Програми для обробки звукової інформації

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

ЗМІСТ
Введення
1. Програми для обробки звукової інформації
1.1. Редактори цифрового аудіо
1.2. Програми для написання музики
1.3. Програми-аналізатори аудіо
1.4. Спеціалізовані реставратори аудіо
1.5. Трекери
1.6. Програми для копіювання і стиснення цифрового звуку з компакт-дисків
Висновок
Список літератури

Введення
Програми для роботи з аудіоінформацією (звуком). Ці програми дозволяють записувати живий звук і перетворювати його, змінюючи тембр, покращуючи якість звучання, додаючи ефекти і т.д. У попередньому розділі вже було розказано про те, що сучасні програми-секвенсери мають можливість запису не тільки MIDI, але і звукових доріжок. Однак для серйозної роботи зі звуковою інформацією, як правило, потрібно викликати зовнішній аудіоредактор, тобто саме програму для роботи зі звуком. На відміну від MIDI-секвенсером, тут якість програми визначається не тільки зручністю і функціональністю інтерфейсу, не тільки наявністю додаткових утиліт, але і власне алгоритмами обробки. При одних і тих же умовах і параметрах на одному і тому ж звуковому матеріалі різні програми можуть дати зовсім несхожі результати. Взагалі кажучи, звукова інформація - річ «невловима»: деколи незначна зміна одного з багатьох параметрів обробки може дати зовсім новий на слух результат. Так що, отримавши гарні звукові результати, не полінуєтеся зайвий раз записати отриманий файл на диск.
Перспективи розвитку і використання цифрового аудіо бачаться авторам статті дуже широкими. Здавалося б, усе, що можна було зробити в цій області, вже зроблено. Однак це не так. Залишається маса ще зовсім незачеплених проблем.
Наприклад, область розпізнавання мовлення ще дуже не розвинена. Давно вже робилися і робляться спроби створити програмне забезпечення, здатний якісно розпізнавати мову людини, однак всі вони поки не приводять до бажаного результату. Адже довгоочікуваний прорив в цій області міг би неймовірно спростити введення інформації в комп'ютер. Тільки уявіть собі, що замість набору тексту його можна було б просто надиктовувати, попиваючи каву десь неподалік від комп'ютера. Є безліч програм нібито здатних надати таку можливість, однак всі вони не універсальні і збиваються при незначному відхиленні голоси читає від заданого тону. Така робота приносить не стільки зручностей, скільки прикростей. Ще куди більш складним завданням (цілком можливо, що і нерозв'язною зовсім) є розпізнавання загальних звуків, наприклад, звучання скрипки в звуках оркестру або виділення партії рояля. Можна сподіватися, що коли-небудь таке стане можливим, адже людський мозок легко справляється з такими завданнями, однак сьогодні говорити про хоча б найменших зрушення в цій області рано.
В області синтезу звуку також є простір для вивчення. Способів синтезу звуку сьогодні існує декілька, проте жоден з них не дає можливості синтезувати звук, який не можна було б відрізнити від справжнього. Якщо, скажімо, звуки рояля або тромбона ще більш-менш піддаються реалізації, до правдоподібного звучання саксофона або електрогітари домогтися ще так і не змогли - існує маса нюансів звучання, які майже неможливо відтворити штучно.
Таким чином, можна сміливо сказати, що в області обробки, створення та синтезу звуку та музики ще дуже далеко до того вирішального слова, яке поставить крапку на розвитку цієї галузі людської діяльності.
Як і графіка, комп'ютерний звук буває двох основних типів:
Цифровий звук - аналог фотографії, точна цифрова копія введених ззовні звуків. Це може бути зроблена з мікрофону запис вашого голосу, копія звукових доріжок з компакт-диска і т. д. Як і фотографія, такий звук займає багато місця ... втім, апетити фотографії в порівнянні із звуком просто мізерні! Одна хвилина цифрового звуку, записаного з максимальною якістю, займає близько 10 Мбайт.
Синтезований звук - точніше, музика в форматі MIDI.
Суть MIDI-технології можна викласти так: комп'ютер не просто програє потрібну вам мелодію, а синтезує її за допомогою звукової карти. MlDI-мелодії - це всього лише системи команд, що управляють звуковою картою, коди нот, які вона повинна "зобразити". Ця технологія ідеальна для комп'ютерних композиторів, оскільки дозволяє з легкістю змінювати будь-які параметри створеної на комп'ютері мелодії - замінювати інструменти, додавати або видаляти їх, змінювати темп і навіть стиль композиції. І файли з MIDI-музикою - крихітні, усього в кілька десятків кілобайт. Але й недоліки у MIDI є - голос в MIDI-файлі не запишеш, та й музика добре звучить лише на дуже якісною звуковою карті.
Можна виділити два основних типи музичних програм, з якими доведеться працювати:
1. Програми для запису і обробки цифрової музики (Sound Forge, WaveLab, CoolEdit, SAW Plus);
2. Секвенсори - редактори синтезованої (MIDI) музики (MidiStudio, MIDI Orchestrator Plus, Cakewaik Pro, Cubase).
До речі кажучи, більшість сьогоднішніх MIDI-програм вміють працювати і з звичайним цифровим звуком - наприклад, ви можете накласти поверх MIDI-доріжки власний вокал і, зберігши отриманий результат у вигляді звичайного WAV-файлу (стандартний формат цифрового звуку), отримаєте готову пісню, яку потім можна і на компакт-диск записати ...

