Zvočna predstavitev informacij

1. Zvočna predstavitev informacij Cilji: opredelitev zvočne predstavitve informacij poznavanje električno ojačanega zvoka, poznavanje funkcij in namena zvočne kartice zvočnega zapisa zvoka v računalniku, poznavanje obdelave zvoka, snemanja in predvajanja zvoka v računalniku, poznavanje stereo zvok in zapis zvoka pri tehnologiji Dolby Digital

2. Osnove • Zvok je potujoče valovanje, ki ga slišimo • Ton je zvok, ki ga oddaja zvočilo • Tone zapisujemo z notami v notno črtovje Note in frekvence

3. Osnove • Zaporedno izmenjavanje tonov oblikuje ritem glasbe • Glasba je umetnost, katere izrazno sredstvo je zvok • Glasbilo ustvari nihanje drugačnih oblik – barva zvena

4. Elektronski zvok • Na začetku se je električna energija uporabljala le za ojačanje naravnega zvoka Električno ojačanje zvoka

5. Elektronski zvok • Elektronska glasba je ustvarjena izključno z elektronskimi napravami • Računalnik je vstopil v svet glasbe leta 1973 • z računalnikom ustvarjamo • različna zvočna nihanja • posnemamo človeški govor, • igramo elektronsko glasbo • shranjujemo zaigrane zvokeklasičnih glasbil

6. Računalnik in zvokZapis zvoka • Danes na skoraj vsakem računalniku lahko urejamo in predvajamo zvočne predstavitve. • Najprej je bil zapis zvoka v računalniku namenjen 1 bit. Visoka frekvenca Nizka frekvenca Pisk ima visoko frekvenco, če se signal pogosto spreminja, oziroma nizko, če se signal spreminja počasneje

7. zvok predstavlja zvezno spreminjanje zračnega tlaka – analogna informacija zvočno valovanje ima amplitudo, ki določa jakost zvoka frekvenco, ki določa njegovo višino Osnove jakost zvočni val -ovojnica t

8. Računalnik in zvokZapis zvoka • Ovojnica je krivulja, ki sledi spreminjanju jakosti zvoka • Računalnik, s katerim želimo urejati zvok glasbil, mora zapisu zvočnih podatkov nameniti znatno več kot en bit. ADSR - Attack Decay Sustain Release Poenostavljena ovojnica zvoka klavirja in računalniška ovojnica

9. Računalnik in zvokObdelava zvoka • Za zahtevnejše urejanje zvoka imajo računalniki dodatno zvočno kartico. • Manj zahtevni pa imajo opremo za obdelavo zvoka na matični plošči Namesto, da kartico vtaknemo v razširitveno režo, jo povežemo z računalnikom prek vmesnika USB.

10. Računalnik in zvokTvorjenje zvoka • Umetno proženje zvoka sinusnih, pravokotnih in drugih oblik imenujemo sinteza FM • Tvorjenje zvoka iz zgoščenega zapisa vzorcev pravih glasbil imenujemo valovna sinteza. Zvočne krivulje pridobljene s frekvenčno modulirano sintezo.

11. Računalnik in zvokSnemanje in predvajanje zvoka • Zvok je analogno valovanje • Analogno-digitalni pretvornik pretvarja analogno nihanje v digitalni zapis: • naprava v določenih časovnih intervalih odčitava vrednosti zvočnega signala in jo shrani v binarni obliki Digitalizacija: kakovost posnetka je odvisna od frekvence vzorčenja in številu bitov, s katerim zapišemo odčitano vrednost

12. Računalnik in zvokSnemanje in predvajanje zvoka • Na kakovost posnetka vpliva: • Število meritev velikosti zvočnega signala – frekvenca vzorčenja • Pri glasbenih posnetkih na zgoščenkah je frekvenca vzorčenja 44000 KHz • Število bitov, s katerimi zapišemo velikosti zvočnega signala • Številu bitov, s katerimi zapisujemo zvok, ustreza tudi dinamika posnetega zvoka – razmerje med želenim zvokom in šumom.

