Цифровая обработка звука




Метод натуральной цифровой записи звука называется PCM (Pulse Code Modulation — импульсно-кодовая модуляция). Он заключается в том, что в ходе записи в течение каждой секунды многократно регистрирует­ся текущая амплитуда звуковой волны. Некоторое значение амплитуды принимается как максимально возможное в данной звукозаписи. В соот­ветствии с выделенным для оцифровки единичным элементом данных максимальному значению присваивается самое большое целое число.

Далее текущее значение амплитуды масштабируется относительно максимального и округляется до ближайшего целого числа. В результате получается единичный снимок -кадр звуковой волны. Цифровая звуко­запись представляет собой последовательность таких кадров, а частоту, с которой делают снимки, называют частотой дискретизации, или частотой квантования, или частотой оцифровки.

Чем выше частота дискретизации, тем более точно цифровая запись будет соот­ветствовать аналоговому образцу. По правилу Котельникова (иначе правило Найквиста), частота дискретизации должна не ме­нее чем вдвое превышать максимальную частоту записываемого звука.

Сильно влияет на точность записи и величина единичного масси­ва данных (иногда называемая глубиной оцифровки или разрядностью представления), определяющая число различимых уровней записывае­мого звукового сигнала. От разрядности зависит отношение максимально воспроизводимой громкости звука по отношению к громкости шумового фона. Слуховая система человека способна различать звуки в диапазоне до 120 дБ. При 8-битной записи диапазон составит 48 дБ (всего 255 значе­ний). При 16-битной записи диапазон составит 96 дБ.

.

 

Аппаратный эквалайзер. Блок FM. Блок волнового табличного синтеза. Функции аналоговой цепи аудиокарты.

Сигнал, поступающий на выходы аудиокарты, может предваритель­но обрабатываться аппаратным эквалайзером. Обычно его применяют в достаточно дорогих устройствах, большинство массовых звуковых карт аппаратного эквалайзера не имеют. В принципе, функции эквалайзера достаточно хорошо реализуются и программными способами.

Звуковая карта служит не только для обработки и преобразований внешних сигналов, но и должна сама генерировать аудиоданные по ко­мандам, подаваемым программным обеспечением. В звуковых картах применяют два метода генерации аудиосигнала: FM-синтез и волновой табличный синтез.

Блок FM (Frequency Modulation — частотная модуляция) синтезатора имеет несколько каналов (голосов). Каждый канал содержит несколько ге­нераторов синусоидального сигнала (операторов). Цепочка генераторов в канале управляется по параметрам частоты и амплитуды. Итоговый сиг­нал представляет собой смесь синусоидальных сигналов. В качестве FM- синтезаторов чаще всего применяют микросхемы OPL2 или OPL3 фирмы Yamaha. Первая поддерживает два канала, a OPL3 — четыре канала.

Блок волнового табличного синтеза (Wave Table Synthesizer) работает на основе таблицы образцов звучания определенного набора музыкаль­ных инструментов и других источников звука. Эти образцы хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ROM) на звуковой карте или за­гружаются программно из оперативной памяти. В некоторых звуковых картах используют смешанный метод, когда базовая таблица находится в ROM, а ее расширения поступают из оперативной памяти.

До перехода на интерфейс PCI аудиокарты с волновым табличным синтезатором часто имели собственное ОЗУ емкостью до 4 Мбайт. Сейчас такие конструкции не применяют, так как пропускной способности шины PCI вполне хватает для загрузки таблиц из основной оперативной памяти компьютера.

 

 

Мультимедийные устройства — это устройства общения компьютера с чело­веком через разные среды (multi media — множество сред). Поскольку основная информация воспринимается зрительно, главным устройством вывода является дисплей. Кроме текста и графики на дисплей мультимедийного компьютера мо­жет выводиться видеоизображение — воспроизводиться видеозапись (с CD и DVD), приниматься поток видеоданных по сети (видеоконференц-связь), воепроизводиться «живое» видео от внешних источников сигнала (камеры, теле­приемника, видеомагнитофона). Для этого от дисплея дополнительных способ­ностей (кроме общего качества) практически не требуется. Воспроизводить по­ток сжатых видеоданных (для проигрывания фильмов и телеконференций) мо­жет практически любой дисплейный адаптер современного компьютера, но до­полнительные аппаратные средства ускорения декодирования и масштабирова­ния позволят улучшить качество при снижении загрузки центрального процес­сора. Для работы с источниками видеосигнала требуются специальные аппарат­ные средства (видеобластер), позволяющие выводить видео в окно экрана, зах­ватывать отдельные кадры для сохранения и обработки и даже захватывать по­ток кадров «живого» видео. Для компьютеров выпускают карты телевизионных приемников (тюнеров), способных принимать телепрограммы одного или несколь­ких стандартов вещания. Тюнер может входить и в состав графической карты — такой «комбайн» приобретает богатые функциональные возможности. Напри­мер, можно выводить в отдельные окошки сигналы нескольких каналов (правда, не полнодвижущиеся, поскольку приемник один и его можно лишь переключать с канала на канал, запоминая картинку). Полезным свойством графической кар­ты является выход на телевизионный приемник (монитор) — с его помощью можно выводить изображение на большой экран и даже на несколько экранов, что удобно на презентациях и тому подобных мероприятиях. К графическому адаптеру могут подключаться и специальные проекционные аппараты, выводя­щие изображение на большой экран.

 


[1] Метод Гуро

[2] Метод Bump Mapping



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-29 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: