zvuk a jeho digitalizácia

ZVUK a jeho digitalizácia2. roč. gymnáziumHudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

INFORMATIKA

OBSAH

Čo hovorí fyzika? Základné pojmy Digitalizácia Potrebné vybavenie Výpočty Formáty Nahrávanie – záznam zvuku Zdroje Kontakt

FYZIKA Fyzikálnou príčinou vzniku

zvuku je chvejúce sa teleso.

Kmitanie zdroja zvuku Pravidelné - t.j. hudobný zvuk. Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,

šramot, hukot a praskot.

Znázornenie zvukových vĺn pomocou tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Menu

Ak si zvuk predstavíme ako vlnenie napr. na povrchu jazera

pohľad na vlny z boku

pohľad zhora.Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku

Menu

Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach rôznou rýchlosťou

Plyny: 0°C - 331 m/s 20°C - 343 m/s.

Kvapaliny: čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky: Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.

Prečo vo westernoch cowboyi prikladajú uši na koľajnice? resp. prečo ľudia počas vojny prikladali ucho k zemi?

Menu

Zvukové formáty WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS

Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný priamo spracovať.

MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12 (takmer CD kvalita) až po 1:96.

RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a hlavne stabilné pripojenie

AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:1. Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory

zaznamenané v rôznych zvukových formátoch.2. Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si

ich na disk počítača prehrajte.

Menu

Základné pojmy Vzorkovacia frekvencia –

hustota akou sa meria výška vlny A/D - analógovo - digitálny

prevodník. - zabezpečuje prevod zvuku z analógovej podoby do digitálnej

PCM -pulzná kódová modulácia -Najrozšírenejšia forma kódovania

Sampolovanie- proces digitalizácie zvukovej vlny pomocou zvukovej karty

Menu

PCM - pulzná kódová modulácia

VZORKOVANIE KVANTOVANIE KÓDOVANIE

CD prehrávač Zhrnutie

Menu

VZORKOVANIE

Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty analógového signálu v pravidelných intervaloch s istou frekvenciou

pri frekvencii 10kHz sa zaznamená hodnota signálu 10 000 krát za sekundu.

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky

Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalitavyššia

Menu

PCM

a KVANTOVANIE

KÓDOVANIE zvuku hudobného

CD =16 bitové kódovanie

hovor v telefóne= 8 bitmi rozlišuje 256 napäťových úrovní

stereofónny signál - 2 kanály = 2 prúdy

digitálnych hodnôt.

Tabuľka hodnôt

Menu

PCM

kódovanie - t.z že každú vzorku

zakódujeme 16 - ticou jednotiek a núl - všetkých možných napäťových úrovní signálu teda môže byť 216=65536

Kvalita digitálneho záznamu

vzorkovacia frekvencia

rozlišenie, kanály

Telefóna kvalita 11 025Hz 8 bit – mono

Rozhlasová kvalita 22 050Hz 8 bit – mono

CD kvalita 44 100Hz 16 bit –stereo

DVD kvalita 192 000Hz 24 bit -5.1 surround sound

Menu

Menu

PCM

Výpočet

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0 a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický signál.

Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu

PCM

Vznik PCM signálu

Pôvodný signál

Vzorkový signál

Kvantový signál

Signál PCM

Menu

Výpočty Ak chceme zakódovať

nahrávky s použitím , tak takýto PCM zvuk bude zaberať 60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB

pamäte.

ÚLOHA:Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na

DVD zaberá 64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.

Tabuľkahodnôt

1 minútu

vzorkovacej frekvencie CD kvality

stereo

Menu

Potrebné vybavenie mikrofón- prevod mechanického

vlnenenia na spojitý elektrický signál, zvukovú kartu- prevod spojitého

elektrického signálu na digitálnu informáciu

softvér -komunikácia so zvukovou kartou,

Reproduktory- umožnia počuť výsledok nášho snaženia počuť.

Úlohy1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom

počítači.2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Menu

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Menu

Veľkosť výsledných súborov

Audacity Na tomto mieste

malo byť video znázorňujúce prácu v programe audacity.

Aby som mohla poslať zadanie musela som ho odstrániť

Veľkosť výsledných súborov

Menu

ZDROJE

http://greaty.host.sk/akustika/ http://www.gphmi.sk/machova/

zvuk/ Študijné materiály CCV/Využitie

multimédií vo vzdelávaní - dVMV Digitálne spracovanie zvuku na

počítači Menu

KONTAKT

Ing. Ingrid Meščanová

Gymnázium Giraltovce www.gymgir.edu.sk

mescan@szm.skMenu