3. Представление звуковой информации в компьютере
Персональный компьютер или ноутбук, который имеет звуковую плату, динамики, микрофон, может работать со звуковой информацией — записывать, сохранять, воспроизводить.
Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.
Громкость звука определяется амплитудой, тон звука — частотой.
С увеличением амплитуды звук становится громче, с увеличением частоты сигнала становится выше тон.
В компьютерной технике аналоговый звук преобразовывается в цифровой с помощью звуковой карты.
музыкант играет на скрипке. При помощи микрофона запишем музыку и получим электрический сигнал.
Преобразуем полученный электрический сигнал в цифровой. Для этого аналоговый звуковой сигнал разделим на отдельные небольшие временные фрагменты. Каждому фрагменту соответствует определённая величина интенсивности звука, зависящая от амплитуды.
Частота дискретизации — это количество измерений за единицу времени. Единица измерения — Гц (герц).
если проводить измерения сигнала \(50\) раз в секунду, то получится частота дискретизации \(50\) Гц.
Форматы звуковых файлов
Чаще всего звук в компьютере хранится в сжатом виде, потому как аудиофайл длительностью в \(1\) минуту в несжатом виде занимает около \(10\) Мб памяти. Для сжатия звука применяют различные алгоритмы — это и есть цифровые аудиоформаты файлов, которые делятся на \(3\) группы.
Звуковые файлы
Этот урок посвящён звуковым файлам. С помощью этого урока учащиеся познакомятся со звуковыми файлами, а точнее, с наиболее популярными расширениями звуковых файлов, узнают, какие существуют программы для прослушивания аудиозаписей. Также некоторая часть уделена интересным и познавательным фактам из истории развития звукозаписи.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.
Получите невероятные возможности
1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ
Конспект урока «Звуковые файлы»
В начале урока мы с вами вспомним, что такое файл.
Файл – это информация, которая хранится как единое целое и имеет своё название – имя файла. В каждом файле хранится однотипная информация: графическая, звуковая и прочие.
Сегодня мы с вами узнаем о том, что такое звук, какие существуют расширения звуковых файлов, познакомимся с историей звукозаписи.
Звук – это колебания воздуха или любой другой среды, в которой он распространяется.
Звук попадает в компьютер при помощи микрофона. А чтобы компьютер смог работать со звуком, его нужно преобразовать в последовательность нулей и единиц, ведь компьютер умеет работать только с такой информацией. Этим занимается звуковая карта. Для прослушивания звука используются наушники или колонки.
Витя: «Но если звук в компьютере находится в виде нулей и единиц, то как же его можно прослушать?»
Здесь нам снова поможет звуковая карта. Когда мы даём команду компьютеру на воспроизведение, звуковая карта преобразует нули и единицы обратно в звук, который выводится через колонки или наушники.
Вся музыка и звуки в компьютере, телефоне и на прочих устройствах хранения информации являются звуковыми файлами.
Как мы с вами знаем, у каждого файла есть своё расширение. Звуковые файлы не являются исключением.
Витя: «Давайте узнаем, какие существуют расширения звуковых файлов».
Рассмотрим наиболее популярные из них.
«MIDI». Формат файлов «MIDI»был разработан для того, чтобы позволить музыкантам и композиторам копировать данные «MIDI»из одного приложения в другое. В таких файлах содержится информация о расположении нот, скорости игры и прочих параметрах звука.
«MP3». В наше время это одно из стандартных расширений звуковых файлов. Большинство музыкальных плееров, смартфонов, компьютеров и прочих устройств воспроизводят музыку именно из файлов «MP3». При сохранении звукового файла с таким расширением происходит его сжатие. А при сжатии, в свою очередь, – потеря качества. В этом есть и свои плюсы. При хранении файлов с расширением «MP3» наблюдается значительная экономия места на диске.
Расширение «WMA». Популярность этого формата была достигнута за счёт его использования при воспроизведении видеофайлов на DVD-плеерах, а также на портативных устройствах и мобильных телефонах.
