Титульная страница

Звук в компьютере

Существуют две технологии записи и воспроизведения звука: аналоговая и цифровая. Известные всем бытовые магнитофоны и проигрыватели долгоиграющих пластинок ориентированы на аналоговую технологию. Запись и воспроизведение звука в компьютере и проигрывателях CD (лазерных дисков) основаны на цифровой технологии.

Звук по природе своей является набором волн, вызванных колебанием физических устройств (струн, мембран). Для того чтобы ввести звук в компьютер, его надо преобразовать в цифровой вид, т.е. представить в виде последовательности цифр (или нулей и единиц в двоичной системе исчисления). Для преобразования аналоговых данных в цифровые используется аналого-цифровой преобразователь (ADC - Analog-to-Digital Converter). Для воспроизведения звука необходим цифро-аналоговый преобразователь (DAC - Digital-to-Analog Converter).

При преобразовании звука в цифровой вид ADC измеряет поступающий сигнал с регулярными интервалами и присваивает цифровые значения уровню звука. Частота измерений называется скоростью выборки. Количество бит, используемых для кодирования данных, называется разрешающей способностью. Например, при записи звука разрешающая способность может быть 4, 8 или 16 бит, а скорость выборки может составлять 11 кГц, 22 кГц, 44 кГц. Чем выше скорость выборки и больше разрешающая способность, тем более качественный звук будет записываться и воспроизводиться.

Для ввода и воспроизведения звука в компьютере нужна аудио плата (карта). Обычно при покупке аудиоплаты пользователю предлагается полный набор аудио устройств компьютера: наушники и колонки, микрофон.

Звук в компьютер можно ввести с микрофона или с любого аудиоустройства, например, с магнитофона. Предварительно эти устройства нужно подключить к аудиоплате. На задней панели аудиоплаты имеется вход "Mic" для подключения микрофона, вход "Line In" для подключения аудиоустройств. Возможно, для подключения придется использовать переходники, поскольку размеры штекеров у бытовых приборов могут отличаться от стандартных размеров входов на плате. Но если вы приобрели микрофон, специально предназначенный для подключения к компьютеру, то проблем с разъемами обычно не возникает. Для того чтобы записать звук с микрофона, можно воспользоваться либо стандартными средствами Windows, либо программным обеспечением, которое поступает пользователю вместе с аудиоплатой.

Опишем далее стандартные инструменты работы со звуком в несколько устаревшей (но еще часто используемой в школах) системе Windows'95 и современной версии Windows Me.

Фонограф Windows'95

Этот инструмент можно вызвать с помощью кнопки "Пуск", выбрав позицию меню "Программы", и далее позицию "Стандартные". В появившемся меню следующего уровня выбирается позиция "Мультимедиа", и далее - позиция "Фонограф".

На панели инструмента имеется несколько кнопок для управления записью и воспроизведением звука, которые по изображению напоминают соответствующие кнопки на бытовом магнитофоне:

  • воспроизведение,
  • остановка (записи или воспроизведения),
  • перейти в начало,
  • перейти в конец.

Меню инструмента содержит позиции "Файл", "Правка", "Эффекты", "Справка".

Набор операций в позиции "Файл" позволяет создать новый звуковой файл, открыть уже существующий, сохранить файл, возможно, под новым именем, узнать свойства звукового файла, закончить работу с инструментом.

С помощью операций, связанных с позицией меню "Правка", можно выполнить некоторые операции редактирования: скопировать файл, вставить файл, удалить часть данных, смешать звук с другим звуковым файлом.

Звуковой файл можно изменить, добавив некоторые эффекты: увеличить или уменьшить громкость, увеличить или уменьшить скорость звучания, добавить эффект "эхо".

В окне инструмента имеются также таблички, в которых указываются длительность звучания файла в секундах, и длительность звучания до выполнения операции остановки.

Операция записи звука выполняется весьма просто: "нажимается" кнопка "Запись" (на ней изображен красный кружок), и в микрофон произносится фраза. Для завершения записи нажимается кнопка "Стоп" (на кнопке изображен черный квадрат).

