Tónlistarsköpun. Mastering - hluti 2

Ég skrifaði um þá staðreynd að meistaranám í ferli tónlistarframleiðslu er síðasta skrefið á leiðinni frá hugmyndinni um tónlist að afhendingu hennar til viðtakanda í fyrra tölublaði. Við höfum líka skoðað stafrænt hljóðritað hljóð, en ég hef ekki enn fjallað um hvernig þessu hljóði, breytt í AC spennubreyta, er breytt í tvíundarform.

1. Sérhvert flókið hljóð, jafnvel mjög mikið flókið, samanstendur í raun af mörgum einföldum sinusoidal hljóðum.

Ég endaði fyrri grein með spurningunni, hvernig er það mögulegt að í svona bylgjubylgju (1) sé allt tónlistarefni kóðað, jafnvel þótt við séum að tala um mörg hljóðfæri sem leika margradda þætti? Hér er svarið: þetta er vegna þess að hvaða flókið hljóð, jafnvel mjög flókið, er í raun það samanstendur af mörgum einföldum sinusoidal hljóðum.

Sinusoidal eðli þessara einföldu bylgjuforma er breytilegt með bæði tíma og amplitude, þessar bylgjuform skarast, bæta við, draga frá, móta hvert annað og búa þannig fyrst til einstök hljóðfæri og síðan klára blöndur og upptökur.

Það sem við sjáum á mynd 2 eru ákveðin atóm, sameindir sem mynda hljóðefni okkar, en ef um hliðrænt merki er að ræða eru engin slík atóm - það er ein jöfn lína, án punkta sem merkja síðari lestur (muninn má sjá í myndin í þrepum, sem eru myndrænt náluð til að fá samsvarandi sjónræn áhrif).

Hins vegar, þar sem spilun hljóðritaðrar tónlistar frá hliðstæðum eða stafrænum aðilum verður að fara fram með því að nota vélrænan rafsegulbreyti eins og hátalara eða heyrnartólsbreyti, er munurinn á hreinu hliðrænu hljóði og stafrænu unnu hljóðþoku yfirgnæfandi í flestum tilfellum. Á lokastigi, þ.e. við hlustun berst tónlistin til okkar á sama hátt og titringur loftagna sem orsakast af hreyfingu þindarinnar í transducernum.

2. Sameindir sem mynda hljóð okkar skipta máli

hliðrænn tölustafur

Er einhver heyranlegur munur á hreinu hliðrænu hljóði (þ.e. tekið upp hliðrænt á hliðrænu segulbandstæki, blandað á hliðræna leikjatölvu, þjappað á hliðrænan disk, spilað á hliðrænum spilara og magnaðum hliðrænum magnara) og stafrænu hljóði - umbreytt frá hliðrænt í stafrænt, unnið og blandað stafrænt og síðan unnið aftur í hliðrænt form, er það beint fyrir framan magnarann ​​eða nánast í hátalaranum sjálfum?

Í langflestum tilfellum, frekar ekki, þó að ef við tökum upp sama tónlistarefnið á báða vegu og spiluðum það síðan aftur, væri munurinn vissulega heyranlegur. Hins vegar mun þetta frekar stafa af eðli verkfæranna sem notuð eru í þessum ferlum, eiginleikum þeirra, eiginleikum og oft takmörkunum, en þeirri staðreynd að nota hliðræna eða stafræna tækni.

Jafnframt gerum við ráð fyrir því að koma hljóðinu á stafrænt form, þ.e. að vera beinlínis atomized, hefur ekki marktæk áhrif á upptöku- og vinnsluferlið sjálft, sérstaklega þar sem þessi sýni eiga sér stað á tíðni sem - að minnsta kosti fræðilega séð - er langt út fyrir efri mörk tíðnanna sem við heyrum, og því þessi tiltekna kornleiki hljóðsins umbreytt í stafrænt form, ósýnilegt okkur. Hins vegar, frá sjónarhóli að ná tökum á hljóðefninu, er það mjög mikilvægt, og við munum tala um það síðar.

Nú skulum við reikna út hvernig hliðrænu merkinu er breytt í stafrænt form, nefnilega núll-einn, þ.e. eitt þar sem spennan getur aðeins haft tvö stig: hið stafræna eitt stig, sem þýðir spenna, og stafræna núllstigið, þ.e. þessi spenna er nánast engin. Allt í stafræna heiminum er annað hvort eitt eða núll, það eru engin milligildi. Auðvitað er líka til svokölluð óljós rökfræði, þar sem enn eru millistig á milli „kveikt“ eða „slökkt“, en það á ekki við um stafræn hljóðkerfi.

