Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Типова будова аудіокарт та основні види програмного забезпечення
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2008
Тип роботи:
Дипломна робота
Предмет:
Архітектура комп'ютерів
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Анотація
В дипломній роботі розглядається типова будова аудіокарт та основні види програмного забезпечення яке обслуговує їх при створені,мікшуванні, обробці та перетворені форматів звукових файлів. Проаналізовані також основні види звукових технологій застосовуваних в сучасній аудіотехніці. В роботі також описані методики та програмне забезпечення застосовувані під час тестування аудіоконтролерів. Проведене та описане практичне порівняльне тестування аудіоконтролерів.
Annotation
In diploma work the typical structure of audiocards and basic types of software is examined which serves them at created,мікшуванні, to treatment and regenerate formats of voice files. The basic types of voice technologies of applied are analysed also in a modern audiotechnique. In-process methods and software are also described applied during testing of audioinspectors. The practical comparative
testing of audioinspectors is conducted and described.
Зміст
Вступ………………………………………………………………….…........8
1. Описова частина
1.1.Типова будова аудіокарт…………………….………………..……….12
1.2.Основні формати музичних файлів……………………………...........20
1.3.Класифікація программ……………………………………………......28
1.4.Звукові процесори………………………………………………...........29
1.5.Системи багатоканального запису……………………...………….....31
1.6.Звукові редактори………………………………………………...........32
1.7.Генератори і аналізатори сигналів…………………………..……......44
1.8.Віртуальні синтезатори……………………………………..................45
1.9.Музичні редактори…………………………………………….…...….48
1.10.Музичні процесори…………………………………………………...53
1.11.Автокомпозитори…………………………………………….….…....55
1.12.Автоакомпаніатори……………………………………………...........56
1.13.Розпізнавачі нот…………………………………………………...….58
1.14.Перетворювачі форматів……………………………………………..59
1.15.Зчитувачі звукових рядків і компакт-дисків……………………......60
1.16.Психоакустічні компресори…………………………………….........61
1.17.Програвачі……………………………………………………….….....62
1.18. Технології застосовувані при відтворювані звуку….……………...65
2. Технологічна частина.
2.1. Обслуговування аудіоконтроллерів і діагностування……………....70
2.2. Методика оціночного тестування аудіоконтролерів……………...80
3. Економічна частина………………………………………………….....86
4. Охорона праці…………………………………………………………....91
Перелік використаних джерел………………….……………………….100
ВСТУП
Ми живемо зараз, саме в тому часі, коли, жодна прогресивна технологія не зупиняється на проміжному результаті, а продовжує плідно розвиватися. Особливо це стосується розробки нових засобів multimedia. Адже без них не можна представити жоден великий проект. Тому, розробники, не боячись вкладають свої засоби в їх створення, а користувачі охоче користуються, керуючись барвистими "плодами" реклами.
Так наприклад, розвиток систем навколишнього 3D-звуку поки йде лише по шляху створення красивої акустичної ілюзії, за рахунок більш менш вдалого обману фізіології нашого слуху. Наступним логічним кроком в цьому напрямі може стати інтерактивне аудіо, в основу якого покладено адекватне реагування на зміну акустичних властивостей приміщення з метою імітації акустики всесвітньо знаменитих концертних залів.Очевидно і те, що навіть наявність ідеальної звукової камери не завжди допомагає відчути атмосферу залу, близьку до реальної, а інтерактивна цифрова модель (принаймні теоретично) це зробити повинна. Що стосується майбутнього цифрової музики, то зараз організація MPEG працює над стандартом MPEG-4, в якому використовується принципово новий підхід як до аудіо, так і до відео-компресії. MPEG-4, як і MIDI, дозволяє не просто відтворювати, а синтезувати музику. Але у відмінності від MIDI, звуки в програмі MPEG-4 – не прості зразки. Цей спосіб синтезу музики отримав назву "Методу Колмогорова". Крім того, MPEG-4, поєднуватиме дві мови програмування, використовуваних в цифровому аудіо. Один з них SAOL, застосовується для звичайного комп'ютерного аудіо, а інший, SASIL, підтримує MIDI. У своїй простій формі.
