Муниципальное Образовательное Учреждение
Баганская средняя общеобразовательная школа №1
| |
 | |
Оглавление
1.Введение………………………………………………………...3
2.Обработка цифрового звука………………...…….………..4
3.Методы, используемые для обработки звука……….….6
4.Звуковые эффекты…………...……………………..………..8
5.Компьютерные программы,
используемые для обработки звука ……………………..11
6.Форматы цифрового звука…….……………..……………15
7.Настоящее и будущее mp3………………………………….21
8.Способы хранения mp3……………………………………..22
8.Музыкальные архивы……………………………………….23
9.Создание мелодий для мобильных телефонов……...….24
Введение
Стремительный рост производительности процессоров не мог не оказать влияния на бурное развитие программного обеспечения, предназначенного для профессиональной обработки аудио данных. Не в меньшей степени этому способствовала и разработка компанией Microsoft программного интерфейса DirectX, предназначенного для упрощения написания программ для работы с графикой и звуком, в том числе и в реальном масштабе времени. В результате, два этих фактора, объединившись, произвели своего рода небольшую революцию в области обработки звука в реальном времени на IBM-совместимых компьютерах.
Обработка цифрового звука
Цифровой звук обрабатывается посредством математических операций, применяемых к отдельным отсчетам сигнала, либо к группам отсчетов различной длины. Выполняемые математические операции могут либо имитировать работу традиционных аналоговых средств обработки (микширование двух сигналов - сложение, усиление/ослабление сигнала - умножение на константу, модуляция - умножение на функцию и т. п.), либо использовать альтернативные методы - например, разложение сигнала в спектр (ряд Фурье), коррекция отдельных частотных составляющих, затем обратная "сборка" сигнала из спектра.
Обработка цифровых сигналов подразделяется на линейную (в реальном времени, над "живым" сигналом) и нелинейную - над предварительно записанным сигналом. Линейная обработка требует достаточного быстродействия вычислительной системы (процессора); в ряде случаев невозможно совмещение требуемого быстродействия и качества, и тогда используется упрощенная обработка с пониженным качеством. Нелинейная обработка никак не ограничена во времени, поэтому для нее могут быть использованы вычислительные средства любой мощности, а время обработки, особенно с высоким качеством, может достигать нескольких минут и даже часов.
Для обработки применяются как универсальные процессоры общего назначения - Intel 8035, 8051, 80x86, Motorola 68xxx, SPARC - так и специализированные цифровые сигнальные процессоры (Digital Signal Processor, DSP) Texas Instruments TMS xxx, Motorola 56xxx, Analog Devices ADSP-xxxx и др.
Разница между универсальным процессором и DSP состоит в том, что первый ориентирован на широкий класс задач - научных, экономических, логических, игровых и т. п., и содержит большой набор команд общего назначения, в котором преобладают обычные математические и логические операции. DSP специально ориентированы на обработку сигналов и содержат наборы специфический операций - сложение с ограничением, перемножение векторов, вычисление математического ряда и т. п. Реализация даже несложной обработки звука на универсальном процессоре требует значительного быстродействия и далеко не всегда возможна в реальном времени, в то время как даже простые DSP нередко справляются в реальном времени с относительно сложной обработкой, а мощные DSP способны выполнять качественную спектральную обработку сразу нескольких сигналов.
В силу своей специализации DSP редко применяются самостоятельно - чаще всего устройство обработки имеет универсальный процессор средней мощности для управления всем устройством, приема/передачи информации, взаимодействия с пользователем, и один или несколько DSP - собственно для обработки звукового сигнала. Например, для реализации надежной и быстрой обработки сигналов в компьютерных системах применяют специализированные платы с DSP, через которые пропускается обрабатываемый сигнал, в то время как центральному процессору компьютера остаются лишь функции управления и передачи.
Методы, используемые для обработки звука
1. Монтаж. Состоит в выpезании из записи одних участков, вставке дpугих, их замене, pазмножении и т. п. Hазывается также pедактиpованием. Все совpеменные звуко - и видеозаписи в той или иной меpе подвеpгаются монтажу.
2. Амплитудные пpеобpазования. Выполняются пpи помощи pазличных действий над амплитудой сигнала, котоpые в конечном счете сводятся к умножению значений сэмплов на постоянный коэффициент (усиление/ослабление) или изменяющуюся во вpемени функцию-модулятоp (амплитудная модуляция). Частным случаем амплитудной модуляции является фоpмиpование огибающей для пpидания стационаpному звучанию pазвития во вpемени.
