Geluidscapaciteit van een computer of apparaat?

Onlangs zijn de mogelijkheden van multimedia-apparatuur aanzienlijk gegroeid, maar om de een of andere reden heeft dit gebied niet genoeg aandacht gekregen. De gemiddelde gebruiker lijdt aan een gebrek aan informatie en wordt gedwongen alleen te leren van zijn eigen ervaringen en fouten. Met dit artikel proberen we dit vervelende misverstand uit de wereld te helpen. Dit artikel is bedoeld voor een gewone gebruiker en is bedoeld om u te helpen de theoretische en praktische grondslagen van digitaal geluid te begrijpen, om de basismogelijkheden en technieken van het gebruik ervan te identificeren.

Wat weten we precies over de geluidsmogelijkheden van een computer, behalve dat onze homecomputer een geluidskaart en twee luidsprekers heeft? Helaas, waarschijnlijk vanwege onvoldoende literatuur of om een ​​andere reden, maar de gebruiker is in de meeste gevallen onbekend met iets anders dan de ingebouwde Windows audio input / output mixer en recorder. Het enige gebruik van een geluidskaart dat een gewone gebruiker vindt, is om geluid in games af te spelen en naar een verzameling audio te luisteren. En tenslotte kan zelfs de eenvoudigste geluidskaart die in bijna elke computer is geïnstalleerd veel meer doen: het opent grote kansen voor iedereen die van muziek en geluid houdt en geïnteresseerd is, en voor degenen die willen creëren je eigen muziek, een geluidskaart. het kan een almachtig instrument worden. Om erachter te komen wat de computer kan doen op het gebied van geluid, hoeft u alleen maar interesse te tonen, en u krijgt kansen te zien die u misschien niet eens wist. En dit alles is niet zo moeilijk als het op het eerste gezicht lijkt.

Enkele feiten en concepten die moeilijk te missen zijn:

Volgens de theorie van de Fourier-wiskundige kan een geluidsgolf worden weergegeven als een spectrum van frequenties die erin zijn opgenomen.

De frequentiecomponenten van het spectrum zijn sinusoïdale oscillaties (zogenaamde pure tonen), die elk hun eigen amplitude en frequentie hebben. Daarom kan elke trilling, zelfs de meest complexe vorm (bijvoorbeeld een menselijke stem), worden weergegeven als de som van de eenvoudigste sinusvormige trillingen van bepaalde frequenties en amplitudes. Integendeel, door verschillende trillingen te genereren en ze over elkaar te plaatsen (mixen, mixen), kun je verschillende geluiden krijgen.
Referentie: Het hoortoestel / het menselijk brein kan onderscheid maken tussen 20 Hz en ~ 20 kHz geluidsfrequentiecomponenten (bovengrens kan variëren op basis van leeftijd en andere factoren). Ook fluctueert de ondergrens veel, afhankelijk van de intensiteit van het geluid.

Digitaliseer geluid en sla het op digitale media op
“Normaal” analoog geluid wordt op analoge apparatuur weergegeven als een continu elektrisch signaal. De computer werkt met gegevens in digitale vorm. Dit betekent dat het geluid op de computer ook in digitale vorm wordt weergegeven. Hoe werkt de analoog naar digitaal conversie?
Digitaal geluid is een manier om een ​​elektrisch signaal weer te geven met behulp van discrete numerieke waarden van de amplitude. Laten we zeggen dat we een analoge audiotrack van goede kwaliteit hebben (door “goede kwaliteit” te zeggen, gaan we uit van een stille opname die spectrale componenten bevat van het gehele hoorbare frequentiebereik, ruwweg 20 Hz tot 20 KHz) en we willen deze “invoeren” in een computer. (dat wil zeggen, digitaliseren) zonder kwaliteitsverlies. Hoe bereik je dit en hoe verloopt digitalisering? Een geluidsgolf is een soort complexe functie, de afhankelijkheid van de amplitude van een geluidsgolf in de tijd. Het lijkt erop dat je, aangezien het een functie is, deze naar een computer kunt schrijven “zoals hij is”, dat wil zeggen, de wiskundige vorm van de functie beschrijven en deze in het computergeheugen opslaan. Dit is echter praktisch onmogelijk, aangezien geluidstrillingen niet kunnen worden weergegeven met een analytische formule (zoals bijvoorbeeld y = x2). Er is nog maar één manier: de functie beschrijven door de discrete waarden op bepaalde punten op te slaan. Met andere woorden, u kunt op elk moment de waarde van de signaalamplitude meten en deze als getallen noteren. Deze methode heeft echter ook zijn nadelen, omdat we de amplitudewaarden van het signaal niet met oneindige precisie kunnen registreren en we worden gedwongen om ze af te ronden. Met andere woorden, we zullen deze functie benaderen langs twee coördinaatassen: amplitude en tijd (benaderen in punten betekent, in eenvoudige bewoordingen, de waarden van de functie in punten nemen en ze met eindige precisie schrijven). Daarom omvat de digitalisering van een signaal twee processen: een bemonsteringsproces (bemonstering) en een kwantiseringsproces. Bemonsteringsproces is het proces waarbij de waarden van het omgezette signaal met bepaalde intervallen worden verkregen.