Сайт о телевидении

Целью данной статьи не является разжигание святой войны между поклонниками аналогового и цифрового аудио. Целью является показать принципиальные
различия между двумя технологиями. Автор статьи (то есть я) занимает сторону цифровой технологии как наиболее совершенной и хочет
разъяснить всем желающим свою точку зрения не только с субъективной, но и с научной стороны. Знание принципа цифровой записи звука, вкупе с пониманием научной стороны этого дела,
однозначно исключает какие-либо сомнения в превосходстве цифровых технологий над аналоговыми.

Аналоговая запись звука.

По сути, звук (колебание частиц воздуха) имеет аналоговую природу. Звук распространяется в воздушном пространстве, он может искажаться в зависимости
от разнообразных условий - расстояния до источника звука, отражения от окружающих предметов, скорости движения относительно источника и т.п.
Диапазоном воспринимаемых человеческим ухом звуковых колебаний принято считать промежуток от 20 Гц до 20 кГц. На самом деле, 20 кГц - цифра довольно
оптимистичная, мало кто может похвастаться тем, что реально слышит такую частоту. Большинство из встречавшихся мне взрослых людей не слышали частоты выше 15-16
кГц, так что я с большой долей уверенности в качестве среднего порога слышимости назвал бы частоту в 15 кГц. Впрочем, в плане тона нашим ухом
воспринимаются частоты всего лишь до 5 кГц - всё, что выше, является дополнительными гармониками, обертонами, созвуками и т.п. Однако, правильное
воспроизведение высоких составляющих (граничная частота воспроизведения) в основном и является мерой качества записи звука, обычно указываемой в
технических характеристиках любого сколько-нибудь серьёзного звукозаписывающего устройства.

В мире аналоговой записи звука, колебание воздуха сначала преобразуется в электрическое колебание посредством микрофона. Далее, электрическое
колебание подаётся на звукозаписывающую магнитную головку (в случае магнитной ленты) или механический резец (в случае винила). В первом случае,
информация записана на намагниченной ленте, во втором - в канавке пластинки. Для воспроизведения звука, достаточно протянуть магнитную ленту вдоль магнитной головки с той же
скоростью, с которой производилась запись - головка преобразует переменное магнитное поле обратно в электрические колебания, которые усиливаются и
подаются на звуковоспроизводящую систему (динамик). Звуковоспроизводящая система заставляет воздух колебаться и мы слышим звук. В случае с
пластинкой, достаточно прогнать иглу по канавке, которая преобразует механические колебания в электрические, а далее - снова усилитель с колонками.

Чисто с точки зрения здравого смысла из всего вышесказанного следует, что винил - это наихудший вариант для записи звука в принципе, потому что
в процессе записи/воспроизведения присутствует грубая механика (как ни
парадоксально, консерваторами почему-то принято отстаивать именно винил а не магнитные ленты, хотя последние в пике своего развития имели значительно более
высокие качественные характеристики). Кроме всего прочего, почти весь более-менее нормальный винил писАлся именно с магнитных лент. Ему просто
неоткуда было записываться - мастеринг и сведение делались в ленте, поскольку на пластинке это в принципе невозможно. То есть, звук с винила - это
звук с магнитной ленты, только дополненный собственными недостатками винила - треском, шипением и прочими "меломанскими"
безобразиями, обусловленными механическим съёмом звука с канавки пластинки - "плуг в борозде".

Фактически, аналоговая запись звука несовершенна почти на всех стадиях. Например, при записи на магнитную ленту, многое зависит от качества магнитной
головки, архиважным является её калибровка относительно ленты (вечная головная боль). Добавьте сюда детонацию (непостоянство скорости ленты
из-за неточностей в лентопротяжном механизме), саморастяжение ленты, изменения характеристик ленты на её протяжении, случайные выбоины/посторонние
частицы на ней. Винил? Детонация, попадание в канавку мусора, деформация диска, ухудшение качества звука после каждого
проигрывания из-за "раздалбывания" канавки. Но самым главным недостатком аналоговой записи является невозможность
создания точной копии - любая копия с оригинала будет хуже качеством. Плюс ко всему, любой аналоговый носитель, даже будучи неиспользуемым, подвержен
старению и постепенному ухудшению качества воспроизводимого с него звука.