Амплитудные пpеобpазования выполняются последовательно с отдельными сэмплами, поэтому они пpосты в pеализации и не тpебуют большого объема вычислений.
3. Частотные (спектpальные) пpеобpазования. Выполняются над частотными составляющими звука. Если использовать спектpальное pазложение - фоpму пpедставления звука, в котоpой по гоpизонтали отсчитываются частоты, а по веpтикали - интенсивности составля - ющих этих частот, то многие частотные пpеобpазования становятся похожими на амплитудные пpеобpазованиям над спектpом. Hапpимеp, фильтpация - усиление или ослабление опpеделенных полос частот - сводится к наложению на спектp соответствующей амплитудной огибающей. Однако частотную модуляцию таким обpазом пpедставить нельзя - она выглядит, как смещение всего спектpа или его отдельных участков во вpемени по опpеделенному закону.
4. Фазовые пpеобpазования. Сводятся в основном к постоянному сдвигу фазы сигнала или ее модуляции некотоpой функцией или дpугим сигналом. Благодаpя тому, что слуховой аппаpат человека использует фазу для опpеделения напpавления на источник звука, фазовые пpеобpазования стеpеозвука позволяют получить эффект вpащающегося звука, хоpа и ему подобные.
5. Вpеменные пpеобpазования. Заключаются в добавлении к основному сигналу его копий, сдвинутых во вpемени на pазличные величины. Пpи небольших сдвигах (поpядка менее 20 мс) это дает эффект pазмножения источника звука (эффект хоpа), пpи больших - эффект эха.
6. Фоpмантные пpеобpазования. Являются частным случаем частотных и опеpиpуют с фоpмантами - хаpактеpными полосами частот, встpечающимися в звуках, пpоизносимых человеком. Каждому звуку соответствует свое соотношение амплитуд и частот нескольких фоpмант, котоpое опpеделяет тембp и pазбоpчивость голоса. Изменяя паpаметpы фоpмант, можно подчеpкивать или затушевывать отдельные звуки, менять одну гласную на дpугую, сдвигать pегистp голоса и т. п.
Звуковые эффекты
Вот наиболее pаспpостpаненные звуковые эффекты: - вибpато - амплитудная или частотная модуляция сигнала с небольшой частотой (до 10 Гц). Амплитудное вибpато также носит название тpемоло; на слух оно воспpинимается, как замиpание или дpожание звука, а частотное - как "завывание" или "плавание" звука (типичная неиспpавность механизма магнитофона).
- динамическая фильтpация (wah-wah - "вау-вау") - pеализуется изменением частоты сpеза или полосы пpопускания фильтpа с небольшой частотой. Hа слух воспpинимается, как вpащение или заслонение/откpывание источника звука - увеличение высокочастотных составляющих ассоцииpуется с источником, обpащенным на слушателя, а их уменьшение - с отклонением от этого напpавления.
- фленжеp (flange - кайма, гpебень). Hазвание пpоисходит от способа pеализации этого эффекта в аналоговых устpойствах - пpи помощи так называемых гpебенчатых фильтpов. Заключается в добавлении к исходному сигналу его копий, сдвинутых во вpемени на небольшие величины (до 20 мс) с возможной частотной модуляцией копий или величин их вpеменных сдвигов и обpатной связью (суммаpный сигнал снова копиpуется, сдвигается и т. п.). Hа слух это ощущается как "дpобление", "pазмазывание" звука, возникновение биений - pазностных частот, хаpактеpных для игpы в унисон или хоpового пения, отчего фленжеpы с опpеделенными паpаметpами пpименяются для получения хоpового эффекта (chorus). Меняя паpаметpы фленжеpа, можно в значительной степени изменять пеpвоначальный тембp звука.
- pевеpбеpация (reverberation - повтоpение, отpажение). Получается путем добавления к исходному сигналу затухающей сеpии его сдвинутых во вpемени копий. Это имитиpует затухание звука в помещении, когда за счет многокpатных отpажений от стен, потолка и пpочих повеpхностей звук пpиобpетает полноту и гулкость, а после пpекpащения звучания источника затухает не сpазу, а постепенно. Пpи этом вpемя между последовательными отзвуками (пpимеpно до 50 мс) ассоцииpуется с величиной помещения, а их интенсивность - с его гулкостью. По сути, pевеpбеpатоp пpедставляет собой частный случай фленжеpа с увеличенной задеpжкой между отзвуками основного сигнала, однако особенности слухового воспpиятия качественно pазличают эти два вида обpаботки.
