ΔΟΜΙΚΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΉΧΟΣ
Γιατί χρειάζεται η χρήση ήχου στις εφαρμογές πολυμέσων; •
Ο ήχος είναι από τα πιο εντυπωσιακά στοιχεία των πολυμεσικών εφαρμογών με την έννοια ότι έχει να πει κάτι σε κάθε γλώσσα, σε κάθε ακροατήριο, με δυνατότητες έκφρασης από τον ψίθυρο ως την κραυγή.
•
Η αφήγηση με τόνο και χρώμα στη φωνή υπογραμμίζει τα σημαντικά σημεία σε μια εφαρμογή.
•
Η μουσική δημιουργεί ατμόσφαιρα, μεταβάλλει τη συναισθηματική κατάσταση του ακροατή.
•
Τα ηχητικά εφέ τονίζουν σημεία που μπορούμε να προσέξουμε.
ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΉΧΟΣ; Ήχος είναι κάθε τι που ακούμε. Ο ήχος παράγεται από μια πηγή και συλλαμβάνεται από το αυτί μας. Όμως για να φτάσει ο ήχος από την πηγή στο δέκτη, πρέπει να μεσολαβήσει ένα φέρον μέσο. Αυτό συνήθως είναι ο αέρας. Άλλα μέσα διάδοσης του ήχου είναι το νερό ή κάποιο στερεό σώμα. Χωρίς μέσο διάδοσης δεν είναι δυνατή η μεταφορά του ήχου. Έτσι για παράδειγμα δεν είναι δυνατή η συνομιλία στο φεγγάρι. Επίσης, το μέσο διάδοσης καθορίζει και τις ιδιότητες του ήχου. Αλλιώς π.χ. ακούγονται οι ήχοι στο νερό, αλλιώς φιλτράρονται και με άλλες ταχύτητες μεταδίδονται.
Εμάς θα μας απασχολήσουν οι ήχοι που συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή, αυτοί που διαδίδονται στον αέρα. Όταν ο αέρας πάλλεται, δημιουργούνται κύματα. Αυτές οι κυμάνσεις συλλαμβάνονται ως ήχος. Άρα ο ήχος είναι ενέργεια.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Χτυπάω δυνατά το θρανίο. Το ξύλο πάλλεται και χτυπάει τα μόρια του αέρα που βρίσκονται κοντά του. Τα μόρια του αέρα χτυπιούνται μεταξύ τους και μεταφέρουν ενέργεια από το ένα στο άλλο. Τα μόρια που είναι μέσα στο αυτί μας πάλλονται με τη σειρά τους και χτυπάνε το τύμπανο του αυτιού.
ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΣ ΉΧΟΣ
ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΗΧΟΥ
Σκέφτηκα να σας ζωγραφίσω δυο ήχους, που "έπαιξα" για ένα δευτερόλεπτο:
Αν μπορούσατε να τους ακούσετε, νομίζετε ότι θα ακούγονταν το ίδιο; Χμ, μάλλον όχι! Αφού και οι δυο ήχοι διαρκούν ένα δευτερόλεπτο, τι νομίζετε ότι είναι εκείνο που τους κάνει να διαφέρουν; Ελάτε τώρα,είστε αρκετά παρατηρητικοί...
Ναι!Για τον πρώτο ήχο (τον ...κίτρινο), η
ηχητική πηγή ταλαντώθηκε 6 φορές μέσα σε ένα δευτερόλεπτο. Για τον δεύτερο ήχο (τον ...κόκκινο) η ηχητική πηγή ταλαντώθηκε μόνο 4 φορές. Για να τους διακρίνουμε λοιπόν, λέμε ότι οι δύο αυτοί διαφορετικοί ήχοι έχουν διαφορετική συχνότητα.
Συχνότητα ενός ήχου είναι ο αριθμός των
ταλαντώσεων(παλμικών κινήσεων) που κάνει η ηχητική πηγή το δευτερόλεπτο. Η μονάδα με την οποία μετράμε τη συχνότητα του ήχου είναι το Hertz (Hz). Θα σας πω ένα μυστικό: κανέναν από τους δυο ζωγραφισμένους ήχους δεν μπορείτε να τον ακούσετε στ' αλήθεια. Αυτό συμβαίνει επειδή το ανθρώπινο αυτί μπορεί να ακούσει ήχους που έχουν συχνότητα ανάμεσα στα 20 Herz (20 ταλαντώσεις το δευτερόλεπτο) και τα 20.000 Herz (20.000 ταλαντώσεις το δευτερόλεπτο). Οι ήχοι που βρίσκονται έξω απ' αυτά τα όρια λέγονται υπόηχοι (κάτω από 20 Hz) και υπέρηχοι (πάνω από 20.000 Hz).
