Основные сведения о звуке. Синтез звука.

 

Аудиофайл (файл, содержащий звукозапись) — компьютерный файл, состоящий из информации об амплитуде и частоте звука, сохранённую для дальнейшего воспроизведения на компьютере или проигрывателе.

Формат представления звуковых данных в цифровом виде зависит от способа квантования цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). В звукотехнике в настоящее время наиболее распространены два вида квантования:

• импульсно-кодовая модуляция
• сигма-дельта-модуляция

Синтез звука

Синтез звука - процесс генерации звука, представленного в виде дискретного сигнала. Для синтеза звука используются:

- метод таблиц волн, воспроизводящий заранее записанные в виде дискретных сигналов фрагменты звучания различных инструментов;

- метод частотной модуляции, осуществляющий синтез с помощью нескольких генераторов синусоидальных частот.

 

Синтез с вычитанием. Аддитивный синтез

 

Cубтрактивный синтез (Subtractive Synthesis) — это метод синтеза, основанный на вычитании элементов друг из друга. В синтезаторах определяющим элементом субтрактивного синтеза является наличие фильтров. Фильтр «вырезает» часть спектра из звука, формируя нужную тембральную окраску.

Субтрактивный синтез часто называют «аналогово-субтрактивным», отдавая дань прародителям всех синтезаторов — аналоговым инструментам.Аддитивный синтез

Аддитивный синтез (Additive Synthesis) — метод получения сложного тембра сложением различного количества простых волн.

Аддитивный синтез часто называют также синтезом Фурье — по имени французского математика Жозефа Фурье, который описал возможность формирования сложных волн путем сложения простых синусоидальных волн.

 

FM-синтез. Синтез с использованием таблицы сигналов

 

Частотная модуляция, FM-синтез (Frequency Modulation, FM-synthesis) — это тип синтеза, при котором тембр звука формируется воздействием одной простой волны на другую с целью изменения ее частоты. Под воздейтсвием частотной модуляции возникают более спектрально богатые и сложные звуки, которые невозможно получить другими типами синтеза.

Для создания более реалистического и качественного звука используют синтезаторы, которые формируют выходной сигнал на основе образцов — таблицы волн (WT-синтез). То есть заранее создаются образцы звуков, оцифровывая звучание реальных музыкальных инструментов или звуков различной природы, например выстрела. В памяти синтезатора хранятся образцы звуков — сэмплы (от англ, samples — пример), которые при создании мелодии воспроизводятся с различной скоростью, моделируя все октавы. Красота звука у таких синтезаторов зависит от размеров таблицы волн (объема памяти, установленной на звуковой карте).

 

Звуковые файлы.

 

Звуковые файлы (sound files, audio files) — файлы, содержащие цифровую запись аудиоданных (голоса, музыкальных произведений или их фрагментов и других звуков любой природы); существуют два основных типа звуковых файлов: с оцифрованным звуком и нотной записью. Звуковые файлы представляют собой составную часть мультимедиа.

Файлы с оцифрованным звуком (digitized sound files) — звуковые файлы, в которых исходная непрерывная («аналоговая») форма сигнала записана в виде последовательности коротких дискретных значений амплитуд звукового сигнала, измеренных («выбранных») через одинаковые промежутки времени и имеющих между собой весьма малый интервал. Процесс замены непрерывного сигнала последовательностью его значений называют дискретизацией (sampling), а такую форму записи — импульсно-кодовой (pulse code). Аппаратная реализация обработки оцифрованного звука состоит в том, что аналого-цифрового преобразователь (АЦП) преобразует аналоговый сигнал в множество цифровых замеров, а при воспроизведении цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) осуществляет обратный процесс — преобразование цифрового сигнала в аналоговый. Файлы с оцифрованным звуком бывают двух видов: с заголовком и без заголовка.

Файлы с нотной записью (song file, music file) — звуковые файлы, которые содержат последовательность команд, сообщающих какую ноту и каким инструментом и как долго нужно воспроизводить в тот или иной момент времени. Формат может предусматривать одновременную игру нескольких музыкальных инструментов, в этом случае говорят о соответствующем количестве голосов.