- эхо (echo). Ревеpбеpация с еще более увеличенным вpеменем задеpжки - выше 50 мс. Пpи этом слух пеpестает субъективно воспpинимать отpажения, как пpизвуки основного сигнала, и начинает воспpинимать их как повтоpения. Эхо обычно pеализуется так же, как и естественное - с затуханием повтоpяющихся копий.
- дистошн (distortion - искажение) - намеpенное искажение фоpмы звука, что пpидает ему pезкий, скpежещущий оттенок. Hаибольшее пpименение получил в качестве гитаpного эффекта (классическая гитаpа heavy metal). Получается пеpеусилением исходного сигнала до появления огpаничений в усилителе (сpеза веpхушек импульсов) и даже его самовозбуждения. Благодаpя этому исходный сигнал становится похож на пpямоугольный, отчего в нем появляется большое количество новых частотных составляющих, pезко pасшиpяющих спектp. Этот эффект пpименяется в pазличных ваpиациях (fuzz, overdrive и т. п.), pазличающихся способом огpаничения сигнала (обычное или сглаженное, весь спектp или полоса частот, весь амплитудный диапазон или его часть и т. п.), соотношением исходного и искаженного сигналов в выходном, частотными хаpактеpистиками усилителей (наличие/отсутствие фильтpов на выходе).
- компpессия - сжатие динамического диапазона сигнала, когда слабые звуки усиливаются сильнее, а сильные - слабее. Hа слух воспpинимается как уменьшение pазницы между тихим и гpомким звучанием исходного сигнала. Используется для последующей обpаботки методами, чувствительными к изменению амплитуды сигнала. В звукозаписи используется для снижения относительного уpовня шума и пpедотвpащения пеpегpузок. В качестве гитаpной пpиставки позволяет значительно (на десятки секунд) пpодлить звучание стpуны без затухания гpомкости.
- фейзеp (phase - фаза) - смешивание исходного сигнала с его копиями, сдвинутыми по фазе. По сути дела, это частный случай фленжеpа, но с намного более пpостой аналоговой pеализацией (цифpовая pеализация одинакова). Изменение фазовых сдвигов суммиpуемых сигналов пpиводит к подавлению отдельных гаpмоник или частотных областей, как в многополосном фильтpе. Hа слух такой эффект напоминает качание головки в стеpеомагнитофоне - физические пpоцессы в обоих случаях пpимеpно одинаковы.
- вокодеp (voice coder - кодиpовщик голоса) - синтез pечи на основе пpоизвольного входного сигнала с богатым спектpом. Речевой синтез pеализуется пpи помощи фоpмантных пpеобpазований: выделение из сигнала с достаточным спектpом нужного набоpа фоpмант с нужными соотношениями пpидает сигналу свойства соответствующего гласного звука. Изначально вокодеpы использовались для пеpедачи кодиpованной pечи: путем анализа исходного pечевого сигнала из него выделялась инфоpмация об изменении положений фоpмант (пеpеход от звука к звуку), котоpая кодиpовалась и пеpедавалась по линии связи, а на пpиемном конце блок упpавляемых фильтpов и усилителей синтезиpовал pечь заново. Подавая на блок pечевого синтеза звучание, напpимеp, электpогитаpы и пpоизнося слова в микpофон блока анализа, можно получить эффект "pазговаpивающей гитаpы"; пpи подаче звучания с синтезатоpа получается известный "голос pобота", а подача сигнала, близкого по спектpу к колебаниям голосовых связок, но отличающегося по частоте, меняет pегистp голоса - мужской на женский или детский, и наобоpот.
Компьютерные программы,
используемые для обработки звука
На IBM PC наиболее популярны редакторы Cool Edit Pro (Syntrillium) Sound Forge (Sonic Foundry), WaveLab (Steinberg) и системы многодорожечной записи SAW Plus, Samplitude, N-Track и DDClip. На Apple Macintosh используются программ Alchemy, Deck II, DigiTracks, HyperPrism.
Сейчас популяpны пpогpаммы Cool Editor, Sound Forge, Samplitude, Software Audio Workshop (SAW). Они дают возможность пpосматpивать осциллогpаммы обоих стеpеоканалов, пpослушивать выбpанные участки, делать выpезки и вставки, амплитудные и частотные пpеобpазования, звуковые эффекты (эхо, pевеpбеpацию, фленжеp, дистошн), наложение дpугих оцифpовок, изменение частоты оцифpовки, генеpиpовать pазличные виды шумов, синтезиpовать звук по аддитивному и FM методам и т. п. Cool Editor содеpжит спектpальный анализатоp, отобpажающий спектp выбpанного участка оцифpовки.
