a hang megjelenítéséhez, függetlenül attól, hogy tömörített-e vagy sem, és milyen típusú adatokat használnak fel.
Tömörítetlen hang
Ha hanggyártásról van szó, általában ragaszkodni kell a tömörítetlen hanghoz. Így szabályozhatja a hang elosztását. Még akkor is, ha olyan platformot használ, mint a Vimeo, a YouTube vagy a Spotify, először tömörítetlen formátumban kell elsajátítania a hangot.
Tömörített hang
Ha zenével dolgozik, előfordulhat, hogy tömörítenie kell a hangfájlt, ha az túl nagy a terjesztési platformhoz. Például a Distrokid csak legfeljebb 1 GB-os fájlokat fogad el. Tehát ha a dal nagyon hosszú, akkor tömöríteni kell.
A zenekészítés leggyakoribb fájlformátumai a WAV és a FLAC. A FLAC egy veszteségmentes tömörítési formátum, amely jobb, mint az mp3. A Spotify az AAC formátum használatát javasolja.
Hang exportálása
Amikor hangot exportál egy videó részeként, általában néhány előre beállított beállítás közül választhat (pl. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). A hanganyag a videóval együtt tömörítésre kerül az exportálási beállítások alapján.
Ha olyan használati esete van, amely nem felel meg az előre beállított értékeknek, további kutatást végezhet az interneten, hogy kitalálja a legjobb beállításokat.
Fájlméret összehasonlítás
Íme a fájlméretek összehasonlítása a különböző hangformátumok között:
- WAV: Nagy
- FLAC: Közepes
- MP3: Kicsi
Szóval, megvan! Most már mindent tud az audioformátumokról.
Mi az a bitmélység?
A bitmélység egy technikai kifejezés, amelyet a hang hullámformájának dinamikus felbontásának leírására használnak. Kicsit olyan, mint a tizedesjegyek száma, amely a teljes hangfájlt ábrázolja, és ez kulcsfontosságú tényező a hang általános minőségének és felbontásának meghatározásában.
A bitmélység alapjai
A bitmélység a digitális adathordozóra rögzíthető leghangosabb és leghalkabb jelek megjelenítésére használt értéktartományról szól. Íme egy gyors összefoglaló az alapokról:
- A bitmélység értékek a hang hullámformájának dinamikus felbontását jelentik.
- A bitmélység meghatározza a tizedesjegyek teljes számát is a teljes hangfájl megjelenítéséhez használt 0-k és 1-ek esetén.
- A leggyakoribb bitmélységi szabványok a 16 bites és a 24 bitesek. Minél több bitet használunk, annál nagyobb a hangfájl, és annál jobb lesz a minőség vagy a felbontás.
- A CD-hangot 16 bites adathordozóként definiálják, míg a DVD-k 16, 20 vagy 24 bites hangot tudnak lejátszani.
Bitmélység, mint kreatív paraméter
A bitmélység nem csak egy technikai kifejezés – kreatív paraméterként is használható. Például létezik az elektronikus zene egész műfaja, a Chiptune, amely azt a hangot emulálja, ahogyan a korábbi generációs számítógépeken 8 bites processzorral játsszák.
Tehát ha szeretnél egy kis lo-fi ízt adni a hangodnak, akkor a bitmélységet mindenképpen érdemes megfontolni. Ne feledje, hogy minél több bitet használunk, annál nagyobb a hangfájl, és annál jobb lesz a minőség vagy a felbontás.
Következtetés
Most már mindent tud az audiojelről, mint a hangnak, mint elektromos vagy mechanikus rezgések formájában megjelenő jelről. Így halljuk a zenét és így rögzítjük. Így osztjuk meg másokkal, és hogyan élvezzük eszközeinken.
Szóval, ne félj belekezdeni, és érezd jól magad!
Joost Nusselder vagyok, a Neaera alapítója és tartalommarketing-szakember, apa, és szenvedélyem középpontjában szeretek új berendezéseket kipróbálni gitárral, és csapatommal együtt 2020 óta készítek mélyreható blogcikkeket. hogy segítse a hűséges olvasókat felvételi és gitártippekkel.