Цифровая запись звука.

Цифровая запись звука стала возможной благодаря огромному техническому прогрессу, произошедшему в последние десятилетия. По сути, в
основе цифровой записи звука лежит довольно старая теория - просто стало возможным сделать из теории практику. Чтобы пояснить принцип цифровой
записи, мне придётся поразглагольствовать несколько больше, поскольку в двух словах рассказать его невозможно.

Само название "цифровая запись" предполагает наличие цифр. Что за цифры? Выше я уже говорил, что сам по себе звук имеет аналоговую природу. Чтобы
записать звук в цифровую форму, нужно просто зафиксировать значения звукового колебания, изменяющегося во времени, в числах с как можно большей
точностью. Далее, для иллюстрации принципа цифровой записи звука я воспользуюсь собственной разработкой - программой
моделирования систем цифровой обработки сигналов sDCAD .

На рисунке зелёным цветом представлен аналоговый, непрерывный сигнал, желтым - его зафиксированные отсчёты (выборки). Выборка - значение сигнала в данный момент времени,
записанное цифрой. Поскольку аналоговый сигнал непрерывно меняется во времени, сразу вырисовывается проблема: для точного воспроизведения сигнала
необходимо бесконечное количество выборок - "одна за другой". Однако, здесь в силу вступает теорема Котельникова (тут вам придётся поверить мне на
слово) - сигнал с известной максимальной частотой можно точно восстановить из цифровых выборок, сделанных с частотой
вдвое большей максимальной частоты этого сигнала . В компакт-дисках (CD) частота выборки установлена "с запасом" - 44.1 кГц, таким образом, с
компакт-диска можно с высокой точностью восстановить сигналы с частотами до 22.05 кГц, что перекрывает возможности самого чуткого уха с лихвой.

Процесс восстановления "промежуточных" значений сигнала между снятыми выборками называется интерполяцией. Интерполяция делается при воспроизведении звука,
записанного в цифровой форме. Чем качественнее производится интерполяция, тем
лучше восстанавливается сигнал. Обратимся к визуальной демонстрации восстановления сигнала из выборок.

На рисунке показан оригинальный сигнал и его зафиксированные выборки. Следующий рисунок показывает то, что получится, если "восстановить" сигнал
без интерполяции, грубо "соединив" ближайшие выборки между собой прямыми линиями.

Как видим, результат немного похож на оригинал, но всё же весьма далёк от него. Конечно, "восстановленный" таким образом звук будет отличаться
от оригинала и на слух. Что получится, если интерполировать выборки и "восстановить" сигнал с
коэффициентом интерполяции 2 (т.е., добавить между уже имеющимися у нас выборками по одной "искусственной", восстановленной выборке)?

Теперь, между имеющимися у нас выборками добавлено по одной "восстановленной". Заметьте, насколько сигнал стал похож на оригинал! Конечно, до
идеала ещё далеко - но ведь это всего лишь коэффициент интерполяции 2! Заостряю внимание: никакого волшебства нет - сигнал интерполируется строго по
теории, математическими вычислениями, без какого-либо подвоха. Также, заметьте интересный факт: восстановленные выборки вовсе не являются средними
значениями между двумя соседними оригинальными выборками.

Удвоим коэффициент интерполяции (4). Качество восстановления сигнала растёт небывалыми темпами.

Если ещё удвоить коэффициент (8), восстановленный сигнал на вид практически не отличается от оригинального. Думаю, продолжать интерполировать
далее не имеет смысла - вы и так уже всё поняли.

Теперь подхожу к ещё одной проблеме цифровой записи. На самом деле, мало просто сделать выборки сигнала на нужной частоте. Надо ещё и записать их
значение максимально точно. Точность при записи называется разрядностью. Чем выше разрядность - тем точнее можно записать выборки сигнала. Нагляднее
всего это демонстрируют два следующих рисунка.