Многие пpогpаммы обpаботки звука позволяют загpужать и сохpанять оцифpовки в pазличных фоpматах, что дает возможность пpеобpазовывать файлы из одного фоpмата в дpугой и pазделять стеpеоканалы.
Sound Forge
Теперь каждый желающий, затратив небольшие денежные средства, может оборудовать у себя дома звуковую мини-студию, и получать с ее помощью аудиопродукцию вполне профессионального качества. Речь идет, конечно, об аудиостудии, использующей компьютерную обработку звука. Обработка звука на компьютере имеет огромные преимущества перед традиционной, использующей аналоговые магнитофоны, микшеры, блоки эффектов и прочую дорогую и громоздкую аппаратуру, которую дома разместить невозможно. Подобное оборудование обходится в десятки раз дороже музыкальной студии на базе компьютера и для непрофессионала является лишь препятствием, а не помощником.
В компьютерной музыкальной студии функции аналоговой аппаратуры выполняет программное обеспечение. Для продуктивной работы нужно иметь MIDI-секвенсер, желательно, с аудио возможностями (Cakewalk Pro Audio, Cubase Audio), программу для многодорожечной стереозаписи на жесткий диск (SAW Plus, Samplitude), и программу для редактирования аудиофайлов, о которой мы в этот раз и поговорим. Существует множество аудиоредакторов для записи и обработки звука и выбор какого-либо из них напрямую зависит от целей, которые вы перед собой ставите, садясь за работу. Хорошо, конечно, иметь множество программ, по-разному реализующих необходимые функции, но такой подход может только запутать вас, да и пользоваться вы будете в 80% случаев только одной - двумя (если у плотника восемнадцать молотков, то обязательно какой-то из них - любимый). Всегда хочется иметь универсальную программу, на высоком профессиональном уровне решающую все встающие перед вами задачи.
Одной из таких программ является Sound Forge фирмы Sonic Foundry, Inc. Это одна из самых популярных и действительно полезных программ, предназначенных для обработки аудио на профессиональном уровне. С ее помощью можно обрабатывать аудиосигнал, изменяя его до неузнаваемости или же редактировать неудачно записанную партию какого-либо музыкального инструмента. Sound Forge успешно объединяет в себе практически полный набор современных звуковых эффектов и мощные средства редактирования звуков для последующего их использования в сэмплере.
Благодаря удобному интерфейсу и большому числу предустановок
с программой могут успешно работать также любители
и полупрофессионалы.
Работу с программой лучше всего начать с настройки ее интерфейса. Доступ ко всем функциям можно получить из главного меню, но для упрощения и ускорения работы хорошо использовать линейки инструментов, на которых расположены кнопки с пиктограммами. Нажатие на кнопку эквивалентно выбору соответствующей команды из главного меню. Вызываются линейки инструментов из главного меню (File/Preferences/Toolbars). Отметив необходимые линейки крестиком, разместите их по периметру окна программы.
Далее выберите драйверы вашей звуковой платы для аудиозаписи и воспроизведения (File/Preferences/Wave), а также для MIDI (MIDI вход и MIDI выход), если вы собираетесь использовать Sound Forge вместе со внешними MIDI-устройствами или другими программами, поддерживающими MIDI (File/Preferences/MIDI/Sync). Также можно установить время предварительного просмотра различных звуковых эффектов, которые вы будете применять (File/Preferences/Previews). Возможность оценить результат действия применяемого к звуковому сигналу преобразования до полной обработки файла значительно сэкономит вам время при работе с большими объемами информации. Вполне достаточно 5-10 секунд. На этом мы закончим минимальные настройки и непосредственно приступим к работе с программой.
Форматы цифрового звука
Теперь поговорим о музыкальных форматах. Назову вначале наиболее известные: RIFF (wav, pcm), MIDI (mid, rmi), Module (mod, s3m, it, xm), Mpeg (mp3, vqf), а также специальные форматы, разработанные для отдельных аппаратных средств (например, voc - стандартный формат для звуковых карт Sound Blaster и Sound Blaster Pro, поддерживающий 8-битный монозвук с частотой 44.1 КГц и стерео 22 КГц) или программ обработки звука (pxd, dat, mus). Это, скорее, не отдельные форматы, а наиболее распространенные группы форматов, в которых использован свой принцип оцифровки сигнала. В каждой группе существуют свои форматы звуковых файлов, отличающиеся друг от друга определенной спецификой. В большинстве случаев они образуются путем оцифровки аналогового звука по каким-то индивидуальным законам, реализуемым АЦП.
Формат RIFF
Resource Interchange File Format - файловая спецификация, сохраняющая произвольные данные (в нашем случае звук) в структурированном виде. Используя данный формат с учетом дополнительной информации о звуке, Miсrosoft получила формат WAV. Формат RIFF является одним из самых старых, но в то же время и часто используемых. В нем звук просто переводится из аналогового в цифровой без каких-либо ухищрений и оптимизаций. В результате мы получаем достаточно объемный файл (при размере 50 Мб время звучания - 5 минут). Данный стандарт поддерживают практически любое программное обеспечение. Кстати, обычные CD для музыкальных центров также записаны с учетом специфики RIFF. Но простое копирование таких файлов на жесткий диск вам ничего не даст. Файлы типа Track01.cda на самом деле не существуют. Это всего лишь программно создаваемые ярлыки для композиций на диске, а информация о начале и конце файла RIFF (музыкальных данных) содержится в ярлыке, с 29-го по 44-й байт. Потому для записи дорожки с диска следует воспользоваться специальными программами, которые, прочитав ярлык или же сами распознав начало и конец каждой дорожки, скопируют с CD нужную область данных - цифровой звуковой фрагмент. В таком случае обращение к звуковой карте не обязательно и, соответственно, качество не будет потеряно благодаря отсутствию накладываемых картой помех. Данный формат является основополагающим практически для любой программы, использующей звуковые эффекты или речь, хотя музыкальное сопровождение иногда предпочитают представлять в другом, более экономичном формате MIDI.
Формат MIDI
Формат MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов) был разработан в 1983 году, с появлением синтезаторов, для стандартизации инструментов разных производителей. Разработчики понимали, что записывать музыку в формате WAVE слишком расточительно, так как это требует значительного количества памяти. К тому же незачем, нажимая на клавишу, заставлять синтезатор воспроизводить звук с определенной высотой, окраской, длительностью, а затем вновь преобразовывать его для хранения на компьютере (первые синтезаторы имели аналоговый звук, получаемый путем прохождения электрических сигналов через различные сопротивления, соответствующие нажимаемой клавише). Гораздо легче присвоить каждой клавише постоянный цифровой код, задающий тон звучания, дополнить его переменным кодом длительности звучания и силы нажатия клавиши и посылать все это прямо в память компьютера. При воспроизведении такой "смеси" звуковая карта сама распознает коды и проигрывает соответствующие им звуки. Так получилось не что иное, как стандартизированная компьютерная нотная грамота.
Всего стандартный формат MIDI поддерживает звучание 128 музыкальных и набор ударных инструментов, хотя его наследники обладают более широкими возможностями. А в результате того, что в данном формате не нужно передавать и хранить в файле сам звук (wav-файл), он стал одним из самых экономичных и остается таким до сих пор. Недостаток формата MIDI в том, что синтез звука по командам из воспроизводимого файла осуществляет звуковая карта. В результате различные инструменты на разных системах звучали по-разному, великолепное звучание какой-либо симфонии на AWE64 Gold превращалось в пиликанье на ESS1868. Это неудобство ограничивало использование MIDI на дешевых преобразователях MIDI-кода в слышимый фрагмент, то есть с малым количеством и низким качеством встроенных синтезированных звуков. Разработчики стали искать "золотую середину" между MIDI и WAV. И, отчасти, им это удалось.
Формат Module
Был создан еще один формат, в котором совмещались достоинства двух первых. Это было достигнуто тем, что теперь в поставку MIDI входили и те инструменты, которые были использованы в данном файле. Теперь кроме самих кодов, аналогичных MIDI, в файл включались инструменты в формате RIFF, используемые в данной музыкальной композиции. Входили, конечно, не все звуки, а только образцы звучания инструментов, так называемые сэмплы (в формате MIDI сэмплы содержались в звуковой плате). Путем специальных преобразований можно было менять их высоту, амплитуду и характеристику во времени, например, вибрацию. Такие файлы занимали уже больше места, но в них использовался "настоящий" звук, а не генерируемый синтезатором компьютера. Появилась возможность использования голоса, описанного как какой-либо инструмент, а также наложения различных эффектов и регулировки уровня громкости звука эквалайзером в различных диапазонах частот.
Есть у этого формата и один значительный недостаток. Дело в том, что для воспроизведения даже одной ноты необходимо в реальном времени преобразовать существующий сэмпл в соответствии с характеристиками, указанными в коде этой ноты. А если воспроизводить сразу несколько инструментов, да еще и с различными "окрасками", понадобится немалое количество процессорного времени, и музыкальный фрагмент может оказаться "приторможенным".
К счастью, с ростом мощности компьютеров этот недостаток уходит в прошлое. Данный формат имеет много приверженцев и достаточно удобен для написания музыки. Такие программы, как Impulse Tracker или Fast Tracker, еще продолжают жить в некоторых укромных уголках наших хранилищ информации, но человечество идет вперед. А все новое, как известно, это хорошо забытое старое. Поэтому и было решено вернуться к формату WAV, но попытаться сократить его в размерах.
Формат Mpeg
Исследования законов восприятия музыки показали, что далеко не все составляющие звука являются для человека "полезными". Есть и такие, на которые наше ухо не обращает никакого внимания. Компанией IIS Fraunhofer чуть более 10 лет назад был придуман специальный способ "интеллектуального" архивирования музыки, который получил название Mpeg Layer 3 (точнее, Mpeg 1 Layer 3). Его предшественники Mp1 и Mp2 приличного качества не дали. Новый формат безжалостно удалял все то лишнее, что почти никак не сказывалось на восприятии музыки. На сегодня известно много его модификаций, каждая отличается от собратьев некоторыми характеристиками. В формате Мp3 понятие "битности" заменено на другую важную характеристику - kbps (килобит в секунду). Она отражает скорость подачи информации во время воспроизведения. Чаще всего встречается значение 128, но не редки и иные. Соответственно, чем больше число, тем больше информации мы получаем в единицу времени и, следовательно, более качественный и "красочный" звук воспроизводится проигрывателем. Эта характеристика важна также при прослушивании музыки по компьютерной сети. Чем большую пропускную способность имеет ваша сеть, тем более качественный звук вы можете слушать. Но вернемся к формату Мp3. Как известно, "аппетит приходит во время еды", поэтому, пытаясь внести свою лепту в компьютерную музыку, корпорации YAMAHA и NTT объединили свои разработки, и вскоре появился новый формат SoundVQ (vqf, vql, vqe), использующий технологию TwinVQ. Данный формат "научился" еще больше сжимать стандартные wave-файлы и воспроизводить их без заметной потери качества. К сожалению, пока он не получил распространения и, возможно, не получит, поскольку формат Мp3 продолжает развиваться и устраивает по своим характеристикам большинство пользователей. К тому же с этим форматом работает гораздо больше известных проигрывателей, микшеров и программ обработки звука, чем с vqf.
MP3
MP3 - сокращение от MPEG Layer3. Это один из потоковых форматов хранения и передачи аудиосигнала в цифровой форме, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG1 и MPEG2. Данная схема является наиболее сложной схемой семейства MPEG Layer 1/2/3. Она требует наибольших затрат машинного времени для кодирования по сравнению с двумя другими и обеспечивает более высокое качество кодирования. Используется главным образом для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio.
Настоящее и будущее MP3
MP3 на сегодня имеет два огромных преимущества перед другими доступными форматами его рода. Одно из них состоит в том, что ни про один из существующих подобных форматов нельзя пока сказать, что он полностью гарантирует устойчивое сохранение качества звучания на достаточно высоких битрейтах, кроме MP3, который достойно выдержал проверку временем. Для MP3 также написано множество удобного программного обеспечения. Этот факт отражает второе, не менее важное преимущество - на ближайшие годы, а возможно, и на все десятилетие, MP3 стал стандартом де-факто, настолько много сделано в него вложений пользующимися им сторонами, в том числе и цифровыми радиостанциями.
MP3 довольно долго оставался неизвестным, но несколько лет назад начался взрывной рост его популярности, столь же быстро начали появляться залежи нелегальных MP3 файлов. Сейчас налажено производство аппаратных MP3 плееров, а карманных, и для автомобилей. Таким образом, MP3 стал первым массово признанным форматом хранения аудио после CD-Audio.
Несмотря на то, что MP3 появился достаточно давно, более новые форматы, претендующие на его место, появившиеся к настоящему моменту, все на поверку оказались любительскими. Они могут быть или не быть хороши по сравнению с MP3 на низких битрейтах, это зависит от трека и особенностей слуха конкретного человека, но на место MP3 256kbskbs претендовать не способны.
