Paglalang sa Musika. Pag-master - bahin 2

Gisulat ko ang kamatuoran nga ang pag-master sa proseso sa paghimo sa musika mao ang katapusan nga lakang gikan sa ideya sa musika hangtod sa paghatud niini sa nakadawat sa miaging isyu. Gisusi usab namo pag-ayo ang digitally recorded nga audio, apan wala pa nako mahisgoti kung giunsa kini nga audio, nakabig ngadto sa AC voltage converters, nakabig ngadto sa binary nga porma.

1. Ang matag komplikado nga tunog, bisan usa ka taas nga lebel sa pagkakomplikado, sa tinuud naglangkob sa daghang yano nga mga tunog nga sinusoidal.

Gitapos nako ang miaging artikulo sa pangutana, sa unsang paagi posible nga sa ingon nga usa ka balud nga balud (1) ang tanan nga sulud sa musika gi-encode, bisan kung naghisgot kami bahin sa daghang mga instrumento nga nagdula sa mga polyphonic nga bahin? Ania ang tubag: kini tungod sa kamatuoran nga ang bisan unsang komplikado nga tunog, bisan labi ka komplikado, tinuod kini naglangkob sa daghang yano nga sinusoidal nga mga tunog.

Ang sinusoidal nga kinaiya niining yano nga mga waveform managlahi sa panahon ug amplitude, kini nga mga waveform nga nagsapaw, nagdugang, nagbawas, nag-modulate sa usag usa, ug mao nga una ang mga tingog sa tagsa-tagsa nga mga instrumento gihimo, ug dayon ang bug-os nga mga pagsagol ug mga pagrekord.

Ang atong makita sa Figure 2 mao ang pipila ka mga atomo, mga molekula nga naglangkob sa atong sound matter, apan sa kaso sa analog signal walay ingon nga mga atomo - adunay usa ka tul-id nga linya, nga walay mga tulbok nga nagtimaan sa sunod nga mga pagbasa (ang kalainan makita sa ang numero sa porma sa mga lakang, nga gibanabana sa grapiko aron makuha ang angay nga biswal nga epekto).

Bisan pa, tungod kay ang pag-playback sa narekord nga musika gikan sa analog o digital nga mga gigikanan kinahanglan buhaton gamit ang usa ka mekanikal nga electromagnetic transducer sama sa loudspeaker o headphone transducer, ang kadaghanan sa kalainan tali sa puro nga analog audio ug digitally processed audio blurs. Sa katapusan nga yugto, i.e. sa dihang naminaw, ang musika makaabot kanato sa samang paagi sama sa mga pagkurog sa mga partikulo sa hangin tungod sa paglihok sa diaphragm sa transducer.

2. Molecules nga naglangkob sa atong sound matter

Analog nga digit

Adunay ba madungog nga mga kalainan tali sa puro nga analog audio (ie girekord sa analog sa usa ka analog tape recorder, gisagol sa usa ka analog console, gi-compress sa usa ka analog disc, gipatugtog balik sa usa ka analog player ug gipadako sa usa ka analog amplifier) ​​ug digital audio - gi-convert gikan sa analog ngadto sa digital, giproseso ug gisagol sa digital ug dayon giproseso balik ngadto sa analog nga porma, kini ba sa atubangan mismo sa amp o halos sa speaker mismo?

Sa kadaghanan sa mga kaso, dili, bisan kung girekord namon ang parehas nga materyal sa musika sa duha nga mga paagi ug dayon gipatugtog kini balik, ang mga kalainan siguradong madungog. Bisan pa, kini tungod sa kinaiya sa mga himan nga gigamit sa kini nga mga proseso, ang ilang mga kinaiya, kabtangan, ug kanunay nga mga limitasyon, kaysa sa kamatuoran sa paggamit sa analog o digital nga teknolohiya.

Sa samang higayon, atong hunahunaon nga ang pagdala sa tingog ngadto sa digital nga porma, i.e. ngadto sa tin-aw nga atomized, walay usa ka mahinungdanon nga epekto sa recording ug pagproseso sa proseso sa iyang kaugalingon, ilabi na kay kini nga mga sample mahitabo sa usa ka frequency nga - sa labing menos theoretically - mao ang halayo sa labaw sa ibabaw nga mga limitasyon sa mga frequency nga atong madungog, ug busa kini nga piho nga graininess sa tingog nga nakabig ngadto sa digital nga porma, dili makita kanato. Bisan pa, gikan sa punto sa pagtan-aw sa pag-master sa tunog nga materyal, hinungdanon kaayo, ug hisgutan naton kini sa ulahi.

