Преимущества и недостатки цифрового звука
С точки зрения обычного пользователя выгоды много — компактность современных носителей информации позволяет ему, например, перевести все диски и пластинки из своей коллекции в цифровое представление и сохранить на долгие годы на небольшом трехдюймовом винчестере или на десятке-другом компакт дисков; можно воспользоваться специальным программным обеспечением и хорошенько «почистить» старые записи с бобин и пластинок, удалив из их звучания шумы и треск; можно также не просто скорректировать звучание, но и приукрасить его, добавить сочности, объемности, восстановить частоты. Помимо перечисленных манипуляций со звуком в домашних условиях, Интернет тоже приходит на помощь аудио-любителю. Например, сеть позволяет людям обмениваться музыкой, прослушивать сотни тысяч различных Интернет-радио станций, а также демонстрировать свое звуковое творчество публике, и для этого нужен всего лишь компьютер и Интернет. И, наконец, в последнее время появилась огромная масса различной портативной цифровой аудио аппаратуры, возможности даже самого среднего представителя которой зачастую позволяют с легкостью взять с собой в дорогу коллекцию музыки, равную по длительности звучания десяткам часов.
С точки зрения профессионала цифровой звук открывает поистине необъятные возможности. Если раньше звуковые и радио студии размещались на нескольких десятках квадратных метров, то теперь их может заменить хороший компьютер, который по возможностям превосходит десять таких студий вместе взятых, а по стоимости оказывается многократно дешевле одной. Это снимает многие финансовые барьеры и делает звукозапись более доступной и профессионалу и простому любителю. Современное программное обеспечение позволяет делать со звуком все что угодно. Раньше различные эффекты звучания достигались с помощью хитроумных приспособлений, которые не всегда являли собой верх технической мысли или же были просто устройствами кустарного изготовления. Сегодня, самые сложные и просто невообразимые раньше эффекты достигаются путем нажатия пары кнопок. Конечно, вышесказанное несколько утрировано и компьютер не заменяет человека – звукооператора, режиссера или монтажера, однако с уверенностью можно сказать, что компактность, мобильность, колоссальная мощность и обеспечиваемое качество современной цифровой техники, предназначенной для обработки звука, уже сегодня почти полностью вытеснило из студий старую аналоговую аппаратуру.
Конечно, цифровая техника тоже имеет свои недостатки. Многие (профессионалы и любители) отмечают, что аналоговый звук слушался живее. И это не просто дань прошлому. Как мы сказали выше, процесс оцифровки вносит определенную погрешность в звучание, кроме того, различная усиливающая цифровая аппаратура привносит так называемые «транзисторные шумы» и другие специфические искажения. Термину «транзисторный шум», пожалуй, нет точного определения, но можно сказать, что это хаотичные колебания в области высоких частот. Не смотря на то, что слуховой аппарат человека способен воспринимать частоты до 20 кГц, похоже, все-таки, человеческий мозг улавливает и более высокие частоты. И именно на подсознательном уровне человек все же ощущает аналоговое звучание чище, чем цифровое.
Впрочем, у цифрового представления данных есть одно неоспоримое и очень важное преимущество – при сохранном носителе данные на нем не искажаются с течением времени. Если магнитная лента со временем размагничивается и качество записи теряется, если пластинка царапается и к звучанию прибавляются щелчки и треск, то компакт-диск / винчестер / электронная память либо читается (в случае сохранности), либо нет, а эффект старения отсутствует. Важно отметить, мы не говорим здесь об Audio CD (CD-DA – стандарт, устанавливающий параметры и формат записи на аудио компакт диски) так как не смотря на то, что это носитель цифровой информации, эффект старения его, все же, не минует. Это связано с особенностями хранения и считывания аудио данных с Audio CD. Информация на всех типах компакт-дисков хранится покадрово и каждый кадр имеет заголовок, по которому его возможно идентифицировать. Однако различные типы CD имеют различную структуру и используют различные методы маркировки кадров. Поскольку компьютерные приводы CD-ROM рассчитаны на чтение в основном Data-CD (надо сказать, что существуют различные разновидности стандарта Data-CD, каждый из которых дополняет основной стандарт CD-DA), они часто не способны правильно «ориентироваться» на Audio CD, где способ маркировки кадров отличен от Data-CD (на аудио CD кадры не имеют специального заголовка и для определения смещения каждого кадра необходимо следить за информацией в кадре). Это означает, что если при чтении Data-CD привод легко «ориентируется» на диске и никогда не перепутает кадры, то при чтении с аудио компакт диска привод не может ориентироваться четко, что при появлении, скажем, царапины или пыли может привести к чтению неправильного кадра и, как следствие, скачку или треску звучания. Эта же проблема (неспособность большинства приводов правильно позиционироваться на CD-DA) является причиной еще одного неприятного эффекта: копирование информации с Audio CD вызывает проблемы даже при работе с полностью сохранными дисками вследствие того, что правильное «ориентирование на диске» полностью зависит от считывающего привода и не может быть четко проконтролировано программным путем.