Для того чтобы прослушать записанный файл, нужно перейти в начало записи, нажав кнопку "В начало", затем нажать кнопку "Воспроизведение".

Если в начале и в конце записи оказались ненужные, например, пустые фрагменты, их можно вырезать с помощью операций "удалить часть файла до текущей позиции" или "удалить часть файла после текущей позиции".

Файлы, записанные с помощью фонографа, имеют расширение .wav. Характеристики файла можно узнать с помощью позиции "Свойства" (появляющейся при раскрытии меню "Файл"). В предъявляемой таблице указываются: длительность звучания, объем данных в байтах, скорость выборки и разрешающая способность, установленные при записи файла.

Настройка устройств при записи звука в фонографе

Прежде чем начать записывать звук c помощью фонографа, обычно приходится выполнять предварительные установки и настройки параметров устройств мультимедиа. Для этого после раскрытия позиции системного меню "Мультимедиа" нужно выбрать позицию "Регулятор уровня" (до позиции меню "Мультимедиа" добираемся с помощью кнопки "Пуск", выбрав позицию "Программы" и далее позицию "Стандартные").

Если пользователь собирается выполнять операцию записи звука, нужно раскрыть позицию меню "Параметры" и выбрать позицию "Свойства". В появившемся окне "Настройка уровня" нужно установить режим "Запись", при этом в нижней части окна появится список устройств, с которых можно будет вводить звук в компьютер.

Допустим, что мы будем вводить звук с микрофона. Тогда нужно проследить, чтобы в соответствующей позиции окна "Отображать регулятор громкости" была проставлена "галочка". После нажатия кнопки "ОК" вид панели для регулирования громкости изменится, поскольку панель будет настроена на выполнение операции записи звука с соответствующих устройств.

Громкость для всех устройств регулируется с помощью ползунков, очень напоминающих по виду ползунки регуляторов на бытовых аудиоприборах. Ползунок "Баланс" выполняет балансировку звука между двумя динамиками. Ползунок "Громкость" управляет уровнем громкости. Для установки нужного уровня можно регулировать общий уровень записи и уровень записи в колонке "Микрофон". Например, оба ползунка можно установить в верхнее положение. Для того чтобы не было случайных помех от других устройств, можно для всех устройств, кроме микрофона, в окне "Выбрать" убрать "галочку". Аналогично, в случае записи, например, с компакт диска, нужно отключить позицию "Выбрать" для других устройств.

Универсальный проигрыватель Windows'95

Для прослушивания звуковых файлов в наборе стандартных мультимедиа устройств имеется инструмент "Универсальный проигрыватель" (напомним, что он вызывается с помощью кнопки "Пуск", через позиции "Программы", "Стандартные", "Мультимедиа"). После вызова этого инструмента на экране появляется панель для управления воспроизведением звука.

Вначале пользователь должен выбрать устройство, инициировав в главном меню инструмента позицию "Устройство":

  • Видео
  • Звук
  • Секвенсер MIDI
  • Аудио компакт-диск

С помощью этой же позиции можно установить нужную громкость звучания инструмента: в появившемся окне регулировки громкости с помощью позиции "Параметры" нужно раскрыть окно "Свойства", установить режим воспроизведения, отметить "галочкой" нужное устройство в списке, и, возвратившись в окно для регулировки громкости, установить с помощью ползунка нужный уровень звука у выбранного устройства.

Проигрыватель лазерных дисков Windows'95

Компакт-диски, известные также под названием CD/DA (Compact Disk/Digital Audio), появились в 1980 году, когда фирмы Phillips и Sony ввели стандарт для цифрового аудио под названием "Красная книга". Звук на компакт-дисках помещается на нескольких дорожках, причем одна дорожка обычно содержит одну песню. В соответствии со стандартом "Красной книги" компакт диск может иметь до 99 дорожек, что составляет 74 минуты звучания. Каждая дорожка делится на сектора, рассчитанные на 1/75 секунды звучания, и состоящие из 2352 байтов цифровой информации. Компакт-диск имеет также дополнительные зоны, содержащие так называемый перекрестный чередующийся код Рида-Соломона (CIRC), который управляет защитой данных. Если компакт-диск поцарапан или загрязнен, CIRC позволяет создать музыку. Если восстановить звуковую информацию не удается, то музыка не звучит.