ΤΙ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΑΚΟΥΣΕΙ ΤΟ ΑΥΤΙ ΜΑΣ; Υπόηχοι < 20HZ…20KHZ < υπέρηχοι
ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΉΧΟΣ Τα ηχητικά σήματα από εξωτερικές πηγές είναι αναλογικά (ηχεία, κασετόφωνο) Για την αναγνώρισή τους από τον υπολογιστή πρέπει να μετατραπούν σε ψηφιακά Η κάρτα ήχου μετατρέπει τα αναλογικά ηχητικά σήματα σε ψηφιακά
Ψηφιοποίηση είναι η διαδικασία μετατροπής του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό
ADC (ANALOG TO DIGITAL CONVERTER) Παίρνει δείγματα του αναλογικού σήματος με κάποιο ρυθμό • Περισσότερα δείγματα καλύτερη ποιότητα
Για κάθε δείγμα μετρά την το ένταση του σήματος Γίνεται στρογγυλοποίηση προς την πλησιέστερη ακέραια τιμή
ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ Το στάδιο αυτό, καλείται δειγματοληψία και ο αριθμός των δειγμάτων ανά δευτερόλεπτο ρυθμός δειγματοληψίας (sampling rate). H δειγματοληψία του σήματος συνήθως γίνεται στις συχνότητες 8 KHz, 11.025 KHz, 22.05 KHz, 44.1 KHz.
ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ Μέγεθος δείγματος Αριθμός δυαδικών ψηφίων που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή του δείγματος Καθιερωμένα πρότυπα είναι τα 8,12,16 και 24 bit Καθορίζει την ποιότητα του ήχου • Σήμα 16bit ποιοτικότερο από ένα των 8bit
Ρυθμός δειγματοληψίας Αριθμός των δειγμάτων που παίρνει η κάρτα ήχου ανά δευτερόλεπτο Μετριέται σε KHz Ψηλότερος ρυθμός δειγματοληψίας σημαίνει ποιοτικότερο ηχητικό αποτέλεσμα Καθιερωμένες συχνότητες δειγματοληψίας 8 KHz, 11.025 KHz, 22.05KHz (ανθρώπινη φωνή) και 44,1KHz (ποιότητα ήχου που βρίσκεται στα cd)
ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΓΙΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΜΕΝΟΥ ΉΧΟΥ
Χωρητικότητα (bits) = Κ x R(Hz) x S(bits) x t(sec) όπου
Κ = αριθμός καναλιών ηχογράφηση (1 για μονοφωνικό , 2 για στερεοφωνικό) R = ο ρυθμός δειγματοληψίας σε Hz S = το μέγεθος του δείγματος σε bit t = η χρονική διάρκεια σε sec
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Για ψηφιακή καταγραφή στερεοφωνικού ήχου 1sec με δειγματοληψία 44,1KHz και ανάλυση 16bit απαιτούνται (2 x 44100 x 16 x 1) bit = 176400 byte. Για 1 min ψηφιακής μουσικής απαιτούνται 10.1 ΜΒ
Συμπέρασμα : Για τη διαχείριση μουσικών δεδομένων από τον υπολογιστή απαιτούνται
μεγάλες χωρητικότητες
H ομάδα MPEG (Motion Picture Expert Group) έχει δημιουργήσει πρότυπα για συμπίεση ήχου και βίντεο. Το πρότυπο MPEG-1, όσον αφορά τη συμπίεση ήχου επιτυγχάνει ιδιαίτερα μεγάλο λόγο συμπίεσης, χωρίς ιδιαίτερα αντιληπτή απώλεια στην πιστότητά του. Υπάρχουν τρεις παραλλαγές: οι MPEG1- Audio Layer I, II και III, με την τελευταία να επιτυγχάνει υψηλό λόγο συμπίεσης και με ποιότητα που πλησιάζει αυτήν των CD. Με το πρότυπο MPEG1- Audio Layer III είναι κωδικοποιημένα τα αρχεία ήχου mp3.
DΑC (DIGITAL TO ANALOG CONVERTER) Κύκλωμα που βρίσκεται στην κάρτα ήχου Μετατρέπει τα ψηφιακά δεδομένα σε αναλογικό σήμα