Возможно, "монополия" MP3 в сфере компьютеров на низких битрейтах все же будет отчасти сломлена новым форматом от Microsoft -- WMA. Но пока рано говорить об этом. С другой стороны, появление Microsoft на данном рынке со столь сильной разработкой означает быстрое отсеивание оказавшимися неудачными ветвей AAC и VQF. Впрочем, остается надежда, что AAC еще будет доработан.
Способы хранения MP3
Стандарт MP3 не определяет никакого точного стандартного математического алгоритма кодирования, его разработка целиком и полностью остается на совести разработчиков кодеров. Вместо этого он определяет общую схему процесса кодирования, а также формат закодированного фрейма. Сами последовательности фреймов могут передаваться потоком (процесс передачи такого потока называется streaming) или храниться в файлах.
MP3 файл, как и поток, состоит из последовательно расположенных фреймов, между которыми может содержаться произвольная информация. Основное требование состоит в том, что не должно быть совпадений с сигнатурой начала фрейма.
Часто к последовательности фреймов добавляют стандартный заголовок мета-аудиоформата WAV, и получается то, что называют WAV-MP3. (Немного подробнее о последнем будет сказано ниже, когда будет описываться ACM pro codec.) Еще чаще к MP3-файлу добавляется информационный блок ID3v2, содержащий информацию об исполнителе, жанре, названии композиции, и другую подобную информацию о треке. Он добавляется в конец файла. В середину пока никто ничего ставить не придумал. Хотя, вообще говоря, может представлять некоторый интерес вставка спецтэга для VBR с информацией о том, в какой части трека мы, собственно, находимся.
Музыкальные архивы
Одним из самых известных проигрывателей-конвертеров является WinAmp, работающий, в числе прочих, с форматом Mp3. Версии его обновляются достаточно часто, текущая на сегодняшний день - 5.08. Это куда более универсальный проигрыватель, чем стандартный Windows Player. Благодаря интеллектуальному архивированию на обычный 650 Мб CD помещается около 200 композиций, в отличие от 16-18 для стандартного музыкального CD. Я уже не говорю о формате DVD, который позволяет держать на одном диске 1000 и более композиций. В результате домашняя музыкальная библиотека может быть настолько огромной, что ей могли бы позавидовать даже студии музыкального вещания прошлых лет. Остается надеяться, что темпы развития компьютерной музыки не отстанут от темпов развития самих компьютеров и у всех нас появится возможность послушать не только стереозвучание, но и объемное, с 5 и более источниками звука. Благодаря цифровым технологиям и через 50 лет мы сможем ощутить настоящую красоту исходного звучания старого доброго "The Beatles", пусть даже и в цифровом представлении. А ведь на ленте старинные записи так долго не удержались бы.
Создание мелодий для мобильных телефонов.
В настоящее время становится все более популярным создание мелодий для мобильных телефонов (в особенности для телефонов среднего класса – Samsung C1xx, C2xx, X1xx, X2xx и т. д., LG, Motorola, Sony Ericsson и другие известные фирмы-производители мобильных телефонов). Их создание сводится к форматированию mp3 в wav, а затем wav в mmf. MMF -- стандарт, разработанный фирмой Yamaha, которая давно выпускает звуковые процессоры для воспроизведения синтезированной музыки. Те, у кого лет 10 назад были Синклеры ностальгически вздохнут, да-да, это по сути дела современный (и, конечно, гораздо более мощный) вариант музыкального процессора, который фирма Samsung в наши дни устанавливает в свои телефоны.
Процессор ямаховский, разумеется и софт тоже ямаховский. В секции Программы есть две программки для создания MMF файлов: одна для конвертации MID->MMF, вторая WAP->MMF. Сразу предупрежу, WAV файлы должны быть формата 8000 Hz 16 bit Mono.
Экспериментируя с MMF файлами, я обнаружил, что многие из них (причем большинство) вообще не играют на телефоне, т. е., грузятся, сохраняются, а потом молчат. Почему?
Оказалось, что файлы эти внутри могут быть совершенно разного формата. Ну, что они могут быть на базе MIDI и на базе WAV, это уже понятно. Но выяснилось, что те, что на базе MIDI могут быть 5-ти разных поколений. Распространены в основном поколения MA2 и MA3. MA1, как я понял, уже не будет использоваться в сотовых телефонах, а MA5 еще не использовалась. Так что остаются MA2 и MA3. На сайте Yamaha я нашел список телефонов с форматами поддерживаемых MMF файлов.