На рисунке представлен всё тот же сигнал, что и на предыдущих - только оцифрованный с разрядностью 2 бита. Несмотря на то, что интерполяция
производилась с коэффициентом 16, восстановленный сигнал вовсе непохож на оригинал. Он и не может быть похожим на него - разрядность в 2 бита
является очень низкой и непригодной для записи звукового колебания.

Всё тот же сигнал, оцифрованный в 16 бит (именно такое качество у CD) и восстановленный с коэффициентом интерполяции 16. Практически неотличим от
оригинала. Отличия будут незаметны на слух. В студийной практике чаще используются более высокие разрядности и частоты выборок -
например, 24бит/48кГц, 24бит/96кГц и т.д. Это связано с тем, что на студиях звук подвергается дальнейшей кропотливой обработке и его лучше иметь в
максимально доступном цифровом качестве. В финальном результате - например, на CD - качества 16бит/44.1кГц для отличного воспроизведения хватает с лихвой.

Добавим сюда тот факт, что цифровая запись не стареет и не может испортиться в принципе. Это - слепок звука, который сам по себе
никаким временным изменениям не подвержен. Также, с этого слепка можно наделать сколь угодное количество копий - и все они будут в точности
одинаковы. А при достаточной точности слепка, его ещё можно и обрабатывать практически неограниченное количество раз.

Подведу черту: все предыдущие изыскания, увещевания и рисунки сводятся к одной мысли - цифровая звукозапись в теории является идеальной. С её
помощью можно записать любой звук, который только может услышать человеческое ухо. А затем можно максимально точно воспроизвести этот звук - с такой
точностью, которая и не снилась аналоговым носителям по причине очевидного несовершенства последних.

Где же подвох?

Теория цифровой записи - как вы, вероятно, уже убедились - свободна от изъянов. Что же происходит на практике?

Во-первых, звук надо грамотно оцифровать - а это задача не совсем тривиальная, хотя упирается она в основном в одну-единственную деталь - АЦП
(аналого-цифровой преобразователь). Допустим, мы взяли суперкачественный микрофон, обеспечили нормальное прохождение электрического сигнала через все
аналоговые цепи (провода, микшер и т.п.). Некачественный АЦП, стоящий на входе цифрового записывающего устройства, враз испортит все старания. Он
может записывать отсчёты с недостаточной точностью. Он может делать выборки с неравномерной частотой. В общем - если АЦП на записи был плох -
записанный звук получается далёким от оригинала и мы уже ничего не сможем с ним сделать (хотя отсчёты по прежнему будут цифровые - исправить их не представится
никаким образом).

Во-вторых, цифровой звук надо грамотно воспроизвести. Ситуация с точностью до наоборот: имеем прекрасную акустическую систему, замечательный
усилитель, отличные провода. Но если мы подключим всё это к выходу некачественного ЦАПа (цифро-аналоговый преобразователь) - получим соответствующий
некачественный звук. У ЦАП обычно больше способов испортить звук: это и неравномерная частота, и недостаточная точность, и, возможно, полное
отсутствие интерполяционной схемы как таковой! Автору доводилось видеть "супербюджетные" звуковые карты для компьютеров, на которых никакой
интерполяции не производилось вовсе, а разрядность выводимого сигнала на вид не доходила и до 5 бит.

Что всё вышесказанное означает? Да то, что качество цифровой записи/воспроизведения зависит только и только от аппаратуры - ровным счётом так же, как и в случае с аналоговыми технологиями.
И если на звукозаписывающих студиях уж явно постарались, приобрели себе хорошую электронику и не имеют проблем с цифровым звуком - у вас эти проблемы
вполне могут появиться, поскольку бытовые проигрыватели цифровой музыки зачастую производят ужасный звук. Здесь раскрывается один момент: во времена
винила и магнитной ленты сама звуковоспроизводящая аппаратура делалась куда более качественно - автор и сам помнит те времена. В наш же век, век
удешевления всего, чего только можно и переноса производства сами знаете куда, ожидать замечательного качества от подавляющего количества среднебюджетной аппаратуры не приходится. Возможно, с
этим и связано большинство негатива в сторону цифровой музыки, т.к. люди не слышат тот звук, который они слышали когда-то. Но зачем винить в этом
цифровую запись? Эта тема уже для другого разговора.