Устройство CD-ROM компьютера может проигрывать обычные музыкальные компакт-диски, причем воспроизведение музыки идет в фоновом режиме, позволяя параллельно выполнять на компьютере любую другую работу. Для прослушивания компакт-диском можно использовать инструмент Windows "Лазерный проигрыватель" из набора стандартных мультимедиа устройств. На панели инструмента имеется набор кнопок для управления проигрываем музыки. Инструмент можно настроить на непрерывное проигрывание, проигрывание дорожек в произвольном порядке или в режиме ознакомления.

Если одновременно активизировать инструменты "Лазерный проигрыватель" и "Фонограф", то можно записать музыкальный фрагмент с компакт диска в WAVE-файл. При этом нужно не забыть предварительно настроить уровень звучания инструмента "Лазерный проигрыватель" с помощью инструмента "Регулятор уровня". Сам "Регулятор уровня" нужно перевести в состояние "Запись" (эта процедура описана выше в разделе "Настройка устройств при записи звука"). Следует также иметь в виду, что полученные таким образом WAVE-файлы могут быть большими по размеру. Чтобы уменьшить размер звуковых файлов нужно в фонографе (Файл-Свойства) установить для записи формат звукового файла, соответствующий пониженному качеству звука.

Инструменты для работы со звуком в Windows Millennium

Некоторые инструменты для работы со звуком в операционной среде Windows Me практически не претерпели изменений: звукозапись и регулятор громкости остались в старой редакции. Несколько иначе теперь до них нужно добираться по кнопке "Пуск": выбираются позиции меню "Программы" – "Стандартные" – "Развлечения". Запись и прослушивание записанных файлов выполняется так же, как описано в предыдущих разделах.

Так, например, если вы собираетесь записывать звук с внешнего устройства (микрофона, компакт-диска, подключенного через линейный вход магнитофона или радиоприемника), то нужно вначале настроить параметры устройств мультимедиа. В инструменте "Регулятор уровня" нужно раскрыть позицию меню "Параметры" и выбрать позицию "Свойства". В появившемся окне "Настройка уровня" нужно установить режим "Запись", при этом в появившемся в нижней части окна списке нужно поставить "галочку" в позиции, соответствующей устройству.

В более поздних версиях Windows появился инструмент Проигрыватель Windows Media с весьма развитыми сервисами. С помощью этого проигрывателя можно принимать радиостанции, ведущие вещание через Интернет, воспроизводить и копировать компакт-диски, искать посвященные музыке страницы в Интернете и создавать списки мультимедийных материалов, имеющихся на компьютере. В русифицированной версии есть подробная справка по этому инструменту с описанием всех заложенных возможностей. Мы же рассмотрим те из них, которые нам пригодятся для озвучивания мультимедиа проектов.

Следует заметить, что проигрыватель Windows Media ориентирован на широкий набор форматов медиа файлов, включая как старые форматы Windows .wav, .avi, так и современные форматы с возможностями сжатия данных и передачи их в Интернете.

В частности, разработан формат, используемый технологиями Microsoft Windows Media (или продуктами сторонних фирм, построенными на базе лицензированной технологии Windows Media) для создания, хранения, редактирования, рассылки, потоковой передачи и воспроизведения мультимедийного содержимого, имеющего временную структуру. Файл Windows Media может содержать аудио-, видеоданные или сценарий. Файл обычно имеет расширение имени .asf или .wma. Файлы Windows Media оптимизированы для потоковой передачи и при этом обеспечивают динамическую настройку звука при загрузке и воспроизведении проигрывателем Windows Media.