MPEG-4 генерує звук як файли WAV, але файл MPEG-4 буде значно менше.Ну, і нарешті, вживання звукової карти полягатиме не в буденному записі/відтворенні звуку, а в чомусь оригінальнішому, як наприклад, у використанні її як елемент оптико-електронного вимірювального приладу.
Звукова карта, є високоякісний вимірник змінної напруги, зв'язаний з аналого-цифровим перетворювачем. Ігровий же порт, за визначенням, є пристроєм для виміру опору змінних резисторів, що знаходяться в джойстику. На цьому принципі і засновано його вживання як дослідника затвору фотокамери. Тобто, слід підключити перший фотодіод, що попався, до мікрофонного входу звукової карти і вийде прилад для виміру світлового потоку, падаючого на чутливий елемент. Тепер, направивши світловий пучок, наприклад, від проектора для діапозитивів, на об'єктив фотокамери, можна відкинути задню кришку і, розташувавши фотодіод у фокальній плоскості об'єктиву, зміряти час спрацьовування затвора. Для шторно-шільового затворау зручніше об'єктив зняти і розташувати фотодіод поблизу шторки.
Апаратна реалізація багатьох функцій аудіопідсистеми істотно розвантажує центральний процесор, вивільняючи його ресурси на виконання завдань іншого роду. У частині якості звучання - поки що багато окремих аудіокарт перевершують по своїх характеристиках інтегроване аудіо. Причина тут ясна: поки виробники системних плат вважають за краще використовувати найбільш дешеві перетворювачі, поки вони мало піклуються про екранування особливо чутливих звукових трактів, економлячи на всьому чим можна, - користувач хочеш не хочеш замислюється про придбання окремої звукової карти, не дивлячись на присутність в його комп'ютері інтегрованого звуку.
1.ОПИСОВА ЧАСТИНА
1.1 Типова будова аудіокарт.
Спочатку, звукові карти розроблялися лише для озвучування комп'ютерних ігор, хоча цим вони займаються і до цього дня. Проте, тепер, роботи біля звукових плат додалося значно більше: це озвучування презентацій, звукові листи, звук і музика в студії і удома.
Зараз є безліч типів звукових карт: універсальні, карти-синтезатори, оцифровщики звуку, багатоканальні аудіоінтерфейси, MIDI-інтерфейси, семплери і ін. В роботі розглядаються універсальні мультимедійні плати, оскільки вони найбільш поширені серед музикантів-любителів і небагатих професіоналів. "Прабатьками" таких плат були Sound Blaster і Ad Lib, тому
"в народі" їх нерідко називають "саунд бластерами"
Мал.1.1. Блок-схема мультимедійної звукової карти
В склад кожної звукової карти входить декілька входів (Мал.1.1.), які розташовані на металевій панелі, що виходить на задню стінку системного блоку. До входів підключаються зовнішні аудіопристрої - мікрофони, магнітофони, електрогітари і так далі На малюнку показано чотири входи. Лінійний та мікрофонний входи Line In і Mic In входів зазвичай виконані на роз'ємах типу "міні-джек" (такі роз'єми використовуються для підключення навушників в портативних плейєрах). Окремий вхід Mic In передбачений через те, що біля мікрофонів сигнал має низький рівень і його потрібно підсилювати до нормального рівня (0 дБ), перед тим, як направляти на перетворювач. Тому на мікрофонних входах звукової карти завжди встановлений попередній підсилювач - невелика схема, що підвищує рівень сигналу до нормального (лінійного) рівня.
