ZVUK a jeho digitalizácia INFORMATIKA ZVUK a jeho digitalizácia 2. roč. gymnázium Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

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 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) Menu

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: Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v rôznych zvukových formátoch. 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 a KVANTOVANIE Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty analógového signálu v pravidelných intervaloch s istou frekvenciou pri frekvencii 10kHz sa zaznamená hodnota signálu 10 000 krát za sekundu. Menu PCM Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia

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 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 Menu Signál PCM

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. 1 minútu stereo vzorkovacej frekvencie CD kvality Menu Tabuľka hodnôt

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. Úlohy 1. 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 Veľkosť výsledných súborov Menu

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.sk Menu