13. teorem vzorčenja: fs > 2 * fa telefonija: fa = 300 - 3400 Hz fs = 8000 Hz 125 us 8 bit * 8 KHz = 64 Kbps 125 us Zapis zvoka ovojnica – zvočni val je časovno spreminjanje jakosti zvoka in njegove frekvence 1111 +8 1110 +7 1101 +6 1100 +5 1011 +4 1010 +3 1001 +2 1000 +1 0000 - 1 0001 - 2 0010 - 3 0011 - 4 0100 - 5 0101 - 6 0110 - 7 0111 - 8 +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 t 1110 1111 1111 1111 1110 1011 1000 0100 0101 0100 0001 1100 1100

14. Računalnik in zvokProstorski zvok • Stereo zvok predvajamo z dvema zvočnikoma. • Pri tehnologiji Dilby Digital je zvok digitalno zapisan v šestih kanalih. Tehnologija šestkanalnega zvoka Dolby Digital • Tehnologija Dolby Digital se uporablja v kinodvoranah, na zgoščenkah DVD, pri digitalni televiziji z veliko ločljivostjo (HDTV) ter številnih satelitskih oddajah.

15. Računalnik in zvokPrimeri • Koliko različnih velikosti zvočnega vala ustvari 16-bitna zvočna kartica? 216 = 65.536 • S koliko bajti popišemo 1 sekundo zvoka posnetega s 16-bitno zvočno kartico, ki ima 22 kHz vzorčenje? 2 B x 22 kHz = 44.000 B

16. Računalnik in zvokPrimeri • Pri digitalizaciji zvoka smo vsako sekundo opravili 44000 odčitkov vrednosti signala. Za vsak odčitek smo vrednost signala zapisali z 8 biti. Izračunaj koliko bajtov zavzame datoteka, če smo digitalizirali 10 minutni zvočni posnetek? 1B = 8 bitov10 minut = 10 x 60 = 600 sekund 44000 odčitkov/sek x 1 B x 600 sek = 26400000 B

17. NALOGA Razložite izraze in odgovorite na vprašanja! • ADSR • Digitalizacija • Elektronski zvok • Frekvenčno modulirana sinteza • Ovojnica • Prostorski zvok • Vzorčenje • Zvočilo • Zvok

18. Ponavljanje (Odgovorite na vprašanja!) • Naštejte in opredelite elemente za ojačanje naravnega zvoka! • Kaj je ovojnica ADSR? • Kje se v računalniku nahaja oprema za obdelavo zvoka? • Kaj je sinteza FM in kaj valovna sinteza? • Kaj vpliva na kakovost posnetka v računalniku? • Kaj je značilno za tehnologijo Dolby Digital? Kje se uporablja?

19. Računalnik in zvokPrimeri • Koliko različnih velikosti zvočnega vala ustvari 8-bitna zvočna kartica? 28 = 256 • S koliko biti popišemo 2 sekundi zvoka posnetega s 8-bitno zvočno kartico, ki ima 11 kHz vzorčenje? 2 x 60 sek x 8 bitov x 11000 Hz = 10560000 bitov

20. Zvočna predstavitev informacij Cilji: poznajo temeljne načine zapisa zvoka na računalniku, razložijo načela njihovega delovanja in primerjajo njihove lastnosti seznanijo se s programi za urejanje zvoka ter njihovimi sestavnimi elementi ugotovijo, da človek izraža svoja čustva z glasbo Marjana Pograjc Debevec

21. Računalnik in zvokShranjevanje zvočnih predstavitev • Količine podatkov zvočne predstavitve je razmeroma velika. Primer: Shraniti želimo zvočno predstavitev, ki je dolga 1 minuto. Pri tem oba kanala vzorčimo s frekvenco 44,1 kHz in podatke zapisujemo s 16 biti 44.100 x 2 x 2 x 60 = 10.584.000 B = 10 MB

22. Računalnik in zvokShranjevanje zvočnih predstavitev Nadaljevanje: Če uporabljamo za povezavo z internetom ADSL priključek, ki zmore prenesti 256 kbitov/sek, bi potrebovali za prenos tolikšnega števila podatkov: 256 k bitov = 1 sekunda 10.584.000 x 8 bitov = ? 10.584.000 . 8 bit .sek 256.000 bit 330.75 sekund = 5,6 minut =