На деяких типах звукових плат встановлений додатковий вхід Aux In. З мал. 1.1. видно, що сигнал з цього входу мине основні пристрої звукової плати і поступить на вихідний мікшер, а звідти - відразу на вихід. Цей вхід дозволяє спростити комутацію зовнішніх пристроїв і використовувати внутрішній мікшер звукової плати для змішування сигналів із зовнішнього і внутрішніх джерел. Наприклад, якщо у нас є автономний синтезатор, то можна його вихід підключити до входу Aux In і все, що ми граємо буде чути в колонках, підключених до звукової карти. Вхід програвача компакт-дисків як правило розташований не на задній панелі звукової плати, а прямо на ній, серед мікросхем і інших радіодеталей. Якщо у нас є привід CD-ROM, то можна пов'язати його вихід з цим входом звукової карти. Таке з'єднання дозволить слухати аудіо компакт-диски і оцифровувати звук прямо з приводу. Окрім всіх перерахованих входів, на задній панелі звукової карти зазвичай є 15-піновий роз'їм MIDI/джойстик порту, який служить для підключення будь-яких зовнішніх MIDI-присроїв (синтезаторів, MIDI-клавіатур і так далі) або джойстика, якщо карта використовується для ігор. На спеціалізованих звукових картах MIDI-порт може мати не стандартний 15-піновий роз'їм, а будь-який інший. Але в цих випадках завжди додається особливий перехідник. Всі сигнали із зовнішніх аудіопристроїв підводяться на вхідний мікшер звукової плати (Мал.1.1). Він працює точно так, як і звичайні пульти, з тією тільки різницею, що все управління відбувається програмно. У комплект службових програм будь-якої звукової карти входить програма мікшера.
Вхідний мікшер потрібний для того, щоб встановити оптимальний рівень запису. Слід пам'ятати, що цифрова техніка дуже чутлива до перевищення рівня 0 дБ - при цьому виникають неприємні спотворення. А дуже ж низький рівень запису не дозволить передати весь динамічний діапазон записуваного музичного інструменту. Тобто будь-яка робота по запису "живого" звуку в домашній студії починатиметься саме з регулювання рівня сигналу за допомогою вхідного мікшера звукової карти.
Блок цифрового запису/відтворення, званий також цифровим каналом, або трактом, карти здійснює перетворення аналог->цифpа і цифpа->аналог в режимі програмної передачі. Складається з вузла, що безпосередньо виконує аналогово-цифрові перетворення, - АЦП/ЦАП (міжнародне позначення - coder/decoder, codec), і вузла управління. АЦП/ЦАП або інтегрується до складу однієї з мікросхем карти, або застосовується окрема мікросхема (AD1848, CS4231, CT1703 і тому подібне). Від якості використаного АЦП/ЦАП багато в чому залежить якість оцифрування і відтворення звуку; не менше залежить вона і від вхідних і вихідних підсилювачів. Аналого-цифровий перетворювач через певні проміжки часу заміряє амплітуду що поступає від мікрофону або магнітофона безперервного аналогового сигналу і кодує співвідношення коливань послідовністю бітів. Таким чином, виходять близькі до оригіналу записи, які можна довільно обробляти.
Після аналого-цифрового перетворення, дані поступають в сигнальний процесор (DSP - Digital Signal Processor) - серце звукової плати. Цей процесор управляє обміном даними з рештою всіх пристроїв комп'ютера через шину ISA або PCI. Що стосується шин PCI, то останнім часом їх стає більше, і з часом вони повністю замінять ISA. Оскільки перевага шини PCI полягає у вищій пропускній спроможності і прямим доступом до оперативної пам'яті, що дозволяє зберігати зразки інструментів (samples) там, а не в ROM, на самій платі підвантажуючи їх при необхідності (формат DLS – downloadable sample). Тим самим, теоретично знімається обмеження за об'ємом інструментів. Так само значно знижується завантаження процесора. Все це повинно позначитися на якості звуку дуже навіть позитивно.
Якщо центральний процесор виконує програму запису звуку, то цифрові дані поступають або прямо на жорсткий диск, або в оперативну пам'ять комп'ютера (це залежить від виконуваної програми). Якщо надалі надати цим даним будь-яке ім'я - вийде звуковий файл. Слід також відзначити, що існують і спеціалізовані DSP.
ASP (Advanced Signal Processor - (посилений сигнальний процесор) і CSP (Creative Signal Processor - сигнальний процесор Creative) - назви однієї і тієї ж спеціалізованого DSP фірми Creative Labs (мікросхема CT1748), використовуваного в деяких картах типа Sound Blaster. Його наявність дозволяє використовувати додаткові методи стискування звуку, збільшити швидкість стискування, підвищити швидкість і надійність розпізнавання мови. У ранніх моделях SB на ASP за допомогою програмного завантаження параметрів був реалізований QSound - алгоритм обробки звуку для додання йому більшій просторовості; у нових моделях SB PNP це робить процесор 3DSound.
При відтворенні звукового файлу дані з жорсткого диска через шину поступають в сигнальний процесор звукової плати, який направляє їх на цифро-аналоговий перетворювач - ЦАП (Мал.1.1). Він переводить послідовності бітів в аналоговий сигнал із змінною амплітудою і частотою який, у свою чергу, поступає на вихідний мікшер. Цей мікшер практично ідентичний вхідному і управляється за допомогою тієї ж самої програми (у неї існує два різні вікна для вхідних і вихідних сигналів). Якість запису і відтворення залежить від частоти дискретизації вхідного аналогового сигналу. Для досягнення якості запису на компакт-диск - диску ця частота повинна дорівнювати 44,1 кГц.
Щоб працювати з сучасними музичними програмами звукова карта повинна підтримувати запис в режимі full duplex. При записі в цьому режимі сигнальний процесор одночасно може працювати з двома потоками цифрових аудіоданих: що йдуть з АЦП через шину до інших пристроїв комп'ютера, і що поступають з жорсткого диска на ЦАП. Тобто режим full duplex - це запис одночасно з відтворенням. Завдяки цьому режиму можна використовувати звукову карту як багатоканальний магнітофон.
На будь-якій універсальній мультимедійній звуковій карті є синтезатор. Останнім часом практично на всіх картах встановлюється не один, а два синтезатори: FM (Frequency Modulation - частотна модуляція) - для збереження сумісності з Sound Blaster і Ad Lib, і WT (WaveTable - таблиця хвиль) - для отримання якісного звуку. Саме ці синтезатори показані на малюнку.
Історично так склалося, що FM-синтезатори звукових плат звучать не дуже добре. У них використовується принцип синтезу декількох генераторів сигналу (зазвичай синусоїдального) з взаємною модуляцією. Кожен генератор забезпечується схемою управління частотою і амплітудою сигналу і утворює "оператора" - базову одиницю синтезу. Як правило, на сучасні мультимедійні карти встановлюються набори мікросхем (чіпсети) FM-синтезаторов виробництва Yamaha під назвою OPL-2 (YM3812), OPL-3 (YM262) або сумісні з ними. (Найчастіше застосовується 2-операторний (OPL2) синтез і інколи - 4-операторний (OPL3)). Схема з'єднання операторів (алгоритм) і параметри кожного оператора (частота, амплітуда і закон їх зміни в часі) визначає тембр звучання; кількість операторів і ступінь тонкості управління ними визначає граничну кількість тембрів, що синтезуються. У музичних застосуваннях такі синтезатори не застосовуються - вони потрібні виключно для звукового супроводу ігор. Оскільки їх основними недоліками є - дуже мала кількість "благозвучних" тембрів у всьому можливому діапазоні звучань, відсутність якого-небудь алгоритму для їх пошуку, вкрай груба імітація звучання реальних інструментів, складність реалізації тонкого управління операторами, із-за чого в звукових картах використовується сильно спрощена схема із значно меншим діапазоном можливих звучань.
Мультимедійні Wave Table синтезатори (GF1, WaveFront, EMU8000 і тому подібне), дозволяють отримати вже пристойніший звук. Принцип їх роботи заснований на відтворення заздалегідь записаних в цифровому вигляді звучань - семплів (samples). Інструменти з малою тривалістю звучання зазвичай записуються повністю, а для останніх може записуватися лише початок/кінець звуку і невелика "середня" частка, яка потім програється в циклі протягом потрібного часу. Для зміни висоти звуку оцифрування програється з різною швидкістю, а щоб при цьому сильно не змінювався характер звучання - інструменти складаються з декількох фрагментів для різних діапазонів нот. У складних синтезаторах використовується паралельне програвання декілька семплів на одну ноту і додаткова обробка звуку (модуляція, фільтрування, різні "оживляючі" ефекти і тому подібне). Більшість плат містить вбудований набір інструментів в ПЗП, деякі плати дозволяють додатково завантажувати власні інструменти в ОЗУ, а плати сімейства GUS (окрім GUS PNP) містять тільки ОЗУ і набір стандартних інструментів на диску.
