35 Вопрос!

Понятие звукового файла. Звуковые форматы. Цифровая обработка звука.

Звук — это, в общем случае, колебания упругой среды. Вызывается звук механическими колебаниями некоторого объекта (это может быть струна, голосовые связки и пр.), контактирующего со средой. Частота колебаний (она измеряется в герцах) определяет высоту звука. Чем больше частота, тем выше звук. Человеческий слух способен воспринимать звуковые колебания воздуха с частотой от 20 Гц до 20 кГц. Амплитуда колебаний воспринимается ухом как громкость. Чем больше амплитуда, тем более громким будет звук. Прямым аналогом звуковых волн являются волны электромагнитные.. Электромагнитные волны — это важнейший вторичный носитель звука. Звук, преобразованный в форму электромагнитных колебаний, может быть легко сохранен. Цифровой звук появился относительно недавно. Основное его отличие от аналогового заключается в дискретности. Саму же оцифровку нередко называют дискретизацией, или сэмплингом. При обратном преобразовании звука из цифровой формы в аналоговую выполняется интерполирование .

Цифровая форма звука характеризуется пятью параметрами. 1. Частотой дискретизации; 2. Разрядностью выборок. 3. Количеством каналов или дорожек. 4. Алгоритмом компрессии/декомпрессии (кодеком). 5. Форматом хранения. Частота дискретизации Частота дискретизации определяет, сколько выборок в секунду будет производиться при оцифровке. Если сопоставить цифровой звук с цифровыми изображениями, то частоте дискретизации будет соответствовать разрешение (более «приземленная» аналогия — частота кадров в кино). Чем выше частота дискретизации, тем лучше затем удастся на основании цифровой формы звука восстановить аналоговый сигнал . Разрядность выборок Разрядность выборки определяет, сколько различных значений амплитуды может быть зафиксировано при оцифровке. Если разрядность равна 4 бита, то интервал значения амплитуды от нуля до максимума будет разбит всего на 16 промежутков. Естественно, что погрешность при восстановлении аналогового сигнала при этом будет очень высока. Подобная разрядность подходит для представления очень простых звуков, а также голоса (качество его будет низким). Количество каналов Стереозвук был разработан, чтобы придать воспроизводимому звуку природную объемность. Достигается это за счет того, что в каждой колонке проигрывается различная составляющая звука. В общем, звук каждого канала представляет собой отдельный звуковой файл, поэтому размер стереозвука пропорционален количеству поддерживаемых каналов. Алгоритмы компрессии • МР3. Один из первых и наиболее распространенный алгоритм компрессии, базирующийся на так называемом психоакустическом сжатии. Использует следующие особенности человеческого слуха: - если тихий звук следует за очень громким, то мы его не слышим. - составляющая звука с большой амплитудой маскирует составляющие, близкие к ней по частоте. Поэтому ими можно пожертвовать без заметной потери качества; - чувствительность уха к частотным искажениям низка, поэтому, если составляющие близки, их можно считать одинаковыми;

Алгоритм МР3 позволяет сжать звук в 20-30 раз с сохранением хорошего качества. Считается, что полностью CD-качество сохраняется при битрейте порядка 160 Кбит/с (понятия «частота дискретизации» и «разрядность выборки» неприменимы к МР3-файлам). Форматы хранения Существует довольно значительное количество звуковых форматов. По умолчанию Flash позволяет импортировать файлы лишь двух из них. • WAV. Основной формат для хранения несжатого звука на платформе Windows. Поддерживает моно- и стереозвук, различные значения дискретизации и разрядности. Обычно именно и WAV производится оцифровка аналогового сигнала, и лишь затем применяется один из алгоритмов компрессии. WAV-файлы имеют чрезвычайно большой размер, поэтому этот формат значительно потеснен МРЗ. Впрочем, WAV остается основным форматом профессиональных звуковых редакторов, таких как SoundForge. • МР3. Звуковой формат, использующий описанный выше алгоритм сжатия. Основной в случае Flash формат, так как он замечательным образом совмещает хорошее качество звучания и малый размер файла. Кроме того, звуковые файлы в этом формате, в отличие от WAV-файлов, можно динамически подгружать в фильм при помощи метода loadSound() класса Sound.