Latviešu

Iepazīstiet digitālā audio pasauli, no pamatjēdzieniem līdz progresīvām metodēm. Uzziniet par audio formātiem, kodēšanu, rediģēšanu un māsterēšanu globālai lietošanai.

Digitālā audio izpratne: Visaptverošs ceļvedis

Digitālais audio ir skaņas attēlojums digitālā formātā. Tas ir pamats visam, sākot no mūzikas straumēšanas pakalpojumiem, piemēram, Spotify un Apple Music, līdz filmu skaņu celiņiem un videospēļu audio. Digitālā audio pamatu izpratne ir būtiska ikvienam, kas strādā ar audio, neatkarīgi no tā, vai esat mūziķis, skaņu inženieris, video redaktors vai vienkārši audio entuziasts.

Skaņas pamati

Pirms iedziļināties digitālajā pasaulē, ir svarīgi saprast pašas skaņas pamatus. Skaņa ir vibrācija, kas pārvietojas caur vidi (parasti gaisu) kā vilnis. Šiem viļņiem ir vairākas galvenās īpašības:

No analogā uz digitālo: Pārveidošanas process

Analogie audio signāli ir nepārtraukti, kas nozīmē, ka tiem ir bezgalīgs vērtību skaits. Digitālais audio, no otras puses, ir diskrēts, kas nozīmē, ka to attēlo ierobežots skaitļu kopums. Analogā audio pārveidošana par digitālo ietver divus galvenos soļus: diskretizāciju un kvantēšanu.

Diskretizācija

Diskretizācija ir analogā signāla mērījumu veikšanas process regulāros intervālos. Diskretizācijas frekvence nosaka, cik daudz paraugu tiek ņemti sekundē, mērot hercos (Hz) vai kilohercos (kHz). Augstāka diskretizācijas frekvence uztver vairāk informācijas par sākotnējo signālu, radot precīzāku digitālo attēlojumu.

Naikvista-Šenona teorēma nosaka, ka diskretizācijas frekvencei jābūt vismaz divreiz lielākai par augstāko frekvenci, kas atrodas analogajā signālā, lai to precīzi rekonstruētu. To sauc par Naikvista frekvenci. Piemēram, ja vēlaties ierakstīt audio ar frekvencēm līdz 20 kHz (cilvēka dzirdes augšējā robeža), jums ir nepieciešama diskretizācijas frekvence vismaz 40 kHz. Bieži izmantotās diskretizācijas frekvences digitālajā audio ir 44,1 kHz (CD kvalitāte), 48 kHz (izmanto daudzās video lietojumprogrammās) un 96 kHz (izmanto augstas izšķirtspējas audio).

Piemērs: Studija Tokijā varētu izmantot 96 kHz, lai ierakstītu tradicionālos japāņu instrumentus, lai notvertu to smalkās nianses un augstfrekvences saturu, savukārt podkāsta producents Londonā varētu izvēlēties 44,1 kHz vai 48 kHz runas balstītam saturam.

Kvantēšana

Kvantēšana ir process, kurā katram paraugam tiek piešķirta diskrēta vērtība. Bitu dziļums nosaka iespējamo vērtību skaitu, ko var izmantot, lai attēlotu katru paraugu. Lielāks bitu dziļums nodrošina vairāk iespējamo vērtību, kā rezultātā ir lielāks dinamiskais diapazons un zemāks kvantēšanas troksnis.

Bieži izmantotie bitu dziļumi ietver 16 bitus, 24 bitus un 32 bitus. 16 bitu sistēmai ir 2^16 (65 536) iespējamās vērtības, savukārt 24 bitu sistēmai ir 2^24 (16 777 216) iespējamās vērtības. Lielāks bitu dziļums ļauj veikt smalkākas skaļuma gradācijas, radot precīzāku un detalizētāku sākotnējā audio attēlojumu. 24 bitu ieraksts piedāvā ievērojami uzlabotu dinamisko diapazonu salīdzinājumā ar 16 bitu ierakstu.

Piemērs: Ierakstot pilnu orķestri Vīnē, priekšroka tiktu dota 24 bitu ierakstam, lai notvertu plašo dinamisko diapazonu, sākot no klusākajām pianissimo pasāžām līdz skaļākajām fortissimo sekcijām. Mobilā tālruņa 16 bitu ieraksts varētu būt pietiekams ikdienišķai sarunai.

Aliasēšana

Aliasēšana ir artefakts, kas var rasties diskretizācijas procesa laikā, ja diskretizācijas frekvence nav pietiekami augsta. Tā rezultātā frekvences virs Naikvista frekvences tiek nepareizi interpretētas kā zemākas frekvences, radot nevēlamus kropļojumus digitālajā audio signālā. Lai novērstu aliasēšanu, pirms diskretizācijas parasti tiek izmantots antialiasinga filtrs, lai noņemtu frekvences virs Naikvista frekvences.

Digitālo audio formāti

Kad analogais audio ir pārveidots par digitālo audio, to var uzglabāt dažādos failu formātos. Šie formāti atšķiras kompresijas, kvalitātes un saderības ziņā. Izpratne par dažādu formātu stiprajām un vājajām pusēm ir ļoti svarīga, lai izvēlētos pareizo konkrētam lietojumam.

Nesaspiesti formāti

Nesaspiesti audio formāti uzglabā audio datus bez kompresijas, nodrošinot augstāko iespējamo kvalitāti. Tomēr nesaspiesti faili parasti ir ļoti lieli.

Bezzudumu saspiesti formāti

Bezzudumu kompresijas metodes samazina faila izmēru, nezaudējot audio kvalitāti. Šie formāti izmanto algoritmus, lai identificētu un noņemtu lieko informāciju audio datos.

Zudumradoši saspiesti formāti

Zudumradošas kompresijas metodes samazina faila izmēru, neatgriezeniski noņemot daļu audio datu. Lai gan tas nodrošina mazākus failu izmērus, tas arī rada zināmu audio kvalitātes pasliktināšanos. Zudumradošas kompresijas mērķis ir noņemt datus, kas ir mazāk uztverami cilvēka ausij, tādējādi samazinot uztverto kvalitātes zudumu. Piemērotās kompresijas apjoms ietekmē gan faila izmēru, gan audio kvalitāti. Augstākas kompresijas pakāpes nodrošina mazākus failus, bet lielāku kvalitātes zudumu, savukārt zemākas kompresijas pakāpes nodrošina lielākus failus, bet labāku kvalitāti.

Piemērs: DJ Berlīnē varētu izmantot nesaspiestus WAV failus savām tiešraidēm, lai nodrošinātu augstāko iespējamo audio kvalitāti. Lietotājs Indijas laukos ar ierobežotu joslas platumu varētu izvēlēties straumēt mūziku MP3 formātā, lai samazinātu datu patēriņu. Podkāsta veidotājs Buenosairesā varētu dot priekšroku AAC efektīvai savu epizožu uzglabāšanai un izplatīšanai.

Galvenie digitālā audio jēdzieni

Vairāki galvenie jēdzieni ir būtiski, lai efektīvi strādātu ar digitālo audio:

Bitreits

Bitreits attiecas uz datu apjomu, kas tiek izmantots, lai attēlotu audio laika vienībā, parasti mērīts kilobitos sekundē (kbps). Augstāki bitreiti parasti nodrošina labāku audio kvalitāti, bet arī lielākus failu izmērus. Bitreits ir īpaši svarīgs zudumradoši saspiestiem formātiem, jo tas tieši ietekmē datu daudzumu, kas tiek atmests kompresijas procesā. Augstāka bitreita MP3 fails parasti skanēs labāk nekā zemāka bitreita MP3 fails.

Dinamiskais diapazons

Dinamiskais diapazons attiecas uz atšķirību starp skaļākajām un klusākajām skaņām audio ierakstā. Plašāks dinamiskais diapazons ļauj uztvert smalkākas nianses un reālistiskāk attēlot sākotnējo skaņu. Bitu dziļums ir galvenais faktors, kas ietekmē dinamisko diapazonu; lielāks bitu dziļums ļauj attēlot lielāku atšķirību starp skaļākajām un klusākajām skaņām.

Signāla/trokšņa attiecība (STA)

Signāla/trokšņa attiecība (STA) ir vēlamā audio signāla stipruma mērs attiecībā pret fona trokšņa līmeni. Augstāka STA norāda uz tīrāku audio ierakstu ar mazāku troksni. Trokšņu samazināšana ierakstīšanas laikā ir būtiska, lai sasniegtu augstu STA. To var panākt, izmantojot augstas kvalitātes mikrofonus, ierakstot klusā vidē un izmantojot trokšņu samazināšanas metodes pēcapstrādē.

Klipings (apgriešana)

Klipings notiek, kad audio signāls pārsniedz maksimālo līmeni, ko digitālā sistēma var apstrādāt. Tas rada kropļojumus un skarbu, nepatīkamu skaņu. Klipingu var novērst, rūpīgi uzraugot audio līmeņus ierakstīšanas un miksēšanas laikā un izmantojot pastiprinājuma pakāpenošanas metodes, lai nodrošinātu, ka signāls paliek pieņemamā diapazonā.

Diterēšana

Diterēšana ir neliela trokšņa pievienošanas process audio signālam pirms kvantēšanas. Tas var palīdzēt samazināt kvantēšanas troksni un uzlabot uztverto audio kvalitāti, īpaši pie zemākiem bitu dziļumiem. Diterēšana efektīvi padara kvantēšanas kļūdu nejaušu, padarot to mazāk pamanāmu un patīkamāku ausij.

Audio rediģēšanas programmatūra (DAW)

Digitālās audio darbstacijas (DAW) ir programmatūras lietojumprogrammas, ko izmanto audio ierakstīšanai, rediģēšanai, miksēšanai un māsterēšanai. DAW nodrošina plašu rīku un funkciju klāstu audio manipulēšanai, tostarp:

Populārākās DAW ietver:

Piemērs: Mūzikas producents Seulā varētu izmantot Ableton Live, lai radītu K-pop dziesmas, izmantojot tās intuitīvo darbplūsmu un uz elektronisko mūziku orientētās funkcijas. Filmu skaņu dizaineris Holivudā varētu izmantot Pro Tools, lai radītu ieskaujošas skaņu ainavas grāvējiem, paļaujoties uz tās nozares standarta saderību un uzlabotajām miksēšanas iespējām.

Audio efektu apstrāde

Audio efektu apstrāde ietver audio signālu skaņas manipulēšanu, izmantojot dažādas metodes. Efektus var izmantot, lai uzlabotu, koriģētu vai pilnībā pārveidotu skaņu. Bieži sastopamie audio efekti ietver:

Piemērs: Māsterēšanas inženieris Londonā varētu izmantot smalku EQ un kompresiju, lai uzlabotu popdziesmas skaidrību un skaļumu. Skaņu dizaineris Mumbajā varētu izmantot spēcīgu reverberāciju un aizturi, lai radītu pārpasaulīgus skaņu efektus zinātniskās fantastikas filmai.

Mikrofoni un ierakstīšanas tehnikas

Mikrofona izvēle un ierakstīšanas tehnika spēlē būtisku lomu gala audio ieraksta kvalitātē. Dažādiem mikrofoniem ir dažādas īpašības, un tie ir piemēroti dažādiem lietojumiem. Bieži sastopamie mikrofonu veidi ietver:

Bieži sastopamās ierakstīšanas tehnikas ietver:

Piemērs: Aizkadra balss aktieris Losandželosā varētu izmantot augstas kvalitātes kondensatora mikrofonu skaņu necaurlaidīgā kabīnē, lai ierakstītu tīru un skaidru narāciju. Grupa Nešvilā varētu izmantot dinamisko un kondensatora mikrofonu kombināciju, lai ierakstītu dzīvo uzstāšanos, notverot gan grupas neapstrādāto enerģiju, gan atsevišķo instrumentu nianses.

Telpiskais audio un ieskaujošā skaņa

Telpiskais audio ir tehnoloģija, kas rada ieskaujošāku un reālistiskāku klausīšanās pieredzi, simulējot skaņas ceļošanu trīsdimensiju telpā. Telpiskais audio tiek izmantots dažādās lietojumprogrammās, tostarp:

Bieži sastopamie telpiskā audio formāti ietver:

Piemērs: Spēļu izstrādātājs Stokholmā varētu izmantot telpisko audio, lai radītu reālistisku un ieskaujošu skaņas ainavu virtuālās realitātes spēlei, ļaujot spēlētājiem dzirdēt skaņas no visiem virzieniem. Mūzikas producents Londonā varētu izmantot Dolby Atmos, lai radītu ieskaujošāku un saistošāku klausīšanās pieredzi savai mūzikai, ļaujot klausītājiem dzirdēt skaņas no augšas un aizmugures.

Audio restaurācija un trokšņu samazināšana

Audio restaurācija ir vecu vai bojātu audio ierakstu kvalitātes uzlabošanas un attīrīšanas process. Trokšņu samazināšana ir galvenais audio restaurācijas aspekts, kas ietver nevēlamu trokšņu, piemēram, šņākoņas, dūkoņas, klikšķu un sprakšķu, noņemšanu vai samazināšanu. Bieži sastopamās audio restaurācijas metodes ietver:

Piemērs: Arhīvists Romā varētu izmantot audio restaurācijas metodes, lai saglabātu un digitalizētu vēsturiskus audio ierakstus, piemēram, runas vai mūzikas izpildījumus. Kriminālistikas audio analītiķis varētu izmantot audio restaurācijas metodes, lai uzlabotu un precizētu audio ierakstus, kas tiek izmantoti kā pierādījumi kriminālizmeklēšanā.

Pieejamība digitālajā audio

Nodrošināt, ka digitālais audio ir pieejams visiem, tostarp cilvēkiem ar invaliditāti, ir svarīgs apsvērums. Pieejamības funkcijas digitālajā audio ietver:

Piemērs: Universitāte Melburnā varētu nodrošināt visu lekciju un prezentāciju transkriptus, lai nodrošinātu, ka studenti ar dzirdes traucējumiem var pilnībā piedalīties savos kursos. Muzejs Ņujorkā varētu nodrošināt savu eksponātu audio aprakstus apmeklētājiem, kuri ir akli vai ar redzes traucējumiem.

Digitālā audio nākotne

Digitālā audio joma pastāvīgi attīstās, visu laiku parādoties jaunām tehnoloģijām un metodēm. Dažas no tendencēm, kas veido digitālā audio nākotni, ietver:

Noslēgums

Digitālā audio izpratne ir būtiska mūsdienu tehnoloģiju vadītajā pasaulē. Sākot ar diskretizācijas un kvantēšanas pamatjēdzieniem un beidzot ar progresīvām metodēm audio rediģēšanā un māsterēšanā, šo principu stabila izpratne dod iespējas indivīdiem dažādās jomās. Neatkarīgi no tā, vai esat mūziķis, kurš rada savu nākamo šedevru, filmu veidotājs, kurš rada ieskaujošu skaņu ainavu, vai vienkārši dedzīgs audio satura patērētājs, šis ceļvedis sniedz pamatu, lai orientētos sarežģītajā un pastāvīgi mainīgajā digitālā audio ainavā. Audio nākotne ir gaiša, un sasniegumi MI, ieskaujošajās tehnoloģijās un personalizētajās pieredzēs sola vēl aizraujošākas iespējas.