Kas yra skaitmeninis garsas? Tai klausimas, kurį daugelis iš mūsų tam tikru momentu uždavėme sau, ir tai nėra paprastas atsakymas.
Skaitmeninis garsas yra garso atvaizdavimas skaitmeniniu formatu. Tai garso signalų saugojimo, manipuliavimo ir perdavimo būdas skaitmenine, o ne analogine forma. Tai didžiulė pažanga garso technologijų srityje.
Šiame straipsnyje paaiškinsiu, kas yra skaitmeninis garsas, kuo jis skiriasi nuo analoginio garso ir kaip jis pakeitė garso įrašymo, saugojimo ir klausymo būdą.
Apžvalga
Kas yra skaitmeninis garsas?
Skaitmeninis garsas reiškia garso atvaizdavimą skaitmeniniu formatu. Tai reiškia, kad garso bangos paverčiamos skaičių serijomis, kurias galima saugoti, valdyti ir perduoti naudojant skaitmenines technologijas.
Kaip generuojamas skaitmeninis garsas?
Skaitmeninis garsas generuojamas reguliariais intervalais imant diskretiškus analoginės garso bangos pavyzdžius. Tada šie pavyzdžiai pateikiami kaip skaičių serija, kurią galima saugoti ir valdyti naudojant skaitmenines technologijas.
Kokie yra skaitmeninio garso pranašumai?
Šiuolaikinių technologijų prieinamumas žymiai sumažino išlaidas, susijusias su muzikos įrašymu ir platinimu. Dėl to nepriklausomiems atlikėjams buvo lengviau dalytis savo muzika su pasauliu. Skaitmeniniai garso įrašai gali būti platinami ir parduodami kaip failai, todėl nereikia fizinių kopijų, pvz., įrašų ar kasečių. Vartotojas gauna populiarias srautinio perdavimo paslaugas, pvz., „Apple Music“ ar „Spotify“, siūlo laikiną prieigą prie milijonų dainų.
Skaitmeninio garso raida: trumpa istorija
Nuo mechaninių bangų iki skaitmeninių parašų
- Skaitmeninio garso istoriją galima atsekti iki XIX amžiaus, kai garsams įrašyti ir atkurti buvo naudojami mechaniniai prietaisai, tokie kaip alavo ir vaško cilindrai.
- Šiuose cilindruose buvo kruopščiai išgraviruoti grioveliai, kurie surinko ir apdorojo oro slėgio pokyčius mechaninių bangų pavidalu.
- Atsiradus gramofonams, o vėliau ir kasetėms, klausytojai galėjo mėgautis muzika nedalyvaujant gyvuose pasirodymuose.
- Tačiau šių įrašų kokybė buvo ribota, o garsai laikui bėgant dažnai buvo iškraipyti arba prarasti.
BBC eksperimentas ir skaitmeninio garso gimimas
- 1960-aisiais BBC pradėjo eksperimentuoti su nauja perdavimo sistema, susiejančia jos transliavimo centrą su atokiomis vietomis.
- Tam reikėjo sukurti naują įrenginį, kuris galėtų paprasčiau ir efektyviau apdoroti garsus.
- Sprendimas buvo rastas įgyvendinant skaitmeninį garsą, kuriame buvo naudojami atskiri skaičiai oro slėgio pokyčiams per tam tikrą laiką parodyti.
- Tai leido visam laikui išsaugoti pradinę garso būseną, kuri anksčiau buvo nepasiekiama, ypač žemo lygio.
- BBC skaitmeninė garso sistema buvo pagrįsta bangos formos analize, kuri buvo atrinkta tūkstančio kartų per sekundę ir priskiriamas unikalus dvejetainis kodas.
- Šis garso įrašas leido technikai atkurti originalų garsą sukūrus įrenginį, galintį nuskaityti ir interpretuoti dvejetainį kodą.
Skaitmeninio garso pažanga ir naujovės
- Devintajame dešimtmetyje išleistas komerciškai prieinamas skaitmeninis garso įrašymo įrenginys žymėjo milžinišką žingsnį į priekį skaitmeninio garso srityje.
- Šis analoginis-skaitmeninis keitiklis saugo garsus skaitmeniniu formatu, kurį buvo galima išsaugoti ir valdyti kompiuteriuose.