3. Titringur loftagna af völdum hljóðgjafa setur mjög léttri byggingu himnunnar af stað.

Umbreytingar Fyrsti hluti

Öll hljóðmerki, hvort sem það er söngur, kassagítar eða trommur, er sent í tölvuna á stafrænu formi, það verður fyrst að breyta því í rafmerki til skiptis. Þetta er venjulega gert með hljóðnemum þar sem titringur loftagna af völdum hljóðgjafa knýr mjög létta þindbyggingu (3). Þetta getur verið þindið sem er í þéttihylki, málmþynnuband í borði hljóðnema eða þind með spólu sem er fest við hana í kraftmiklum hljóðnema.

Í hverju þessara tilvika mjög veikt, sveiflukennt rafmerki birtist við úttak hljóðnemanssem að meira eða minna leyti varðveitir hlutföll tíðni og stigs sem samsvara sömu breytum sveifluloftsagna. Þannig er þetta eins konar rafmagnshliðstæða þess, sem hægt er að vinna frekar í tækjum sem vinna rafboð til skiptis.

Fyrst hljóðnemamerki verður að magnastvegna þess að það er of veikt til að hægt sé að nota það á nokkurn hátt. Dæmigerð úttaksspenna hljóðnema er af stærðargráðunni þúsundustu úr volta, gefin upp í millivoltum, og oft í míkróvoltum eða milljónustu úr volta. Til samanburðar skulum við bæta því við að hefðbundin rafhlaða af fingurgerð framleiðir 1,5 V spennu og þetta er stöðug spenna sem er ekki háð mótum, sem þýðir að hún sendir engar hljóðupplýsingar.

Hins vegar þarf DC spennu í hvaða rafeindakerfi sem er til að vera uppspretta orku, sem mun þá móta AC merkið. Því hreinni og skilvirkari sem þessi orka er, því minna sem hún er háð straumálagi og truflunum, því hreinni verður riðstraumsmerkið sem rafeindahlutirnir vinna úr. Þess vegna er aflgjafinn, nefnilega aflgjafinn, svo mikilvægur í hvaða hliðrænu hljóðkerfi sem er.

4. Hljóðnemamagnari, einnig þekktur sem formagnari eða formagnari

Hljóðnemamagnarar, einnig þekktir sem formagnarar eða formagnarar, eru hannaðir til að magna merki frá hljóðnemum (4). Verkefni þeirra er að magna merkið, oft jafnvel um nokkra tugi desibels, sem þýðir að hækka gildi þeirra um hundruð eða meira. Þannig fáum við við útgang formagnarans riðspennu sem er í réttu hlutfalli við innspennu en fer hundruð sinnum yfir hana, þ.e. á stigi frá brotum til voltaeininga. Þetta merkjastig er ákvarðað línustig og þetta er staðlað rekstrarstig í hljóðtækjum.

Umbreytingarhluti tvö

Nú þegar er hægt að fara framhjá hliðrænu merki af þessu stigi stafrænt ferli. Þetta er gert með því að nota verkfæri sem kallast hliðræn-í-stafræn breytir eða transducers (5). Umbreytingarferlið í klassískum PCM ham, þ.e. Pulse Width Modulation, sem nú er vinsælasti vinnsluhamurinn, er skilgreindur af tveimur breytum: sýnatökutíðni og bitadýpt. Eins og þig grunar réttilega, því hærri sem þessar breytur eru, því betri verður umbreytingin og því nákvæmara verður merkið fært í tölvuna á stafrænu formi.

5. Umbreytir eða hliðrænn-í-stafrænn breytir.

Almenn regla fyrir þessa tegund viðskipta sýnatöku, það er að taka sýnishorn af hliðrænu efni og búa til stafræna framsetningu á því. Hér er augnabliksgildi spennunnar í hliðræna merkinu túlkað og stig þess táknað stafrænt í tvíundarkerfi (6).

Hér er þó nauðsynlegt að rifja stuttlega upp grunnatriði stærðfræðinnar, en samkvæmt þeim er hægt að tákna hvaða tölugildi sem er í hvaða talnakerfi sem er. Í gegnum mannkynssöguna hafa ýmis talnakerfi verið notuð og eru enn notuð. Til dæmis eru hugtök eins og tugi (12 stykki) eða eyri (12 tugi, 144 stykki) byggð á tvítugakerfinu.

6. Spennagildi í hliðrænu merki og framsetning á stigi þess á stafrænu formi í tvíundarkerfi

Fyrir tíma notum við blönduð kerfi - sexagesimal fyrir sekúndur, mínútur og klukkustundir, tvítuga afleiðu fyrir daga og daga, sjöunda kerfi fyrir daga vikunnar, fjórða kerfi (einnig tengt tví- og sexagesimal kerfi) fyrir vikur í mánuði, tvítugakerfi til að tilgreina mánuði ársins og þá er farið yfir í tugakerfið þar sem áratugir, aldir og árþúsundir birtast. Ég held að dæmið um að nota mismunandi kerfi til að tjá líðandi tíma mjög vel sýni eðli númerakerfa og mun gera þér kleift að sigla á skilvirkari hátt í málum sem tengjast umbreytingum.