Ну и в заключение рассмотрим формат «WAV». Файлы «WAV» были созданы компаниями IBM и Microsoft. Они содержат различные аудиоданные: звуки, звуковые эффекты, музыку, а также записи голоса. По размерам файлы с расширением «WAV» значительно больше файлов с расширением «MP3», и именно поэтому они не пользуются популярностью.
Витя: «Какие существуют программы для прослушивания звука?»
Программ для прослушивания звуковых файлов огромное количество. Стандартным же проигрывателем в операционной системе Windows является Windows Media. Этот проигрыватель позволяет воспроизводить все популярные форматы аудио- и видеофайлов. Можно записать диск из понравившихся композиций, или наоборот, скопировать его к себе на жёсткий диск.
Следующий проигрыватель, который мы с вами рассмотрим, AIMP. Он является бесплатным, поддерживает огромное количество форматов. В данном проигрывателе можно создавать несколько плейлистов. Эту программу устанавливают не только на компьютер или ноутбук, но и на телефоны с операционной системой Андроид.
Идём дальше. Рассмотрим проигрыватель Winamp. С его помощью можно не только слушать музыку, но и смотреть видеозаписи. Также в Winamp можно искать нужные аудиозаписи, создавать свои списки звуковых файлов. Ну и, конечно же, с помощью этого проигрывателя можно прослушивать звуковые файлы с различными расширениями.
Tomahawk. Отличительной особенностью этого проигрывателя является то, что его можно устанавливать в операционных системах Windows, Linux и Mac OS. После того, как приложение было установлено, оно собирает всю музыку, которая находится на компьютере, в одну библиотеку. Это позволяет сразу же после установки начать её прослушивание.
Витя: «Может, немного поговорим об истории звукозаписи?»
К первым устройствам для записи звука относятся механические устройства. В то же время они не могли записывать и воспроизводить голос. На такие устройства записывалась только мелодия. Мелодии записывались на бумагу, дерево, металлические валики, перфорированные диски и другие приспособления. Эти инструменты могли приводиться в движение не только при помощи человеческих рук, но и при помощи воды, песка, электричества и прочих средств.
К примерам таких устройств относятся шарманки, музыкальные часы, шкатулки, ящики.
Все они воспроизводили различные сохранённые мелодии, но в то же время на них нельзя было записать живые выступления, звуки. Количество же мелодий было ограничено.
В 1857 г. де Мартенвиль изобрёл фоноавтограф.
Минус этого устройства был в том, что оно не могло воспроизводить сделанную запись.
А вот в 1877 г. Томас Эдисон изобрёл фонограф, который уже мог воспроизводить свою запись.
В 1887 г. Эмиль Берлинер изобрёл граммофон.
Звуки записывались на пластинки.
Но аудиодорожки могли вмещать в себя только до 5 минут аудиозаписи.
В 1907 г. Гильон Кеммлер предложил усовершенствовать граммофон. Так, на замену ему пришёл патефон.
Главное отличие патефона заключалось в том, что он был скомпонован в виде чемоданчика и его можно было переносить в застёгнутом виде за специальную ручку.
В 1925 г. появляется запись через микрофон. Таким образом был изобретён электрофон. Он отличается от граммофона и патефона принципом действия, который основан на электрических колебаниях. Более подробно об этом вы узнаете в старших классах. В быту такое устройство очень часто называли проигрывателем. Электрофоны до сих пор используются в домашних условиях. Но продажа граммофонных пластинок практически прекратилась, так как на смену пришли цифровые средства воспроизведения звука.
Далее в 1931 г. Шорин Александр Фёдорович создал шоринофон. Запись в таком устройстве производилась с помощью иглы на киноленту.
В тысяча девятьсот тридцать втором году компания AEG начала производство «Магнетофон-К1». А в 1941 г. эта же фирма выпускает магнитофон нового образца.
В дальнейшем в 1963 г. появляются первые компакт-кассеты. Они производились фирмой Philips.