1. Програми для обробки звукової інформації

1.1. Редактори цифрового аудіо

Тема програмного забезпечення дуже широка, тому тут ми лише коротко обговоримо основні представники програм для обробки звуку.
Найбільш важливий клас програм - редактори цифрового аудіо. Основні можливості таких програм це, як мінімум, забезпечення можливості запису (оцифрування) аудіо і збереження на диск. Розвинені представники такого роду програм дозволяють набагато більше: запис, багатоканальне зведення аудіо на декількох віртуальних доріжках, обробка спеціальними ефектами (як вбудованими, так і підключаються ззовні - про це пізніше), очищення від шумів, мають розвинену навігацію та інструментарій у вигляді спектроскопа та інших віртуальних приладів, управління / керованість зовнішніми пристроями, перетворення аудіо з формату у формат, генерація сигналів, запис на компакт диски та багато іншого. Деякі з таких програм: Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg).
Основні можливості редактора Cool Edit Pro 2.0 - приклад робочого вікна програми в многодорожечной режимі: редагування та зведення аудіо на 128 доріжках, 45 вбудованих DSP-ефектів, включаючи інструменти для мастерингу, аналізу та реставрації аудіо, 32-бітна обробка, підтримка аудіо з параметрами 24 біт / 192 КГц, потужний інструментарій для роботи з завісами (loops), підтримка DirectX, а також управління SMPTE / MTC, підтримка роботи з відео і MIDI та інше.
Основні можливості редактора Sound Forge 6.0a - приклад робочого вікна програми: потужні можливості не деструктивного редагування, багатозадачна фонова обробка завдань, підтримка файлів з параметрами до 32 біт / 192 КГц, менеджер предустановок, підтримка файлів більше 4 Гб, робота з відео, великий набір ефектів обробки, відновлення після зависань, предпрослушіваніе застосованих ефектів, спектральний аналізатор та інше.