Karon atong mahibal-an kung giunsa ang analog signal nakabig sa digital nga porma, nga mao ang zero-one, i.e. ang usa diin ang boltahe mahimong adunay duha ra nga lebel: ang digital usa ka lebel, nga nagpasabut nga boltahe, ug ang digital zero nga lebel, i.e. kini nga tensyon halos wala. Ang tanan sa digital nga kalibutan usa o zero, wala’y mga intermediate nga kantidad. Siyempre, anaa usab ang gitawag nga fuzzy logic, diin aduna gihapoy mga intermediate nga estado tali sa "on" o "off" nga mga estado, apan kini dili magamit sa digital audio system.

3. Ang mga pagkurog sa mga partikulo sa hangin nga gipahinabo sa usa ka tinubdan sa tingog nga nagpalihok sa usa ka gaan kaayo nga istruktura sa lamad.

Mga Pagbag-o nga Bahin Una

Bisan unsang acoustic signal, bokal man, acoustic guitar o drum, ipadala sa computer sa digital nga porma, kini kinahanglan una nga makabig ngadto sa usa ka alternating electrical signal. Kasagaran kini gihimo gamit ang mga mikropono diin ang mga pagkurog sa mga partikulo sa hangin nga gipahinabo sa gigikanan sa tunog nagmaneho sa usa ka gaan kaayo nga istruktura sa diaphragm (3). Mahimong kini ang diaphragm nga gilakip sa usa ka kapsula sa condenser, usa ka metal nga foil nga banda sa usa ka ribbon nga mikropono, o usa ka diaphragm nga adunay usa ka coil nga gilakip niini sa usa ka dinamikong mikropono.

Sa matag usa niini nga mga kaso usa ka huyang kaayo, nag-oscillating electrical signal makita sa output sa mikropononga sa usa ka dako o gamay nga gidak-on nagpreserbar sa mga proporsyon sa frequency ug lebel nga katumbas sa parehas nga mga parameter sa nag-oscillating nga mga partikulo sa hangin. Busa, kini usa ka matang sa elektrikal nga analogue niini, nga mahimo pa nga maproseso sa mga himan nga nagproseso sa usa ka alternating electrical signal.

Sa una Ang signal sa mikropono kinahanglan nga mapadakotungod kay kini huyang kaayo nga gamiton sa bisan unsang paagi. Ang usa ka tipikal nga boltahe sa output sa mikropono anaa sa han-ay sa ika-libo nga boltahe, gipahayag sa millivolts, ug kasagaran sa microvolts o milyon-milyon nga boltahe. Alang sa pagtandi, atong idugang nga ang usa ka conventional finger-type nga baterya nagpatunghag boltahe nga 1,5 V, ug kini usa ka kanunay nga boltahe nga dili ubos sa modulasyon, nga nagpasabot nga wala kini magpadala sa bisan unsang tingog nga impormasyon.

Bisan pa, ang boltahe sa DC gikinahanglan sa bisan unsang elektronik nga sistema aron mahimong gigikanan sa enerhiya, nga mag-modulate sa signal sa AC. Ang mas limpyo ug mas episyente niini nga enerhiya mao, ang dili kaayo kini ubos sa kasamtangan nga mga karga ug mga kasamok, ang mas limpyo sa AC signal nga giproseso sa mga electronic nga mga sangkap mahimong. Mao nga ang suplay sa kuryente, nga mao ang suplay sa kuryente, hinungdanon kaayo sa bisan unsang analog audio system.

4. Microphone amplifier, nailhan usab nga preamplifier o preamplifier

Ang mikropono amplifier, nailhan usab nga preamplifier o preamplifier, gidesinyo sa pagpakusog sa signal gikan sa mga mikropono (4). Ang ilang tahas mao ang pagpadako sa signal, kasagaran bisan sa pipila ka napulo ka decibel, nga nagpasabut sa pagdugang sa ilang lebel sa gatusan o daghan pa. Busa, sa output sa preamplifier, kita makakuha og usa ka alternating boltahe nga direkta nga proporsyonal sa input boltahe, apan milapas niini sa gatusan ka beses, i.e. sa usa ka lebel gikan sa mga fraction ngadto sa mga yunit sa volts. Kini nga lebel sa signal gitino lebel sa linya ug kini ang standard operating level sa audio device.

