Музыкальные возможности ПК
о времени. Сигнал, непрерывно изменяющийся
во времени, заменяют рядом отсчетов этого сигнала. Обычно отсчеты сигнала
берутся через одинаковые промежутки времени. Интуитивно ясно, что если
отсчеты отстоят друг от друга на слишком большие интервалы, то при
дискретизации может произойти потеря информации: если важные изменения
сигнала произойдут не в те моменты, когда были взяты отсчеты, они могут
быть «пропущены» преобразователем. Получается, что отсчеты следует брать с
максимальной частотой. Естественным пределом служит быстродействие
преобразователя. Кроме того, чем больше отсчетов приходится на единицу
времени, тем больший размер памяти необходим для хранения информации.
Проблема отыскания разумного компромисса между частотой взятия
отсчетов сигнала и расходованием ресурсов трактов преобразования и передачи
информации возникла задолго до того, как на свет появились первые звуковые
карты. В результате исследований было сформулировано правило, которое в
отечественной научно-технической литературе принято называть теоремой
Котельникова [Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости.—
М., Госэнергоиздат, 1956].
Если поставить перед собой задачу обойтись без формул и использования
серьезных научных терминов типа «система ортогональных функций», то суть
теоремы Котельникова можно объяснить следующим образом. Сигнал,
представленный последовательностью дискретных отсчетов, можно вновь
преобразовать в исходный (непрерывный) вид без потери информации только в
том случае, если интервал между соседними отсчетами не превышает половины
периода самого высокочастотного колебания, содержащегося в спектре сигнала.
Из сказанного следует, что восстановить без искажений можно только
сигнал, спектр которого ограничен некоторой частотой F. Теоретически все
реальные сигналы имеют бесконечные спектры. Для того чтобы при
дискретизации избежать искажений, вызванных этим обстоятельством, сигнал
вначале пропускают через фильтр, подавляющий в нем все частоты, которые
превышают заданное значение Fmax и лишь затем производят дискретизацию.
Согласно теореме Котельникова частота, с которой следует брать отсчеты,
составляет Fд = 2Fmax Теорема получена для идеализированных условий. Если
учесть некоторые реальные свойства сигналов и устройств преобразования, то
частоту дискретизации следует выбирать с некоторым запасом по сравнению со
значением, полученным из предыдущего выражения.
В стандарте CD частота дискретизации равна 44,1 кГц. Для цифровых
звуковых магнитофонов стандартная частота дискретизации составляет 48 кГц.
Звуковые карты, как правило, способны работать в широком диапазоне частот
дискретизации. Важно, чтобы максимальное значение частоты дискретизации
было не менее 44,1 кГц, в противном случае качества звучания CD достичь не
удастся. Следует различать частоту дискретизации в АЦП/ЦАП, предназначенных
для оцифровки внешних сигналов, и частоту дискретизации в ЦАП WT-
синтезатора звуковой карты. Значение последней может не совпадать с
указанными стандартными значениями.
2.4. Дуплекс и наличие цифрового выхода
Довольно часто изготовители, доказывая преимущество своих звуковых
карт, подчеркивают еще два обстоятельства:
> наличие у звуковой карты выхода, на котором информация представлена
в цифровой форме;
> наличие дуплексного режима прямого доступа к памяти.
Действительно, если звуковая карта имеет выход, на который сигналы
поступают не в аналоговой (после ЦАП), а в цифровой форме, то это позволяет
уменьшить искажения, связанные с дополнительными преобразованиями при
дальнейшей цифровой обработке сигнала вне звуковой карты. Это становится
актуальным при записи композиции на CD или DAT.
Так, например, в звуковых картах SB AWE32, AWE64 имеется разъем
интерфейса S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format - формат цифрового
интерфейса фирм Sony и Philips), который предназначен для передачи звуковых
сигналов от WT-синтезатора в цифровой форме, Но не следует забывать, что
S/PDIF представляет собой лишь упрощенный вариант профессионального
студийного интерфейса AES/EBU (Audio Engineers Society/European Broadcast
Union), разработанного Европейским радиовещательным союзом.
Для разгрузки центрального процессора работа АЦП/ЦАП звуковых карт
организуется в режиме прямого доступа к памяти [Direct Memory Access —
DMA). Полный дуплекс [Full-Duplex) означает способность звуковой карты
одновременно воспроизводить и записывать звук. Для этого требуется
поддержка звуковой картой одновременно двух каналов DMA. Для звуковых карт
семейства AWE возможна организация одного 16-ти разрядного и одного 8-ми
разрядного каналов. По одному из них возможна запись, а по другому
воспроизведение. Это ограничение затрудняет работу с программами
многоканального монтажа и сведения, а также подготовку материала для записи
CD на том же компьютере, на котором установлена звуковая карта.