Проигрыватель поддерживает набор стандартов сжатия звука и видео MPEG, введенных объединенным техническим комитетом ISO/IEC по информационным технологиям. Стандарт MPEG имеет несколько вариантов, предназначенных для использования в различных ситуациях. Поддерживается также формат MP3, который обеспечивает гораздо более сильное сжатие звуковых данных, чем требовалось раньше для записи цифрового качества. Минута музыки или несколько минут речи, преобразованные в формат MP3, займут на диске около одного мегабайта – почти в десять раз меньше, чем в старом формате WAV. С введением стандарта MP3 стала реальностью передача через Интернет музыки с цифровым качеством.

Мы рассмотрим те возможности проигрывателя, которые нам пригодятся для озвучивания мультимедиа проектов. В первую очередь — возможность копирования музыкальный произведений с компакт-диска в файл. Таким образом можно создать музыкальное сопровождение для презентации или для Web-страницы в Интернете.

Копировать музыку с компакт-диска на жесткий диск очень просто, а во время копирования можно даже слушать этот диск (если позволяют свойства аппаратуры). На качество копии влияют такие параметры, как качество самого компакт-диска и скорость дисковода для компакт-дисков. Во время копирования могут иметь место незначительные дефекты звучания – слабый скрип и потрескивание. Это обычное явление, связанное со спецификой метода считывания дисководом информации с диска. Проигрыватель Windows Media пытается исправить эти дефекты, но они могут все же остаться.

В начале копирования нужно убедиться, что установлен режим цифрового копирования, в противном случае компьютер будет выполнять аналоговое копирование. Чтобы проверить, установлен ли флажок "Цифровое копирование", нужно выбрать в меню "Сервис" команду "Параметры" и затем перейдите на вкладку "Компакт-диск".

Последовательность шагов при копировании записей с аудио компакт-диска:

  • Вызовите проигрыватель Windows Media.
  • Вставьте компакт-диск в дисковод – проигрыватель начнет автоматически воспроизводить музыку. Остановите воспроизведение кнопкой "Остановить".
  • Нажмите в левой части панели инструмента кнопку "Компакт-диск". Появится список, в котором выбраны все записи, если только вы раньше не копировали записи с этого компакт-диска. Если какие-то записи копировать не нужно, снимите стоящие рядом с ними флажки.
  • Установите режим цифрового копирования и требуемое качество звука (которое влияет на размер получаемого файла), выбрав в меню "Сервис" команду "Параметры" и затем перейдя на вкладку "Компакт-диск".
  • На этой же вкладке "Компакт-диск" с помощью кнопки "Изменить" задайте папку, в которую будут копироваться звуковые файлы.
  • Нажмите кнопку "Копировать музыку".

Копирование будет сопровождаться показом объема скопированной информации (в процентах) в позиции копируемой записи, сообщениями "Ожидание обработки" или "Выполнено копирование в библиотеку" для записей, которые, соответственно, ожидают своей очереди или скопированы в файл. Все выбранные записи будут скопированы в заданную папку в виде отдельных файлов в формате .wma.

MIDI-файлы

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - это еще один способ представления звука в компьютере. В отличие от WAVE-файлов, которые хранят цифровое представление звуковых волн, MIDI-файлы хранят только описание звука, представленного как сумма звучания нескольких стандартизованных музыкальных инструментов. Данные в MIDI-файлах представляют собой последовательность записей, содержащих номера нот, их длительность, номера инструментов, а также команды, управляющие звучанием этих музыкальных инструментов.

Аудиокарты, поддерживающие MIDI-формат, имеют встроенные синтезаторы нескольких десятков музыкальных инструментов. Некоторые карты предоставляют возможность создавать собственные инструменты. Качество воспроизведения файлов MIDI зависит от звуковой платы, установленной в компьютере: на разных компьютерах MIDI-файлы могут звучать по разному.

Как правило, звуковые карты обеспечивают Общий MIDI-стандарт:

  • 128 инструментов,
  • 47 барабанных звуков.