Ikaduhang bahin sa pagbag-o

Ang usa ka analog nga signal sa kini nga lebel mahimo nang mapasa proseso sa pag-digitize. Gihimo kini gamit ang mga himan nga gitawag og analog-to-digital converters o transducers (5). Ang proseso sa pagkakabig sa classic PCM mode, i.e. Ang Pulse Width Modulation, nga karon ang pinakapopular nga mode sa pagproseso, gihubit sa duha ka mga parameter: sampling rate ug bit depth. Sama sa imong husto nga pagduda, kung mas taas kini nga mga parameter, mas maayo ang pagkakabig ug mas tukma ang signal nga ipakaon sa kompyuter sa digital nga porma.

5. Tigpabalhin o analog-to-digital converter.

Kinatibuk-ang lagda alang niini nga matang sa pagkakabig sampling, sa ato pa, pagkuha sa mga sample sa analog nga materyal ug paghimo og digital nga representasyon niini. Dinhi, ang dali nga kantidad sa boltahe sa analog signal gihubad ug ang lebel niini girepresentar sa digital sa binary system (6).

Dinhi, bisan pa, kinahanglan nga hinumdoman sa makadiyot ang mga sukaranan sa matematika, kung diin ang bisan unsang kantidad nga numero mahimong irepresentar sa bisan unsang sistema sa numero. Sa tibuok kasaysayan sa katawhan, lainlain nga sistema sa numero ang gigamit ug gigamit gihapon. Pananglitan, ang mga konsepto sama sa usa ka dosena (12 ka piraso) o usa ka sentimos (12 dosena, 144 ka piraso) gibase sa duodecimal system.

6. Mga bili sa boltahe sa usa ka analog signal ug representasyon sa lebel niini sa digital nga porma sa binary system

May kalabotan sa oras, gigamit namon ang nagkasagol nga sistema - sexagesimal sa mga segundo, minuto ug oras, mga gigikanan sa duodecimal alang sa mga adlaw ug adlaw, ikapito nga sistema alang sa mga adlaw sa semana, quadruple nga sistema (may kalabotan usab sa duodecimal ug sexagesimal) sa mga semana sa usa ka bulan, duodecimal system nga magrepresentar sa mga bulan sa tuig, ug dayon mobalhin kita ngadto sa decimal system, diin makita ang mga dekada, siglo ug milenyo. Sa akong hunahuna ang panig-ingnan sa paggamit sa lain-laing mga sistema sa pagpahayag sa paglabay sa panahon nagpakita sa kinaiya sa mga sistema sa numero nga maayo kaayo ug motugot kanimo sa pag-navigate sa mga isyu sa pagkakabig nga mas epektibo.

Sa kaso sa analog sa digital nga pagkakabig, kita ang labing kasagaran i-convert ang mga decimal nga kantidad sa binary nga mga kantidad. Decimal tungod kay ang pagsukod sa matag sample kasagarang gipahayag sa microvolts, millivolts, ug volts. Unya kini nga bili ipahayag sa binary, i.e. gamit ang duha ka digit nga naglihok niini - 0 ug 1, nga nagpakita sa duha ka estado: walay boltahe o presensya niini, off o on, kasamtangan o dili, ug uban pa Busa, malikayan nato ang mga pagtuis, ug ang tanan nga mga aksyon mahimong mas simple sa pagpatuman pinaagi sa paggamit sa gitawag nga pagbag-o sa mga algorithm nga atong giatubang, pananglitan, may kalabotan sa mga konektor o uban pang mga digital processor.

Zero ka; o usa

Uban niining duha ka digit, mga sero ug usa, mahimo nimong ipahayag matag numeric nga biliwalay sapayan sa gidak-on niini. Isip usa ka pananglitan, tagda ang numero 10. Ang yawe sa pagsabut sa decimal-to-binary nga pagkakabig mao nga ang numero 1 sa binary, sama sa decimal, nagdepende sa posisyon niini sa numero nga string.