На Мал.1.1. можна бачити, що біля Wave Table синтезатора є не лише постійна пам'ять (ROM), але і оперативна (RAM). Оперативною пам'яттю володіють семплери, і використовується вона для завантаження будь-яких звукових файлів, які програються з різною висотою при натисненні клавіш на підключеній клавіатурі або надходженні команд від секвенсера. Тобто Wave Table синтезатор, що має оперативну пам'ять окрім постійної, - це ні що інше, як комбінація синтезатора і семплера, яка може виконувати функції обох пристроїв. Це означає, що можна використовувати як зразки звучання, що зберігаються в постійній пам'яті, так і завантажувати в оперативну пам'ять додаткові бібліотеки або створювати свої власні звуки. Така можливість розширює творчі можливості комп'ютера, але на жаль, далеко не на всіх звукових картах є оперативна пам'ять.
Переваги Wave Table синтезаторів - гранична реалістичність звучання класичних інструментів і простота отримання звуку. Недоліки - наявність жорсткого набору заздалегідь підготовлених тембрів, багато параметрів яких не можна змінювати в реальному часі, великі об'єми пам'яті для семплів (інколи - до мегабайт на інструмент), відмінності в звучаннях різних синтезаторів із-за різних наборів стандартних інструментів.
Треба відмітити, що в більшості музичних плат, для яких заявлений метод синтезу WT, у тому числі - найбільш популярних сімейств GUS і AWE32, насправді реалізований старіший і простіший "семплеpний" метод, оскільки звук в них формується з безперервних в часі семплів, тому атака і загасання звуку звучать завжди з однаковою тривалістю, і лише середня частина може бути довільній тривалості. У "сьогоденні" WT звук формується як з паралельних, так і з послідовних ділянок, що дає значно більшу різноманітність, а головне - виразність звуків.
При використанні в музиці звучань реальних інструментів для синтезу краще всього личить метод WT; для створення ж нових тембрів зручніший FM, хоча можливості FM-синтезаторов звукових карт сильно обмежені із-за своєї простоти. Щоб синтезатори, встановлені на звуковій карті можна було використовувати як музичні інструменти до MIDI/джойстик порту (Блок MPU) підключають або MIDI-клавіатуру, або автономний синтезатор, який може служити як клавіатура. Сигнали, що поступають з клавіатури, подаються в процесор (мал.1.1.), який направляє їх або через системну шину до центрального процесора, або до синтезаторів звукової карти. Шлях MIDI-сигнала залежить від програм, що виконуються, - в будь-якому розвиненому програмному секвенсері можна комутувати MIDI порти і пристрою довільним чином.
Кожен з синтезаторів, встановлених на звуковій карті має свій власний ЦАП. Після перетворення сигналів в аналогову форму, вони поступають на вихідний мікшер звукової карти (мал.1.1.). Тобто можна встановлювати необхідний баланс синтезаторів, аудіотракту і аудіопристрою, підключеного до додаткового (aux) входу. Така можливість виявляється дуже корисною при остаточному мікшуванні композицій, записаних за допомогою комп'ютера. А підсумковий мікс поступає на лінійний вихід (Line Out), який так само, як і входи знаходиться на задній панелі звукової карти.