Звуковые карты с MIDI-синтезатором отличаются по количеству воспроизводимых инструментов и качеству звучания инструментов, по возможностям совмещения нескольких инструментов, по количеству нот, хранящихся в памяти, по размерам волновых таблиц.

Для создания MIDI-файлов используется специальное программное обеспечение. Программная среда, имитирующая на компьютере музыкальные инструменты, показывает на экране устройство, внешне похожее на магнитофон с несколькими дорожками. Такие магнитофоны обычно используются в профессиональных студиях записи. Данное устройство хранит музыкальный фрагмент, например, партию скрипки, виолончели или тромбона. При воспроизведении дорожек записанная на них информация собирается вместе в единую последовательность для создания необходимого звука.

В плане практического применения отличия звуковых форматов MIDI и Wave состоят в следующем:

  • файлы MIDI значительно меньше по объему, чем файлы Wave при той же длительности звучания музыкального фрагмента;
  • мелодии в формате MIDI явно относятся к жанру "электронной музыки", в формате Wave записываются "живой" голос и звучание "живых" инструментов;
  • мелодии, записанные в виде MIDI-файла, можно изменять путем несложного редактирования записи на нотном стане, в то время как мелодию в файле Wave изменять гораздо сложнее;
  • файлы Wave часто используются в приложениях (при их звуковом оформлении) в виде непродолжительных "аудио-эффектов", файлы MIDI могут использоваться в качестве длительного фонового музыкального сопровождения.

Музыка в Интернет

Поскольку музыка является очень популярным видом искусства, она широко представлена в Интернете. Существует большое число специализированных серверов, посвященных музыкантам, современным композиторам, отдельным музыкальным направлениям. В Интернет можное найти много архивов с музыкальными произведениями.

Путешествие по музыкальным сайтам можно начать, воспользовавшись услугами какой-нибудь поисковой машины. Например, если вы соединитесь с сервером Rambler (http://rambler.ru), то на главной странице можно сразу же отыскать в каталоге ресурсов раздел, посвященный музыке. Перейдя по ссылке в раздел, вы увидите список музыкальных ресурсов Интернет, собранных данной поисковой машиной. У каждой ссылки на ресурс имеется небольшой комментарий, который поможет понять содержание страниц.

Аналогичный каталог музыкальных сайтов имеется и на русскоязычном сервере ресурсов Интернет List.ru (http://www.list.ru).

Здесь, в частности вы увидите раздел, посвященный радиовещанию в Интернет. Уже несколько радиостанций в России ведут свои передачи с прямой трансляцией в Интернете. Среди них, например, радиостанция "Серебряный дождь" (http://www.silver.ru). Для прослушивания радиостанции на компьютере пользователя должна быть установлена программа RealAudio Player. Программа проверяет скорость соединения с узлом Интернета, где находятся файлы RealAudio. Затем программа рассчитывает время задержки, после которого начинает воспроизведение еще не полностью полученного файла. Особенностью этих форматов является то, что сам файл с записью не может быть сохранен при получении с сервера, что обеспечивает его защиту от незаконного копирования.

Подготовленные для Интернета музыкальные файлы должны отвечать определенным требованиям. В частности, здесь критичным является объем файлов. В этом отношении Midi-файлы отвечают жестким требованиям к размерам - они очень компактны, а потому многие разработчики Интернет-страниц используют их для музыкального оформления. В Интернете есть немало архивов с Midi-музыкой. И даже сформировались целые сообщества любителей такой электронной музыки.

"Живой" звук в Интернете записывается в специальных сжатых форматах, например, в формате MP3. Имеются программы для записи звука в сжатом формате или для преобразования обычного формата Wave в формат MP3. Эти программы (распространяемые свободно, условно свободные или платные) можно найти в Интернет на сайтах с программным обеспечением для создания и прослушивания музыки. Один из таких сайтов расположен по адресу http://dailymp3.com/main.html.

Титульная страница