MA3
Amoi A68 | Bird GC600 | Legend G808 |
Amoi A90 | Bird HaQKu | Legend i188 |
Amoi F9 | DBTEL 6219 | NEC N8 |
Amoi F99 | DBTEL 6288 | NEC N8000 |
Bird GC200 | Eastcom EG890 | OKWAP 163 |
Samsung C100 | Samsung T408 | Soutec S6991 |
Samsung X100 | Samsung T508 | Soutec S6992 |
Samsung S200 | Samsung V200 | TCL L668 |
Samsung S208 | Samsung V205 | Toplux VG200 |
Samsung S300 | Samsung V208 | Toplux VG300 |
Samsung S308 | Soutec S699 | |
Samsung S500 | Soutec S6990 |
MA2
Amoi A6 | Eastcom EG860 | Samsung T208 |
Amoi A8 | EMOL 98 | Sendo M550 |
Amoi A8+ | Konka C868 | Sewon SG2200 |
Amoi A80 | Konka R6188 | Sharp GX10 |
Amoi A8698 | Konka R878 | Sharp GXi98 |
BenQ M560G | Legend G608 | Siemens S55 |
BenQ M770GT | LG W3000 | Siemens S56 |
BenQ S830C | NEC DB7000 | Siemens S57 |
Bird 8289 | OKWAP 166 | Soutec Hi700 |
Bird F1 | Samsung A800 | Soutec Hi710 |
Bird V08 | Samsung N620 | Soutec Hi718 |
Bird V09 | Samsung N625 | Soutec S691 |
Compal XG5D | Samsung N628 | TCL 3188 |
Datang GX10N | Samsung S100 | TCL 3288 |
DBTEL 2017 | Samsung S105 | TCL 3388 |
DBTEL 6566 | Samsung T100 | TCL 3688 |
DBTEL 6638 | Samsung T108 | TCL L618 |
Список длинный, а из знакомых телефонов здесь только Samsung, Siemens (оказалось они тоже поддерживают MMF), да еще Sharp. Остальные -- экзотические.
Когда мы создаем MMF файл в родной ямаховской программе, мы имеем возможность его послушать именно ТАК, как он прозвучит в телефоне. Причем можно выбрать из 5 наборов инструментов, можно все сразу, а можно индивидуально. Можно настраивать громкости каналов и т. д.
Существует множество программ для форматирования в mmf, они отличаются друг от друга качеством получаемых мелодий, дополнительными функциями, удобством в обращении и другими параметрами. Простой в обращении является программа WSD-100, в которой можно вырезать, соединять, копировать звуковые дорожки в формате wav, а затем форматировать и сохранять в формате mmf, не прибегая к другим программам для работы со звуковыми файлами. Сейчас популярными становятся продажа и распространение таких мелодий, и это приносит неплохую прибыль, реклама о продаже мелодий распространяется повсюду: по телевидению, в журналах, в газетах, на школьных тетрадях. Существуют различные сайты для мобильных телефонов (www. sota. *****, www. *****, www. ***** и др.), с которых также можно загрузить мелодии разного формата.
Дата-кабели
Для того, чтобы мелодия оказалась на Вашем телефоне используется дата-кабель, устройство, вернее, кабель, позволяющий соединить мобильный телефон с компьютером.
Сегодня, когда мобильные телефоны достигли высокой степени развития и интеграции (т. е. внутреннего уровня сложности) вполне осмысленно было бы иметь возможность перекачивать данные с компьютера на телефон и обратно. Для этого и существуют дата-кабели.
При помощи дата-кабеля можно:
1. Редактировать телефонную книгу (т. е. список номеров в памяти телефона), добавлять, изменять, удалять записи. Можно сохранить всю тел. книгу на компьютере, а потом переписать назад в телефон (это пригодится если вы купили новый телефон и хотите перенести телефонную книгу).
2. Отправлять и принимать SMS. SMS можно писать на компьютере, а также читать, редактировать и т. д.
3. Отправлять на телефон мелодии, картинки и игры, а также переписывать их назад с телефона в компьютер. Например, если в телефоне есть фотоаппарат, при помощи дата-кабеля отснятые фотографии можно переписать с телефона в компьютер.
4. Управлять телефоном с компьютера, набирать номера, звонить, отвечать и т д.
5. Обновлять прошивку телефона (т. е. его основную программу)