Kung ang 1 naa sa katapusan sa usa ka binary string, kini nagpasabut nga 1, kung sa ikaduha gikan sa katapusan nagpasabut kini nga 2, sa ikatulo nga posisyon - 4, ug sa ikaupat nga posisyon - 8 - tanan sa decimal nga ekspresyon. Sa sistema sa decimal, ang parehas nga 1 sa katapusan katumbas sa 10, ang ikaduha hangtod sa katapusan nga 100, ang ikatulo 1000, ang ikaupat nga XNUMX - kini usa ka pananglitan sa pagsabut sa analohiya.

Busa, kung gusto natong irepresentar ang 10 sa binary nga porma, kinahanglan natong irepresentar ang 1 ug 1, mao nga sama sa akong giingon, kini mahimong 1010 sa ikaupat nga dapit ug XNUMX sa ikaduha, nga mao ang XNUMX.

Kung kinahanglan namon nga i-convert ang mga boltahe gikan sa 1 hangtod 10 volts nga wala’y mga fractional nga kantidad, i.e. gamit lamang ang mga integer, ang usa ka converter nga mahimong magrepresentar sa 4-bit sequences sa binary igo na. 4-bit tungod kay kini nga pagkakabig sa usa ka binary nga numero magkinahanglan hangtod sa upat ka mga numero. Sa praktis kini tan-awon sama niini:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Kadtong nag-una nga mga sero alang sa mga numero 1 hangtod 7 yano nga pad sa pisi sa tibuuk nga upat ka mga bit aron ang matag binary nga numero adunay parehas nga syntax ug magamit ang parehas nga kantidad sa espasyo. Sa graphical nga porma, ang ingon nga paghubad sa mga integer gikan sa decimal nga sistema ngadto sa binary gipakita sa Figure 7.

7. I-convert ang mga Integer sa Decimal System ngadto sa Binary System

Ang ibabaw ug ubos nga mga waveform nagrepresentar sa parehas nga mga kahulugan, gawas nga ang una masabtan pananglitan alang sa mga analog nga aparato, sama sa lebel sa boltahe nga metro, ug ang ikaduha alang sa mga digital nga aparato, lakip ang mga kompyuter nga nagproseso sa datos sa ingon nga sinultian. Kini nga ubos nga waveform morag usa ka square wave nga adunay variable nga pagpuno, i.e. lain nga ratio sa labing kataas nga kantidad hangtod sa minimum nga mga kantidad sa paglabay sa panahon. Kini nga variable nga sulud nag-encode sa binary nga kantidad sa signal nga mabag-o, busa ang ngalan nga "pulse code modulation" - PCM.

Karon balik sa pagkabig sa usa ka tinuod nga analog signal. Nahibal-an na nato nga kini mahimong gihulagway pinaagi sa usa ka linya nga naghulagway sa hapsay nga pagbag-o sa lebel, ug wala'y butang nga usa ka paglukso nga representasyon niini nga mga lebel. Bisan pa, alang sa mga panginahanglan sa analog sa digital nga pagkakabig, kinahanglan naton nga ipaila ang ingon nga proseso aron masukod ang lebel sa usa ka analog nga signal matag karon ug unya ug magrepresentar sa matag usa nga gisukod nga sample sa digital nga porma.

Gituohan nga ang kasubsob sa paghimo niini nga mga pagsukod kinahanglan labing menos kaduha sa labing taas nga frequency nga madungog sa usa ka tawo, ug tungod kay kini gibana-bana nga 20 kHz, busa, ang labing kadaghan. Ang 44,1kHz nagpabilin nga popular nga sample rate. Ang pagkalkula sa sampling rate nalangkit sa medyo komplikado nga mga operasyon sa matematika, nga, niining yugtoa sa atong kahibalo sa mga pamaagi sa pagkakabig, dili makatarunganon.

Mas maayo pa ba?

Ang tanan nga akong gihisgutan sa ibabaw mahimong magpakita nga mas taas ang sampling frequency, i.e. pagsukod sa lebel sa usa ka analog signal sa regular nga mga lat-ang, mas taas ang kalidad sa pagkakabig, tungod kay kini - sa labing menos sa usa ka intuitive nga diwa - mas tukma. Tinuod ba kini? Mahibal-an naton kini sa usa ka bulan.