В 1971 г. компания Advent Corporation выпускает кассету с магнитной лентой на основе оксида хрома.
Витя: «А что такое оксид хрома?»
Об этом вы узнаете в старших классах на уроках химии.
Качество звука на таких носителях информации было намного выше. На такие кассеты можно записывать в фабричных условиях фонограммы. Также кассеты начали использоваться для самостоятельной записи музыки.
С появлением оптических дисков появляется лазерная (оптическая) запись. При помощи лазерного луча на вращающийся оптический диск записываются сигналы. В результате записи на диске образуется спиральная дорожка. При воспроизведении лазерный луч перемещается по поверхности оптического диска и считывает записанные на него данные.
В 1980 г. компании Philips и Sony создают международный стандарт хранения оцифрованного звука на компакт-дисках. А в апреле 1982 г. Philips представила свой первый проигрыватель компакт-дисков.
Витя: «Перед записью звук же как-то редактируется?»
Верно. Прежде, чем получить нужную аудиозапись, необходимо записать несколько различных вариантов, например, песни. После чего песня обрабатывается, редактируется и записывается на носитель информации.
Для работы со звуковыми дорожками существуют специальные программы. К примерам относятся Audacity, WavePad Sound Editor, Wavosaur, Traverso, FREE Wave MP3 Editor. Все эти программы являются бесплатными.
В самой операционной системе Windows также есть стандартная программа для записи звука. Она называется «Запись голоса». Рассмотрим её интерфейс.
При открытии появляется окно с микрофоном. Для начала записи нужно на него нажать.
Как только началась запись звука, её можно поставить на паузу, сделать метку в нужном месте и остановить запись.
После того, как запись остановлена, её можно прослушать, добавить или удалить метку на дорожке, удалить запись, поделиться, переименовать, а также обрезать. Для обрезки файла нужно нажать на соответствующую кнопку и при помощи маркеров указать начало и конец дорожки. После чего нажать на «OK». При этом изменения можно сохранить в исходном файле или же копию в новом. Если вы не хотите применять изменения к звуковой дорожке, то нужно нажать на кнопку «Отмена». Файл сохранится автоматически в папку, которую система выделила для этой программы. Чтобы посмотреть, где находятся файлы, нужно из меню выбрать пункт «Открыть папку с файлом». При удалении файла он автоматически удаляется из папки.
Витя: «Какая простая программа!»
А сейчас давайте рассмотрим интерфейс программы «Аудиомастер».
При запуске программы появляется окно, с помощью которого можно открыть файл для редактирования, извлечь звук из видео, записать звук с микрофона и прочие действия. Выберем пункт «Записать звук с микрофона».
Появится окно, в котором нужно нажать на кнопку «Начать новую запись». После остановки записи необходимо нажать на кнопку «Сохранить». Откроется окно для редактирования.
Сверху находится строка меню, с помощью которой можно задать эффекты для звуковой дорожки, отредактировать её и выполнить с ней прочие действия.
Чуть ниже находится панель быстрого доступа. С её помощью можно вырезать, скопировать или вставить фрагмент. Прежде, чем вырезать или скопировать фрагмент, его нужно выделить.
В области слева находятся эффекты, которые можно применить к аудиозаписи. Снизу же находится строка, с помощью которой можно воспроизвести, остановить файл, перейти в конец или в начало дорожки, а также записать звук с микрофона. Самую большую часть окна занимает область непосредственно с самой звуковой дорожкой.
Мы с вами вкратце рассмотрели интерфейс программы «АудиоМастер».
А сейчас пришла пора подвести итоги урока.
Сегодня мы с вами познакомились с различными расширениями звуковых файлов.
Узнали, какие существуют программы для прослушивания аудиозаписей.
Познакомились с историей звукозаписи.
В конце урока рассмотрели интерфейс стандартной программы Windows для записи звука, а также программы «АудиоМастер».