1.2. Програми для написання музики

Не менш важлива у функціональному сенсі група програм - секвенсори (програми для написання музики). Частіше за все, такі програми використовують MIDI-синтезатор (апаратний зовнішній або вбудований майже в будь-яку звукову карту, або програмний, організований спеціальним програмним забезпеченням). Такі програми надають користувачу, або звичний нотний стан (як, наприклад, програма Finale від CODA), або більш поширений спосіб редагування аудіо на комп'ютері, так званий, piano-roll (це більш зрозуміле уявлення музики для людей, не знайомих з нотами; в такому поданні вертикально є вісь із зображенням клавіш піаніно, а горизонтально відкладається час, таким чином, ставлячи на перетині штрихи різної довжини, домагаються звучання певної ноти з певною тривалістю). Зустрічаються і програми, що дозволяють переглядати і редагувати аудіо в обох виставах. Розвинені секвенсори крім редагування аудіо багато в чому можуть дублювати можливості редакторів цифрового аудіо - здійснювати запис на CD, суміщати MIDI-доріжки з цифровими сигналами і здійснювати мастеринг. Яскраві представники такого класу програм: Cubase (Steinberg), Logic Audio (Emagic), Cakewalk (Twelve Tone Systems) і вже згаданий Finale.
Основні можливості редактора Cubase 5.1 - приклад робочого вікна програми у режимі перегляду MIDI доріжок: редагування музики в реальному часі використовуючи графічне представлення інформації, висока роздільна здатність редактора (15360 пульсів на чверть), практично не лімітовану кількість доріжок, 72 аудіо каналу, підтримка VST32, 4 еквалайзера на канал і інші поканальні ефекти, вбудовані інструменти обробки з використанням аналогового моделювання (віртуальні інструменти, ефект процесори, інструменти мікшування і запису) і безліч інших можливостей.
Основні можливості редактора Logic Audio 5 - приклад робочого вікна програми: робота зі звуку при точності в 32 біта, високу тимчасовий дозвіл подій, самоадаптіруемий мікшер аудіо і MIDI, оптимізується інтерфейс користувача, синхронізація з відео, віртуально необмежене число MIDI-доріжок, обробка звуку в реальному часі, повна синхронізація з MTC, MMC, SMPTE, вбудовані модулі обробки і авто, підтримка великої кількість апаратного обладнання, а також безліч інших можливостей.
У наборі програм користувача, що займається обробкою звуку, є безліч різних інструментів, так було раніше і так буде надалі - універсальних комбайнів для роботи зі звуком не буває. Проте, не дивлячись на всю різноманітність ПЗ, у програмах часто використовуються схожі механізми для обробки звуку (наприклад, процесори ефектів та інші). На якомусь етапі розробки аудіо ПЗ, виробники зрозуміли, що зручніше зробити у своїх програмах можливість підключення зовнішніх інструментів, ніж кожен раз створювати заново інструменти для кожної окремої програми. Так що багато програм, що відносяться до тієї чи іншої групи ПЗ, дозволяють підключати так звані «плагіни» - зовнішні модулі, що підключаються, розширюють можливості обробки звуку. Це стало можливим у результаті появи декількох стандартів на інтерфейс між програмою і підключається модулем. На сьогоднішній день існують два основні стандарти на інтерфейс: DX і VST. Існування стандартів дозволяє підключати один і той же плаг-ін до абсолютно різними програмами, не піклуючись про виникнення конфліктів і неполадок. Говорячи про самих плаг-їнах, треба сказати, що це просто величезне сімейство програм. Зазвичай, один плаг-ін є механізмом, що реалізують якийсь конкретний ефект, наприклад, реверберацію або низькочастотний фільтр.
Із цікавих плагінів можна згадати, наприклад iZotope Vinyl, - він дозволяє надати звучанню ефект вінілової платівки - приклад робочого вікна плагина в середовищі Cool Edit Pro), Antares AutoTune дозволяє в напівавтоматичному режимі коригувати звучання вокалу, а Orange Vocoder являє собою чудовий вокодер (механізм для додання звучанню різних інструментів схожості зі звучанням голосу людини).

1.3. Програми-аналізатори аудіо

Обробка звуку та написання музики - це не тільки творчий процес. Іноді потрібен скрупульозний аналіз даних, а також здійснення пошуку огріхів їх звучання. Крім того, аудіо матеріал, з який доводиться мати справу, не завжди бажаного якості. У цьому зв'язку не можна не згадати про цілий ряд програм-аналізаторів аудіо, спеціально призначених для здійснення вимірювальних аналізів аудіо даних. Такі програми допомагають уявити аудіо дані зручніше, ніж звичайні редактори, а також уважно вивчити їх за допомогою різних інструментів, таких як FFT-аналізатори (побудовники динамічних і статичних амплітудно-частотних характеристик), побудовники сонограмі, і інших. Одна з найбільш відомих і розвинених програм подібного плану - програма SpectraLAB (Sound Technology Inc.), Трохи більш прості, але потужні - Analyzer2000 і Spectrogram.
Програма SpectraLAB - найбільш потужний продукт подібного роду, що існує на сьогодні - приклад робочого вікна програми, на екрані: спектральна картина в тверез уявленнях і фазова картина). Можливості програми: 3 режиму роботи (пост режим, режим реального часу, режим запису), основний інструментарій - осцилограф, спектрометр (двомірний, тривимірний, а також будівник сонограмі) і фазометр, можливість порівняння амплітудно-частотних характеристик кількох сигналів, широкі можливості масштабування, вимірювальні інструменти: нелінійних спотворень, відносини сигнал / шум, спотворень і інші.