Иногда приходится видеть забавные "обзоры", где люди сравнивают одинаковые альбомы каких-либо исполнителей - сначала в виниле, потом - в CD.
Это смешит: во-первых, переизданная на CD запись будет, конечно же, иметь другой звук, поскольку её ремастерили специально для CD.
Причём, разумеется, ремастеринг делается уж явно для улучшения звука, а не для его ухудшения. Думается, на студиях, переиздающих классические
коллекционные издания хитовой музыки прошлых десятилетий, сидят не профаны.
Во-вторых, тот же винил не в состоянии правильно передать некоторое количество высоких частот из-за очевидной инерционности иглы - звук с винила всегда
характеризуется завалом по ВЧ - он будет более мягким и глуховатым, но кто сказал, что всем нравится эдакая ретро-мягкость?

В голову также приходит другая забавная аналогия. Почему-то, никто не отстаивает видеоформат VHS, говоря, что на DVD худшая картинка. Оно и
понятно - здесь всё видно невооружённым глазом. В случае же со звуком, когда каждый спешит убедить окружающих в своём исключительном слухе, всё
сложнее и плацдарм для разнообразного рода спекуляций шире. Отсюда многочисленные бредовые высказывания, ничего общего со здравым смыслом и наукой не имеющие.
Например, высказывание о том, что "особенно на цифровой записи пропадают басы". Почему именно басы - совершенно непонятно. Равно как и непонятно,
откуда такие профанские мнения постоянно берутся.

Резюме.

С точки зрения науки, цифровая запись звука в сравнении с аналоговой имеет сплошные преимущества и не имеет недостатков. С точки зрения реалий - чтобы услышать по-настоящему
качественный цифровой звук - надо выложить кучу денег, да и не всегда даже за кучу будет хороший результат. Впрочем, в случае с аналоговой записью - ровным счётом всё то же самое.

А напоследок - маленькая сенсация: звук с магнитных лент на самом деле... Цифровой. Связано это с тем, что фактически в
зазор магнитной головки в каждый конкретный момент времени попадает конечное количество магнитных частиц ленты. Следовательно,
значение сигнала уже записано не с полной, а с ограниченной точностью. "Интерполятором" в таком случае выступает сама магнитная головка, т.к. в
ней магнитное поле не может меняться абсолютно мгновенно. Где-то читал (не буду ручаться за достоверность), что примерная разрядность магнитной ленты
- 18 бит. Впрочем, не стоит путать эту "разрядность" с цифровой - всё же, это всего лишь приближение, граничащее с шуткой.

А что же винил?

А винил записан с магнитной ленты.

Сегодня мы затронем такую интересную тему, как цифровая запись звука (англ. digital sound recording). Так называется фиксация звуковых колебаний в формат чисел для последующего их воспроизведения и обработки.

На студии ТопЗвук запись производится на высококачественную цифровую систему записи MOTU 828km3 с высококачественными аналогово-цифровыми преобразователями, позволяющую фиксировать звук с частотой дискретизации до 192 кГц и глубиной квантования 32 бит, что дает кристально чистое и воздушное звучание.ТопЗвук

Во время оцифровки сигнал преобразуется в ряд числовых значений звукового колебания. В отличие от аналогового звука (который непрерывен) , цифровой звук состоит из множества фрагментов-сэмплов, проще говоря «кирпичиков», составляющих записанный фрагмент. Количество записанных в 1 секунду сэмплов называется частотой сэмплирования или частотой дискретизации, и чем это значение выше, тем более качественно будет оцифровываться сигнал.

Стандарты современной цифровой записи – частота сэмплирования от 44100 до 192000 Гц. Помимо частоты дискретизации, отвечающей за запись звука во временном измерении, есть еще один важный параметр, называющийся глубиной квантования, отвечающий за динамику (минимальную и максимальную громкость) записываемого звука и измеряющийся в битах.