Повсеместное распространение и дальнейшее развитие уже упомянутых lossy-кодеров аудио (MP3, AAC и других) открыло широчайшие возможности распространения и хранения аудио. Современные каналы связи уже давно позволяют пересылать большие массивы данных за сравнительно небольшое время, однако самой медленной остается передача данных между конечным пользователем и поставщиком услуг связи. Телефонные линии, по которым пользователи в большинстве своем связываются с Интернетом, не позволяют осуществлять быструю передачу данных. Нечего и говорить, что такие объемы данных, какие занимает несжатая аудио и видео информация, передавать по привычным каналам связи придется очень долго. Однако появление lossy-кодеров, обеспечивающих десяти-пятнадцати кратное сжатие, превратило передачу и обмен аудио данными в повседневное занятие каждого пользователя Интернета и сняло все преграды, образованные слабыми каналами связи. Касательно этого нужно сказать, что развивающаяся сегодня семимильными шагами цифровая мобильная связь во многом обязана именно lossy-кодированию. Дело в том, что протоколы передачи аудио по каналам мобильной связи работают на приблизительно тех же принципах, что и известные всем музыкальные кодеры. Поэтому дальнейшее развитие в области кодирования аудио неизменно ведет к уменьшению стоимости передачи данных в мобильных системах, от чего конечный пользователь только выигрывает: дешевеет связь, появляются новые возможности, продлевается время работы батарей мобильных устройств и т.д. Не в меньшей степени lossy-кодирование помогает экономить деньги на покупке дисков с любимыми песнями – сегодня стоит только зайти в Интернет и там можно найти почти любую интересующую песню. Безусловно, такое положение вещей давно «мозолит глаза» звукозаписывающим компаниям – у них под носом люди вместо покупки дисков обмениваются песнями прямо через Интернет, что превращает некогда золотое дно в малоприбыльный бизнес, но это уже вопрос этики и финансов. Одно можно сказать с уверенностью: с таким положением вещей уже ничего нельзя поделать и бум обмена музыкой через Интернет, порожденный именно появлением lossy-кодеров, уже ничем не остановить. А это только на руку рядовому пользователю.
аналоговая и цифровая запись. достоинства и недостатки
достоинства: себестоимость хранения и обработки цифровых данных намного ниже чем аналоговых. , цифровая копия 100% идентична копии оригинала, аналоговая — нет. Недостаток: цифровые данные дискретны т. е. имеют сильные гармонические искажения, но их можно у меньшить путем увеличения частоты выбрки и разрядности и с помощью различных программных и аппаратных фильтров.
Остальные ответы
там куча всего нужно искать литературу так не опишешь
Если коротко, то цифровая запись «съедает» высокие и низкие частоты. Остаются в основном средние. Поэтому аналоговая запись гораздо богаче звуками. Достоинство цифровой записи — в компактных носителях.
Евгений ЛомегаОракул (68031) 13 лет назад
ну высокие еще понятно, хотя спорный вопрос, а почему низкие?
чекай звукорежиссура. рф
подскажите достоинства и недостатки аналогового и цифрового способов передачи информации
Цифра: экономное расходование ресурса каналов передачи данных. Высокая верность передачи информации. Высокая помехоустойчивость. Удобная форма хранения информации. Хорошие перспективы по дальнейшему развитию. Недостатки: передача данных- либо она есть, либо её нет. Неустойчивого потока быть не может. Плохая ремонтопригодность: допускается только замена. Аналоговый способ- здесь всё наоборот. Вот так примерно.
Остальные ответы
аналог помехам подвержен. а цифровой или норма или нет. в условиях помех аналог можно таки принять хотя и плохо. а цифру уже не примешь.
Если передаём, например, видеосигнал, при неуверенном приёме аналогового сигнала имеем зашумлённое изображение. При неуверенном приёме цифрового имеем квадратики, пропуск кадров и синий экран.
при всех достоинствах передачи информации цифрой, он никогда не является первичной, те априори не может быть достоверна на 100%. Второе что очень важно, аналоговая по сути непрерывна, т. е. ее частотный спектр ничем неограничен снизу и сверху.
Кодирование звуковой информации
Презентация к уроку «Кодирование звуковой информации». Раскрываются такие понятия как: оцифровка звука; интервал и частота дисретизации; разрядность кодирования.
Просмотр содержимого документа
«Кодирование звуковой информации»
Кодирование звуковой информации
- Звук – это колебания среды (воздуха, воды), которые воспринимает человеческое ухо. С помощью микрофона звук преобразуется в так называемый аналоговый электрический сигнал.
Аналоговый сигнал – это произвольное изменение некоторой величины в заданном диапазоне.
