Minimālā un maksimālā skaņas kvalitāte. Parametri, kas ietekmē digitālā audio ieraksta kvalitāti

Skaļuma, kā arī skaņas augstuma atkarība no skaņas viļņa intensitātes un frekvences

Hertz(norāda ar Hz vai Hz) - periodisko procesu (piemēram, svārstību) frekvences mērvienība.
1 Hz nozīmē vienu šāda procesa izpildi vienā sekundē: 1 Hz = 1/s.

Ja mums ir 10 Hz, tad tas nozīmē, ka mums ir desmit šāda procesa izpildes vienā sekundē.

Cilvēka auss spēj uztvert skaņu ar frekvenci, kas svārstās no 20 vibrācijām sekundē (20 Hz, zema skaņa) līdz 20 000 vibrācijām sekundē (20 KHz, augsta skaņa).

Turklāt cilvēks var uztvert skaņu plašā intensitātes diapazonā, kurā maksimālā intensitāte ir 1014 reizes lielāka par minimālo (simts tūkstoši miljardu reižu).

Lai izmērītu skaņas skaļumu, tika izgudrota un izmantota īpaša vienība. decibels" (dB)

Skaņas skaļuma samazināšanās vai palielināšana par 10 dB atbilst skaņas intensitātes samazinājumam vai palielināšanai 10 reizes.

Skaņas skaļums decibelos

Lai datorsistēmas varētu apstrādāt audio, nepārtrauktais audio signāls ir jāpārvērš digitālā, diskrētā formā, izmantojot laika iztveršanu.

Lai to izdarītu, nepārtraukts skaņas vilnis tiek sadalīts atsevišķās mazās pagaidu sadaļās, un katrai šādai sadaļai tiek iestatīta noteikta skaņas intensitātes vērtība.

Tādējādi nepārtrauktā skaņas skaļuma atkarība no laika A(t) tiek aizstāta ar diskrētu skaļuma līmeņu secību. Diagrammā tas izskatās kā gludas līknes aizstāšana ar “soļu” secību.

Audio laika paraugu ņemšana

Skaņas kartei pievienotais mikrofons tiek izmantots, lai ierakstītu analogo audio un pārveidotu to digitālā formā.

Jo blīvākas ir diskrētās svītras grafikā, jo labākas kvalitātes jūs galu galā varēsit atjaunot sākotnējo skaņu.

Iegūtās digitālās skaņas kvalitāte ir atkarīga no skaņas skaļuma līmeņa mērījumu skaita laika vienībā, t.i., diskretizācijas frekvences.

Audio iztveršanas ātrums ir skaņas skaļuma mērījumu skaits vienā sekundē.

Jo vairāk mērījumu tiek veikts vienā sekundē (jo augstāka iztveršanas frekvence), jo precīzāk digitālā audio signāla “kāpnes” seko analogā signāla līknei.

Katram diagrammas “solim” ir piešķirta noteikta skaņas skaļuma līmeņa vērtība. Skaņas skaļuma līmeņus var uzskatīt par iespējamo stāvokļu kopumu N(gradācijas), kuru kodēšanai ir nepieciešams noteikts informācijas apjoms es, ko sauc par audio kodēšanas dziļumu.

Audio kodēšanas dziļums ir informācijas apjoms, kas nepieciešams, lai kodētu atsevišķus digitālā audio skaļuma līmeņus.

Ja ir zināms kodēšanas dziļums, tad digitālo skaņas skaļuma līmeņu skaitu var aprēķināt, izmantojot vispārīgo formulu N=2I.

Piemēram, ļaujiet audio kodēšanas dziļumam būt 16 bitiem, un tādā gadījumā audio skaļuma līmeņu skaits ir vienāds ar:

N = 2 I = 2 16 = 65 536.

Kodēšanas procesā katram skaņas skaļuma līmenim tiek piešķirts savs 16 bitu binārais kods, kas atbilst kodam 000000000000000, bet augstākajam - 1111111111111111.

Digitalizēta skaņas kvalitāte

Tātad, jo augstāka ir iztveršanas frekvence un audio kodēšanas dziļums, jo kvalitatīvāk skanēs digitalizētais audio un jo labāk varat tuvināt digitalizēto audio oriģinālajai skaņai.

Augstākās kvalitātes digitalizētais audio, kas atbilst audio CD kvalitātei, tiek sasniegts ar 48 000 reižu sekundē, diskretizācijas dziļumu 16 biti un divu audio celiņu ierakstīšanu (stereo režīms).

Tas ir jāatceras jo augstāka ir digitālās skaņas kvalitāte, jo lielāks ir skaņas faila informācijas apjoms.

Varat viegli novērtēt digitālā stereo audio faila informācijas apjomu ar skaņas ilgumu 1 sekunde ar vidējo skaņas kvalitāti (16 biti, 24 000 mērījumu sekundē). Lai to izdarītu, kodēšanas dziļums jāreizina ar mērījumu skaitu sekundē un jāreizina ar 2 kanāliem (stereo skaņa):

16 biti × 24 000 × 2 = 768 000 biti = 96 000 baiti = 93,75 KB.

