Über digitalen Sound. Digitaler Sound
In letzter Zeit sind die Fähigkeiten von Multimedia-Geräten erheblich gewachsen, aber aus irgendeinem Grund hat dieser Bereich nicht genügend Aufmerksamkeit erhalten.
Der durchschnittliche Benutzer leidet unter einem Mangel an Informationen und ist gezwungen, nur aus seinen eigenen Erfahrungen und Fehlern zu lernen. Mit diesem Artikel werden wir versuchen, dieses lästige Missverständnis zu beseitigen. Dieser Artikel richtet sich an einen normalen Benutzer und soll Ihnen helfen, die theoretischen und praktischen Grundlagen des digitalen Klangs zu verstehen und die grundlegenden Möglichkeiten und Techniken seiner Verwendung zu identifizieren.
Was genau wissen wir über die Klangfunktionen eines Computers, außer dass unser Heimcomputer über eine Soundkarte und zwei Lautsprecher verfügt? Leider wahrscheinlich aufgrund unzureichender Literatur oder aus einem anderen Grund, aber der Benutzer ist in den meisten Fällen mit nichts anderem als dem eingebauten Windows-Audio-Ein- / Ausgabemischer und -Recorder vertraut. Die einzige Verwendung einer Soundkarte, die ein gewöhnlicher Benutzer findet, besteht darin, Sound in Spielen abzuspielen und eine Audiosammlung anzuhören. Und schließlich kann selbst die einfachste Soundkarte, die in fast jedem Computer installiert ist, viel mehr: Sie eröffnet jedem, der Musik und Sound liebt und sich für Musik und Sound interessiert, und denjenigen, die sie erstellen möchten, große Möglichkeiten deine eigene Musik, eine Soundkarte. es kann ein allmächtiges Werkzeug werden. Um herauszufinden, was der Computer im Bereich Sound tun kann, müssen Sie sich nur dafür interessieren, und Ihnen werden Möglichkeiten geboten, von denen Sie vielleicht noch nicht einmal wussten. Und das alles ist nicht so schwierig, wie es auf den ersten Blick scheinen mag.
Einige Fakten und Konzepte, auf die man nur schwer verzichten kann:
Nach der Theorie des Fourier-Mathematikers kann eine Schallwelle als ein darin enthaltenes Frequenzspektrum dargestellt werden.
Über digitales Audio (digitales Audio)
Die Frequenzkomponenten des Spektrums sind sinusförmige Schwingungen (sogenannte reine Töne), von denen jede ihre eigene Amplitude und Frequenz hat. Daher kann jede Schwingung, selbst die komplexeste Form (zum Beispiel eine menschliche Stimme), als die Summe der einfachsten sinusförmigen Schwingungen bestimmter Frequenzen und Amplituden dargestellt werden. Und umgekehrt, wenn Sie unterschiedliche Schwingungen erzeugen und diese überlagern (Mischen, Mischen), können Sie unterschiedliche Klänge erhalten.
Hinweis: Das Hörgerät / menschliches Gehirn kann zwischen Frequenzkomponenten von 20 Hz und ~ 20 kHz unterscheiden (die Obergrenze kann je nach Alter und anderen Faktoren variieren). Auch die Untergrenze schwankt stark in Abhängigkeit von der Intensität des Klangs.
Digitalisierung von Ton und dessen Speicherung auf einem digitalen Träger
“Normaler” analoger Ton wird auf analogen Geräten durch ein kontinuierliches elektrisches Signal dargestellt. Der Computer arbeitet mit Daten in digitaler Form. Dies bedeutet, dass der Ton auf dem Computer auch in digitaler Form dargestellt wird. Wie funktioniert die Analog-Digital-Wandlung?
Digitaler Klang ist eine Möglichkeit, ein elektrisches Signal unter Verwendung diskreter numerischer Werte seiner Amplitude darzustellen. Nehmen wir an, wir haben eine analoge Audiospur von guter Qualität (wenn wir “gute Qualität” sagen, gehen wir von einer stillen Aufnahme aus, die Spektralkomponenten aus dem gesamten hörbaren Frequenzbereich von etwa 20 Hz bis 20 kHz enthält) und möchten sie in einen Computer “einspeisen”. (dh digitalisieren) ohne Qualitätsverlust. Wie erreicht man das und wie erfolgt die Digitalisierung? Eine Schallwelle ist eine Art komplexe Funktion, die Abhängigkeit der Amplitude einer Schallwelle von der Zeit. Da es sich um eine Funktion handelt, können Sie sie anscheinend “wie sie ist” auf einen Computer schreiben, dh die mathematische Form der Funktion beschreiben und im Speicher des Computers speichern. Dies ist jedoch praktisch unmöglich, da Schallschwingungen nicht durch eine analytische Formel dargestellt werden können (wie z. B. y = x2). Es gibt nur noch einen Weg: die Funktion zu beschreiben, indem ihre diskreten Werte an bestimmten Punkten gespeichert werden. Mit anderen Worten, Sie können zu jedem Zeitpunkt den Wert der Amplitude des Signals messen und als Zahlen notieren. Diese Methode hat jedoch auch ihre Nachteile, da wir die Amplitudenwerte des Signals nicht mit unendlicher Genauigkeit aufzeichnen können und sie runden müssen.