1.4. Спеціалізовані реставратори аудіо

Спеціалізовані реставратори аудіо грають також важливу роль в обробці звуку. Такі програми дозволяють відновити втрачене якість звучання аудіо матеріалу, видалити небажані клацання, шуми, тріск, специфічні перешкоди записів з аудіо-касет, і провести іншу коректування аудіо. Програми подібного роду: Dart, Clean (від Steinberg Inc.), Audio Cleaning Lab. (Від Magix Ent.), Wave Corrector.
Основні можливості реставратора Clean 3.0 - робоче вікно програми: усунення всіляких потріскувань і шумів, режим автокорекції, набір ефектів для обробки скоригованого звуку, включаючи функцію «surround sound» з наочним акустичним моделюванням ефекту, запис CD з підготовленими даними, «інтелігентна» система підказок, підтримка зовнішніх VST плаг-інів і інші можливості.

1.5. Трекери

Трекери - це окрема категорія звукових програм, призначених саме для створення музики. Структура та концепція побудови трекерної файлів дуже схожа на принцип зберігання MIDI-інформації. У трекерної модулях (файли, створені в трекерах, прийнято називати модулями), також, як і в MIDI-файлах, міститься партитура відповідно до якої повинні програватися інструменти. Крім того, в них міститься інформація про те, які ефекти і в який момент часу повинні бути застосовані при програванні того чи іншого інструмента. Однак, принципова відмінність трекерної модулів від MIDI-файлів полягає в тому, що програються у цих модулях інструменти (або, точніше сказати, семпли) зберігаються в самих модулях (тобто всередині файлів), а не в синтезаторі (як це відбувається у випадку з MIDI). Такий спосіб зберігання музики має масу переваг: розмір файлів невеликий в порівнянні з безперервною оцифрованої музикою (оскільки записуються тільки використані інструменти і партитура у вигляді команд), немає залежності звучання від комп'ютера, на якому відбувається відтворення (в MIDI, як ми говорили, є залежність звучання від використовуваного синтезатора), є велика свобода творчості, оскільки автор музики не обмежений наборів інструментів (як в MIDI), а може використати як інструмент будь оцифрований звук. Основні програми-трекери Scream Tracker, Fast Tracker, Impulse Tracker, OctaMED SoundStudio, MAD Tracker, ModPlug Tracker.
Програма ModPlug Tracker є сьогодні одним з тих трекерів, які зуміли стати універсальною робочим середовищем для безлічі типів трекерної модулів 7 - приклад робочого вікна програми, на екрані: вміст доріжок одного завантаженого модуля і робоче вікно семплів іншого модуля). Основні можливості: підтримка до 64 фізичних каналів аудіо, підтримка майже всіх існуючих форматів трекерної модулів, імпорт інструментів в безлічі форматів, 32-бітове внутрішнє мікшування, високоякісний ресеплірующій фільтр, підтримка MMX/3dNow! / SSE, автоматичне видалення потріскувань, розширення басів, ревербератор , розширення стерео, 6-смуговий графічний еквалайзер і інші можливості.
Наостанок слід згадати про існування величезної кількості іншого аудіо ПЗ: програвачі аудіо (найбільш видатні: WinAMP, Sonique, Apollo, XMPlay, Cubic Player), модулі для програвачів (з «поліпшувачів» звучання аудіо - DFX, Enhancer, iZotop Ozone), утиліти для копіювання інформації з аудіо CD (ExactAudioCopy, CDex, AudioGrabber), перехоплювачі аудіо потоків (Total Recorder, AudioTools), кодери аудіо (кодери MP3: Lame encoder, Blade Encoderб Go-Go та інші; кодери VQF: TwinVQ encoder, Yamaha SoundVQ, NTT TwinVQ; кодери AAC: FAAC, PsyTel AAC, Quartex AAC), конвертери аудіо (для перекладу аудіо інформації з одного формату в іншій), генератори мови і безліч інших специфічних та загальних утиліт. Безумовно, все перераховане - лише мала дещиця з того, що може стати в нагоді при роботі зі звуком.