3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗВУКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
3.1. Что такое MIDI-технология
Появившаяся в начале восьмидесятых годов MIDI-технология вскоре
получила новый импульс в связи с широким распространением персональных
компьютеров.
Миди файл представляет собой список ссылок на звуки в WT синтезаторе
звуковой карты, и список команд, таких как тональность, продолжительность,
скорость звука и т.д.
Основными недостатками MIDI считаются низкая скорость передачи
информации, узкий диапазон изменения параметров и ограниченная сфера
применения. В то время как одно из главных ее достоинств — небольшой объем
файлов — в последнее время уже потеряло решающее значение: цены на пишущие
CD-приводы и “болванки” для записи становятся все доступнее. А с появлением
широких возможностей по использованию при создании музыки готовых, заранее
записанных музыкальных фраз с CD-качеством (всякие “лупы”, “сэмплы” и т.п.)
многие “артисты” вообще решили, что таких проблем, как обучение нотной
грамоте, владению инструментом, MIDI-технология и пр. для них не
существует.
Однако если принять во внимание, что MIDI-технология изначально
предназначалась не для записи или воспроизведения музыки, а только лишь для
управления на некоем расстоянии (в пространстве и времени) синтезаторами,
звуковыми модулями и прочими “железными” ящиками, то многие претензии к ней
будут сняты. Это все равно, что упрекать виолончель за плохое звучание во
флейтовом регистре.
Итак, чтобы закончить мысль о достоинствах и недостатках MIDI, сделаем
несколько предварительных выводов. Во-первых, MIDI-технология остаётся
ведущей в компьютерной и аппаратно-студийной области. Во-вторых, она
совершенствуется, учитывает новые требования и новые технические
возможности. Об этом говорит последовательное появление стандартов GM, GS и
XG. В-третьих, идея оказалась настолько удачной, что MIDI-технология
вовлекает в сферу своего влияния все новые и новые области, для которых она
и не предназначалась, — управление магнитофонами, устройствами звуковой
обработки, микшерскими пультами (не говоря уже о мультимедийных продуктах и
компьютерных играх).
В музыкальном обучении качество звучания уже не играет столь
значительной роли, как в звукозаписи или концертной деятельности. Зато
возможность воспроизводить изучаемый опус в любом темпе и (тут вокалисты и
духовики должны затаить дыхание) в любой тональности делают MIDI-технологию
незаменимой в музыкальных школах и училищах. Смешно сказать, но для этого
достаточен 286-й компьютер со звуковой картой за 40 долл. Я думаю, недалеко
то время, когда некий аппарат, подобными характеристиками станет
распространенней метронома. А вместо толстых нотных сборников люди будут
покупать дискеты с этюдами Черни или Шопена.
3.1.1. Описание MIDI-интерфейса.
MIDI — Musical Instrument Digital Interface — компьютерный протокол
(иногда говорят — язык), предназначенный для связи одного музыкального
устройства с другим. Оба эти устройства должны обладать любого вида
микропроцессором или программой, которые поддерживают MIDI-протокол.
Рис.4.
Пример использования MIDI.
Пример использования MIDI: На синтезаторе вы можете играть ноты,
выбирать новый тембр инструмента, менять громкость, но сам он сейчас не
звучит. Все перечисленные действия передаются по MIDI-кабелю (красного
цвета) в виде команд на звуковой модуль. Последний выполняет все эти
действия (звучат сыгранные ноты, меняется тембр и громкость) и выдает звук
через обычные динамики. Красная стрелка показывает направление потока MIDI-
сообщений (Рис.4).
Цель MIDI — управлять работой музыкального устройства не с его панели
или клавиатуры, а на расстоянии (по MIDI-кабелю) — с другого устройства.
Для этого второе устройство передает первому последовательность управляющих
команд, которые называются MIDI-сообщениями.
3.1.2. Какая информация передается с помощью MIDI
Все, что вы делаете, управляя работой своего музыкального устройства
(крутите ручки, нажимаете на кнопки, играете на клавиатуре), может
передаваться в виде управляющих MIDI-сообщений на ваше устройство с другого
MIDI-устройства.
MIDI-сообщение передает не сам звук (аудиоинформацию) или какие-то его
хара
| |  скачать работу |
Музыкальные возможности ПК |