Skaņu redaktori

Skaņu redaktori ļauj ne tikai ierakstīt un atskaņot skaņu, bet arī to rediģēt. Visredzamākos var droši saukt, piemēram Sony Sound Forge, Adobe Audition, GoldWave un citi.

Digitalizētā skaņa tiek parādīta skaņu redaktoros skaidrā vizuālā formā, tāpēc audio celiņa daļu kopēšanas, pārvietošanas un dzēšanas darbības var viegli veikt, izmantojot datora peli.

Turklāt jūs varat pārklāt un pārklāt audio ierakstus vienu virs otra (jaukt skaņas) un izmantot dažādus akustiskus efektus (atbalss, atskaņošana apgrieztā režīmā utt.).

Saglabājot skaņu saspiestos formātos, tiek atmestas zemas intensitātes skaņas frekvences, kas cilvēka uztverei ir nedzirdamas un nemanāmas (“pārmērīgas”), kas laikā sakrīt ar augstas intensitātes skaņas frekvencēm. Šī formāta izmantošana ļauj saspiest skaņas failus desmitiem reižu, bet noved pie neatgriezeniskiem informācijas zudumiem (failus nevar atjaunot sākotnējā, sākotnējā formā).

Mērķis. Izprast skaņas informācijas konvertēšanas procesu, apgūt jēdzienus, kas nepieciešami skaņas informācijas apjoma aprēķināšanai. Iemācīties risināt problēmas par tēmu.

Mērķis-motivācija. Gatavošanās vienotajam valsts eksāmenam.

Nodarbības plāns

1. Apskatīt prezentāciju par tēmu ar skolotāja komentāriem. 1. pielikums

Prezentācijas materiāls: Audio informācijas kodēšana.

Kopš 90. gadu sākuma personālie datori spēj strādāt ar audio informāciju. Katrs dators, kuram ir skaņas karte, mikrofons un skaļruņi, var ierakstīt, saglabāt un atskaņot audio informāciju.

Skaņas viļņu pārvēršanas process binārā kodā datora atmiņā:

Datora atmiņā saglabātās audio informācijas reproducēšanas process:

Skaņa ir skaņas vilnis ar nepārtraukti mainīgu amplitūdu un frekvenci. Jo lielāka amplitūda, jo skaļāka tā ir signāla frekvence, jo augstāks tonis. Datoru programmatūra tagad ļauj nepārtrauktu audio signālu pārveidot elektrisko impulsu secībā, ko var attēlot binārā formā. Nepārtraukta audio signāla kodēšanas procesā tas ir laika paraugu ņemšana . Nepārtraukts skaņas vilnis tiek sadalīts atsevišķās mazās pagaidu daļās, un katrai šādai sekcijai tiek iestatīta noteikta amplitūdas vērtība.

Tādējādi nepārtraukta signāla amplitūdas atkarība no laika A(t) tiek aizstāts ar diskrētu skaļuma līmeņu secību. Diagrammā tas izskatās kā gludas līknes aizstāšana ar “soļu” secību. Katram “solim” tiek piešķirta skaņas skaļuma līmeņa vērtība, tā kods (1, 2, 3 utt.).

tālāk). Attiecīgi skaņas skaļuma līmeņus var uzskatīt par iespējamo stāvokļu kopumu, jo vairāk skaļuma līmeņu tiek piešķirts kodēšanas procesā, jo vairāk informācijas nesīs katra līmeņa vērtība un jo labāka būs skaņa.

Audio adapteris ( skaņas karte) ir īpaša ar datoru savienota ierīce, kas paredzēta, lai audio frekvences elektriskās vibrācijas pārveidotu ciparu binārā kodā, ievadot skaņu, un apgrieztai pārveidei (no ciparu koda elektriskās vibrācijās), atskaņojot skaņu.

Skaņas ierakstīšanas procesā audio adapteris mēra elektriskās strāvas amplitūdu ar noteiktu periodu un ievada iegūtās vērtības bināro kodu reģistrā. Pēc tam iegūtais kods no reģistra tiek pārrakstīts datora operatīvajā atmiņā. Datora skaņas kvalitāti nosaka audio adaptera īpašības:

• Paraugu ņemšanas biežums
• Bitu dziļums (skaņas dziļums).

Laika izlases ātrums

Tas ir ievades signāla mērījumu skaits 1 sekundē. Frekvenci mēra hercos (Hz). Viens mērījums sekundē atbilst 1 Hz frekvencei. 1000 mērījumi 1 sekundē – 1 kilohercs (kHz). Tipiski audio adapteru izlases ātrumi:

11 kHz, 22 kHz, 44,1 kHz utt.

Reģistra platums (skaņas dziļums) ir bitu skaits audio adaptera reģistrā, kas norāda iespējamo skaņas līmeņu skaitu.