Стандарты битности в звукозаписи от 16 до 32 бит. Цифровая запись звука позволяет получить очень достоверное и детальное звучание .

Примеры портфолио под минус (РОК, ПОП, РЭП)

Пример 1. РОК
Группа «THE Y» - песня «RUN FOR LIFE»

Пример 2. РОК
Группа «Пылаем» - Песня «Сочи»

Пример 3. ПОП
Песня «Больше чем любовь» под минус + сведение

Пример 4. ПОП
Песня «Плакала» под минус + сведение

Пример 5. РЭП
Песня «Дай мне» под минус + сведение

Пример 6. РЭП
Песня «Пропаганда правды» под минус + сведение

Что же такое звук

Звук представляет собой регулярные колебания какой-либо среды, которые распространяются в виде волн. Когда мы слышим какой-то звук, как правило, он распространяется в воздухе. Но звук может распространятся также и в водной среде, и через твердые тела (например, стены домов). При этом скорость распространения звуковых волн может несколько отличаться в различных средах. Чем больше амплитуда волны, тем более громким слышится звук. На иллюстрации ниже видна эта зависимость.

Другое важное свойство звуковых колебаний — это их частота. На иллюстрации ниже видно, как изменяется высота звука в зависимости от частоты колебаний волн.

На приведенных примерах — простая синусоидальная форма звуковой волны. Но на самом деле в жизни нас окружают гораздо более сложные звуки, образуемые множеством таких колебаний и их сочетанием. И подобные сложные сочетания — как раз то, что отличает голос одного человека от другого, или звучание разных музыкальных инструментов.

Отличительные черты аналоговой записи

Аналоговая звукозапись (чаще всего это запись на магнитную ленту) тоже имеет место быть в современном мире, и некоторые артисты предпочитают записываться на пленку для получения особенного, винтажного звучания. Но этот способ куда более требователен к качеству исполнения. Но нельзя сказать, что аналоговая звукозапись является точной. Она скорее вносит свои, свойственные только ей краски, особенную теплоту и красоту в звук, но нельзя сказать, что достоверный и реалистичный звук. Также, в отличие от аналоговой, цифровая запись звука не подвержена старению и выдерживает любое количество копий без ухудшения качества звучания.

На студии ТопЗвук запись производится на высококачественную цифровую систему записи MOTU 828km3 с высококачественными аналогово-цифровыми преобразователями, позволяющую фиксировать звук с частотой дискретизации до 192 кГц и глубиной квантования 32 бит что дает кристально чистое и воздушное звучание, такое же, каким вы слышите его вживую. Высокое качество записываемого исходника позволяет при обработке дорожек эффектами на этапе сведения добиваться куда более качественного звучания. Это очень важно, т.к. использование любого другого студийного оборудования не имеет большого смысла в случае некачественного аналого-цифрового преобразования. В этом случае можно получить звук в виде, очень далеком от оригинала .

Специалисты нашей студии запишут вашу песню, сделают компьютерную аранжировку или оцифруют любой аналоговый аудиоматериал в высоком цифровом качестве – пластинки, пленки, кассеты. Звоните, и мы найдем общий язык.

Цифровая запись звука против аналоговой

Напоследок порассуждаем о том, так ли уж сильно отличается запись цифровая от аналоговой. На самом деле противопоставление цифровой и аналоговой записи звука – вещь достаточно условная. Об этом, конечно же, знают узкоспециализированные специалисты, но у простых людей сложилось не совсем точное понимания того, что представляет собой так называемая аналоговая звукозапись.

Прежде всего, напомним, что в недавнее время, когда запись звука цифровым методом не была развита по причине недостаточного развития вычислительной техники, для записи звука применялись магнитофоны. Которые принято называть аналоговыми. Но само понятие аналоговой записи предполагает непрерывность в противовес дискретности, которой, как известно, и отличается цифровая запись , и которая считается источником потенциальных проблем при использовании записи звуковых сигналов цифровым методом. Так вот, традиционный магнитофон, как бытовой, так и студийный (даже многодорожечный) вовсе не обеспечивает непрерывной записи звукового сигнала на магнитной ленте. Это знает каждый, кто интересовался устройством магнитной головки и принципом такой записи.