Цифровые аудиоформаты
Цифровой аудиоформат — формат представления звуковых данных, используемый при цифровой звукозаписи, а также для дальнейшего хранения записанного материала на компьютере и других электронных носителях информации, так называемых звуковых носителях.
Аудиофайл (файл, содержащий звукозапись) — компьютерный файл, состоящий из информации об амплитуде и частоте звука, сохранённую для дальнейшего воспроизведения на компьютере или проигрывателе.
Разновидности цифровых аудиоформатов
Существуют различные понятия звукового формата.
Формат представления звуковых данных в цифровом виде зависит от способа квантования цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). В звукотехнике в настоящее время наиболее распространены два вида квантования :
- импульсно-кодовая модуляция
- сигма-дельта-модуляция
Зачастую разрядность квантования и частоту дискретизации указывают для различных звуковых устройств записи и воспроизведения как формат представления цифрового звука (24 бита/192 кГц; 16 бит/48 кГц).
Формат файла определяет структуру и особенности представления звуковых данных при хранении на запоминающем устройстве ПК. Для устранения избыточности аудио данных используются аудиокодеки, при помощи которых производится сжатие аудиоданных. Выделяют три группы звуковых форматов файлов:
- аудиоформаты без сжатия, такие как WAV, AIFF
- аудиоформаты со сжатием без потерь (APE, FLAC)
- аудиоформаты, с применением сжатия с потерями (mp3, ogg)
Особняком стоят модульные музыкальные форматы файлов. Созданные синтетически или из сэмплов заранее записанных живых инструментов, они, в основном, служат для создания современной электронной музыки (MOD). Также сюда можно отнести формат MIDI, который не является звукозаписью, но при этом с помощью секвенсора позволяет записывать и воспроизводить музыку, используя определенный набор команд в текстовом виде.
Форматы носителей цифрового звука применяют как для массового распространения звуковых записей (CD, SACD), так и в профессиональной звукозаписи (DAT, минидиск).
Для систем пространственного звучания также можно выделить форматы звука, в основном являющиеся звуковым многоканальным сопровождением к кинофильмам. Такие системы имеют целые семейства форматов от двух крупных конкурирующих компаний Digital Theater Systems Inc. — DTS и Dolby Laboratories Inc. — Dolby Digital.
Также форматом называют количество каналов в системах многоканального звука (5.1; 7.1). Изначально такая система была разработана для кинотеатров, но впоследствии была расширена для систем домашнего кинотеатра.
Некоторые виды цифрового звука в сравнении
Основная статья: Сравнение звуковых форматов
| Название формата | Квантование, бит | Частота дискретизации, кГц | Число каналов | Величина потока данных с диска, кбит/с | Степень сжатия/упаковки |
|---|---|---|---|---|---|
| CD | 16 | 44,1 | 2 | 1411,2 | 1:1 без потерь |
| Dolby Digital (AC3) | 16-24 | 48 | 6 | до 640 | ~12:1 с потерями |
| DTS | 20-24 | 48; 96 | до 8 | до 1536 | 3:1 с потерями |
| DVD-Audio | 16; 20; 24 | 44,1; 48; 88,2; 96 | 6 | 6912 | 1:1 без потерь |
| DVD-Audio | 16; 20; 24 | 176,4; 192 | 2 | 4608 | 1:1 без потерь |
| MP3 | 16-24 | до 48 | 2 | до 320 | ~11:1 с потерями |
| AAC | 16-24 | до 96 | до 48 | до 512 | с потерями |
| AAC+ (SBR) | 16-24 | до 48 | 2 | до 320 | с потерями |
| Ogg Vorbis | до 32 | до 192 | до 255 | до 500 | с потерями |
| WMA | до 24 | до 96 | до 8 | до 768 | 2:1, есть версия без потерь |
Список цифровых аудиоформатов
Кодирование без потерь
Форматы без сжатия
- AIFF
- AU
- CDDA — формат, используемый в аудио-CD
- DSD — формат, используемый в SACD
- IFF-8SVX — Interchange File Format
- IFF-16SV
- RAW — сырые замеры без какого-либо заголовка или синхронизации
- WAV — Microsoft Wave (Waveform audio format). Разработан совместно с IBM
Сжатие звука без потерь
-
- FLAC (.flac) — свободный кодек из проекта Ogg
- Lossless Audio (.la)
- Lossless Predictive Audio Compression (LPAC; .pac)
- Apple Lossless (.m4a)
- Monkey’s Audio (.ape)
- OptimFROG (.ofr) [1]
- RKAU (.rka) [2]
- Shorten (.shn)
- TTA — True Audio, свободный кодек
- TAK (.tak) — (T)om’s lossless (A)udio (K)ompressor
- WavPack (.wv)
- Windows Media Audio 9 Lossless (.wma)
- ADX — формат звука с максимальным битрейтом в 1 Гбит/с
Кодирование с потерями
- MP2 — MPEG Layer 2
- MP3 — MPEG Layer 3
- Vorbis — проект Ogg, свободен и похож по принципам на MP3
- Speex — проект Ogg, свободен, сжатие голоса, низкий битрейт
- Opus — проект Ogg, свободен, передача звука по сети; основан на технологиях кодеков CELT и SILK.
