Главная » Программирование звука » Электронные звуки

0

Все  слышимые  нами  звуки   это,  в  некотором  смысле,  последовательности волн   давления.   Если   мы   возьмем   очень   чувствительный   измеритель   давления и подсоединим его к перьевому графопостроителю, то получим линию,

поднимающуюся  вверх  при  повышении  давления  и  опускающуюся  вниз  при  его уменьшении.  Эта  связь  наглядно  представлена  на  рис.  1.2:  волнистая  линия  поднимается  вверх  при  высоком  давлении  (зоны  высокого  давления  показаны  темным фоном) и опускается, когда давление спадает.

Построить  такой  измеритель  давления  очень  просто.  Для  начала  возьмем  кусок  бумаги  или  тонкой  пленки  пластика.  Когда  давление  воздуха  начнет  повышаться,  воздух  станет  давить  на  бумагу  и  она  сместится  назад.  Когда  давление упадет,  бумагу  потянет  вперед.  Теперь  приклеим  к  этому  листочку  небольшой виток  проволоки  и  поместим  поблизости  магнит.  По  мере  возрастания  или  падения   давления   воздуха   лист   бумаги   будет   перемещаться   вперед   или   назад, а  вместе  с  ним  станет  двигаться  и  виток  проволоки.  При  перемещении  провода в   магнитном   поле   генерируется   слабый   переменный   электрический   ток.   Изменения   этого   сигнала   в   точности   соответствуют   колебаниям   давления   воздуха, как показано на рис. 1.3.

Характерно,   что   подобный   микрофонный   эффект   может   быть   обратимым: колебания   электрического   сигнала,   подаваемого   на   проволочную   петлю,   заставят  колебаться  бумагу.  А  эти  колебания,  в  свою  очередь,  создадут  волны  давления  в  прилегающем  слое  воздуха.  Таким  образом,  принципы  работы  микрофона и динамика одни и те же.

Возможность  преобразования  звука  из  колебаний  воздуха  в  переменные  электрические  сигналы  лежит  в  основе  таких  привычных  нам  вещей,  как  радио,  телефон и магнитофон. Это явление, кроме того, предоставляет широкое поле деятельности  тем,  кому нравится экспериментировать  со звуком.  Есть множество  методов обработки  звука,  которые  предпочтительнее  реализовать  с  помощью  электронных устройств,  чем  акустических  приспособлений.  Есть  и  такие,  которые,  наоборот, проще реализуются с помощью акустических, а не электронных средств. Например,

джазовые   трубачи   для   изменения   звучания   своих   инструментов   использовали различные  материалы,  вплоть  до  мокрых  тряпок,  и  казу  (духовой  музыкальный инструмент).  Их  влияние  на  звук  трудно  имитировать  при  помощи  электроники. Напротив,   с   помощью   акустических   приспособлений   практически   невозможно добиться  многих  звуковых  эффектов,  которые  легко  достигаются  при  применении электронных  цепей  (в  качестве  примера  упомянем  столь  любимые  электрогитаристами эффекты «хорус» и «дисторшн»).

Звуки, которые мы слышим

Прежде   чем   перейти   к   следующему   разделу   и   приступить   к   обсуждению цифрового  представления  звуков,  мне  бы  хотелось  познакомить  вас  с  очень  важным аспектом. В конечном счете, звуки, которые мы производим, нужны для того, чтобы их слышали. В связи с этим необходимо понимать, что и как слышит человек.  Например,  хотя  наши  уши  представляют   собой  чрезвычайно   чувствительные  к  изменению  давления  органы,  очень  немногие  люди  ощущают  изменения давления,  связанные  с  переменой  погоды.  Также  человек  не  воспринимает  звуки, используемые летучими мышами для ориентации.

То обстоятельство, что люди могут слышать звуки только в определенном диапазоне  частот,  приводит  к  интересным  последствиям.  Часто  вы  можете  упростить звуковые  данные  или  механизм  компрессии,  не  оказав  тем  самым  значительного воздействия  на  конечный  результат.  Чаще  всего  этим  пользуются  при  наличии ограничений на полосу пропускания или объем памяти.

Посмотрим,  например,  что  получится,  если  вы  попробуете  применить  очень высококачественный   алгоритм   компрессии   на   компьютере   средней   мощности. Если  используемое  программное  обеспечение  недостаточно  быстро  обрабатывает аудиоданные,   воспроизведение   звука   может   прерваться   и   продолжиться   только после прохождения данных через систему. В такой ситуации вы добьетесь большего  впечатления,  применяя  менее  точные  методы.  Хотя  получаемые  в  результате преобразований  аудиоданные  в  техническом  смысле  менее  качественны,  можно поддерживать  устойчивую  передачу,  избавляясь  тем  самым  от  более  заметных  периодических пропусков звучания.

Этот  простой  и  эффектный  пример  иллюстрирует  один  из  компромиссов,  которые  часто  используются  при  обработке  звука.  В  следующей  главе  мы  займемся психоакустикой наукой, изучающей, восприятие людьми звуков.

Источник: Кинтцель Т.  Руководство программиста по работе со звуком = A Programmer’s Guide to Sound: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2000. 432 с, ил. (Серия «Для программистов»).

По теме:

  • Комментарии