Звуковой сигнал на ленте состоит из отдельных фрагментов, размер которых, к слову, определяется шириной зазора записывающей (или универсальной) магнитной головки магнитофона. То есть магнитная запись дискретна, она не может быть непрерывной. Что касается еще одного распространенного носителя прошлого, популярного ныне в некоторых кругах – винилового дика – то и в этом случае не идет речь о 100% аналоговом звуке, поскольку мастер-записи для виниловых дисков сейчас делаются при помощи компьютеров, а ранее делались… Да, да — при помощи магнитофонов! Так что единственный настоящий аналоговый звукозаписывающий механизм – это фонограф Эдисона!

Если вам нужна действительно качественная цифровая запись звука , обращайтесь в ТопЗвук. Мы работаем без выходных и ждем вашего звонка прямо сейчас!

Занимаясь музыкой, бывает очень полезно представлять себе в целом, что такое звук и как происходит запись звука на компьютере. Имея такие знания, становится намного проще понять, что такое, например, компрессия или как появляется клиппинг. В музыке, как и почти в любом деле, зная основы, проще идти вперёд.

Что такое звук?

Звук - это физические колебания среды, распространяющиеся в виде волн. Мы улавливаем эти колебания и воспринимаем их как звук . Если же попытаться графически изобразить звуковую волну, мы получим, как это ни удивительно, волну .

Синусоидальная звуковая волна

Выше изображена синусоидальная звуковая волна, звучание которой можно услышать из аналоговых синтезаторов или из телефонной трубки стационарного телефона, если вы им ещё пользуетесь. Кстати, в телефоне звучит , говоря техническим, а не музыкальным языком.

Звук обладает тремя важными характеристиками, а именно: громкость, высота и тембр - это субъективные ощущения, но они имеют своё отражение в физическом мире в виде физических свойств звуковой волны.

Амплитуда

То что воспринимается нами как громкость - это сила колебаний или уровень звукового давления , который измеряется в (дБ).

Графически изображается волнами разной высоты:

Чем выше амплитуда (высота волны на графике), тем громче воспринимается звук, и наоборот, чем меньше амплитуда, тем тише звук. Конечно, на восприятие громкости влияет ещё и частота звука, но это особенности нашего восприятия.

Примеры различной громкости, в децибелах:

Частота

Когда мы говорим, что звук «выше» или «ниже», то понимаем о чём речь, но графически это отображается не высотой, а расстоянием и частотой:

Высота ноты (звука) — частота звуковой волны

чем меньше расстояние между звуковыми волнами, тем выше частота звука или, просто, выше звук.

Думаю, все знают, что человеческое ухо способно воспринимать звуки частотой приблизительно от 20 Гц до 20 кГц (в исключительных случаях - от 16 Гц до 22 кГц), а музыкальные звуки находятся в интервале от 16,352 Гц («до» субконтроктавы) до 7,902 кГц («си» пятой октавы).

Тембр

И последняя важная нам характеристика - тембр звука. Говоря словами, это то, как «окрашен» звук, а графически выглядит как различная комплексность, сложность звуковой волны. Вот, например, графическое отображение звуковых волн скрипки и рояля:

Тембр звука — комплексность (сложность) звуковой волны

Посложнее синусоиды, не правда ли?

Существует несколько способов записи звука: нотная запись, аналоговая запись и цифровая запись.

Нотная запись - это просто данные о частоте, длительности и громкости звуков, которые необходимо воспроизвести на каком-либо инструменте. В компьютерном мире есть аналог - MIDI данные. Но рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данной статьи, разберём его подробно в другой раз.