В любой момент времени сигнал на выходе микрофона (ток или напряжение) может принимать любое значение в некотором интервале.
Число T называется интервалом дискретизации , а обратная ему величина 1/ T – частотой дискретизации . Частота дискретизации обозначается буквой f и измеряется в герцах (Гц) и килогерцах (кГц). Один герц – это 1 раз в секунду, а 1 кГц – 1000 раз в секунду. Чем больше частота дискретизации, тем точнее мы записываем сигнал, тем меньше информации теряем. Однако при этом возрастает количество отсчетов, то есть информационный объем закодированного звука.
Оцифровка – это преобразование аналогового сигнала в цифровой код.
Для кодирования звука в компьютерах чаще всего используются следующие частоты дискретизации:
- 8 кГц (плохое качество, но достаточно для распознавания речи);
- 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц (звуковые компакт-диски);
- 48 кГц (фильмы в формате DVD) ;
- также 96 кГц и 192 кГц (высококачественный звук в формате DVD‐audio).
Выбранная частота влияет на качество цифрового звука.
Представим себе, что на один отсчет выделяется 3 бита. При этом код каждого отсчета – это целое число от 0 до 7. Весь диапазон возможных значений сигнала, от 0 до максимально допустимого, делится на 8 полос, каждой из которых присваивается номер (код). Все отсчеты, попавшие в одну полосу, имеют одинаковый код
Преобразование измеренного значения сигнала в число называется дискретизацией по уровню. Эту операцию выполняет аналого-ифровой преобразователь (АЦП) звуковой карты.
Разрядность кодирования — это число бит, используемое для хранения одного отсчета.
Недорогие звуковые карты имеют разрядность 16-18 бит, большинство современных — 24 бита, что позволяет использовать 2 24 = 16 777 216 различных уровней.
Объем информации, полученный после оцифровки звука, зависит от разрядности и частоты дискретизации. Например, если используется 16-разрядное кодирование с частотой 44 кГц , за 1 с выполняется 44000 измерений сигнала, и каждое из измеренных значений занимает 16 бит (2 байта). Поэтому за 1 секунду накапливается 44000 х 2 = 88000 байт информации, а за 1 минуту
88000 х 60 = 5 280 000 байт = 5 Мбайт . Если записывается стерео звук (левый и правый каналы), это число нужно удвоить .
С помощью оцифровки можно закодировать любой звук, который принимает микрофон. В частности, это единственный способ кодирования человеческого голоса и различных природных звуков (шум прибоя и т.п.).
Среди форматов звуковых файлов наиболее известны:
- WAV (англ. Waveform Audio File Format, файлы с расширением .wav ) — стандартный
- формат звуковых файлов в операционной системе Windows; сжатие данных возможно, но используется редко;
- MP3 (файлы с расширением .mp3 ) — самый популярный формат звуковых файлов,
- использующий сжатие c потерями: для значительного уменьшения объема файла снижается качество кодирования для тех частот, которые практически неразличимы для человеческого слуха;
- WMA (англ. Windows Media Audio, файлы с расширением .wma ) — формат звуковых
- файлов, разработанный фирмой Microsoft; чаще всего используется сжатие для уменьшения объема файла;
- Ogg Vorbis (файлы с расширением .ogg ) — свободный (не требующий коммерческих
- лицензий) формат сжатия звука с потерями. Все эти форматы являются потоковыми, то есть можно начинать прослушивание до того момента, как весь файл будет получен (например, из Интернета).
Метод инструментального кодирования
- Этот метод основан на стандарте MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface— цифровой интерфейс музыкальных инструментов). В отличие от оцифрованного звука, в таком формате хранятся последовательность нот, коды инструментов (можно использовать 128 мелодических и 47 ударных инструментов), громкость, тембр, время затухания каждой ноты и т.д. Фактически это программа, предназначенная для проигрывания звуковой картой, в памяти которой хранятся образцы звуков реальных инструментов (волновые таблицы, англ. wave tables).
- Что такое аналоговый сигнал?
- Какие вы знаете аналоговые приборы?
- Что такое оцифровка? Если ли потеря информации при оцифровке? Почему?
- Что такое интервал дискретизации и частота дискретизации?
- Как связаны частота дискретизации с потерей информации и объемом файла?
- Какие частоты дискретизации сейчас используются?
- От чего зависит выбор частоты дискретизации?
- Почему частоты дискретизации более 48 кГц применяются очень редко?
- Что такое дискретизация по уровню?
- Что такое разрядность кодирования звука? На что она влияет?
- В чем достоинства и недостатки оцифровки?
- Какие форматы файлов для хранения оцифрованного звука вы знаете?
- Что такое потоковый звук?
- Что такое инструментальное кодирование?
- В чем достоинства и недостатки инструментального кодирования звука?
- Почему MIDI-файлы могут звучать по-разному на разной аппаратуре?