Информатика и ИКТ
Школьный интернет-учебник М.А. и М.В. Выграненко

Тема 6: Мультимедийные технологии

Урок № 32: Кодирование и обработка звуковой информации

Практические, проверочные и домашние работы

Практическая работа 35.
"Настройка анимации".
pdf
Power Point, Impress

 

Неотъемлемой составляющей мультимедиа-технологии является обработка звуковой информации, которая получила бурное развитие с начала 90-х годов XX века. Современные мультимедийные программные средства создания презентаций обязательно оснащены инструментами для работы со звуком. Это даёт возможность пользователю создавать более привлекательный программный продукт, расширяет возможности его применения. Для того, чтобы грамотно использовать такую возможность, необходимо представлять себе принципы обработки звука в современном компьютере.

Звук – это явление аналогового (непрерывного) характера. Колебания воздуха вызывают звуковые волны, которые могут быть представлены графиком в виде синусоиды. Но для представления звука в ПК исходный непрерывный звуковой сигнал надо разбить на части, чтобы закодировать – оцифровать. Чем мельче частицы (больше разбиений), тем точнее передача звука, меньше потери его качества (хотя полностью этого избежать нельзя).

Качество кодирования определяется частотой дискретизации и уровнем кодирования.

Частота дискретизации – это количество измерений уровня сигнала в единицу времени (секунду). Она может находиться в пределах от 8000 до 48000, то есть от 8 до 48 Кгц. При частоте 8 Кгц качество цифрового звука сравнимо со звуком радиотрансляции, а при 44,1 КГц (48 Кгц) – со звуком аудио CD.

Одновременно с временной дискретизацией (частотой) выполняется и амплитудная, то есть измерение значений амплитуды и их представление в виде чисел с определенной точностью (квантование). Эта величина называется уровнем кодирования звука и обычно составляет 16 бит, то есть каждому значению амплитуды звуковой волны соответствует двоичное число в 16 разрядов.

При оцифровке звука возможны моно- и стереорежимы. Получаемый поток двоичных чисел, описывающий звуковой сигнал, называют импульсно-кодовой модуляцией или ИКМ (PCM – Pulse Code Modulation). Такое преобразование звука происходит в аудиоадаптерах (звуковых картах), специальных устройствах расширения, которыми нужно оснастить аппаратную составляющую мультимедиа. Будучи преобразован в цифровую форму, звуковой сигнал "застывает" – в этом виде он уже не подвержен изменениям при хранении и копировании, как обычная аналоговая запись. Если с цифровым звуковым сигналом обращаться аккуратно – его можно хранить вечно и копировать любое число раз без какой-либо потери качества. Сам цифровой звук и всё, связанное с ним, принято обозначать общим термином Digital Audio.

Для управления обработкой звука мультимедиа-технология оснащается и соответствующим ПО. Стандартным звуковым программным набором системной среды Windows являются приложения:

  1. Программа «Звукозапись» – это цифровой магнитофон, который позволяет записывать звук в виде файла с расширением wav (англ. wave – волна). Программа может редактировать, микшировать (накладывать) и воспроизводить звук. Можно выбирать режим двоичного кодирования – моно/стерео, частоту дискретизации, уровень.

  2. Программа «Универсальный проигрыватель» обеспечивает воспроизведение звука, видео, анимационных файлов.

  3. Программа «Лазерный проигрыватель» служит для воспроизведения аудио CD.

  4. Программа «Регулятор громкости» служит для настройки параметров воспроизведения звука.

Кроме того, существует множество прикладных программ различного предназначения для обработки звука. Это, прежде всего, всевозможные музыкальные редакторы, которые предоставляют широкие возможности по созданию и редактированию звуковых файлов.

Звуковые файлы, как и файлы изображений, имеют свои форматы. Среди них наиболее распространены следующие:

  1. wav – стандартный формат звуковых файлов в компьютерах IBM PC;

  2. mid – MIDI-файл;

  3. raw – формат так называемой "чистой оцифровки";

  4. mod – распространенный формат, содержит оцифровки инструментов и партитуру для них;

  5. aiff - формат звуковых файлов в компьютерах Apple Macintosh.

Для преобразования звукового файла из одного формата в другой используются специальные программы-конверторы (MP3 Compressor, XING MPEG Encoder, и другие). Такое преобразование – частая операция при работе с цифровым звуком. При этом возможно ухудшение его качества из-за уменьшения разрядности уровня кодирования, передискретизации или сжатия звука.

Используя цифровой звук в своей деятельности, пользователь должен знать, что соответствующие файлы имеют очень большие размеры: 3-х минутная стереозапись «весит» около 30 Mb. Это привело к разработке различных методов сжатия цифрового звука. Все они используют приём, при котором из звукового сигнала удаляется информация, малозаметная для слуха. В результате, несмотря на изменения, слуховое восприятие получаемого звукового сигнала практически не меняется, а степень сжатия оправдывает незначительную потерю качества. В настоящее время широко распространена группа методов сжатия звука Audio MPEG, созданная Экспертной Группой по обработке движущихся изображений (MPEG - Moving Pictures Experts Group). Методы Audio MPEG существуют в виде нескольких типов, среди которых наиболее распространён MPEG-1 Layer 3, файлы которого имеют расширение mp3. Audio MPEG разработан для воспроизведения сжатого звука в реальном времени при помощи аппаратного или программного проигрывателя (WinPlay, WinAmp, MacAmp и другие). Audio MPEG используется в аудио CD, DVD, компьютерных звуковых системах, цифровом радио/телевидении и других системах массовой передачи звука.

Существуют уже и программы распознавания речи, позволяющие управлять ПК с помощью голоса.

Приложения

И.Г. Семакин и др. § 25-26 [1]

Задачник-практикум (Т. 1), 3.1.6.1 [4]

 

И.Г. Семакин. Презентация "Аналоговое и цифровое представление звука"
swf

Цифровой звук

Начало \ Программа 8-9 \ Тема 6 \ Урок 32

При использовании материалов сайта просьба соблюдать приличия
© М.А. и М.В. Выграненко, 2009-2017

Рейтинг@Mail.ru