Кілька років тому на універсальних звукових картах з'явилися спеціальні роз'єми, призначені для установки "дочірніх" карт-синтезаторів. Дочірня карта просто "надягає" зверху на основну і використовує її аудіотракт для виведення сигналу. Первинне таке рішення призначалося для поліпшення звучання карт, Wave Table, що не мають, синтезатора "на борту". По назві першої "дочірньої" карти ці роз'єми почали називатися "Роз'єм Wave Blaster". Зараз все більше універсальних карт вже мають цілком прийнятні синтезатори і "дочірні" карти використовуються, в основному, для розширення функціональних можливостей студії. Багато хто вважає, що "дочірню" плату не можливо підключити, якщо на основній немає WT-pаз'єма. Виявляється, що це не так. "Дочірню" плату можна підключити, якщо на основній є роз'єм MIDI/Joystick. В цьому випадку, керуючись розводкою роз'ємів, потрібно підключити MIDI Out основної карти до MIDI In дочірньої, а Audio Out дочірний - до будь-якого Audio-входу основний (Line In, CD In, Aux In і т.п), забезпечити "дочірну" плату живленням +5 і +/- 12 В і сигналом Reset з низьким активним рівнем, і якось закріпити її в корпусі комп'ютера. За відсутності на основній платі негативного сигналу Reset його можна отримати інверсією магістрального сигналу Reset Drv (наприклад, інвертором на транзисторі). Можливий варіант з розміщенням "дочірньої" плати в окремому корпусі з власним блоком живлення і схемою генерації Reset - в цьому випадку виходить незалежний тонгенеpатоp (зовнішній MIDI-синтезатор), який з'єднується з основною картою MIDI і Audio-кабелями. Якщо забезпечити такий синтезатор адаптером стандартного MIDI-входу (струмова петля), то його можна буде включати в мережу стандартних MIDI-инструментів.
1.2 Основні формати музичних файлів
MIDI
Простенькі, "на перший погляд", файли з розширенням MID є одним з найпопулярніших музичних форматів на сьогоднішній день. Що ж є форматом MIDI?
Musical Instrument Digital Interface (скорочено MIDI) - цифровий інтерфейс музичних інструментів. Створений в 1982 році провідними виробниками електронних музичних інструментів - Yamaha, Roland, Korg, E-mu та інші. Спочатку був призначений для заміни прийнятого у той час управління музичними інструментами за допомогою аналогових сигналів управлінням за допомогою інформаційних повідомлень, передаваних по цифровому інтерфейсу. Згодом став стандартом де-факто в області електронних музичних інструментів і комп'ютерних модулів синтезу.
MIDI є так званим подієво-орієнтований протокол зв'язку між інструментами. Всякий раз, коли виконавець проводить яку-небудь дію на органи управління (натиснення/відпуск клавіш, педалей, зміна положень регуляторів і тому подібне), інструмент формує відповідне MIDI-повідомлення, в той же момент посилане по інтерфейсу. Інші інструменти, отримуючи повідомлення, відпрацьовують їх так само, як і при дії на їх власні органи управління. Таким чином, потік MIDI-повідомлень є як би зліпком з дій виконавця, зберігаючи властивий йому стиль виконання - динаміку, технічні прийоми і тому подібне При записі на пристрої зберігання інформації MIDI- повідомлення забезпечуються тимчасовими мітками, утворюючи своєрідний спосіб представлення партитури. При відтворенні по цих мітках повністю і однозначно відновлюється початковий MIDI-потік.
Специфікація MIDI складається з апаратної специфікації самого інтерфейсу і специфікації формату даних - опису системи передаваних повідомлень. Відповідно, розрізняється апаратний MIDI-ітерфейс і формат MIDI-данних (так звана MIDI-партитура); інтерфейс використовується для фізичного з'єднання джерела і приймача повідомлень, формат даних - для створення, зберігання і передачі MIDI-повідомлень. В даний час ці поняття стали самостійними і зазвичай використовуються окремо один від одного - по MIDI-інтерфейсу можуть передаватися дані будь-якого іншого формату, а MIDI-формат може використовуватися тільки для обробки партитур, без виводу на пристрій синтезу.