Аналоговая запись - по сути своей запись физических колебаний как они есть на какой-либо носитель: виниловую пластинку или магнитную ленту. Тут сразу должно начаться обильное слюноотделение у любителей тёплого лампового звука, но мы не из таких и , что аналоговые приборы имеют сильную погрешность и принципиальные ограничения, это вносит искажения и ухудшает качество записи, а физические носители со временем изнашиваются, что ещё сильней снижает качество фонограммы, поэтому аналоговая запись сейчас ушла в прошлое.

Цифровая запись звука - технология, которая дала возможность любому попробовать себя звукоинженером или продюсером. Так как же она работает? Ведь компьютер может записывать только числа, а если быть точным, только нули и единицы, в которых кодируются другие цифры, буквы, изображения. Как в цифрах записать такие сложные данные как звук?

Решение довольно простое - нарезать звуковую волну маленькими кусочками, то есть преобразовать непрерывную функцию (звуковую волну) в дискретную. Этот процесс называется дискретизацией , не от слова «кретин», а от слова «дискретность» (лат. discretus - разделённый, прерывистый). Каждый такой маленький кусочек звуковой волны уже очень легко описать цифрами (уровень сигнала в определенный момент времени), что при цифровой записи и происходит. Этот процесс называется аналого-цифровым преобразованием (analog to digital conversion), а преобразующее устройство (микросхема), соответственно, - аналого-цифровым преобразователем (analog to digital convertor) или АЦП (ADC).

Вот пример отрывка звуковой волны длиной почти в пять миллисекунд райд-тарелки (ride cymbal):

Видите, она вся состоит из зубчиков? Это и есть дискретные маленькие кусочки, на которые нарезана звуковая волна, но при желании через эти зубчики-столбики можно провести непрерывную кривую линию, которая и будет изначальной звуковой волной. При воспроизведении так и происходит в устройстве (тоже микросхеме) под названием цифро-аналоговый преобразователь (digital to analog convertor) или ЦАП (DAC). АЦП и ЦАП являются основными деталями аудио-интерфейса и от их качества зависит его качество и возможности.

Частота дискретизации и битность

Я, наверное, уже утомил даже самых стойких читателей, но не отчаивайтесь, это часть статьи, ради которой она и затевалась.

У процесса преобразования аналогового сигнала в цифровой (и наоборот) есть два важных свойства - это частота дискретизации (она же частота семплирования или sample rate) и глубина дискретизации (битность).

Частота дискретизации - это частота, с которой звуковой сигнал режется на кусочки (семплы). Не повторите мою ошибку: с частотой звука частота дискретизации связана только через теорему Котельникова, которая говорит: для того, чтобы однозначно восстановить исходный сигнал, частота дискретизации должна более чем в два раза превышать наибольшую частоту в спектре сигнала. Таким образом используемая при записи CD и музыки частота дискретизации в 44,1 кГц покрывает
слышимый человеком диапазон частот.

Битность - это глубина дискретизации, измеряемая в битах, то есть это количество бит, используемое для записи амплитуды сигнала. При записи CD используется 16 бит, что достаточно для в 96 дБ, то есть мы сможем записать звук, у корого разница между самой тихой и самой громкой его частями составляет 96 дБ, что почти всегда достаточно для записи любой музыки. В студиях при записи обычно применяют 24-битную разрядность, что даёт динамический диапазон в 144 дБ, но поскольку 99% устройств, воспроизводящих звук (магнитофоны, плееры, звуковые карты, идущие в комлекте с компьютером) умеют обрабатывать только 16-разрядный звук, при рендеринге всё равно придётся потерять 48 дБ (144 минус 96) динамического диапазона, используя 16-битное разрешение.

Напоследок подсчитаем битрейт музыки на Audio CD:
16 бит x 44 100 семплов в секунду x 2 канала = 1 411 200 бит в секунду = 1 411,2 кбит/с.

Таким образом, одна секунда записи на Audio CD занимает 172 килобайта или 0,168 мегабайта.

Это всё, что я хотел рассказать про запись звука на компьютере.
Ну, или почти всё.

Последний раздел для хардкорных читатателей.