- Vėliau šią tendenciją tęsė VHS juostos formatas, o skaitmeninis garsas nuo to laiko buvo plačiai naudojamas muzikos kūrime, filmuose ir televizijoje.
- Nuolatinė technologijų pažanga ir nesibaigiančios skaitmeninio garso naujovės paskatino sukurti skirtingas garso apdorojimo ir išsaugojimo metodų bangas.
- Šiandien skaitmeniniai garso parašai naudojami garsams išsaugoti ir analizuoti kažkada nepasiekiamu būdu, todėl galima mėgautis neprilygstama garso kokybe, kurios anksčiau nebuvo įmanoma pasiekti.
Skaitmeninės garso technologijos
Įrašymo ir saugojimo technologijos
Skaitmeninės garso technologijos pakeitė garso įrašymo ir saugojimo būdą. Kai kurios iš populiariausių technologijų yra:
- Įrašymas kietajame diske: Garsas įrašomas ir saugomas standžiajame diske, kad būtų galima lengvai redaguoti ir valdyti garso failus.
- Skaitmeninė garso juosta (DAT): skaitmeninis įrašymo formatas, kuriame garso duomenims saugoti naudojama magnetinė juosta.
- CD, DVD ir „Blu-ray“ diskai: šiuose optiniuose diskuose galima saugoti daug skaitmeninių garso duomenų ir jie dažniausiai naudojami muzikos ir vaizdo įrašams platinti.
- Minidisc: mažas, nešiojamas disko formatas, kuris buvo populiarus 1990-aisiais ir 2000-ųjų pradžioje.
- Super Audio CD (SACD): didelės raiškos garso formatas, kuriame naudojamas specialus diskas ir grotuvas, kad būtų pasiekta geresnė garso kokybė nei standartiniai kompaktiniai diskai.
Atkūrimo technologijos
Skaitmeninius garso failus galima atkurti naudojant įvairias technologijas, įskaitant:
- Kompiuteriai: skaitmeninius garso failus galima atkurti kompiuteriuose naudojant medijos leistuvės programinę įrangą.
- Skaitmeniniai garso grotuvai: nešiojamieji įrenginiai, tokie kaip iPod ir išmanieji telefonai, gali atkurti skaitmeninius garso failus.
- Darbo stotis skaitmeninės garso darbo stotys: profesionali garso programinė įranga, naudojama skaitmeniniam garsui įrašyti, redaguoti ir maišyti.
- Standartiniai CD grotuvai: šie grotuvai gali atkurti standartinius garso kompaktinius diskus, kuriuose naudojama skaitmeninė garso technologija.
Transliavimo ir radijo technologijos
Skaitmeninės garso technologijos taip pat turėjo didelės įtakos transliavimui ir radijui. Kai kurios iš populiariausių technologijų apima:
- HD radijas: skaitmeninio radijo technologija, kuri suteikia aukštesnės kokybės garsą ir papildomų funkcijų, pvz., dainų ir atlikėjų informaciją.
- Mondiale: skaitmeninio radijo transliavimo standartas, naudojamas Europoje ir kitose pasaulio dalyse.
- Skaitmeninis radijo transliavimas: daugelis radijo stočių dabar transliuoja skaitmeniniu formatu, todėl geresnė garso kokybė ir papildomos funkcijos, pvz., dainų ir atlikėjų informacija.
Garso formatai ir kokybė
Skaitmeniniai garso failai gali būti saugomi įvairiais formatais, įskaitant:
- MP3: suspaustas garso formatas, plačiai naudojamas muzikos platinimui.
- WAV: nesuspausto garso formatas, dažniausiai naudojamas profesionalioms garso programoms.
- FLAC: be nuostolių garso formatas, užtikrinantis aukštos kokybės garsą neprarandant failo dydžio.
Skaitmeninio garso kokybė matuojama pagal jo skiriamąją gebą ir gylį. Kuo didesnė raiška ir gylis, tuo geresnė garso kokybė. Kai kurios bendros rezoliucijos ir gyliai apima:
- 16 bitų / 44.1 kHz: CD kokybės garsas.
- 24 bitų/96 kHz: didelės raiškos garsas.
- 32 bitų / 192 kHz: studijos kokybės garsas.