1.6. Програми для копіювання і стиснення цифрового звуку з

компакт-дисків

Для копіювання компакт-диска в формат МРЗ, нам знадобляться як мінімум дві програми:
1. Граббер - система цифрового копіювання змісту AudioCD на жорсткий диск;
2. Кодер - програма для кодування одержані файлів в МРЗ.
У принципі, пізніше знадобиться ще одна програма - плеєр, адже програвати отримані звукові файли ми будемо знову-таки на комп'ютері, наш музичний центр для цього не підійде.
Що ж до кодерів і граббером, то сьогодні вони частіше всього працюють в єдиній зв'язці. Наприклад, всі популярні грабери - Audiograbber, CDex, EAC або WinDAC - мають в комплекті поставки і МРЗ-кодер, що дозволяє кодувати звук з CD в МРЗ безпосередньо, минаючи проміжну стадію створення на жорсткому диску величезного файлу з копією вмісту доріжки.
Від самого граббера потрібно не так вже й багато.
1. Здатність читання інформації про компакт-диску з бази даних Інтернет (CDDB) і збереження її на жорсткому диску для подальшого використання. Це дозволяє в процесі копіювання доріжок на звуковий диск давати їм імена, відповідні назві і номерами композицій, а також запам'ятовувати цю інформацію в тегу майбутнього МРЗ-файлу.
2. Можливість роботи з кількома популярними кодувальники, з можливістю встановлення індивідуальних параметрів для кожного.
3. Можливість прямого копіювання вмісту звукових доріжок в МРЗ.
4. Можливість автоматичного заповнення МРЗ-тегів.
5. Можливість збереження на диску у вигляді плейлиста (playlist) - звичайного текстового файлу з розширенням M3U або PLS. У такому файлі міститься список файлів, що містять композиції з альбому, і їх черговість, що дозволяє плеєрам програвати не окремі композиції, а весь альбом цілком. Хоча скласти такий "плейлист" ви можете самі, в будь-якому текстовому редакторі, - напишіть в стовпчик, в порядку черговості, назви всіх файлів (з повним шляхом до них), які ви хочете відтворити, та збережіть отриманий список як файл з розширенням M3U. Після чого спокійно клацайте по ньому мишкою - якщо на вашому комп'ютері встановлений плеєр МРЗ, він запуститься автоматично.
Усім цим вимогам задовольняють дві найпопулярніші в світі зв'язки "кодер-граббер" - Audiograbber і CDex.
Audiograbber - безперечний лідер за популярністю в нашій країні (ще й тому, що у нас легко доступна "зламана" версія цієї взагалі-то захищеної комерційної програми).
За умовчанням в Audiograbber вбудована підтримка тільки вбудованого в Windows кодека від Fraunhofer IIS (хоча в останні версії стали включати і ISO-кодек BladeEnc). При установці ж додаткового кодера від Xing, Audiograbber прийме його як рідного - таким чином, будуть підтримуватися всі три популярні класу кодувальників.