Специфікація формату даних MIDI
MIDI-данні є повідомленнями, або подіями (events), кожне з яких є командою для музичного інструменту. Стандарт передбачає 16 незалежних і рівноправних логічних каналів, усередині кожного з яких діють свої режими роботи; спочатку це було призначено для одно-тембрових інструментів, здатних в кожен момент часу відтворювати звук тільки одного тембру, - кожному інструменту привласнювався свій номер каналу, що давало можливість багатотембрового виконання. З появою багатотембрових (multi-timbral) інструментів вони почали підтримувати декілька каналів (сучасні інструменти підтримують всі 16 каналів і можуть мати більш ніж один MIDI-інтерфейс), тому зараз кожному каналу зазвичай призначається свій тембр, званий за традицією інструментом, хоча можлива комбінація декількох тембрів в одному каналі. Канал 10 за традицією використовується для ударних інструментів - різні ноти в нім відповідають різним наголошеним звукам фіксованої висоти; решта каналів використовується для мелодійних інструментів, коли різні ноти, як завжди, відповідають різній висоті тону одного і того ж інструменту.
Оскільки MIDI-повідомлення є потоком даних в реальному часі, їх кодування розроблене для полегшення синхронізації в разі втрати з'єднання. Для цього перший байт кожного повідомлення, званий також байтом стану (status byte), містить "1" в старшому розряді, а решта всіх байтів містить в нім "0" і називаються байтами даних (data bytes). Якщо після отримання всіх байтів даних останнього повідомлення на вхід приймача поступає байт, "1", що не містить, в старшому розряді - це трактується як повторення інформаційної частки повідомлення (мається на увазі такий же перший байт). Такий метод передачі носить назва "Running Status" і широко використовується для зменшення об'єму передаваних даних - наприклад, передається один байт команди "Controller Change" з потрібним номером каналу, а потім - серія байтів даних з номерами і значеннями контроллерів для цього каналу.
На основі MIDI пізніше був розроблений стандарт GM (General MIDI - єдиний MIDI – 127 можливих інструментів з фіксованими порядковими номерами), що ставить умови обов'язкової сумісності інструментів і інтерпретації номерів програм і контроллерів, а потім і інші стандарти (GS, XG), розширяльні GM. Проте спільність інструментів усередині кожного стандарту має на увазі тільки основні звукові характеристики. "Однакові" тембри на різних інструментах майже завжди мають різне забарвлення, динаміку, яскравість, гучність за умовчанням і інші особливості, а "синтетичні" тембри можуть абсолютно відрізнятися один від одного. Окрім цього, біля різних інструментів розрізняється залежність характеру звуку від сили удару по клавіші, динаміка роботи MIDI-контроллерів, положення контроллерів за умовчанням і інші "тонкі" параметри. Тому MIDI-партитура, підготовлена для конкретного інструменту, на інших інструментах (навіть усередині стандарту) часто звучить абсолютно по-іншому, і це необхідно враховувати при перенесенні партитур з між інструментами різних моделей.
Інтерфейс MIDI дозволяє задіювати ресурси процесора і пам'яті комп'ютера для вживання в області музики. Інтерактивні властивості миші і дисплея надають необмежені можливості по оранжировке музичних добутків. Наприклад, за допомогою пристрою завдання послідовності ПО (секвенсера) можна записати музичний уривок, програний на інструментах з MIDI-інтерфейсом, а потім в графічному вигляді відображувати звукову інформацію, що управляє. У подальшому цю інформацію можна як завгодно змінювати навіть під час відтворення музики.
Вживання MIDI
Основне вживання MIDI - зберігання і передача музичної інформації. Це може бути управління електронними музичними інструментами в реальному часі, запис MIDI-потоку, що формується при грі виконавця, на носій даних з подальшим редагуванням і відтворенням (так званий MIDI-секвенсор), синхронізація різної апаратури (синтезатори, ритм-машини, магнітофони, блоки обробки звуку, світлова апаратура, димогенератори і тому подібне).
Пристрої, призначені тільки для створення звуку по MIDI-командам, не мають власних виконавських органів, називаються тонгенераторами. Багато тон-генератори мають панель управління і індикації для установки основних режимів роботи і спостереження за ними, проте створення звуку йде під управлінням MIDI-команд, що поступають.