Bitu dziļums nosaka ieejas signāla mērījuma precizitāti. Jo lielāks ir bitu dziļums, jo mazāka ir kļūda katrai atsevišķai elektriskā signāla lieluma pārvēršanai skaitļā un otrādi. Ja bitu dziļums ir 8 (16), tad, mērot ieejas signālu, 2 8 = 256 (2 16 = 65536) var iegūt dažādas vērtības. Acīmredzot 16 bitu audio adapteris kodē un atveido skaņu precīzāk nekā 8 bitu adapteris. Mūsdienu skaņas kartes nodrošina 16 bitu audio kodēšanas dziļumu. Dažādu signāla līmeņu skaitu (stāvokļi konkrētam kodējumam) var aprēķināt, izmantojot formulu:

N = 2 I = 2 16 = 65536, kur I ir skaņas dziļums.

Tādējādi mūsdienu skaņas kartes var nodrošināt 65536 signāla līmeņu kodēšanu. Katrai audio signāla amplitūdas vērtībai tiek piešķirts 16 bitu kods. Bināri kodējot nepārtrauktu audio signālu, tas tiek aizstāts ar diskrētu signāla līmeņu secību. Kodēšanas kvalitāte ir atkarīga no signāla līmeņa mērījumu skaita laika vienībā, tas ir paraugu ņemšanas ātrums. Jo vairāk mērījumu tiek veikts 1 sekundē (jo augstāka paraugu ņemšanas frekvence, jo precīzāka ir binārā kodēšanas procedūra.

Skaņas fails - fails, kas saglabā audio informāciju ciparu binārā formā.

2. Atkārtojiet informācijas mērvienības

1 baits = 8 biti

1 KB = 2 10 baiti = 1024 baiti

1 MB = 2 10 KB = 1024 KB

1 GB = 2 10 MB = 1024 MB

1 TB = 2 10 GB = 1024 GB

1 PB = 2 10 TB = 1024 TB

3. Nostipriniet apgūto materiālu, skatoties prezentāciju vai mācību grāmatu

4. Problēmu risināšana

Mācību grāmata, risinājuma parādīšana prezentācijā.

1. uzdevums. Nosakiet informācijas skaļumu stereo audio failam ar skaņas ilgumu 1 sekunde ar augstu skaņas kvalitāti (16 biti, 48 kHz).

Uzdevums (patstāvīgi). Mācību grāmata, risinājuma parādīšana prezentācijā.
Nosakiet informācijas apjomu digitālam audio failam ar skaņas ilgumu 10 sekundes ar iztveršanas frekvenci 22,05 kHz un izšķirtspēju 8 biti.

5. Konsolidācija. Problēmu risināšana mājās, patstāvīgi nākamajā nodarbībā

Nosakiet atmiņas apjomu, lai saglabātu digitālo audio failu, kura atskaņošanas laiks ir divas minūtes ar iztveršanas frekvenci 44,1 kHz un izšķirtspēju 16 biti.

Lietotāja atmiņas ietilpība ir 2,6 MB. Nepieciešams ierakstīt digitālu audio failu ar skaņas ilgumu 1 minūte. Kādai jābūt paraugu ņemšanas frekvencei un bitu dziļumam?

Brīvās atmiņas apjoms diskā ir 5,25 MB, skaņas kartes bitu dziļums ir 16. Kāds ir digitālā audio faila skaņas ilgums, kas ierakstīts ar iztveršanas frekvenci 22,05 kHz?

Viena digitālā audio faila ierakstīšanas minūte aizņem 1,3 MB diska vietas, un skaņas kartes bitu ietilpība ir 8. Ar kādu iztveršanas ātrumu tiek ierakstīta skaņa?

Cik daudz atmiņas ir nepieciešams, lai saglabātu augstas kvalitātes digitālo audio failu ar atskaņošanas laiku 3 minūtes?

Digitālajā audio failā ir zemas kvalitātes audio ieraksts (skaņa ir tumša un klusināta). Kāds ir faila ilgums, ja tā izmērs ir 650 KB?

Divu minūšu ilga digitālā audio faila ierakstīšana aizņem 5,05 MB diska vietas. Iztveršanas frekvence - 22 050 Hz. Kāds ir audio adaptera bitu dziļums?

Brīvās atmiņas apjoms diskā ir 0,1 GB, skaņas kartes bitu dziļums ir 16. Kāds ir digitālā audio faila skaņas ilgums, kas ierakstīts ar iztveršanas frekvenci 44 100 Hz?

Atbildes

Nr.92. 124,8 sekundes.

Nr.93. 22,05 kHz.

Nr. 94. Augsta skaņas kvalitāte tiek panākta ar iztveršanas frekvenci 44,1 kHz un audio adaptera bitu dziļumu 16. Nepieciešamais atmiņas apjoms ir 15,1 MB.

Nr.95. Drūmai un klusinātai skaņai raksturīgi šādi parametri: diskretizācijas frekvence - 11 kHz, audio adaptera bitu dziļums - 8. Skaņas ilgums 60,5 s.

Nr.96. 16 biti.

Nr.97. 20,3 minūtes.

Literatūra

1. Mācību grāmata: Datorzinātne, problēmu grāmata-darbnīca, 1. sējums, rediģēja I.G. Semakins, E.K. Henner)

2. Pedagoģisko ideju festivāls “Atvērtā stunda” Skaņa. Audio informācijas binārā kodēšana. Suprjagina Jeļena Aleksandrovna, informātikas skolotāja.

3. N. Ugrinovičs. Datorzinātne un informācijas tehnoloģijas. 10-11 klases. Maskava. Binomiāls. Zināšanu laboratorija 2003.g.

Galvenie parametri, kas ietekmē digitālā audio ieraksta kvalitāti, ir:

§ ADC un DAC bitu ietilpība.

§ ADC un DAC paraugu ņemšanas ātrums.

§ nervozitāte ADC un DAC

§ Pārmērīga atlase

Svarīgi ir arī digitālo skaņas ierakstīšanas un skaņas reproducēšanas ierīču analogā ceļa parametri:

§ Signāla un trokšņa attiecība

§ Harmonisko kropļojumu koeficients

§ Intermodulācijas kropļojums

§ Nevienmērīgas amplitūdas-frekvences raksturlielumi

§ Kanālu savstarpēja iespiešanās

§ Dinamiskais diapazons

Digitālā audio ierakstīšanas tehnoloģija

Digitālā skaņu ierakstīšana šobrīd notiek ierakstu studijās, ko kontrolē personālais dators un cita dārga un kvalitatīva tehnika. Arī “mājas studijas” koncepcija ir diezgan plaši attīstīta, kurā tiek izmantota profesionāla un pusprofesionāla ierakstu tehnika, kas ļauj izveidot kvalitatīvus ierakstus mājas apstākļos.

Skaņas kartes tiek izmantotas kā daļa no datoriem, kas veic apstrādi savos ADC un DAC - visbiežāk 24 bitos un 96 kHz, vēl vairāk palielinot bitu pārraides ātrumu un diskretizācijas frekvenci, praktiski nepaaugstina ieraksta kvalitāti.

Ir vesela datorprogrammu klase - skaņas redaktori, kas ļauj strādāt ar skaņu:

§ ierakstīt ienākošo audio straumi

§ radīt (ģenerēt) skaņu

§ mainīt esošo ierakstu (pievienot paraugus, mainīt tembru, skaņas ātrumu, izgriezt daļas utt.)

§ pārrakstīt no viena formāta uz citu

§ konvertēt dažādus audio kodekus

Dažas vienkāršas programmas ļauj konvertēt tikai formātus un kodekus.

Digitālo audio formātu veidi

Ir dažādi skaņas formāta jēdzieni.

Audio datu attēlošanas formāts digitālā formā ir atkarīgs no kvantēšanas metodes, ko izmanto digitālais-analogais pārveidotājs (DAC). Audio inženierijā pašlaik visizplatītākie ir divu veidu kvantēšanas veidi:

§ impulsa koda modulācija

§ sigma-delta modulācija

Bieži vien dažādām audio ierakstīšanas un atskaņošanas ierīcēm kvantēšanas bitu dziļums un iztveršanas frekvence tiek norādīta kā digitālā audio prezentācijas formāts (24 biti/192 kHz; 16 biti/48 kHz).

Faila formāts nosaka audio datu struktūru un prezentācijas funkcijas, kad tie tiek glabāti datora atmiņas ierīcē. Lai novērstu audio datu dublēšanu, audio datu saspiešanai tiek izmantoti audio kodeki. Ir trīs skaņas failu formātu grupas:

§ Nesaspiesti audio formāti, piemēram, WAV, AIFF

§ audio formāti ar bezzudumu saspiešanu (APE, FLAC)

§ audio formāti, kas izmanto kompresiju ar zudumiem (mp3, ogg)

Moduļu mūzikas failu formāti izceļas. Radīti sintētiski vai no iepriekš ierakstītu dzīvo instrumentu paraugiem, tie galvenokārt kalpo mūsdienu elektroniskās mūzikas (MOD) radīšanai. Tas ietver arī MIDI formātu, kas nav skaņas ieraksts, bet tajā pašā laikā, izmantojot sekvenceri, ļauj ierakstīt un atskaņot mūziku, izmantojot noteiktu komandu kopu teksta formā.

Digitālie audio mediju formāti tiek izmantoti gan skaņu ierakstu masveida izplatīšanai (CD, SACD), gan profesionālajā skaņu ierakstā (DAT, minidisks).

Telpiskās skaņas sistēmām iespējams atšķirt arī audio formātus, kas galvenokārt ir daudzkanālu audio pavadījumi filmām. Šādām sistēmām ir veselas formātu saimes no diviem lieliem konkurējošiem uzņēmumiem, Digital Theater Systems Inc. - DTS un Dolby Laboratories Inc. - Dolby Digital.

Formātu sauc arī par kanālu skaitu daudzkanālu skaņas sistēmās (5.1; 7.1). Sākotnēji šāda sistēma tika izstrādāta kinoteātriem, bet vēlāk tika paplašināta ar Programmatūras kodeku

Audio kodeks programmas līmenī

§ G.723.1 - viens no pamata kodekiem IP telefonijas lietojumprogrammām

§ G.729 ir patentēts šaurjoslas kodeks, ko izmanto digitālai runas attēlošanai

§ Interneta zema bitu ātruma kodeks (iLBC) - populārs bezmaksas IP telefonijas kodeks (jo īpaši Skype un Google Talk)

Audio kodeks(angļu valodā) Audio kodeks; audio kodētājs/dekodētājs) ir datorprogramma vai aparatūra, kas paredzēta audio datu kodēšanai vai atkodēšanai.

Programmatūras kodeks

Audio kodeks programmas līmenī ir specializēta datorprogramma, kodeks, kas saspiež (saspiež) vai dekompresē (dekompresē) digitālos audio datus atbilstoši faila audio formātam vai straumēšanas audio formātam. Audio kodeka kā kompresora uzdevums ir nodrošināt audio signālu ar noteiktu kvalitāti/precizitāti un mazāko iespējamo izmēru. Saspiešana samazina vietas daudzumu, kas nepieciešams audio datu glabāšanai, kā arī var samazināt tā kanāla joslas platumu, pa kuru tiek pārraidīti audio dati. Lielākā daļa audio kodeku tiek ieviesti kā programmatūras bibliotēkas, kas mijiedarbojas ar vienu vai vairākiem audio atskaņotājiem, piemēram, QuickTime Player, XMMS, Winamp, VLC multivides atskaņotāju, MPlayer vai Windows Media Player.

Populāri programmatūras audio kodeki pēc lietojumprogrammas:

§ MPEG-1 Layer III (MP3) - patentēts audio kodeks (mūzika, audiogrāmatas utt.) datortehnikai un digitālajiem atskaņotājiem

§ Ogg Vorbis (OGG) - otrs populārākais formāts, ko plaši izmanto datorspēlēs un failu apmaiņas tīklos mūzikas pārraidīšanai

§ GSM-FR – pirmais digitālās runas kodēšanas standarts, ko izmanto GSM tālruņos

§ Adaptīvā vairāku ātrumu (AMR) - cilvēka balss ierakstīšana mobilajos tālruņos un citās mobilajās ierīcēs

Mans vectēvs klausījās gramofonu. Mans tēvs savu jaunību pavadīja, klausoties mūziku, kas skan no lentes magnetofona skaļruņa. Mana jaunība piedzīvoja kasešu magnetofonu uzplaukumu un kritumu. Mans dēls aug digitālās skaņas laikmetā. Lai sekotu laikam un nodrošinātu dēlam labu “skaņu”, nolēmu izdomāt, kas nosaka digitālā audio signāla atskaņošanas kvalitāti.

Es runāju ar saviem mūzikas mīļotājiem draugiem. Veica informācijas meklēšanu internetā. Rezultātā es nonācu pie secinājuma, ka augstas kvalitātes skaņu digitālajā laikmetā var sasniegt, ja pareizi izvēlaties 7 galvenos mūsdienu mūzikas centru elementus:

• mūzikas ierakstīšanas formāts;
• skaņuplašu atskaņotājs;
• ciparu-analoga pārveidotājs;
• pastiprinātājs;
• akustika;
• kabeļi;
• uzturs.

Tālāk dalīšos ar saviem novērojumiem un secinājumiem par augstas kvalitātes skaņas iegūšanu no ierakstiem digitālā formātā.

Liriska atkāpe, ekspertiem tas nav jālasa.

Es īsumā paskaidrošu, no kurienes nāk digitālā skaņa. Skaņas ierakstīšanas procesā mikrofons pārvērš mehāniskās vibrācijas (pašu skaņu) analogā elektriskā signālā. Vispārīgākajā gadījumā analogais signāls ir līdzīgs sinusoidālajam vilnim, ko mēs visi pazīstam no vidusskolas. Analogās skaņas laikmetā šis signāls tika ierakstīts dažādos medijos un pēc tam reproducēts.

Attīstoties mikroprocesoru tehnoloģijai, radās iespēja ierakstīt un uzglabāt audio informāciju digitālos formātos. Šie formāti tiek iegūti, izmantojot analogo-digitālo konvertēšanas (ADC) procesu.

ADC laikā analogais signāls (mūsu sinusoidālais vilnis no vidusskolas) tiek pārveidots par diskrētu signālu (citiem vārdiem sakot, tas tiek sagriezts daļās). Nākamajā posmā diskrētais signāls tiek kvantēts, t.i. katrs iegūtais sinusoīda segments ir saistīts ar digitālo vērtību. Trešajā posmā kvantizētais signāls tiek digitalizēts, t.i. kodē kā secību 0 un 1. Saistībā ar digitālo audio ierakstu informācija par skaņas amplitūdu un frekvenci tiek digitalizēta.

Digitālie audio formāti tiek izmantoti, lai ierakstītu un saglabātu digitālo audio informāciju. Audio formāts ir prasību kopums audio datu attēlošanai ciparu formātā.

Apspriežot skaņas kvalitāti, digitālie formāti tiek iedalīti 3 kategorijās:

• Formāti bez papildu saspiešanas (CDDA, DSD, WAV, AIFF utt.);
• Formāti, kas saspiesti, nezaudējot kvalitāti (FLAC, WavPack, ADX utt.);
• Formāti, kas izmanto zudumu saspiešanu (MP3, AAC, RealAudio utt.).

Augstas kvalitātes skaņa tiek iegūta, atskaņojot mūziku, kas saglabāta formātos no pirmās un otrās kategorijas. Trešās kategorijas formātos, lai samazinātu datu apjomu, daļa informācijas tiek apzināti izslēgta. Piemēram, informācija par slēptajām frekvencēm.

Slēptās frekvences ir tās, kas atrodas ārpus vidusmēra cilvēka uztveres diapazona: 20 Hz - 22 kHz. Audiofiliem šis diapazons individuālo psihofizioloģisko īpašību dēļ ir plašāks.

Lai pabeigtu mājas audio bibliotēku, atlasiet ierakstus, kas saglabāti failos ar paplašinājumiem:

• *.wav, *.dff, *.dsf, *.aif, *.aiff – tie ir nesaspiesti audio faili;
• *.mp4, *.flac, *.ape, *.wma ir visizplatītākie faili ar bezzudumu saspiestu audio.

No vēstures. Viņi saka, ka pirmos skaņas saglabāšanas eksperimentus veica senie grieķi. Viņi mēģināja saglabāt skaņu amforās. Tas izskatījās apmēram šādi: amforā tika ierunāti vārdi, un tā tika ātri aizzīmogota. Diemžēl līdz mūsdienām nav saglabājies neviens šāds ieraksts.

Izvēloties atskaņotāju, jāsāk ar izpratni par to, kādā formā tiks veidota jūsu mājas audio bibliotēka. Varat iegādāties kompaktdiskus vecmodīgā veidā vai pārslēgties uz iecienītākās mūzikas iegādi tiešsaistē. Pēdējam variantam ir divas būtiskas priekšrocības. Tas ir kompakts un videi draudzīgs:

• Jautājums par vietu dzīvoklī kompaktdisku glabāšanai nerodas.
• Nav nepieciešams izmest bojātos diskus miskastē.

Vai esat izlēmuši, kā iegādāties mūziku? Lieliski! Ja pērkat kompaktdiskus, nepieciešams CD atskaņotājs. Ja vēlaties iepirkties tiešsaistē, meklējiet atskaņotāju cietajā diskā vai zibatmiņā. Neizšķirts? Lieliski! Meklējiet universālu atskaņotāju. Tajā varat klausīties gan diskus, gan tiešsaistē iegādātos failus.

Protams, jūs varat pārvērst to par atskaņotāju un personālo datoru. Bet šī opcija ir ērta, ja dators ir patiesi personisks. Izredzes sacensties par vietu pie klaviatūras un iespējamie konflikti būtiski mazinās prieku klausīties mūziku labā kvalitātē.

Izvēloties atskaņotāju, pievērsiet īpašu uzmanību pieejamajiem savienotājiem. Jo vairāk savienotāju opciju, jo vieglāk būs izvēlēties citus mūzikas centra elementus.

Atskaņotājs ir nolasījis digitālo secību no kompaktdiska vai faila. Tagad ir pienācis matemātiskākais digitālā audio reproducēšanas brīdis. Digitālais signāls tiek pārveidots par analogo. Šī matemātika notiek DAC jeb digitālā-analogā pārveidotājā.

DAC var iebūvēt atskaņotājā vai realizēt kā atsevišķu vienību. Ja vēlaties iegūt augstas kvalitātes skaņu, jums jāizvēlas otrā iespēja. Iebūvētais pārveidotājs parasti ir zemākas kvalitātes nekā atsevišķs pārveidotājs. Ārējam DAC ir savs barošanas avots, iebūvētais tiek barots no kopīga avota ar atskaņotāju. Izmantojot ārējo DAC, tā darbību gandrīz neietekmē atskaņotāja un pastiprinātāja radītie traucējumi.

Ārējais DAC saskaņā ar shēmas dizaina risinājumiem tiek realizēts 4 galvenajās versijās:

• Impulsu platuma modulators;
• Resampling shēma;
• Svēršanas veids;
• Kāpņu tips vai R-2R ķēdes ķēde.

Ar tik daudzām izvēles iespējām augstas kvalitātes skaņas iegūšanai R-2R opcijai, šķiet, nav alternatīvas. Pateicoties īpašai shēmai, kas ieviesta, izmantojot precīzas pretestības, kāpnes DAC var sasniegt ļoti augstu konversijas precizitāti.

Izvēloties ārējo digitālo-analogo pārveidotāju, jums jāpievērš uzmanība diviem galvenajiem parametriem:

• Bitu dziļums. Ir labi, ja izvēlētajam modelim ir 24 biti.
• Maksimālais paraugu ņemšanas ātrums. Ļoti laba vērtība 96 kHz, izcila 192 kHz.

Lai iegūtu augstas kvalitātes skaņu, kopā ar skaļruņu sistēmu ir jāiegādājas pastiprinātājs. Būtībā šie divi audio centra elementi darbojas kā viens.

Nedaudz teorijas. Pastiprinātājs ir ierīce, kas paredzēta analogo audio signālu jaudas palielināšanai. Tas ļauj saskaņot no DAC saņemto signālu ar akustikas iespējām. Atkarībā no jaudas elementu veida jaudas pastiprinātājus iedala cauruļu un tranzistoru. Katrā grupā ir ierīces ar atgriezenisko saiti un bez atsauksmēm. Atgriezeniskās saites ieviešanas mērķis ir labot traucējumus, ko pastiprinātājs pats ievieš pastiprinātajā signālā. Taču, iegūstot skaņu bez kropļojumiem, jāsamierinās ar skaņas dinamiskā diapazona daļas zudumu.

No akustikas-pastiprinātāja tandēma izvēles viedokļa ir svarīgi to klasificēt pēc jaudas elementa raksturlielumu veida. Ir pastiprinātāji ar triodes un pentodes raksturlielumiem. Pentode pastiprinātāji ir cauruļu un tranzistoru versijās. Tie ir piemēroti grāmatu plauktiem vai vienkāršām uz grīdas stāvošām skaļruņu sistēmām. Jutīgai grīdas akustikai ar diapazonu 90 dB vai vairāk ir labāk izvēlēties pastiprinātājus ar triodes raksturlielumu.

Pat pirms iegādes jācenšas panākt ideālu līdzsvaru starp pastiprinātāja iespējām un akustiku. Vislabāk ir lūgt konsultantiem tieši veikalā pārbaudīt izvēlēto skaļruņu sistēmu kopā ar dažādiem pastiprinātājiem. Jums jāizvēlas komplekts, kas vislabāk atbilst jūsu ausij.

Kas ir laba skaļruņu sistēma, tas ir mulsinošākais jautājums. Akustikas izvēle ir atkarīga no cilvēka dzirdes individuālajām īpašībām, telpas parametriem, kurā sistēma tiks novietota, un finansiālajām iespējām. Šajā trīs mainīgo sistēmā vidusceļu atrast ir ļoti grūti. Tāpēc mēs apsvērsim trīs galvenās problēmas risināšanas iespējas.

Risinājums viens. Budžets. Jūs varat aprīkot savu mājas audio centru ar grāmatu plauktu skaļruņu sistēmām. Šīs mazās sistēmas var novietot grāmatu plauktā. Tie ir ērti mazai telpai. Mazā izmēra dēļ tas ir arī lēts risinājums. Būtisks šī risinājuma trūkums ir tāds, ka “plaukta” akustika neradīs normālu basu skaņu.

Otrais risinājums. Grezns. Ja telpas izmēri un finansiālās iespējas atļauj, tad var iegādāties grīdas akustiku. Šī sistēma tās izmēra dēļ var saturēt liela diametra zemfrekvences skaļruni. Tas nozīmē, ka ir iespēja baudīt labu basu.

Trešais risinājums. "Zelta" kompromiss. Šis risinājums ir piemērots lielām un mazām telpām un ir pieņemams. Tas sastāv no zemfrekvences skaļruņa un satelītu iegādes. Zemfrekvences skaļrunis ir atbildīgs par augstas kvalitātes basu reproducēšanu. Stelīti atveido augstas frekvences.

Izvēloties akustiku, nevajadzētu ievērot nekādus ieteikumus. Jums jāpaļaujas tikai uz savu dzirdi. Tāpat jābūt gatavam tam, ka akustikas skaņa veikalā un dzīvoklī būs atšķirīga.

Savienojošo vadītāju izvēle ir problēma, kas neizbēgami būs jāatrisina, lai iegūtu augstas kvalitātes skaņu. Ir rakstīti daudzi raksti par kabeļu ietekmi uz skaņu. Vienīgais, uz ko autori panāca vienotību, bija prasība pēc kabeļa garuma. Jo īsāks, jo labāk – tas ir zelta likums, izvēloties savienojošos kabeļus.

Nedaudz teorijas. Kabeļi ir sadalīti starpsavienojuma un akustiskajos kabeļos. Interblokus izmanto, lai savienotu audio centra blokus, piemēram, atskaņotāju un DAC. Skaļruņu kabeļi savieno skaļruņu sistēmu ar jaudas pastiprinātāju.

Atkarībā no vadītāja materiāla veida kabeļi ir sadalīti OFC, OCC un kompozītmateriālu veidā. OFC ir bezskābekli vara kabeļi, kas ražoti ar vilkšanas metodi. OCC ir kabeļi, kas izgatavoti no monokristāliskā vara, kas iegūta tieši no kausējuma. Kompozītkabeļi ir kabeļi, kuros vadītājs sastāv no vairākiem materiāliem.

Ja plānojat izveidot perfektu audio centru no dažādu ražotāju ierīcēm, mēģiniet izmantot pēc iespējas īsākus savienojuma kabeļus. Un esiet gatavs eksperimentēt, lai sasniegtu perfektu skaņas kvalitāti.

Visbeidzot, mūsu mājas komplekss augstas kvalitātes mūzikas atskaņošanai digitālā formātā ir samontēts. Tagad palicis tikai sīkums. Labam aprīkojumam ir nepieciešams augstas kvalitātes barošanas avots. Ja visdārgākie “zīmola” pastiprinātāji, DAC un atskaņotāji tiek darbināti no kopēja tīkla, tad par kvalitatīvu skaņu nevar būt ne runas. Spriegums, kas ir piesārņots ar traucējumiem, nogalinās visus centienus izvēlēties un iegādāties augstas kvalitātes audio centra vienības.

