Wie digitaler Sound funktioniert (Teil 2)
Was ist Ton?
Wenn wir über Schall sprechen, dann ist es tatsächlich eine Welle, die durch ein bestimmtes physikalisches Medium übertragen wird, in unserem Fall ist es Luft. Diese Welle ist kaum zu visualisieren, da sie dreidimensional ist und sich mit einer ziemlich komplexen Geometrie in alle Richtungen ausbreitet. Um eine Welle grafisch darzustellen, wird normalerweise eine Sinuswelle gezeichnet. Es ist wichtig zu verstehen, dass eine Sinuswelle KEINE Welle ist, sondern nur eine Sinuswelle. Es zeigt den Zustand einer Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt im Raum zu einem bestimmten Zeitpunkt und sonst nichts. Wir sehen immer nur einen Teil der Welle, die diesen Punkt durchlaufen hat. Dies ist jedoch mehr als ausreichend, um die Eigenschaften der Welle, wie z. B. ihre Frequenz, festzulegen.
24nnoeb.jpg
Der gleiche Wert, der in der Sinuswelle im physikalischen Sinne angezeigt wird, ist der Druck, den die Schallwelle auf ein Mikrofon oder die Ohren einer Person ausübt. Dieser Druck wird in Mikropascal gemessen, und es ist sehr wichtig zu verstehen, dass jeder Klang und auch jede Musik Schwingungen einer Welle mit einer bestimmten Frequenz (im Fall von Musik mit einer sich ändernden Frequenz) sind, jedoch keinen Wert von separater Druck zu einem bestimmten Zeitpunkt genommen. Es ist nur so, dass der Luftdruck nicht gesund ist und keine Schallinformationen zum menschlichen Gehirn überträgt. Wenn der Druck von einem Wert zum anderen schwankt, beispielsweise mit einer Frequenz von 15 Kilohertz, erzeugt er einen hohen, “kreischenden” Klang. Der spezifische Druckwert während solcher Schwankungen bestimmt das Volumen: Je höher der Druck, desto größer das Volumen. Wenn der Druck zu hoch ist
Daher wiederhole ich, dass der Druckwert zu einem bestimmten Zeitpunkt keine Informationen über den Schall enthält, und wenn keine Schwingung vorliegt, entspricht ein Wert der Stille.
3. Was sind Dezibel?
Nachdem wir die physische Natur des Klangs entdeckt haben (hoffe ich), ist es Zeit, über etwas so Mystisches wie Dezibel zu sprechen. Dezibel sind “nur” eine Maßeinheit für etwas, genau wie Megabyte und andere, um es einfach auszudrücken.
Das Problem für viele Menschen ist, dass Dezibel keine konstante Maßeinheit sind und die Einheit, in der jeder Schritt im Vergleich zum vorherigen exponentiell wächst. Nehmen wir an, wir haben 1 Dezibel von etwas. Dann haben wir 2 Dezibel. Wenn Sie diese beiden Dezibel zerlegen und sie in Form eines Lineals darstellen, das Zentimeter misst, stellt sich heraus, dass das erste Dezibel nur einen Zentimeter einnimmt, während das zweite zwei ganze Zentimeter einnimmt, sodass der Gesamtwert 3 Zentimeter beträgt. Dies liegt daran, dass das zweite Dezibel im Vergleich zum ersten exponentiell gewachsen ist. Wenn Sie ein drittes Dezibel hinzufügen, benötigt dieses Lineal bereits 4 Zentimeter und der Gesamtwert 7 Zentimeter. (Dies ist nur ein Beispiel für ein exponentielles Wachstum.
Wenn Sie weit vom Engineering entfernt sind, fragen Sie sich möglicherweise, warum eine solche Maßeinheit erforderlich ist. Die Antwort auf diese Frage würde den Rahmen dieses Beitrags sprengen. Wenn jemand interessiert ist, schlage ich vor, dass er sich dieses Video ansieht:
Ich werde weiter über Ton reden. In unserem Fall können wir Dezibel für das Volumen und sonst nichts verwenden. Das heißt, 0 Dezibel entsprechen für uns absoluter Stille (leer), während beispielsweise 140 Dezibel buchstäblich töten; Das ist so ein lautes Geräusch. Das Wichtigste ist, dass diese Einheit, obwohl wir das Volumen in Dezibel messen, weiterhin exponentiell wächst. Ein Sound mit einer Lautstärke von 140 Dezibel ist nicht 140-mal lauter als ein 1-Dezibel-Sound, sondern millionenfach (8.912.655-mal, um genau zu sein).
Einige mögen sich auch fragen, was negative Dezibel sind, wie -40 Dezibel usw. Das ist also dasselbe, es ist nur so, dass Ingenieure bei vielen Audiogeräten einen bestimmten Wert, beispielsweise 80 Dezibel, für den “Standard” -Lautstärkenwert verwenden und daraus eine niedrigere und eine größere Lautstärke messen. Der Standardwert selbst ist 0 Dezibel auf dem lokalen System dieses Geräts. In einigen Fällen ist 0 Dezibel im Allgemeinen die maximale Lautstärke, und der Schall wird an solchen Geräten ausschließlich nach unten gemessen.
Wir werden diese negativen Dezibel nicht verwenden, und für uns beträgt die absolute Stille immer 0 Dezibel.
4. Bittiefe
Nachdem wir alle Grundlagen geklärt oder in Erinnerung behalten haben, ist es an der Zeit, mit der Aufzeichnung von digitalem Audio fortzufahren. Der Schall wird von einem Mikrofon aufgenommen, einem Gerät, das die Schwingungen einer Schallwelle erfasst und in elektrischen Strom umwandelt, dessen Spannung proportional zu den Schwingungen der Schallwelle schwankt, so dass ihre Sinuskurve gleich ist.