Пристрої, призначені тільки для формування MIDI-повідомлень, не містять засобів синтезу звуку, називаються MIDI-контроллерами. Це може бути клавіатура, педаль, рукоятка з декількома мірами свободи, ударна установка з датчиками способу і сили удару, а також - струнний або духовий інструмент з датчиками і аналізаторами способів дії і прийомів гри. Тон-генератор з достатніми можливостями по управлінню може вельми точно відтворити відтінки звучання інструменту по сформованому контроллером MIDI-потоку. Перетворювачі MIDI дозволяють використовувати і звичайні інструменти, наприклад саксофон, гітару або акордеон, як пристрої управління електронними генераторами звуку. Таким чином, параметри синтезу звуку можуть безпосередньо задаватися типовими прийомами гри на конкретному інструменті. Тому, окрім MIDI-клавіатури використовується абсолютно різноманітні інструменти і прийоми гри. Так, лазерна арфа дозволяє за допомогою лазерної оптики трансформувати рухи пальців в дані формату MIDI. За допомогою спеціального мундштука, що отримав назву Breath Controller, музикант, що грає на духовому інструменті, силою струменя повітря, що видихається, може впливати на певні MIDI-параметри. Існує пристрій, що трансформує в команди управління жести. Воно закріплюється на зовнішній стороні долоні, реагує на її рухи і може управляти всією апаратурою на сцені.
Докладніше, на прикладі MIDI-гітари - явищі настільки новому і маловивченому, що всі його можливості до цих пір ще невідомі. Виникнення перших подібних гітар можна віднести до далеких 70-м років, коли власне MIDI ще і не існувало, як і цифрових інструментів. Перші гітарні синтезатори були чисто аналоговими пристроями, і ціни їх були нечуваними. Тут слід зробити невеликий відступ від теми, і пояснити різницю між гітарними синтезаторами і гітарними процесорами. Процесорами прийнято зазвичай називати пристрої обробки звуку, які певним чином впливають і видозмінюють вхідний сигнал і не мають власного джерела звукових коливань. Під синтезаторами маються на увазі пристрої, що мають усередині джерело звуку, який управляється зовнішнім контроллером. Таким чином, MIDI-гітара строго кажучи гітарою немає, оскільки коливання її струн використовуються тільки для управління звуками синтезатора. Швидше це якийсь гитароподібний контроллер, що має вид звичайної гітари.
Сучасна MIDI-гітара є звичайною гітарою, на якій встановлений спеціальний поліфонічний звукознімач, тобто звукознімач, передавальний окремий сигнал з кожної струни. Одночасно на гітару встановлюється невеликий блок управління, з якого можна управляти синтезатором; у цей же блок поступає сигнал із звичайного виходу гітари, що дозволяє регулювати баланс між гітарним і синтезаторним звуком. В цьому і полягає вся краса такої гітари- вона універсальна: при необхідності інструмент може працювати як звичайна гітара, як MIDI-гітара або як обидві одночасно при змішуванні двох сигналів. Використовуючи разом з гітарним синтезатором гітарний процесор для звичайного аналогового сигналу, можна добитися абсолютно дивних звучань.Обидва сигнали (із звичайних і з поліфонічного звукознімачів) передаються з блоку управління поодинці багатожильному кабелю дуже важливий і відповідальний пристрій MIDI-конвертер. Цей прилад безпосередньо відповідає за розпізнавання нот і подальше перетворення їх в MIDI-сигнали.
Безпосередньо з MIDI-конвертера сигнал поступає на джерело звука- синтезатор або семплер. Конвертер і синтезатор можуть бути як поєднаними в одному корпусі, так і виконаними у вигляді самостійних пристроїв.
Наявність на конвертері входів і виходів MIDI і дає ту величезну перевагу, за допомогою якої стають реальними фантастичні можливості, закладені в MIDI.
WAV
Мал.1.2. Графічне представлення WAV-файла. А – амплітуда звукової хвилі,
Т – час її поширення.
Формат аудіо-файла, що представляє довільний звук як він є, - у вигляді цифрового представлення початкового зв...
12.01.2013 14:01-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора