Lietuvių

Atraskite skaitmeninio garso pasaulį – nuo pagrindinių koncepcijų iki pažangių technikų. Sužinokite apie garso formatus, kodavimą, redagavimą ir masteringą.

Skaitmeninio garso supratimas: išsamus vadovas

Skaitmeninis garsas – tai garso atvaizdavimas skaitmeniniu formatu. Tai yra pagrindas viskam, pradedant muzikos srautinio perdavimo paslaugomis, tokiomis kaip „Spotify“ ir „Apple Music“, ir baigiant filmų garso takeliais bei vaizdo žaidimų garsu. Skaitmeninio garso pagrindų supratimas yra būtinas kiekvienam, dirbančiam su garsu, nesvarbu, ar esate muzikantas, garso inžinierius, vaizdo įrašų redaktorius, ar tiesiog garso entuziastas.

Garso pagrindai

Prieš neriant į skaitmeninę sritį, svarbu suprasti paties garso pagrindus. Garsas – tai virpesys, sklindantis per terpę (dažniausiai orą) kaip banga. Šios bangos turi keletą pagrindinių savybių:

Nuo analoginio iki skaitmeninio: konvertavimo procesas

Analoginiai garso signalai yra ištisiniai, o tai reiškia, kad jie turi begalinį verčių skaičių. Skaitmeninis garsas, priešingai, yra diskretus, o tai reiškia, kad jis yra atvaizduojamas baigtiniu skaičių rinkiniu. Analoginio garso konvertavimo į skaitmeninį procesas apima du pagrindinius etapus: diskretizavimą ir kvantavimą.

Diskretizavimas

Diskretizavimas yra analoginio signalo matavimų reguliariais intervalais procesas. Diskretizavimo dažnis nustato, kiek matavimų (semplų) paimama per sekundę, matuojamas hercais (Hz) arba kilohercais (kHz). Aukštesnis diskretizavimo dažnis užfiksuoja daugiau informacijos apie pradinį signalą, todėl gaunamas tikslesnis skaitmeninis atvaizdavimas.

Naikvisto-Šenono diskretizavimo teorema teigia, kad diskretizavimo dažnis turi būti bent du kartus didesnis už aukščiausią analoginiame signale esantį dažnį, kad būtų galima jį tiksliai atkurti. Tai žinoma kaip Naikvisto dažnis. Pavyzdžiui, jei norite įrašyti garsą, kurio dažnis siekia iki 20 kHz (viršutinė žmogaus girdos riba), jums reikia bent 40 kHz diskretizavimo dažnio. Įprasti skaitmeniniame garse naudojami diskretizavimo dažniai yra 44,1 kHz (CD kokybė), 48 kHz (naudojama daugelyje vaizdo programų) ir 96 kHz (naudojama aukštos raiškos garsui).

Pavyzdys: studija Tokijuje gali naudoti 96 kHz tradiciniams japonų instrumentams įrašyti, kad užfiksuotų jų subtilius niuansus ir aukšto dažnio turinį, o tinklalaidžių kūrėjas Londone gali pasirinkti 44,1 kHz arba 48 kHz kalbos turiniui.

Kvantavimas

Kvantavimas yra diskrečios vertės priskyrimo kiekvienam semplui procesas. Bitų gylis nustato galimų verčių skaičių, kurias galima naudoti kiekvienam semplui atvaizduoti. Didesnis bitų gylis suteikia daugiau galimų verčių, todėl gaunamas didesnis dinaminis diapazonas ir mažesnis kvantavimo triukšmas.

Įprasti bitų gyliai yra 16 bitų, 24 bitų ir 32 bitų. 16 bitų sistema turi 2^16 (65 536) galimų verčių, o 24 bitų sistema – 2^24 (16 777 216) galimų verčių. Didesnis bitų gylis leidžia atlikti subtilesnius garsumo gradavimus, todėl gaunamas tikslesnis ir detalesnis pradinio garso atvaizdavimas. 24 bitų įrašas siūlo žymiai geresnį dinaminį diapazoną nei 16 bitų įrašas.

Pavyzdys: įrašant visą orkestrą Vienoje, pirmenybė būtų teikiama 24 bitų įrašui, kad būtų užfiksuotas platus dinaminis diapazonas – nuo tyliausių „pianissimo“ pasažų iki garsiausių „fortissimo“ sekcijų. Atsitiktiniam pokalbiui gali pakakti 16 bitų įrašo mobiliuoju telefonu.

Aliasingas

Aliasingas (klaidingas dažnis) yra artefaktas, kuris gali atsirasti diskretizavimo proceso metu, jei diskretizavimo dažnis nėra pakankamai aukštas. Dėl to dažniai, viršijantys Naikvisto dažnį, yra klaidingai interpretuojami kaip žemesni dažniai, sukuriant nepageidaujamą iškraipymą skaitmeniniame garso signale. Siekiant išvengti aliasingo, prieš diskretizavimą paprastai naudojamas anti-aliasingo filtras, kuris pašalina dažnius, viršijančius Naikvisto dažnį.

Skaitmeninio garso formatai

Kai analoginis garsas konvertuojamas į skaitmeninį, jis gali būti saugomas įvairiais failų formatais. Šie formatai skiriasi suspaudimu, kokybe ir suderinamumu. Norint pasirinkti tinkamą formatą konkrečiai programai, labai svarbu suprasti skirtingų formatų privalumus ir trūkumus.

Nesuspausti formatai

Nesuspausti garso formatai saugo garso duomenis be jokio suspaudimo, todėl užtikrinama aukščiausia įmanoma kokybė. Tačiau nesuspausti failai paprastai yra labai dideli.

Suspausti formatai be praradimų

Suspaudimo be praradimų metodai sumažina failo dydį neprarandant garso kokybės. Šie formatai naudoja algoritmus, kad nustatytų ir pašalintų nereikalingą informaciją garso duomenyse.

Suspausti formatai su praradimais

Suspaudimo su praradimais metodai sumažina failo dydį visam laikui pašalindami dalį garso duomenų. Nors tai lemia mažesnius failų dydžius, tai taip pat sukelia tam tikrą garso kokybės pablogėjimą. Suspaudimo su praradimais tikslas yra pašalinti duomenis, kurie yra mažiau pastebimi žmogaus ausiai, taip sumažinant suvokiamą kokybės praradimą. Taikomas suspaudimo lygis veikia tiek failo dydį, tiek garso kokybę. Didesnis suspaudimo santykis lemia mažesnius failus, bet didesnį kokybės praradimą, o mažesnis suspaudimo santykis – didesnius failus, bet geresnę kokybę.

Pavyzdys: didžėjus Berlyne gali naudoti nesuspaustus WAV failus savo gyviems pasirodymams, kad užtikrintų aukščiausią įmanomą garso kokybę. Vartotojas Indijos kaime su ribotu pralaidumu gali pasirinkti transliuoti muziką MP3 formatu, kad sumažintų duomenų naudojimą. Tinklalaidžių kūrėjas Buenos Airėse gali teikti pirmenybę AAC efektyviam savo epizodų saugojimui ir platinimui.

Pagrindinės skaitmeninio garso sąvokos

Keli pagrindiniai terminai yra labai svarbūs efektyviam darbui su skaitmeniniu garsu:

Bitų sparta

Bitų sparta nurodo duomenų kiekį, naudojamą garsui pavaizduoti per laiko vienetą, paprastai matuojamą kilobitais per sekundę (kbps). Didesnė bitų sparta paprastai lemia geresnę garso kokybę, bet ir didesnius failų dydžius. Bitų sparta ypač svarbi suspaustiems formatams su praradimais, nes ji tiesiogiai veikia duomenų kiekį, kuris yra pašalinamas suspaudimo proceso metu. Didesnės bitų spartos MP3 failas paprastai skambės geriau nei mažesnės bitų spartos MP3 failas.

Dinaminis diapazonas

Dinaminis diapazonas nurodo skirtumą tarp garsiausių ir tyliausių garsų garso įraše. Platesnis dinaminis diapazonas leidžia perteikti subtilesnius niuansus ir realistiškiau atvaizduoti pradinį garsą. Bitų gylis yra pagrindinis veiksnys, veikiantis dinaminį diapazoną; didesnis bitų gylis leidžia perteikti didesnį skirtumą tarp garsiausių ir tyliausių garsų.

Signalo ir triukšmo santykis (STS)

Signalo ir triukšmo santykis (STS) yra norimo garso signalo stiprumo ir foninio triukšmo lygio santykis. Didesnis STS rodo švaresnį garso įrašą su mažiau triukšmo. Triukšmo sumažinimas įrašymo metu yra labai svarbus norint pasiekti aukštą STS. Tai galima pasiekti naudojant aukštos kokybės mikrofonus, įrašant tylioje aplinkoje ir taikant triukšmo mažinimo technikas postprodukcijos metu.

Iškarpymas (Clipping)

Iškarpymas įvyksta, kai garso signalas viršija maksimalų lygį, kurį gali apdoroti skaitmeninė sistema. Dėl to atsiranda iškraipymas ir atšiaurus, nemalonus garsas. Iškarpymo galima išvengti atidžiai stebint garso lygius įrašymo ir miksavimo metu bei naudojant signalo lygio valdymo (gain staging) technikas, siekiant užtikrinti, kad signalas išliktų priimtiname diapazone.

Diteravimas (Dithering)

Diteravimas yra nedidelio triukšmo kiekio pridėjimo prie garso signalo prieš kvantavimą procesas. Tai gali padėti sumažinti kvantavimo triukšmą ir pagerinti suvokiamą garso kokybę, ypač esant mažesniam bitų gyliui. Diteravimas efektyviai atsitiktinai paskirsto kvantavimo klaidą, todėl ji tampa mažiau pastebima ir malonesnė ausiai.

Garso redagavimo programinė įranga (SGAS)

Skaitmeninės garso apdorojimo stotys (SGAS, angl. DAW) yra programinės įrangos aplikacijos, naudojamos garso įrašymui, redagavimui, miksavimui ir masteringui. SGAS suteikia platų įrankių ir funkcijų spektrą garso manipuliavimui, įskaitant:

Populiarios SGAS apima:

Pavyzdys: Muzikos prodiuseris Seule gali naudoti „Ableton Live“ K-pop kūriniams kurti, pasinaudodamas intuityvia darbo eiga ir į elektroninę muziką orientuotomis funkcijomis. Kino garso dizaineris Holivude gali naudoti „Pro Tools“, kad sukurtų įtraukiančius garso peizažus populiariems filmams, pasikliaudamas pramonės standartų suderinamumu ir pažangiomis miksavimo galimybėmis.

Garso efektų apdorojimas

Garso efektų apdorojimas apima garso signalų manipuliavimą naudojant įvairias technikas. Efektai gali būti naudojami garsui pagerinti, pataisyti ar visiškai transformuoti. Dažniausiai naudojami garso efektai:

Pavyzdys: Masteringo inžinierius Londone gali naudoti subtilų EQ ir kompresiją, kad pagerintų pop dainos aiškumą ir garsumą. Garso dizaineris Mumbajuje gali naudoti stiprią reverberaciją ir vėlinimą, kad sukurtų anapusinį pasaulį primenančius garso efektus mokslinės fantastikos filmui.

Mikrofonai ir įrašymo technikos

Mikrofono pasirinkimas ir įrašymo technika vaidina lemiamą vaidmenį galutinio garso įrašo kokybei. Skirtingi mikrofonai turi skirtingas charakteristikas ir tinka skirtingoms programoms. Dažniausiai pasitaikantys mikrofonų tipai:

Dažniausiai naudojamos įrašymo technikos:

Pavyzdys: Įgarsintojas Los Andžele gali naudoti aukštos kokybės kondensatorinį mikrofoną garsui nepralaidžioje kabinoje, kad įrašytų švarų ir aiškų pasakojimą. Grupė Nešvilyje gali naudoti dinaminių ir kondensatorinių mikrofonų derinį, kad įrašytų gyvą pasirodymą, užfiksuodama tiek neapdorotą grupės energiją, tiek individualių instrumentų niuansus.

Erdvinis garsas ir įtraukiantis skambesys

Erdvinis garsas yra technologija, kuri sukuria labiau įtraukiantį ir realistiškesnį klausymosi potyrį, simuliuodama garso sklidimą trimačioje erdvėje. Erdvinis garsas naudojamas įvairiose srityse, įskaitant:

Dažniausiai naudojami erdvinio garso formatai:

Pavyzdys: Žaidimų kūrėjas Stokholme gali naudoti erdvinį garsą, kad sukurtų realistišką ir įtraukiantį garso peizažą virtualios realybės žaidimui, leisdamas žaidėjams girdėti garsus iš visų pusių. Muzikos prodiuseris Londone gali naudoti „Dolby Atmos“, kad sukurtų labiau įtraukiantį ir patrauklesnį klausymosi potyrį savo muzikai, leisdamas klausytojams girdėti garsus iš viršaus ir iš už nugaros.

Garso restauravimas ir triukšmo mažinimas

Garso restauravimas yra senų ar pažeistų garso įrašų valymo ir kokybės gerinimo procesas. Triukšmo mažinimas yra pagrindinis garso restauravimo aspektas, apimantis nepageidaujamo triukšmo, tokio kaip šnypštimas, dūzgimas, spragtelėjimai ir traškesiai, pašalinimą ar sumažinimą. Dažniausiai naudojamos garso restauravimo technikos:

Pavyzdys: Archyvaras Romoje gali naudoti garso restauravimo technikas, kad išsaugotų ir suskaitmenintų istorinius garso įrašus, tokius kaip kalbos ar muzikiniai pasirodymai. Teismo ekspertas garso analitikas gali naudoti garso restauravimo technikas, kad pagerintų ir išaiškintų garso įrašus, naudojamus kaip įrodymus baudžiamajame tyrime.

Prieinamumas skaitmeniniame garse

Užtikrinti, kad skaitmeninis garsas būtų prieinamas visiems, įskaitant žmones su negalia, yra svarbus aspektas. Prieinamumo funkcijos skaitmeniniame garse apima:

Pavyzdys: Universitetas Melburne gali teikti visų paskaitų ir pristatymų transkripcijas, kad studentai su klausos negalia galėtų visapusiškai dalyvauti kursuose. Muziejus Niujorke gali teikti savo eksponatų garso aprašymus lankytojams, kurie yra akli arba silpnaregiai.

Skaitmeninio garso ateitis

Skaitmeninio garso sritis nuolat vystosi, nuolat atsiranda naujų technologijų ir metodų. Kai kurios tendencijos, formuojančios skaitmeninio garso ateitį, apima:

Išvada

Skaitmeninio garso supratimas yra labai svarbus šiandieniniame technologijomis pagrįstame pasaulyje. Nuo pagrindinių diskretizavimo ir kvantavimo koncepcijų iki pažangių garso redagavimo ir masteringo metodų – tvirtas šių principų išmanymas suteikia galių įvairių sričių specialistams. Nesvarbu, ar esate muzikantas, kuriantis savo kitą šedevrą, filmų kūrėjas, kuriantis įtraukiantį garso peizažą, ar tiesiog aistringas garso turinio vartotojas, šis vadovas suteikia pagrindą naršyti sudėtingame ir nuolat besikeičiančiame skaitmeninio garso pasaulyje. Garso ateitis yra šviesi, o DI, įtraukiančių technologijų ir personalizuotų potyrių pažanga žada dar daugiau jaudinančių galimybių.