Katrai iekārtai elektroenerģijas padevi organizējiet ar atsevišķu kabeli. Kabeļi ir jāpievieno tieši sadales panelim pie ieejas mājā. Savienojuma ligzdām jānodrošina augsta spraudņa fiksācijas pakāpe. Ir saprātīgi izmantot pārsprieguma aizsargu, tas padarīs strāvas padevi un līdz ar to arī skaņu tīrāku.

Ir trīs galvenie audio figūru veidi:

• formāts - bez saspiešanas;
• formāts (lossy) - zudumu saspiešana;
• formāts (bez zudumiem) - bezzudumu saspiešana.

Lossy - lossy kompresija: tehnoloģija, kurā kodētais fails ir ievērojami samazināts salīdzinājumā ar oriģinālu, jo tiek noņemta informācija, kas nav uztverama cilvēka ausij.

Šīs tehnoloģijas trūkums ir fakts, ka saspiestais fails nekad nebūs identisks oriģinālam.

Visbiežāk sastopamo zudumu formātu saraksts:

• AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) — uzlabota audio kodēšana (bieži vien MPEG-4 konteinerā)
• MP2 (MPEG Layer 2)
• MP3 (MPEG Layer 3)
• MPC (pazīstams kā Musepack, agrāk pazīstams kā MPEGplus vai MP+)
• Ogs Vorbis
• WMA (Windows Media Audio)

Formāts	Kvantēšana, mazliet	Iztveršanas frekvence, kHz	Datu plūsmas apjoms no diska, kbit/s	Kompresijas/iepakošanas attiecība
DTS	20-24	48; 96	Pirms 1536	~3:1 ar zaudējumiem
MP3	peldošs	līdz 48	līdz 320	11:1 ar zaudējumiem
A.A.C.	peldošs	līdz 96	līdz 529	ar zaudējumiem
Ogs Vorbis	līdz 32	līdz 192	līdz 1000	ar zaudējumiem
WMA	līdz 24	līdz 96	līdz 768	2:1, pieejama bezzudumu versija

Bezzudumu — audio formāti ar bezzudumu saspiešanu, tostarp:

• FLAC (bezzudumu bezmaksas audio kodeks)
• APE (Monkey's Audio)
• WV (WavPack)

Šie formāti spēj pārveidot kompaktdisku digitālā formātā, vienlaikus saglabājot kvalitāti. Piemēram, varat paņemt kompaktdisku, pārvērst to WAV, pēc tam WAV formātā uz FLAC, tad atpakaļ no FLAC uz WAV, pēc tam ierakstīt to tukšā kompaktdiskā, un jums būs absolūti identiska jūsu avota kopija.

Kādā formātā mūzika skan vislabāk?

Vispopulārākais ir bezzudumu FLAC formāts, un viena no visbiežāk izmantotajām programmām kompaktdisku konvertēšanai FLAC formātā ir EAC (Exact Audio Copy).

No visiem digitālā audio parametriem vispirms jāpievērš uzmanība šādiem rādītājiem:

paraugu ņemšanas frekvence (analogā signāla digitalizācijas precizitāte laika gaitā),
bitu pārraides ātrums (failā esošās informācijas apjoms sekundē).

Izlases ātrums ir frekvence, kādā tiek apstrādāts digitālais audio. Visizplatītākais iztveršanas ātrums kvalitatīvos audio formātos ir 44,1 kHz

Ir vispāratzīts, ka augsts bitu pārraides ātrums garantē labāku kvalitāti – tā ir taisnība, taču tikai tad, ja avota fails ir kvalitatīvs. Augstas kvalitātes MP3 bitu pārraides ātrumam jābūt 320 kb/s, bet augstas kvalitātes FLAC formātam parasti ir 900 kb/s vai lielāks.

Kāds ir labākais mūzikas formāts kvalitātes ziņā?

Papildus pašiem audio formātiem augstas kvalitātes mūzikas skaņai ir nepieciešams arī kvalitatīvs atskaņošanas aprīkojums: skaļruņi, pastiprinātāji, austiņas. Citiem vārdiem sakot, izmantojot galddatoru skaļruņus un budžeta austiņas, jūs nevarēsit pilnībā izbaudīt augstas kvalitātes skaņu un pilnībā izmantot bezzudumu formātu potenciālu.

Neiedziļinoties tehniskās detaļās, mēs varam ieteikt šādus formātus:

Mājas klausīšanai iesaku, manuprāt, labākais formāts ir FLAC. Audio atskaņotājam labs risinājums būtu MP3 formāts ar bitu pārraides ātrumu vismaz 320 kbps. Personīgi visās ierīcēs izmantoju tikai FLAC formātu, microSD karšu ietilpība ļauj saglabāt pietiekamu datu apjomu atskaņotājā.

Runājot par augstas kvalitātes mūzikas atskaņošanas aprīkojumu, iesaku pievērst uzmanību šādiem zīmoliem:

Ja budžeta akustika jums neder un esat augstas kvalitātes skaņas (Hi-Fi vai Hi-End) tehnikas cienītājs, tad viss ir jūsu rokās un ierobežots tikai ar jūsu budžetu, ieteikumus nesniegšu.