Способы генерации звука

§ Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в виде WAV-файлов). Считанный с диска цифровой сигнал подается на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения.

§ Другой способ генерации звука заключается в его синтезе. При поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации, по ней формируется соответствующий выходной сигнал. Современные аудиоадаптеры синтезируют музыкальные звуки двумя способами: методом частотной модуляции FM (Frequency Modulation) и с помощью волнового синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, Wave Table). Второй способ обеспечивает более натуральное звучание.

Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC-Speaker). Он состоит в использовании генераторов звука. Синтезаторы используют несколько генераторов сигнала с взаимной модуляцией. При этом достигается большое разнообразие звучаний, но трудно имитировать звучание реальных инструментов и обеспечить благозвучный тембр.

Волновой синтез звука основан на воспроизведении сэмплов – образцов звучания реальных инструментов. В заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков окружающего мира, музыкальных инструментов и др. Числовые коды выражают высоту тона, продолжительность и интенсивность звука и прочие параметры, характеризующие особенности звука. Так как в качестве образцов используются реальные звуки, качество звука, полученного в результате синтеза, получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

Звуковые файлы имеют много специальных форматов и несколько универсальных форматов: MIDI, WAV, MP3.

MIDI (mid) – цифровой интерфейс музыкальных инструментов. Используется в области электронных музыкальных инструментов и компьютерных модулей синтеза. Определяет обмен данными между музыкальными и звуковыми синтезаторами разных производителей. Интерфейс MIDI представляет собой протокол передачи музыкальных нот и мелодий.

Цифровой звук – это форма записи звука. MIDI-данные – это форма предоставления звука. Первая зависит от возможностей вашей звуковой системы, вторая – от качества звучания музыкальных инструментов и возможностей вашей звуковой системы.

MIDI-файл представляет собой последовательность команд, которыми записаны действия, например, нажатие клавиши на пианино или поворот регулятора. Эти команды, посылаемые на устройство воспроизведения MIDI-файлов, управляют звучанием. Такие файлы занимают меньший объем, чем эквивалентные файлы оцифрованного звука.

WAVE (wav) – наиболее распространенный звуковой формат (произвольный звук в виде цифрового представления). Все стандартные звуки Windows имеют формат WAV. В его основе лежит формат RIFF (Resource Interchange File Format) позволяющий сохранять данные в структурированном виде.

Программы для работы со звуком можно условно разделить на две большие группы: программы-секвенсоры и программы, ориентированные на цифровые технологии записи звука, так называемы звуковые редакторы.

• Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши. Кроме того, можно накладывать звуковые дорожки друг на друга (микшировать звуки) и применять различные акустические эффекты (эхо, воспроизведение в обратном направлении и др.). Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объем звукового файла путем изменения частоты дискретизации и глубины кодирования.

• Программы-секвенсоры. MIDI-секвенсоры предназначены для создания музыки. С помощью секвенсоров выполняется кодировка пьес. Они используются для аранжировки, позволяя:

1. «прописывать» отдельные партии,

2. назначать тембры инструментов,

3. выстраивать уровни и балансы каналов (треков),

4. наводить музыкальные штрихи (акценты громкости, временное смещение, отклонения от настройки, модуляция и др.).