Skaitmeninių garso technologijų taikymas
Skaitmeninės garso technologijos turi platų pritaikymo spektrą, įskaitant:
- Tobulas koncerto garsas: Skaitmeninės garso technologijos leidžia tiksliai valdyti garso lygį ir kokybę, todėl galima pasiekti puikų garsą gyvo koncerto nustatymuose.
- Nepriklausomi atlikėjai: skaitmeninės garso technologijos suteikė galimybę nepriklausomiems atlikėjams įrašyti ir platinti savo muziką be įrašų kompanijos.
- Radijas ir transliavimas: skaitmeninės garso technologijos leido pagerinti garso kokybę ir papildomas radijo ir transliavimo funkcijas.
- Filmų ir vaizdo įrašų gamyba: skaitmeninės garso technologijos dažniausiai naudojamos filmų ir vaizdo įrašų gamyboje garso takeliams įrašyti ir redaguoti.
- Naudojimas asmeniniam naudojimui: skaitmeninės garso technologijos padėjo žmonėms kurti ir dalytis savo muzika bei garso įrašais.
Skaitmeninis mėginių ėmimas
Kas yra atranka?
Mėginių ėmimas yra muzikos ar bet kurios kitos garso bangos pavertimo skaitmeniniu formatu procesas. Šis procesas apima reguliarų garso bangos momentinių nuotraukų darymą tam tikru momentu ir konvertavimą į skaitmeninius duomenis. Šių momentinių nuotraukų ilgis lemia gaunamo skaitmeninio garso kokybę.
Kaip veikia mėginių ėmimas
Atranka apima specialią programinę įrangą, kuri konvertuoja analoginę garso bangą į skaitmeninį formatą. Programinė įranga tam tikru momentu daro momentines garso bangos nuotraukas, o vėliau šios momentinės nuotraukos konvertuojamos į skaitmeninius duomenis. Gautas skaitmeninis garsas gali būti saugomas įvairiose laikmenose, pvz., diskuose, standžiuosiuose diskuose, arba net atsisiųsti iš interneto.
Atrankos dažnis ir kokybė
Atrinkto garso kokybė priklauso nuo atrankos dažnio, kuris yra momentinių nuotraukų, padarytų per sekundę, skaičiaus. Kuo didesnis diskretizavimo dažnis, tuo geresnė skaitmeninio garso kokybė. Tačiau didesnis mėginių ėmimo dažnis taip pat reiškia, kad saugojimo laikmenoje užimama daugiau vietos.
Suspaudimas ir konvertavimas
Norint talpinti didelius garso failus į nešiojamąją laikmeną arba atsisiųsti juos iš interneto, dažnai naudojamas glaudinimas. Suspaudimas apima tam tikrų dažniai ir harmonikų, kad būtų atkurta atrinkta garso banga, paliekant daug vietos, kad būtų galima atkurti tikrąjį garsą. Šis procesas nėra tobulas, o glaudinimo procese prarandama dalis informacijos.
Mėginių ėmimo naudojimas
Atranka naudojama įvairiais būdais, pavyzdžiui, kuriant muziką, garso efektus ir netgi kuriant vaizdo įrašus. Jis taip pat naudojamas kuriant skaitmeninį garsą FM radijui, vaizdo kameroms ir net kai kurioms Canon kamerų versijoms. Mėginių ėmimas rekomenduojamas atsitiktiniam naudojimui, tačiau kritiniam naudojimui rekomenduojamas didesnis mėginių ėmimo dažnis.
sąsajos
Kas yra garso sąsajos?
Garso sąsajos yra įrenginiai, paverčiantys analoginius garso signalus iš mikrofonų ir instrumentų į skaitmeninius signalus, kuriuos gali apdoroti kompiuterio programinė įranga. Jie taip pat nukreipia skaitmeninius garso signalus iš kompiuterio į ausines, studijos monitorius ir kitus išorinius įrenginius. Yra daug įvairių garso sąsajų tipų, tačiau labiausiai paplitęs ir universaliausias tipas yra USB (Universal Serial Bus) sąsaja.
Kodėl jums reikia garso sąsajos?
Jei kompiuteryje naudojate garso programinę įrangą ir norite įrašyti arba atkurti aukštos kokybės garsą, jums reikės garso sąsajos. Daugumoje kompiuterių yra integruota garso sąsaja, tačiau jos dažnai yra gana paprastos ir neužtikrina geriausios kokybės. Išorinė garso sąsaja suteiks jums geresnę garso kokybę, daugiau įėjimų ir išėjimų bei daugiau valdys garsą.