Висновок

Обробка звуку буває різноплановою і залежить від цілей, які ви ставите. Це може бути придушення шумів, накладення звукових фільтрів, додавання реверберації або ділея, виведення на передній план певних частот і т.п.
Найбільш необхідною і практично повсюдно використовуваної процедурою є придушення шумів. Шуми можуть бути як зовнішніми, випадково записаним на мікрофон фоновими звуками в приміщенні з поганою звукоізоляцією, так і внутрішньосистемні, що виникли внаслідок поганого екранування шнурів та іншого звукозаписного обладнання. Шуми мають свої частоти, діапазон яких порівняно вузьке. Це дозволяє пригнічувати їх шляхом простої еквалізації, тобто - прибирати частоти, на яких найбільше шуму і менше всього потрібних звуків. Запис, на якій шуми займають порівняно невеликий діапазон, не дотичний з діапазоном інших звуків, вважається чистою. Запис, на якій шуми звучать майже на всіх частотах, вважається брудною, тому що їх практично неможливо придушити без шкоди для потрібних звуків.
Реверберація вважається другим по затребуваності кроком в обробці звуку. Відлуння - це поступове згасання звуку, наприклад, у великім приміщенні з хорошою акустикою. При невеликій тривалості вона додає вокалу або сольним інструментам глибину і виразність звучання, тому її використовують досить часто. На відміну від простого відлуння, яке просто повторює звук кілька разів, при цьому, затихаючи, реверберація прогресивно змінює співвідношення частот повторюваного звуку, що може створювати найрізноманітніші ефекти.
Після реверберації за популярністю, мабуть, стоять ділей-ефекти. Або просто затримки звуку. Це може бути як звичайне луна будь-якої частоти загасання, так і більш вишукані ділеї. Особливо ділей може знадобитися при обробці моно-звуку й перетворення його в псевдостерео. Для цього проводиться зовсім незначна затримка звуку в одному з каналів. При цьому одному каналу бажано додати трохи «сухості» (середніх частот). Тоді колишній моно-звук починає звучати в різних каналах і трохи по-різному, що і створює ефект стерео.
Якщо додати трохи високих і середніх частот і зовсім не використовувати реверберації і ділея, то створюється популярний останнім часом «ефект присутності», як ніби вокаліст співає прямо у вашій кімнаті.
Фільтри - це еквалізаціонние схеми, які накладаються на записаний звук. Фільтри бувають статичні і динамічні. Статичні фільтри просто прибирають деякі частоти треку, додаючи інші, а динамічні постійно змінюють співвідношення частот по певній круговою схемою, через що звук здається «плаваючим».
Обробка звуку в реальному часі з допомогою модулів DirectX виявилася настільки привабливою для багатьох музикантів, що вони почали активно використовувати саме їх, майже «забувши» про існування основних функцій програм обробки.
Зрозуміло, сімейство програм звукової обробки не вичерпується програмами Sound Forge і Cool Edit Pro. Існують і інші професійні програми, що служать тим же цілям. Серед них можна особливо відзначити WaveLab від компанії Steinberg - програму, відому швидкістю виконання алгоритмів звукового перетворення. Вона надає також великі можливості по роботі з записом Audio CD (звукових компакт-дисків) і, крім того, здатна працювати з модулями, що підключаються VST.
Досить широко відома також програма Wave SE, що входить в стандартну поставку деяких звукових карт від компанії Turtle Beach. Вона призначена в основному для роботи з семплами, хоча має і традиційні можливості звукової обробки. Проте алгоритми обробки цієї програми вельми далекі від досконалості.
Вибір програми звукової обробки багато в чому залежить від смаків користувача. Проте всі ці програми останнім часом мають досить схожий користувальницький інтерфейс, так що якщо ви освоїли роботу з описаними тут програмами Sound Forge і Cool Edit Pro, легко зможете освоїти і інші звукові програми.

Список літератури

1. Рахімов Р.Г. Комп'ютерні технології в музиці: - Уфа: ТОВ «Вагант», 2007.
2. http://www.centrmag.ru/book2202642.html
3. http://www.mirhifi.ru/
4. http://vooch.narod.ru/read/obrabotka_zvuka.htm
5. http://cjcity.ru/news/all/edit-soft.php
6. http://www.geocities.com/SiliconValley/Pines/7899/studio/studio.htm
7. http://websound.ru/articles/theory/soundfaq.htm
8. http://www.vstpro.ru/category_3.html
9. http://www.interestprograms.ru/books_sound3.php
10. http://soundmake.narod.ru/teoriy/obr/3/3.html
11. http://tmn.fio.ru/works/44x/306/s041.htm
12. http://gitaman.narod.ru/info/comp.myz/gl8/gl8.html
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Реферат
46кб. | скачати


Схожі роботи:
Програми для обробки відео
Структури даних для обробки інформації
Перетворення звукової інформації
Підсилювач звукової частоти для стаціонарної апаратури 2-го ступеня складності
Підсилювач звукової частоти для стаціонарної апаратури 2 го ступеня складності
Програми обробки та перегляду графічних зображень
Cистема обробки інформації
Технології обробки графічної інформації
Автоматизовані системи обробки інформації
© Усі права захищені
написати до нас