23. Zapis WAV • WAV je najbolj razširjen nezgoščen zapis podatkov zvočne predstavitve • V datoteke WAV lahko zapišemo mono ali stereo zvok, digitaliziran z različnimi frekvencami vzorčenja in različnimi dolžinami zapisa podatkov • Datoteke WAV se uporabljajo v okolju Windows

24. Zapis MIDI • Z zapisom MIDI(Musical Instrument Digital Interface)zvoka ne zapisujemo, ampak ga opisujemo z ukazi za njegovo tvorjenje. • Pri predvajanju zvoka potrebujemo zvočno kartico, ki iz zapisanih podatkov tvori ustrezen zvok. sintetizator

25. Zapis MIDI • General MIDI je dogovor o izmenjavi MIDI podatkov med različnimi zvočnimi sistemi • Naprave, ki ga razumejo, imajo oznako GMS(General MIDI Standard) • Dogovor temelji, na 128 tipkah razširjene klaviature klavirja in 128 glasbilih in prožilcih zvoka • Prednost zapisa MIDI je prihranek prostora • Slabost zapisa MIDI je odvisnost od strojne opreme MIDI: Z eno klaviaturo posnamemo melodijo glasbil v orkestru

26. Zapis Mp3 • MP3 (MPEG 1 Audio Layer 3) je zgoščen zapis zvočnih podatkov • Prilagojen je lastnostim človeškega ušesa. • Bistvo tega zapisa je torej v tem, da posredujemo možganom dovolj podatkov, da iz njih razberemo nepopačen zvok

27. Zapis Mp3 • Zapis mp3 je sprožil izmenjavo zvočnih posnetkov prek interneta • Zapis mp3 je najbolj razširjen ni pa edini in najboljši • Novejši je WMA ( Windows Media Audio), ki omogoča pol manjše datoteke kot mp3 pri enaki kakovosti predvajanja • zapis Ogg Vorbis je brezplačen in ima podobne lastnosti kot WMA. Napravica, v kateri so poleg predvajalnika datotek mp3, še diktafon, USB pomnilnik in radijski sprejemnik

28. ORODJA za večstezno montažo • Program za večstezno montažo (sekvencer) je najbolj univerzalen program za urejanje zvočnih predstavitev V oknu je polno gumbov, tipk in prikazov, s katerimi urejamo zvočno predstavitev

29. ORODJA za večstezno montažo • Srčika programa je mešalna miza z več stezami, na katere polagamo zvočne sekvence Na posamezno stezo polagamo posamezen sekvence, jih režemo,premikamo, kopiramo in mešamo med seboj

30. PSIHOLOGIJA GLASBE • Človek izraža svoja čustva s glasbo • Glasbo lahko obravnavamo kot predstavitev čustvenih informacij

31. Zvočno ozadje • Vpliva glasbenega ozadja ni mogoče popolnoma predvideti. Gibanje kot dokaz čustvenih reakcij, ki odsevajo iz glasbe

32. Zvočno ozadje • Filmska glasba oblikuje poseben prostor, skozi katerega se posameznik lahko vživi v filmsko dogajanje. Titanik

33. NALOGA Razložite izraze in odgovorite na vprašanja! • Sekvencer • Sintetizator • Sinteza FM • Valovna sinteza • WAV • Dinamika zvoka • General MIDI • MIDI • Mp3 • Mp3 predvajalnik

34. Vprašanja za ponavljanje • Kako velika je datoteka zvočne predstavitve, ki je dolga 3 minute, če pri tem oba kanala vzorčimo s frekvenco 11 kHz in podatke zapisujemo s 8 biti. • Koliko časa bi porabili za prenos te datoteke po internetu, če uporabljamo za povezavo z internetom ADSL priključek, ki zmore prenesti 256 kbitov/sek? • Kateri je najbolj razširjen nezgoščeni zapis podatkov zvočne predstavitve?

35. Vprašanja za ponavljanje • S čim opisujemo zvok pri zapisu MIDI? Kaj pri tem potrebujemo pri predvajanju? Kaj je prednost in kaj slabost MIDI zapisa? Kakšno oznako imajo naprave, ki ga razumejo? • Kateri je najbolj razširjen zapis zvoka na internetu ? Zakaj? • Kateri je najnovejši zapis zvoka in kaj omogoča? • Kaj potrebujemo za urejanje zvoka?