Dither

При рендеринге проектов в звуковых редакторах при выборе формата 44 100 kHz 16 bit иногда появляется галочка Dither. Что это такое?
Это подмешивание псевдослучайного сигнала. Едва ли вам стало легче от такой формулировки, но я сейчас объясню.

При аналого-цифровом преобразовании происходит округление амплитуды. То есть при 16-битной глубине дискретизации нам доступно 2 16 = 65 536 возможных вариантов уровня амплитуды. Но если амплитуда у звука в одном из семплов оказалась равной 34 целых и 478 тысячных, то нам придётся её округлить до 34.

Для малых уровней амплитуды входного сигнала такое округление несёт негативные последствия в виде искажений, с чем и борется dither .

Вот теперь точно всё. Спасибо за чтение!

Не забудьте написать комментарий и нажать на красивые кнопочки социальных сетей в низу статьи.

способ записи речи, музыки, изображения, текстов и т. п. путём преобразования их в цифровой код, к-рый в виде последовательности дискретных сигналов (напр., электрич. импульсов) фиксируется на магн. ленте, магн. или оптич. дисках и др. носителях. Ц. з. и. применяется в вычислит. технике, системах звуко- и видеозаписи, цифровом телевидении и др.

• - кассеты с магнитной лентой, на которой данные записаны в ЦИФРОВОМ виде. Такие кассеты меньше и длиннее аналоговых...

  Научно-технический энциклопедический словарь

• - используемый при передаче финансовых документов в компьютерной системе "клиент-банк" зашифрованный идентификатор лица, передающего информацию...

  Большой экономический словарь

• - ...

  Энциклопедический словарь экономики и права

• - цифрова́я ка́рта цифровая модель топографической, тематической или специальной карты, представленная в виде числовых значений плановых координат x и y, аппликат z и закодированных свойств...

  Географическая энциклопедия

• - смешанная нотация, в которой для представления понятий используют в качестве основных символов буквы и цифры.По-английски: Alphanumeric notationСм. также: Нотация  ...

  Финансовый словарь

• - используемый при передаче финансовых документов в компьютерной системе "клиент- банк" зашифрованный идентификатор лица, передающего информацию...

  Большой бухгалтерский словарь

• - "...Цифровая карта; ЦК: цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба..." Источник: " ГОСТ 28441-99. Картография цифровая...

  Официальная терминология

• - "...Цифровая картографическая информация; ЦКИ: картографическая информация, представленная в цифровой форме..." Источник: " ГОСТ 28441-99. Картография цифровая...

  Официальная терминология

• - "...Цифровая модель: логико-математическое представление в цифровой форме объектов картографирования и отношений между ними..." Источник: " ГОСТ 28441-99. Картография цифровая...

  Официальная терминология

• - "...Цифровая картографическая продукция: продукция, получаемая с использованием цифровой картографической информации..." Источник: " ГОСТ 28441-99. Картография цифровая...

  Официальная терминология

• - "...Цифровая картография: раздел картографии, охватывающий теорию и практику создания и использования цифровой картографической продукции..." Источник: " ГОСТ 28441-99. ...

  Официальная терминология

• - "... - иерархические серии стандартизованных цифровых скоростей передачи, не происходящих от одного генератора и поддерживаемых в установленных пределах.....

  Официальная терминология

• - "... - иерархическая совокупность цифровых транспортных структур, стандартизованных для транспортирования по физическим сетям передачи соответствующим образом адаптированной нагрузки.....

  Официальная терминология

• - процессы, посредством которых информация вносится и сохраняется в некотором физическом теле с целью её последующего получения...
• - управления, автоматическая система управления, в которой осуществляется квантование сигналов по уровню и по времени...

  Большая Советская энциклопедия

• - способ записи информации, при котором регистрируемые на носителе сигналы преобразуются в последовательность кодовых комбинаций импульсов. Обеспечивает высокое качество воспроизводимых сигналов...

  Большой энциклопедический словарь

"ЦИФРОВАЯ ЗАПИСЬ ИНФОРМАЦИИ" в книгах

Цифровая головоломка