Kokios yra naujausios garso sąsajų versijos?
Naujausias garso sąsajų versijas galima įsigyti parduotuvėse, kuriose parduodama muzikos įranga. Šiais laikais jie yra gana pigūs ir galite greitai išstumti senas atsargas. Akivaizdu, kad kuo greičiau norėsite apsipirkti, tuo greičiau galėsite rasti naujausias garso sąsajų versijas.
Skaitmeninė garso kokybė
Įvadas
Kalbant apie skaitmeninį garsą, kokybė yra labai svarbus veiksnys. Skaitmeninis garso signalų atvaizdavimas pasiekiamas per procesą, vadinamą atranka, kuris apima nuolatinių analoginių signalų paėmimą ir jų konvertavimą į skaitines reikšmes. Šis procesas pakeitė garso fiksavimo, manipuliavimo ir atkūrimo būdus, tačiau taip pat kelia naujų iššūkių ir problemų dėl garso kokybės.
Mėginių ėmimas ir dažniai
Pagrindinis skaitmeninio garso principas yra užfiksuoti ir pateikti garsą kaip skaitinių reikšmių seriją, kurią galima valdyti ir apdoroti naudojant programinę įrangą. Skaitmeninio garso kokybė priklauso nuo to, kaip tiksliai šios reikšmės atspindi originalų garsą. Tai lemia diskretizavimo dažnis, ty skaičius kartų per sekundę, kai analoginis signalas išmatuojamas ir konvertuojamas į skaitmeninį signalą.
Šiuolaikinėje muzikoje paprastai naudojamas 44.1 kHz diskretizavimo dažnis, o tai reiškia, kad analoginis signalas paimamas 44,100 96 kartų per sekundę. Tai yra ta pati atrankos dažnis, naudojamas kompaktiniams diskams, kurie yra įprasta skaitmeninio garso platinimo terpė. Taip pat galimi didesni diskretizavimo dažniai, pvz., 192 kHz arba XNUMX kHz, ir jie gali užtikrinti geresnę kokybę, tačiau jiems taip pat reikia daugiau atminties ir apdorojimo galios.
Skaitmeninio signalo kodavimas
Kai analoginis signalas yra atrinktas, jis užkoduojamas į skaitmeninį signalą, naudojant procesą, vadinamą impulsinio kodo moduliacija (PCM). PCM reiškia analoginio signalo amplitudę kiekviename mėginių ėmimo taške kaip skaitinę reikšmę, kuri vėliau saugoma kaip dvejetainių skaitmenų (bitų) serija. Kiekvienam pavyzdžiui pavaizduoti naudojamų bitų skaičius lemia bitų gylį, kuris turi įtakos skaitmeninio garso dinaminiam diapazonui ir skyrai.
Pavyzdžiui, kompaktiniame diske naudojamas 16 bitų bitų gylis, kuris gali parodyti 65,536 96 skirtingus amplitudės lygius. Tai suteikia maždaug 24 dB dinaminį diapazoną, kurio pakanka daugeliui klausymosi aplinkų. Didesnis bitų gylis, pvz., 32 bitai arba XNUMX bitai, gali užtikrinti dar geresnę kokybę ir dinaminį diapazoną, tačiau jiems taip pat reikia daugiau atminties ir apdorojimo galios.
Skaitmeninis garso manipuliavimas
Vienas iš skaitmeninio garso privalumų yra galimybė manipuliuoti ir apdoroti signalą naudojant programinę įrangą. Tai gali apimti redagavimą, maišymą, efektų taikymą ir skirtingų aplinkų modeliavimą. Tačiau šie procesai taip pat gali turėti įtakos skaitmeninio garso kokybei.
Pavyzdžiui, pritaikius tam tikrus efektus arba pakeitus garso signalą, gali pablogėti kokybė arba atsirasti artefaktų. Svarbu suprasti naudojamos programinės įrangos apribojimus ir galimybes, taip pat specifinius garso projekto reikalavimus.