- GSM-FR — GSM Full Rate, изначально для сотовых телефонов
- G.723.1 — один из базовых речевой кодеков IP-телефонии
- G.729 — эффективный узкополосный речевой кодек IP-телефонии
- Windows Media Audio (WMA)
- AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) — Advanced Audio Coding, часто в контейнере MPEG-4
- Musepack — Musepack (MPC)
- TwinVQ — Yamaha TwinVQ (VQF)
- RealAudio (RA, RM)
- OTS Audio File — похож на MP3
- SWA — Macromedia Shockwave Audio. Сжатие как в MP3 с дополнительными заголовками для Macromedia Director. [3]
Другие форматы
- GYM — лог чипа GenesisYM2612
- IMF (id Music File) — создан id Software. Данный формат лишь содержал байты, передаваемые чипу OPL2.
- IT (модуль Impulse Tracker, добавлены сжатые инструменты, действия на отпускание ноты, и др.)
- MID, MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — обычно просто ноты и управляющие инструкции, но изредка и дампы семплов)
- MT2 (модуль MadTracker комбинирует свойства IT и XM)
- MNG — BGM для игр серии Creatures, начиная с Creatures 2 [4]
- MOD (Soundtracker и Protracker модули для семплов и мелодии)
- MusicXML
- NSF (NES music)
- NIFF
- ORG (Organya) — формат, придуманный разработчиками игры Cave Story
- PSF — Portable Sound Format
- PSF — PlayStation sound format
- PTB (Power Tab Editor tab)
- S3M (модуль ScreamTracker 3, чуть больше эффектов и отдельной колонкой громкости)
- SPC — Super Nintendo Entertainment System sound file format.
- STF — StudioFactory project file. It contains all necessary patches, samples, tracks and settings to play the file.
- SYN — SynFactory project file. It contains all necessary patches, samples, tracks and settings to play the file.
- VGM (Video Game Music) лог нескольких чипов
- XM (модуль Fast Tracker, добавлены инструменты)
- YM — Atari ST/Amstrad CPC YM2149 sound chip format
Форматы плей-листов
Основная статья: Плей-лист
- Advanced Stream Redirector (.asx) — Windows Media Metafile — XML-подобный формат файла, [5] представленный в Windows Media Player
- B4S — базирующийся на XML формат плейлиста Winamp3
- FPL — плейлист плеера Foobar2000
- M3U — текстовый файл, изначально появился в Winamp, далее поддержка появилась и в других плеерах
- PLS — формат, используемый первоначально в Light Alloy
- Real Audio Metafile — только для файлов формата Real Audio.
- smil — XML-подобный формат, рекомендованный Консорциумом W3C. Распространяется как на аудио, так и на видео-форматы.