Þegar um er að ræða hliðræna til stafræna umbreytingu, munum við vera algengust umbreyta tugagildum í tvöfalda gildi. Aukastafur vegna þess að mæling fyrir hvert sýni er venjulega gefin upp í míkróvoltum, millivoltum og voltum. Þá verður þetta gildi gefið upp í tvíundarkerfi, þ.e. með því að nota tvo bita sem virka í því - 0 og 1, sem tákna tvö ástand: engin spenna eða tilvist hennar, slökkt eða kveikt, straumur eða ekki, osfrv. Þannig forðumst við röskun og allar aðgerðir verða miklu einfaldari í framkvæmd með því að beita svokölluð breyting á reikniritum sem við erum að fást við, til dæmis í tengslum við tengi eða aðra stafræna örgjörva.

Þú ert núll; eða einn

Með þessum tveimur tölustöfum, núllum og einum, geturðu tjáð hvert tölugildióháð stærð þess. Lítum sem dæmi á töluna 10. Lykillinn að skilningi á ummyndun tugabrota í tvíund er sá að talan 1 í tvíundi, rétt eins og í tugabroti, fer eftir staðsetningu hennar í talnastrengnum.

Ef 1 er í lok tvíundarstrengsins, þá 1, ef í öðrum frá enda - þá 2, í þriðju stöðu - 4, og í fjórða stöðu - 8 - allt í aukastaf. Í tugakerfinu er sami 1 í lokin 10, næstsíðasti 100, þriðji 1000, fjórði XNUMX er dæmi til að skilja líkinguna.

Þannig að ef við viljum tákna 10 í tvíundarformi, þurfum við að tákna 1 og 1, þannig að eins og ég sagði, þá væri það 1010 í fjórða sæti og XNUMX í öðru, sem er XNUMX.

Ef við þyrftum að breyta spennum úr 1 í 10 volt án brotagilda, þ.e. með því að nota aðeins heilar tölur, nægir breytir sem getur táknað 4-bita raðir í tvöfaldri tölu. 4-bita vegna þess að þessi umbreyting á tvöfaldri tölu mun þurfa allt að fjóra tölustafi. Í reynd mun það líta svona út:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Þessi fremstu núll fyrir tölurnar 1 til 7 fylla einfaldlega strenginn upp í alla fjóra bitana þannig að hver tvöfaldur tala hefur sömu setningafræði og tekur jafn mikið pláss. Á myndrænu formi er slík þýðing á heiltölum úr tugakerfinu yfir í tvöfalda kerfið sýnd á mynd 7.

7. Umbreyttu heiltölum í tugakerfi í tvöfalda kerfi

Bæði efri og neðri bylgjulögin tákna sömu gildi, nema að hið fyrra er skiljanlegt, til dæmis fyrir hliðræn tæki, eins og línulega spennustigsmæla, og hið síðara fyrir stafræn tæki, þar á meðal tölvur sem vinna úr gögnum á slíku tungumáli. Þetta botnbylgjuform lítur út eins og ferhyrningsbylgja með breytilegri fyllingu, þ.e. mismunandi hlutfall hámarksgilda og lágmarksgilda með tímanum. Þetta breytilega innihald kóðar tvöfalda gildi merksins sem á að breyta, þess vegna er nafnið „púlskóðamótun“ - PCM.

Nú aftur að umbreyta raunverulegu hliðrænu merki. Við vitum nú þegar að það er hægt að lýsa því með línu sem sýnir vel breytileg stig, og það er ekkert til sem heitir stökk framsetning á þessum stigum. Hins vegar, fyrir þarfir hliðræns til stafræns umbreytingar, verðum við að kynna slíkt ferli til að geta mælt magn hliðræns merkis af og til og táknað hvert slíkt mælt sýni á stafrænu formi.

Gert var ráð fyrir að tíðnin sem þessar mælingar yrðu gerðar á ætti að vera að minnsta kosti tvöfalt hæsta tíðnin sem maður heyrir og þar sem hún er um það bil 20 kHz er því mest 44,1kHz er enn vinsæll sýnatökuhlutfall. Útreikningur á sýnatökuhlutfalli tengist frekar flóknum stærðfræðilegum aðgerðum, sem á þessu stigi þekkingar okkar á umreikningsaðferðum er ekki skynsamlegt.

Meira er betra?

Allt sem ég nefndi hér að ofan gæti bent til þess að því hærri sýnatökutíðni, þ.e. að mæla magn hliðræns merkis með reglulegu millibili, því meiri gæði umbreytingarinnar, því það er - að minnsta kosti í leiðandi skilningi - nákvæmara. Er það virkilega satt? Við fáum að vita af þessu eftir mánuð.