Nepriklausoma muzikos gamyba su skaitmeniniu garsu
Nuo stambių denių iki prieinamos įrangos
Seniai praėjo laikai, kai profesionaliai įrašyti muziką reiškė investicijas į stambų denį ir brangią įrangą. Atsiradus skaitmeniniam garsui, nepriklausomi atlikėjai visame pasaulyje dabar gali kasdien kurti muziką savo namų studijose. Įperkamos įrangos prieinamumas drastiškai pakeitė muzikos industriją ir padarė teigiamą poveikį muzikantams, kurie dabar gali kurti savo muziką ir nesugriauti.
Skaitmeninio garso kokybės supratimas
Skaitmeninis garsas yra garso bangų kaip skaitmeninių duomenų įrašymo būdas. Skaitmeninio garso raiška ir atrankos dažnis turi įtakos garso kokybei. Štai trumpa istorija, kaip bėgant metams keitėsi skaitmeninio garso kokybė:
- Pirmosiomis skaitmeninio garso dienomis imties dažnis buvo mažas, todėl garso kokybė buvo prasta.
- Tobulėjant technologijoms, didėjo mėginių ėmimo dažnis, todėl garso kokybė buvo geresnė.
- Šiandien skaitmeninio garso kokybė yra neįtikėtinai aukšta, o atrankos dažnis ir bitų gylis tiksliai fiksuoja garso bangas.
Skaitmeninio garso įrašymas ir apdorojimas
Norėdami įrašyti skaitmeninį garsą, muzikantai naudoja atskiras klaviatūras, virtualius instrumentus, programinės įrangos sintezatorius ir FX papildinius. Įrašymo procesas apima analoginių signalų konvertavimą į skaitmeninius duomenis, naudojant analoginius-skaitmeninius keitiklius. Tada skaitmeniniai duomenys saugomi kaip failai kompiuteryje. Failų dydis priklauso nuo įrašo skiriamosios gebos ir atrankos dažnio.
Latencija ir gamyba
Vėlavimas yra delsa tarp garso įvesties ir jo apdorojimo. Į muzikos kūrimas, delsa gali būti problema įrašant kelių takelių ar stiebus. Kad išvengtų delsos, muzikantai pasikliauja mažos delsos garso sąsajomis ir procesoriais. Skaitmeniniai duomenų signalai apdorojami grandine, kuri sukuria garso bangos formos vaizdą. Tada atkūrimo įrenginys atkuria šį bangos formos vaizdą į garsą.
Iškraipymai ir dinaminis diapazonas
Skaitmeninis garsas turi didelį dinaminį diapazoną, o tai reiškia, kad jis gali tiksliai užfiksuoti visą garso diapazoną. Tačiau skaitmeninis garsas taip pat gali turėti iškraipymų, tokių kaip iškirpimas ir kvantavimo iškraipymas. Apkarpymas įvyksta, kai įvesties signalas viršija skaitmeninės sistemos aukštį, todėl iškraipoma. Kvantavimo iškraipymas atsiranda, kai skaitmeninė sistema suapvalina signalą, kad tilptų į standžius segmentus, tam tikrais laiko momentais įspaudžiant netikslumus.
Socialinio platinimo platformos
Atsiradus socialinio platinimo platformoms, nepriklausomi muzikantai dabar gali platinti savo muziką pasaulinei auditorijai be įrašų kompanijos. Šios platformos leidžia muzikantams įkelti savo muziką ir dalytis ja su sekančiais žmonėmis. Muzikos platinimo demokratizavimas sukūrė tikrą technologijų revoliuciją, suteikiančią muzikantams laisvę kurti ir dalytis savo muzika su pasauliu.
Išvada
Taigi, jūs turite viską, ką reikia žinoti apie skaitmeninį garsą. Skaitmeninis garsas yra garso kaip atskirų skaitinių verčių, o ne nuolatinių fizinių bangų, vaizdavimas.
Skaitmeninis garsas pakeitė muzikos įrašymo, saugojimo, manipuliavimo ir klausymosi būdus. Taigi, nebijokite pasinerti ir mėgautis šios nuostabios technologijos privalumais!
Esu Joostas Nusselderis, „Neaera“ įkūrėjas ir turinio rinkodaros specialistas, tėtis, ir mėgstu išbandyti naują įrangą su gitara, kuri yra mano aistros šerdis, o kartu su komanda nuo 2020 m. kuriu išsamius tinklaraščio straipsnius. padėti ištikimiems skaitytojams įrašų ir gitaros patarimais.