- VLC — собственный формат плейлиста в VLC Media Player
- Windows Media Player Playlist (WPL) — список воспроизведения Windows Media Player, начиная с 9 версии (9 — 11)
- XSPF — простой открытый формат для плейлистов, основанный на XML
- ZPL — формат плейлиста в Zoom Player
- plc — формат плейлиста в Aimp 2
См. также
- Аудиокодек
- Цифровая звукозапись
- Сравнение форматов звукозаписи
- Цифровые видеоформаты
Примечания
- ↑OptimFROG Lossless Audio Compression
- ↑http://rksoft.virtualave.net/rkau.html
- ↑В чём разница между MP3 и SWA?
- ↑Редактор и плеер
- ↑Lucas Gonze, Matthias Friedrich, Robert KayeXSPF Version 1 (англ.) . Xiph.org Foundation (2005). Архивировано из первоисточника 21 августа 2011.Проверено 23 мая 2008.
Ссылки
- List of audio and music file formats
- Форматы звуковых файлов. Часть 1
- Форматы звуковых файлов. Часть 2
- Форматы звуковых файлов. Часть 3
- Форматы
- Lossless comparison — сравнение кодеков без потерь (англ.)
- Новые технологии звука — DVD Audio, DTS, 24 bit, MLP etc.
Без потерь: BMP • FPX • GIF • ICO • ILBM • JBIG • PCX • PNG • PNM • PSD • RAW • TGA • WBMP • XCF • Включая сжатие с потерями: EXR • ICER • JBIG2 • JPEG / JP2 / JPEG-LS • JPEG XR (HD Photo) • PGF (англ.) • TIFF • WebP • Анимационные: APNG • GIF • MNG
аудиофайл
Аудиофайл ■ (англ. audio — аудио + file — файл) — файл, содержащий звукозаписи.
Словарь композитов русского языка новейшего периода. — – М. : ФЛИНТА : Наука . Н.В. Габдреева, М.Т. Гурчиани . 2012 .
Смотреть что такое «аудиофайл» в других словарях:
- аудиофайл — сущ., кол во синонимов: 1 • файл (8) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
- аудиофайл — звуковой файл Файл с расширением .WAV , содержащий оцифрованные звуковые волны. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом Синонимы звуковой файл EN wave file … Справочник технического переводчика
- Живые 3D метки — Официальный логотип технологии «Живые 3D метки» это одна из ряда технологий дополненной реальности, разработанная в России в 2010 г. Содержание … Википедия
- Cue sheet — Cue sheet, файл cue файл с метаданными, которые описывают раскладку треков CD или DVD. Файлы cue имеют текстовый формат и, как правило, расширение .cue. Впервые файлы cue sheet появились в программе CDRWIN. Теперь они поддерживаются многими … Википедия
- Подкастинг — Один из вариантов иконки для подкастинга Подкастинг[1] (англ. podcasting, от iPod и англ … Википедия
- Doom 3 — У этого термина существуют и другие значения, см. Doom (значения). Doom 3 Разработчик id So … Википедия
- Replay Gain — (ReplayGain, Replaygain, выравнивание громкости[1]) стандарт представления информации, позволяющей аудиоплеерам, использующим её, воспроизводить файлы в медиа библиотеке с однородной громкостью. Использование Replay Gain позволяет избежать… … Википедия
- Панфиловцы — В данной статье или разделе имеется избыток цитат либо слишком длинные цитаты. Излишние и чрезмерно большие цитаты следует обобщить и переписать своими словами. Возможно, эти цитаты будут более уместны в Викицитатнике или в Викитеке … Википедия
- Захарченко, Любовь Ивановна — Любовь Захарченко … Википедия
- Технические средства защиты авторских прав — Иное название этого понятия «DRM»; см. также другие значения. Технические средства защиты авторских прав (ТСЗАП; англ. DRM Digital rights management, неофициально иногда Digital restrictions management) программные или… … Википедия
- Смеляков, Ярослав Васильевич — Ярослав Смеляков Дата рождения: 26 декабря 1912 (8 января 1913)( … Википедия