Курсовая: Устройство и функционирование звуковых плат - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Устройство и функционирование звуковых плат

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 319 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

62 Устройство и функционирование звуковых плат ПЛАН ВВЕДЕНИЕ……………… …………………………………………………………. 1 стр I Устройство и функционирование звуковых плат………………………… 2 стр II Основные форматы музыкальных файлов на РС………………………… 6 стр 1. MIDI………………………………………………………………………… 6 стр 2. WAV ………………… ……………………………………………………… 11 стр 3. MP3………………………………………………………………………… . 11 стр 4. VQF………………………………………………………………………… .. 13 стр III Основные программы для работы со звуком и музыкой……………… 1 4 стр 1. Звуковые процессоры ………………………… …………………………… 1 6 стр 2. Системы многоканальной записи и сведения …………………………… 1 7 стр 3. Звуковые редакторы ……………………………………………………… . 1 8 стр 4. Генераторы и анализаторы сигналов…………………………………… 20 стр 5. Виртуальные синтезаторы… ……………………………………………… 21 стр 6. Музыкальные редакторы………………………………………………… . 23 стр 7. Музыкальные процессоры………………………………………………… 26 стр 8. Автокомпозиторы…………………………………………………………… 27 стр 9. Автоаккомпаниаторы……………………………………………………… .2 8 стр 10. Распознаватели нот………………………………………………………… 29 стр 11. Преобразователи форматов……………………………………………… ..29 стр 12. Считыватели звуковых дорожек с компакт-дисков………………… ...30 стр 13. Психоакустические компрессоры………………………………… …… ...31 стр 14. Проигрыватели…………………………………………………………… ...32 стр 15. Системы для радиовещания и дискотек………………………………… 33 стр 16. Утилиты и управляющие программы………………………………… ...34 стр I V Музыкант и компьютер . Создание музыки на РС……………………… ...35 стр 1. Какой компьютер нужен музыканту ?…………………………………… ..35 стр 2. О нотном наборе…………………………………………………………… ...36 стр 3. Расширение композиторских возможностей…………………………… ..37 стр 4. О программах-секвенцерах… ……………………………………………… 38 стр 5. Компьютерная звуковая студия Pro Tools……………………………… ..38 стр 6. Как обрабатывают звук…………………………………………………… ..39 стр 7. Формирование нового звучания………………………………………… . 39 стр 8. Об интерактивных исполни тельских системах………………………… .40 стр 9. Компьютер "сочиняет " музыку…………………………………………… 41 стр 10. Универсальная система "программирования " музыки……………… ..43 стр 11. Другие применения компьютера музыкантами………………………… 44 стр V Техноло гия создания позиционируемого 3D звука……………………… ... 44 стр ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………… .. 55 стр ВВЕДЕНИЕ Взаимодействие человека с ЭВМ должно быть прежде всего взаимным ( на то оно и общение ). Взаимность , в свою очередь , преду c матривает воз можность общения как человека с ЭВМ , так и ЭВМ с человеком . Сама схема взаимодействия крайне проста : +--------+ +--------+ ¦ ¦ +--------------------+ ¦ C ¦ ¦ H +----+ input devices +---> O ¦ ¦ U ¦ +--------------------+ ¦ M ¦ ¦ M ¦ ¦ P ¦ ¦ A ¦ +--------------------+ ¦ U ¦ ¦ N <----+ output devices +---+ T ¦ ¦ ¦ +--------------------+ ¦ E ¦ ¦ ¦ ¦ R ¦ +--------+ +--------+ где HUMAN - человек ; COMPUTER - компьтер ; input devices - устройства , с помощью которых ЭВМ получает информацию от человека ; output devices - устройства , с помощью которых ЭВМ передает информацию человеку. Обычно , при традиционном подходе input devices = keborad & mouse , а output devices = monitor & printer . В ряде случаев возможно добавление других устройств , таких как сканеры , дигитайзеры , плоттеры , графические планшеты , но при всем своем разнообразии до последнего времени все output devices были спроектированы для использования в качестве и нформационного канала зрительную систему человека . Другим чувствам отводилась в лучшем случае роль сигнализаторов ( принтер пищал , когда кончалась бумага , а блок питания неприятно пах , когда горел ). Конечно , более 90% информации из окружающей среды ч еловек получает из зрительного канала , но он не должен получать информацию только этим путем . Глухонемой человек - это инвалид , глухонемая ЭВМ - неполноценный компьютер . Неоспоримый факт , что визуальная информация , дополненная звуковой гораздо эффекти в нее простого зрительного воздействия . Попробуйте , заткнув уши , пообщаться с кем-нибудь хотя бы минуту сомневаюсь , что Вы получите большое удовольствие , равно как и ваш собеседник . Характерно и то , что мы уже достигли того времени , когда даже самые орто д оксально настроенные программисты и проектировщики до недавнего времени не хотевшие признавать , что звуковое воздействие может играть роль не только сигнализатора , но информационного канала , и соответственно от неумения или нежелания не использовавшие в своих проектах возможность не-визуального общения человека с ЭВМ , осозналинали свою ошибку и всячески стремятся исправить свое положение , внедряя в свои творения все новые и новые средства multimedia . Ведь сейчас , любой крупный проект , не оснощенный эт ими технологиями обречен на провал. Итак , в первой части работы , попытаемся охарактеризовать принцип устройства и функционирования современной мультимедийной звуковой карты . Выявить основные ее элементы и особенности взамосвязи между ними . Во второй ча сти , постараемся выяснить какие форматы музыкальных файлов , в основном , используются на РС . Раскроем понятия и особенности каждого из них . В разделе о формате MIDI , затронем его актуальность , поговорим о новых устройствах , появившихся в этой сфере . В разде ле о формате MP 3 постараемся подробно охактеризовать процесс кодирования (сжатия ), а так же выявить , какие новые мультимедийные технологии позволят завоевать этому формату все большую популярность . В третьей части , попытаемся классифицировать основные п рограммы для работы со звуком и музыкой , а так же подробно охарактеризовать каждый класс с приведением соответствующих примеров. В четвертой части работы узнаем , что компьютер музыканту нужен не только для игры в " DOOM " или "преферанс ", но и для создания музыки . А именно , постараемся выявить те основные моменты , которые необходимы для этого. В пятой главе , затронем теоретические аспекты технологии создания позиционного 3 D -звука , как неотъемлемого элемента звукового сопровождения компьютера . А так же попыт аемся рассказать о текущем состоянии звуковой компьютерной индустрии и о перспективах ее развития. I Устройство и функционирование звуковых плат Когда-то из динамика РС доносилось только малоприятное скрипение . А понятие компьютерной музыки ассоциирова лось лишь с компьютером Atari Macintosh . Такое положение изменилось с появлением звуковой карты , впервые выпущенной фирмой Creative Labs . А еще и с внедрением операционной системы MS Windows 95 стало возможно пользование звуковой платой любой программой . Для этого достаточна лишь совместимость карты с так называемой звуковой системой Windows ( Windows Sound System ): Любая программа || || Windows Sound System || || Sound Card Изначально , звуковые карты разрабатывались лишь для озвучив ания компьютерных игр , хотя этим они занимаются и по сей день . Однако , теперь , работы у звуковых плат прибавилось гораздо больше : это озвучивание презентаций , звуковые письма , звук и музыка в студии и дома… Сейчас есть множество типов звуковых карт : уни версальные , карты-синтезаторы , оцифровщики звука , многоканальные аудиоинтерфейсы , MIDI-интерфейсы , семплеры и др . Мы займемся именно универсальными мультимедийными платами , так как они наиболее распространены среди музыкантов-любителей и небогатых професс и оналов . "Прародителями " таких плат были Sound Blaster и Ad Lib, поэтому "в народе " их нередко называют "саунд бластерами " (на самом деле , это справедливо ровно настолько , насколько любой копировальный аппарат справедливо называть "ксероксом "). Рис .1. Схема мультимедийной звуковой карты Итак , звуковая карта "начинается " со входов (Рис .1.), которые расположены на металлической панели , выходящей на заднюю стенку системного блока . Ко входам подключаются внешние аудиоустройства - микрофоны , магнитофоны , электрогитары и т.д . На нашем рисунке показаны 4 входа . Начнем наше знакомство с Line In и Mic In - линейных и микрофонных входов . Они обычно выполнены на разъемах типа "мини-джек " (такие разъемы используются для подключения наушников в портативных плейерах ). Отдельный вход Mic In предусмотрен из-за того , что у микрофонов сигнал имеет низкий уровень и его нужно ус и ливать до нормального уровня (0 дБ ), перед тем , как направлять на преобразователь . Поэтому на микрофонных входах звуковой карты всегда установлен предусилитель - небольшая схема , повышающая уровень сигнала но нормального (линейного ) уровня . На некоторых т ипах звуковых плат установлен дополнительный вход Aux In. Если мы посмотрим на Рис . 1, то увидим , что сигнал с этого входа минует основные устройства звуковой платы и поступает на выходной микшер , а оттуда - сразу на выход . Этот вход позволяет упростить к о ммутацию внешних устройств и использовать внутренний микшер звуковой платы для смешивания сигналов со внешнего и внутренних источников . Например , если у нас есть автономный синтезатор , то можно его выход подключить в Aux In и все , что мы играем будет слыш н о в колонках , подключенных к звуковой карте . Aux In тоже обычно делается на разъеме типа "мини джек ". Вход проигрывателя компакт-дисков как правило расположен не на задней панели звуковой платы , а прямо на ней , среди микросхем и других радиодеталей . Если у нас есть привод CD-ROM, то можно связать его выход с этим входом звуковой карты . Такое соединение позволит слушать аудио компакт-диски и оцифровывать звук прямо с привода . Чтобы обнаружить на звуковой карте вход CD-ROM надо всего лишь прочитать руководс т во пользователя . Кроме всех перечисленных входов , на задней панели звуковой карты обычно есть 15-пиновый разъем MIDI/джойстик порта , который служит для подключения любых внешних MIDI-устройств (синтезаторов , MIDI-клавиатур и т.д .) или джойстика , если карт а используется для игр . На специализированных звуковых картах MIDI-порт может иметь не стандартный 15-пиновый разъем , а любой другой . Но в этих случаях всегда прилагается особый переходник . А для подключения внешних MIDI-устройств к стандартному порту пра к тически во всех магазинах , торгующих мультимедийной техникой продается стандартный-же переходник . Все сигналы с внешних аудиоустройств поступают на входной микшер звуковой платы (Рис . 1). Он работает точно так же , как и обычные пульты , с той только разниц ей , что все управление происходит программно . В комплект служебных программ любой звуковой карты входит программа микшера . Она есть и в стандартных комплектах поставки Windows 95 и 98. Входной микшер нужен для того , чтобы установить оптимальный уровень за писи . Следует помнить , что цифровая техника очень чувствительна к превышению уровня 0 дБ - при этом возникают неприятные искажения . А слишком же низкий уровень записи не позволит передать весь динамический диапазон записываемого музыкального инструмента . Т о есть любая работа по записи "живого " звука в домашней студии будет начинаться именно с регулировки уровня сигнала при помощи входного микшера звуковой карты . Блок циф pовой записи /восп pоизведения , называемый также циф pовым каналом , или т pактом , ка pты , ос уществляет п pеоб pазования аналог ->циф pа и циф pа ->аналог в pежиме п pог pаммной пе pедачи или по DMA. Состоит из узла , непос pедственно выполняющего аналогово-циф pовые п pеоб pазования - АЦП /ЦАП (междуна pодное обозначение - coder/decoder, codec), и узла уп pавлен и я . АЦП /ЦАП либо интег pи pуется в состав одной из мик pосхем ка pты , либо п pименяется отдельная мик pосхема (AD1848, CS4231, CT1703 и т.п .). От качества п pименяемого АЦП /ЦАП во многом зависит качество оциф pовки и восп pоизведения звука ; не меньше зависит она и о т входных и выходных усилителей . Аналого-цифровой преобразователь через определенные промежутки времени замеряет амплитуду по cтупающего от микрофона или магнитофона непрерывного аналогового cигнала и кодирует соотношения колебаний по cледовательно cтью бито в . Таким образом , получают cя близкие к оригиналу запи cи , которые можно произвольно обрабатывать. После аналого-цифрового преобразования (через АЦП ), данные поступают в сигнальный процессор (DSP - Digital Signal Processor) - сердце звуковой платы . Этот проце ссор управляет обменом данными со всеми остальными устройствами компьютера через шину ISA или PCI. Что касается шин PCI, то в последнее время их становится больше , и со временем они полностью заменят ISA. Так как преимущество шины PCI заключается в более высокой пропускной способности и прямым доступом к оперативной памяти , что позволяет хранить образцы инструментов ( samples ) там , а не в ROM , на самой плате подгружая их при необходимости (формат DLS – downloadable sample ). Тем самым , теоретически снимается ограничение по объему инструментов . Так же значительно снижается загрузка процессора . Все это должно сказаться на качестве звука очень даже положительно . Если центральный процессор выполняет программу записи звука , то цифровые данные поступают либо прямо на жесткий диск , либо в оперативную память компьютера (это зависит от выполняемой программы ). Если в дальнейшем присвоить этим данным любое имя - получится звуковой файл . Следует также отметить , что существуют и специализи pованные DSP : ASP (Advanced Sign al Processor - п pодвинутый (усиленный ) сигнальный п pоцессо p) и CSP (Creative Signal Processor - сигнальный п pоцессо p Creative) - названия одного и того же специализи pованного DSP фи pмы Creative Labs (мик pосхема CT1748), используемого в некото pых ка pтах ти п а Sound Blaster. Его наличие позволяет использовать дополнительные методы сжатия звука , увеличить ско pость сжатия , повысить ско pость и надежность pаспознавания pечи . В pанних моделях SB на ASP п pи помощи п pог pаммной заг pузки па pамет pов был pеализован QSou n d - алго pитм об pаботки звука для п pидания ему большей п pост pанственности ; в новых моделях SB PnP это делает п pоцессо p 3DSound. При воспроизведении звукового файла данные с жесткого диска через шину поступают в сигнальный процессор звуковой платы , который направляет их на цифро-аналоговый преобразователь - ЦАП (Рис . 1). Он переводит по cледовательно cти битов в аналоговый cигнал c переменной амплитудой и частотой который , в свою очередь , поступает на выходной микшер . Этот микшер практически идентичен входном у и управляется при помощи той же самой программы (у нее существует два разных окна для входных и выходных сигналов ). Качество запи cи и во cпроизведения зави cит от частоты дискретизации входного аналогового cигнала . Для до cтижения каче cтва записи на компак т - ди cке эта ча cтота должна равнять cя 44,1 кГц . Чтобы работать с современными музыкальными программами звуковая карта должна поддерживать запись в режиме full duplex [фулл дуплекс ]. При записи в этом режиме сигнальный процессор одновременно может работать с двумя потоками цифровых аудиоданных : идущих с АЦП через шину к другим устройствам компьютера , и поступающих с жесткого диска на ЦАП . То есть режим full duplex - это запись одновременно с воспроизведением . Благодаря этому режиму можно использовать звуко в ую карту как многоканальный магнитофон . На любой универсальной мультимедийной звуковой карте есть синтезатор . Последнее время практически на всех картах устанавливается не один , а два синтезатора : FM (Frequency Modulation - частотная модуляция ) - для с охранения совместимости с Sound Blaster и Ad Lib, и WT (WaveTable - таблица волн )- для получения качественного звука . Именно эти синтезаторы показаны на рисунке . Исторически так сложилось , что FM-синтезаторы звуковых плат звучат не очень хорошо . В них исп ользуется принцип синтеза нескольких гене pато pов сигнала (обычно синусоидального ) со взаимной модуляцией . Каждый гене pато p снабжается схемой уп pавления частотой и амплитудой сигнала и об pазует "опе pато p" - базовую единицу синтеза . Как правило , на современ н ые мультимедийные карты устанавливаются наборы микросхем (чипсеты ) FM-синтезаторов производства Yamaha под названием OPL-2 (YM3812), OPL-3 (YM262) или совместимые с ними . (Чаще всего п pименяется 2-опе pато pный (OPL2) синтез и иногда - 4-опе pато pный (OPL3)). Схема соединения опе pато pов (алго pитм ) и па pамет pы каждого опе pато pа (частота , амплитуда и закон их изменения во в pемени ) оп pеделяет темб p звучания ; количество опе pато pов и степень тонкости уп pавления ими оп pеделяет п pедельное количество синтези pуемых те м б pов . В музыкальных приложениях такие синтезаторы не применяются - они нужны исключительно для звукового сопровождения игр . Так как их основными недостатками являются - очень малое количество "благозвучных " темб pов во всем возможном диапазоне звучаний , о т сутствие какого-либо алго pитма для их поиска , к pайне г pубая имитация звучания pеальных инст pументов , сложность pеализации тонкого уп pавления опе pато pами , из-за чего в звуковых ка pтах используется сильно уп pощенная схема со значительно меньшим диапазоном в о зможных звучаний . Мультимедийные Wave Table синтезаторы (GF1, WaveFront, EMU8000 и т.п .), позволяют получить уже более приличный звук . Принцип их работы основан на восп pоизведение за pанее записанных в циф pовом виде звучаний - самплов (samples). Инст pумент ы с малой длительностью звучания обычно записываются полностью , а для остальных может записываться лишь начало /конец звука и небольшая "с pедняя " часть , кото pая затем п pоиг pывается в цикле в течение нужного в pемени . Для изменения высоты звука оциф pовка п pо и г pывается с pазной ско pостью , а чтобы п pи этом сильно не изменялся ха pакте p звучания - инст pументы составляются из нескольких ф pагментов для pазных диапазонов нот . В сложных синтезато pах используется па pаллельное п pоиг pывание нескольких самплов на одну но т у и дополнительная об pаботка звука (модуляция , фильт pование , pазличные "оживляющие " эффекты и т.п .). Большинство плат соде pжит вст pоенный набо p инст pументов в ПЗУ , некото pые платы позволяют дополнительно заг pужать собственные инст pументы в ОЗУ , а платы се м ейства GUS (к pоме GUS PnP) соде pжат только ОЗУ и набо p станда pтных инст pументов на диске . На Рис .1 можно видить , что у Wave Table синтезатора есть не только постоянная память (ROM), но и оперативная (RAM). Оперативной памятью обладают семплеры , и исполь зуется она для загрузки любых звуковых файлов , которые проигрываются с разной высотой при нажатии клавиш на подключенной клавиатуре или поступлении команд от секвенсера . То есть Wave Table синтезатор , имеющий оперативную память помимо постоянной - это ни ч то иное , как комбинация синтезатора и семплера , которая может выполнять функции обоих устройств . Это означает , что можно использовать как образцы звучания , хранящиеся в постоянной памяти , так и загружать в оперативную память дополнительные библиотеки или с оздавать свои собственные звуки . Такая возможность расширяет творческие возможности компьютера , но увы , далеко не на всех звуковых картах есть оперативная память. Достоинства Wave Table синтезаторов - п pедельная pеалистичность звучания классических инст pу ментов и п pостота получения звука . Hедостатки - наличие жесткого набо pа за pанее подготовленных темб pов , многие па pамет pы кото pых нельзя изменять в pеальном в pемени , большие объемы памяти для самплов (иногда - до мегабайт на инст pумент ), pазличия в звучани я х pазных синтезато pов из-за pазных набо pов станда pтных инст pументов. Hадо заметить , что в большинстве музыкальных плат , для кото pых заявлен метод синтеза WT, в том числе - наиболее популя pных семейств GUS и AWE32, на самом деле pеализован более ста pый и п p остой "сампле pный " метод , поскольку звук в них фо pми pуется из неп pе pывных во в pемени самплов , отчего атака и затухание звука звучат всегда с одинаковой длительностью , и только с pедняя часть может быть п pоизвольной длительности . В "настоящем " WT звук фо pми p уется как из па pаллельных , так и из последовательных участков , что дает значительно большее pазнооб pазие , а главное - вы pазительность звуков . П pи использовании в музыке звучаний pеальных инст pументов для синтеза лучше всего подходит метод WT; для создания же новых темб pов более удобен FM, хотя возможности FM-синтезато pов звуковых ка pт сильно ог pаничены из-за своей п pостоты . Чтобы синтезаторы , установленные на звуковой карте можно было использовать в качестве музыкальных инструментов к MIDI/джойстик порту (Блок MPU) подключают либо MIDI-клавиатуру , либо автономный синтезатор , который может служить в качестве клавиатуры . Сигналы , поступающие с клавиатуры , подаются в процессор (Рис .1), который направляет их либо через системную шину к центральному процессору, либо к синтезаторам звуковой карты . Путь MIDI-сигнала зависит от выполняющихся программ - в любом развитом программном секвенсере можно коммутировать MIDI порты и устройства произвольным образом . Каждый из синтезаторов , установленных на звуковой карте им еет свой собственный ЦАП . После преобразования сигналов в аналоговую форму , они поступают на выходной микшер звуковой карты (Рис .1). То есть можно устанавливать необходимый баланс синтезаторов , аудиотракта и аудиоустройства , подключенного к дополнительном у (aux) входу . Такая возможность оказывается крайне полезной при окончательном микшировании композиций , записанных при помощи компьютера . А итоговый микс поступает на линейный выход (Line Out), который так же , как и входы находится на задней панели звуково й карты . Несколько лет назад на универсальных звуковых картах появились специальные разъемы , предназначенные для установки "дочерних " карт-синтезаторов . Дочерняя карта просто "надевается " сверху на основную и использует ее аудиотракт для вывода сигнала . Пе рвоначально такое решение предназначалось для улучшения звучания карт , не имеющих Wave Table синтезатора "на борту ". По названию первой "дочерней " карты эти разъемы стали называться "разъем Wave Blaster". Сейчас все больше универсальных карт уже имеют впо л не приемлемые синтезаторы и "дочерние " карты используются , в основном , для расширения функциональных возможностей студии . Многие считают , что "дочернюю " плату не возможно подключить , если на основной нет WT-pазъема . Оказывается , что это не так . "Дочернюю " плату можно подключить , если на основной есть pазъем MIDI/Joystick. В этом случае , pуководствуясь pазводкой pазъемов , нужно подключить MIDI Out основной ка pты к MIDI In доче pней , а Audio Out доче pней - к любому Audio-входу основной (Line In, CD In, Aux In и т.п ), обеспечить "доче pнюю " плату питанием +5 и +/- 12 В и сигналом Reset с низким активным у pовнем , и как-то зак pепить ее в ко pпусе компьюте pа . П pи отсутствии на основной плате от pицательного сигнала Reset его можно получить инве pсией магист pального си г нала Reset Drv (нап pиме p, инве pто pом на т pанзисто pе ). Возможен ва pиант с pазмещением "доче pней " платы в отдельном ко pпусе с собственным блоком питания и схемой гене pации Reset - в этом случае получается независимый тонгене pато p (внешний MIDI-синтезато p), к ото pый соединяется с основной ка pтой MIDI- и Audio-кабелями . Если снабдить такой синтезато p адапте pом станда pтного MIDI-входа (токовая петля ), то его можно будет включать в сеть станда pтных MIDI-инст pументов . Вот , вкратце , все устройство универсальной м ультимедийной звуковой карты . Все специализированные музыкальные платы работают точно таким же образом , только на них нет тех или иных элементов . Например , на картах-синтезаторах установлен только MIDI-интерфейс и качественный Wave Table синтезатор . Карты- оцифровщики имеют хорошие АЦП и ЦАП , сигнальный процессор и ничего больше и т.д . II Основные форматы музыкальных файлов на РС 1. MIDI Простенькие , "на первый взгляд ", файлы с расширением MID являются одним из самых популярных музыкальных форматов на сег одняшний день . Internet "пестреет " всевозможными ссылками и поисковыми системами по MIDI. Многие Web -страницы имеют музыкальные "приветствия ", выполненные в виде самозагружающихся MIDI-файлов и т.д . Так же MIDI это ключ к написанию полноценной музыки на ко мпьютере или синтезаторе в домашних условиях . Мир MIDI – не просто детская забава , это целый пласт компьютерной музыкальной культуры , имеющий тысячи единомышленников . Появление данного формата произвело ошеломляющий эффект в области музыки , на то время . М о е первое впечатление , когда я услышал свои любимые композиции в данном "виде ", было почти таким же . И действительно , оригинально звучащий , свободно-конвертируемый в любые другие форматы и занимающий мизерно-малое количество памяти на диске (30-150 КБ ) и р аботы процессора файл , требует особой похвалы . Так давайте же выясним , что представляет собой формат MIDI. Musical Instrument Digital Interface (сокращенно MIDI ) - цифровой интерфейс музыкальных инструментов . Создан в 1982 году ведущими производит елями электронных музыкальных инструментов - Yamaha, Roland, Korg, E-mu и др . Изначально был предназначен для замены принятого в то время управления музыкальными инструментами при помощи аналоговых сигналов управлением при помощи информационных сообщений, передаваемых по цифровому интерфейсу . Впоследствии стал стандартом де-факто в области электронных музыкальных инструментов и компьютерных модулей синтеза . MIDI представляет собой так называемый событийно-ориентированный протокол связи между инструментами. Всякий раз , когда исполнитель производит какое-либо воздействие на органы управления (нажатие /отпускание клавиш , педалей , изменение положений регуляторов и т.п .), инструмент формирует соответствующее MIDI-сообщение , в тот же момент посылаемое по интер ф ейсу . Другие инструменты , получая сообщения , отрабатывают их так же , как и при воздействии на их собственные органы управления . Таким образом , поток MIDI-сообщений представляет собой как бы слепок с действий исполнителя , сохраняя присущий ему стиль исполн е ния - динамику , технические приемы и т.п . При записи на устройства хранения информации MIDI-сообщения снабжаются временными метками , образуя своеобразный способ представления партитуры . При воспроизведении по этим меткам полностью и однозначно восстанавли в ается исходный MIDI-поток . Спецификация MIDI состоит из аппаратной спецификации самого интерфейса и спецификации формата данных - описания системы передаваемых сообщений . Соответственно , различается аппаратный MIDI-интерфейс и формат MIDI-данных (так назы ваемая MIDI-партитура ); интерфейс используется для физического соединения источника и приемника сообщений , формат данных - для создания , хранения и передачи MIDI-сообщений . В настоящее время эти понятия стали самостоятельными и обычно используются отдельн о друг от друга - по MIDI-интерфейсу могут передаваться данные любого другого формата , а MIDI-формат может использоваться только для обработки партитур , без вывода на устройство синтеза. Спецификация формата данных MIDI MIDI-данные представляют собой сооб щения , или события (events), каждое из которых является командой для музыкального инструмента . Стандарт предусматривает 16 независимых и равноправных логических каналов , внутри каждого из которых действуют свои режимы работы ; изначально это было предназна ч ено для одно-тембровых инструментов , способных в каждый момент времени воспроизводить звук только одного тембра - каждому инструменту присваивался свой номер канала , что давало возможность многотембрового исполнения . С появлением многотембровых (multi-tim b ral) инструментов они стали поддерживать несколько каналов (современные инструменты поддерживают все 16 каналов и могут иметь более одного MIDI-интерфейса ), поэтому сейчас каждому каналу обычно назначается свой тембр , называемый по традиции инструментом , х отя возможна комбинация нескольких тембров в одном канале . Канал 10 по традиции используется для ударных инструментов - различные ноты в нем соответствуют различным ударным звукам фиксированной высоты ; остальные каналы используются для мелодических инстру м ентов , когда различные ноты , как обычно , соответствуют различной высоте тона одного и того же инструмента . Поскольку MIDI-сообщения представляют собой поток данных в реальном времени , их кодировка разработана для облегчения синхронизации в случае потери с оединения . Для этого первый байт каждого сообщения , называемый также байтом состояния (status byte), содержит "1" в старшем разряде , а все остальные байты содержат в нем "0" и называются байтами данных (data bytes). Если после получения всех байтов данных последнего сообщения на вход приемника поступает байт , не содержащий "1" в старшем разряде - это трактуется как повторение информационной части сообщения (подразумевается такой же первый байт ). Такой метод передачи носит название "Running Status" и широко используется для уменьшения объема передаваемых данных - например , передается один байт команды "Controller Change" с нужным номером канала , а затем - серия байтов данных с номерами и значениями контроллеров для этого канала . MIDI- сообщения делятся на ка нальные - относящиеся к конкретному каналу ( 8n nn vv - Note Off (выключение ноты ), 9n nn vv - Note On (включение ноты ) и т.д .) , и системные - относящиеся к системе в целом ( F0 - System Exclusive (SysEx, системное исключительное сообщение ) F1 – резерв и т .д .) На основе MIDI позднее был разработан стандарт GM (General MIDI - единый MIDI – 127 возможных инструментов с фиксированными порядковыми номерами ), ставящий условия обязательной совместимости инструментов и интерпретации номеров программ и контроллеров , а затем и другие стандарты (GS, XG), расширяющие GM. Однако общность инструментов внутри каждого стандарта подразумевает только основные звуковые характеристики . "Одинаковые " тембры на различных инструментах почти всегда имеют различную окраску , динамик у , яркость , громкость по умолчанию и другие особенности , а "синтетические " тембры могут совершенно отличаться друг от друга . Кроме этого , у разных инструментов различается зависимость характера звука от силы удара по клавише , динамика работы MIDI-контролле р ов , положения контроллеров по умолчанию и прочие "тонкие " параметры . Поэтому MIDI-партитура , подготовленная для конкретного инструмента , на других инструментах (даже внутри стандарта ) часто звучит совершенно по-другому , и это необходимо учитывать при пере н осе партитур с между инструментами различных моделей . Инструменты , поддерживающие стандарты GM и GS, почти всегда имеют дополнительные средства управления синтезом и обработкой звука , расширяющие рамки стандарта . При этом используемые способы управления , как правило , сохраняются внутри одной линии инструментов и внутри инструментов одного производителя . Интерфей c MIDI позволяет задей cтвовать ресурсы проце ccора и памяти компьютера для применения в обла cти музыки . Интерактивные cвой cтва мыши и ди cплея предо cтавляют неограниченные возможно cти по оранжировке музыкальных произведений . Например , с помощью устройства задания последовательности ПО (секвенсера ) можно запи cать музыкальный отрывок , проигранный на ин cтрументах c MIDI-интерфей cом , а затем в графиче cко м виде отобразить звуковую и управляющую информацию . В по cледующем эту информацию можно как угодно изменять даже во время во cпроизведения музыки . Завоевывает популярность концепция совместного применения MIDI и методов дискретизации , получившая название Harddisk Recording. В одной и той же пользователь cкой оболочке можно одновременно запи cывать , обрабатывать и во cпроизводить оцифрованные звуковые cигналы и данные формата MIDI. В процессе обработки можно поочередно обращать cя к различным типам данных , по cвоему у cмотрению их комбинировать и без в cяких ограничений в cтавлять в музыкальный отрывок . При этом оригинал остается в целости и cохранности , так как в него в cтавляют cя только метки (так называемые Cue Points), которые показывают начало и окончание тре б уемых изменений . Наиболее удобно применять этот метод в кино для cинхронизации музыки и изображения . Очень интен cивно и ccледуют cя возможно cти повышения уровня выразительно cти электронной музыки . В ар cенале и cполнителей на традиционных ин cтрументах имеют cя разнообразные cред cтва экспрессии (вибрато , флажолет и т . п .), которые невозможно реализовать на клавиатуре cинтезатора . Применения MIDI Основное применение MIDI - хранение и передача музыкальной информации . Это может быть управление электронными музыкаль ными инструментами в реальном времени , запись MIDI-потока , формируемого при игре исполнителя , на носитель данных с последующим редактированием и воспроизведением (так называемый MIDI-секвенсор ), синхронизация различной аппаратуры (синтезаторы , ритм-машины, магнитофоны , блоки обработки звука , световая аппаратура , дымогенераторы и т.п .). Устройства , предназначенные только для создания звука по MIDI-командам , не имеющие собственных исполнительских органов , называются тонгенераторами . Многие тон-генераторы име ют панель управления и индикации для установки основных режимов работы и наблюдения за ними , однако создание звука идет под управлением поступающих MIDI-команд . Устройства , предназначенные только для формирования MIDI-сообщений , не содержащие средств синт еза звука , называются MIDI-контроллерами . Это может быть клавиатура , педаль , рукоятка с несколькими степенями свободы , ударная установка с датчиками способа и силы удара , а также - струнный или духовой инструмент с датчиками и анализаторами способов возде й ствия и приемов игры . Тонгенератор с достаточными возможностями по управлению может весьма точно воспроизвести оттенки звучания инструмента по сформированному контроллером MIDI-потоку . Для хранения MIDI-партитур на носителях данных разработаны форматы SMF (Standard MIDI File - стандартный MIDI-файл ) трех типов : · 0 - непосредственно MIDI-поток в том виде , в каком он передается по интерфейсу . · 1 - совокупность параллельных "дорожек ", каждая из которых обыч - но представляет собой отдельную партию произв едения , исполняемую на одном MIDI-канале . · 2 - совокупность нескольких произведений , каждое из которых состоит из нескольких дорожек . В основном применяется формат 1, позволяющий хранить одно произведение в файле . Кроме MIDI-событий , файл содержит так же "фиктивные события " (Meta Events), используемые только для оформления файла и не передаваемые по интерфейсу - информация о метрике и темпе , описание произведения , названия партий , слова песни и т.п. Что касается устройств MIDI-ввода , то характерным их п редставителем является MIDI-клавиатура . Это клавиатура , похожая на синтезаторную (4-6) октав , содержащая схему п pеоб pазования воздействий в MIDI-сообщения и адапте p с выходом MIDI Out. MIDI-клавиатура не способна звучать самостоятельно , она использует в ка честве синтезатора звуковую карту компьютера . Иногда на MIDI-клавиатуре размещены некоторые дополнительные переключатели , например , глиссандо или вибрато . Большинство MIDI-клавиатур производится фирмой Fatar (под своей маркой их продает даже фирма Roland ). Клавиатура , правило , работает от электрической сети или от батареек . Однако в некоторых моделях , например MIDI Composer от фирмы QuickShot , предосмотренно питаниеот звуковой платы через разъем джойстика / MIDI . Многие сегодняшние клавиатуры – динамические, т.е . громкость производимого звука зависит от силы удара по клавише . Интересным аксессуаром является педаль , которая иногда входит в комплект поставки клавиатуры . Это аналог правой педали рояля , увеличивающей продолжительность звучания и придающей ему вы р азительность и дополнительные оттенки . Для подключения клавиатуры или синтезатора к звуковой карте компьютера необходим специальный кабель . С одного конца он оснащен круглым пятиштырьковым разъемом ( DIN – connector ), а сдругой чаще всего подключается к гне зду MPU /401 (совмещенному с разъемом для джойстика ) или к специальному адаптеру. Преобразователи MIDI позволяют и cпользовать и обычные ин cтрументы , например cак cофон , гитару или аккордеон , в каче cтве у cтрой cтв управления электронными генераторами звука . Таким образом , параметры cинтеза звука могут напрямую задавать cя типичными приемами игры на конкретном ин cтрументе . Поэтому , кроме MIDI-клавиатуры используютя совершенно разнообразные ин cтрументы и приемы игры . Так , лазерная арфа позволяет c помощью лазер н ой оптики тран cформировать движения пальцев в данные формата MIDI. С помощью cпециального мундштука , получившего название Breath Controller, музыкант , играющий на духовом ин cтрументе , cилой выдыхаемой струи воздуха может воздей cтвовать на определенные MID I -параметры . Суще cтвует у cтрой cтво , тран cформирующее в команды управления же cты . Оно закрепляет cя на внешней cтороне ки cти , реагирует на ее движения и может управлять в cей аппаратурой на cцене. Подробнее , на примере MIDI -гитары - явлении настолько новом и м алоизученном , что все его возможности до сих пор еще неизвестны . Возникновение первых подобных гитар можно отнести к далеким 70-м годам , когда собственно MIDI еще и не существовало , как и цифровых инструментов . Первые гитарные синтезаторы были чисто аналог овыми устройствами , и цены их были баснословными . Тут следует сделать небольшое отступление от темы , и объяснить разницу между гитарными синтезаторами и гитарными процессорами . Процессорами принято обычно называть устройства обработки звука , которые опред е ленным образом воздействуют и видоизменяют входной сигнал и не имеют собственного источника звуковых колебаний . Под синтезаторами подразумеваются устройства , имеющие внутри источник звука , который управляется внешним контроллером . Таким образом , MIDI -гитар а строго говоря гитарой не является , так как колебания ее струн используются только для управления звуками синтезатора . Скорее это некий гитарообразный контроллер , имеющий вид обычной гитары. Современная MIDI -гитара представляет собой обычную гитару , на ко торой установлен специальный полифонический звукосниматель , то есть звукосниматель , передающий отдельный сигнал с каждой струны . Одновременно на гитару устанавливается небольшой блок управления , с которого можно управлять синтезатором ; в этот же блок пост у пает сигнал с обычного выхода гитары , что позволяет регулировать баланс между гитарным и синтезаторным звуком В этом и заключается вся прелесть такой гитары - она универсальна : при необходимости инструмент может работать как обычная гитара , как MIDI -гитара или как обе одновременно при смешивании двух сигналов . Используя вместе с гитарным синтезатором гитарный процессор для обычного аналогового сигнала , можно добиться совершенно удивительных звучаний. Оба сигнала (с обычных и с полифонического звукоснимателей ) передаются с блока управления по одному многожильному кабелю в очень важное и ответственное устройство - MIDI -конвертер . Этот прибор непосредственно отвечает за распознавание нот и дальнейшее преобразование их в MIDI -сигналы . Непосредственно с MIDI -конве ртера сигнал поступает на источник звука - синтезатор или семплер . Конвертер и синтезатор могут быть как совмещенными в одном корпусе , так и выполненными в виде самостоятельных устройств . Наличие на конвертере входов и выходов MIDI и дает то огромное преим ущество , с помощью которого становятся реальными фантастические возможности , заложенные в MIDI -гитаре . Рассмотрим , что же это за такие возможности. Используя различные синтезаторы и семплеры , музыкант имеет доступ практически ко всем звукам , существующим в настоящее время . Это может пригодиться для создания необычных звучаний электрогитары как на концерте , так и на студии . Для более естественного звучания инструмента имеется возможность подмешивания синтетического сигнала к сигналу гитарному . В таком случа е возникает ощущение одновременной игры сразу двух инструментов - гитары и синтезатора. Еще одно неоспоримое преимущество - управление с помощью MIDI -гитары секвенсором или компьютером . Наверняка многие гитаристы пользуются для записи в секвенсор синтезаторны ми клавиатурами и испытывают при этом определенные неудобства - гитара для них более привычный инструмент . С появлением MIDI 'фицированной гитары эти проблемы исчезли - теперь партии различных инструментов , будь то медные духовые или ударные , записывать стало гораздо легче (во всяком случае гитаристам , не особенно хорошо владеющим фортепиано ). В принципе , такой гитарой можно управлять даже всей студией , включающей в себя компьютер , синтезаторы , семплеры и другие MIDI -устройства. Новые горизонты деятельности от крывает MIDI -гитара и для преподавателей . Любые партии , исполняемые учеником , записываются на компьютерный секвенсор , после чего их можно распечатать , проанализировать , прослушать в замедленном темпе и мгновенно найти допущенные при игре ошибки . В принципе , возможно даже создание целых компьютерных гитарных классов. Какое же будущее ждет MIDI -гитару ? Вытеснит ли она обычную электрическую гитару или так и останется на уровне экспериментального и экзотического инструмента ? Не надо забывать , что техника , в осо бенности цифровая , движется вперед семимильными шагами , и те проблемы , которые сейчас ограничивают повсеместное распространение MIDI -гитары , в ближайшем будущем могут быть успешно решены . На взгляд некоторых специалистов , самый большой недостаток MIDI -гита ры - недостаточная передача выразительности и технических приемов , используемых при игре . Впрочем , это относится скорее ко всему MIDI -стандарту в целом - ведь он задумывался прежде всего как стандарт для клавишных инструментов и не учитывал специфики гитарно й игры . С появлением нового стандарта обмена данными (который рано или поздно должен появиться на рынке ) и устранением вышеуказанных недостатков Со временем , MIDI -гитара вполне может стать конкурентноспособным инструментом в мире музыки и скорее всего , она не вытеснит электрогитару , а будет использоваться наравне с ней , как используются сейчас бок о бок элекро - и акустические гитары. 2. WAV Формат аудио-файла , представляющий произвольный звук как он есть - в виде цифрового представления исходного звукового колебания или звуковой волны (wave), отчего в ряде случаев технология создания так их файлов , именуется wave-технологией . Позволяет работать со звуками любого вида , любой формы и длительности. Рис .2. Графическое представление WAV -файла Где : А – амплитуда звуковой волны, Т – время ее р аспространения . Графическое представление WAV-файла очень удобно и часто используется в звуковых редакторах и программах-секвенсорах для работы с ними и последующего преобразования (об этом речь пойдет в следующей главе ). Данный формат был разработан к омпанией Microsoft и немудрено , что все стандартные звуки Windows имеют расширение WAV. Характерно еще и то , что эти файлы являются , как бы "промежуточными результатом ", работы программ -"грабберов " и пихоакустических процессоров , для оцифровки треков С D и дальнейшего их сжатия . Но из-за того , что несжатые "полнометражные " музыкальные композиции в формате WAV имеют огромные размеры (30-50 МБ ), они практически не используются . Их вытеснила музыка в MP3. 3. MP3 MP3 - сокращение от MPEG Layer3. Это один из ц ифровых форматов хранения аудио , разработанный Fraunhofer IIS и THOMPSON (1992г .), позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG1 и MPEG2. Данная схема является самой сложной из семейства MPEG Layer 1/2/3. Она требует больших затрат машинного времени для кодирования по сравнению с остальными и обеспечивает более высокое качество кодирования . Используется главным образом для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio. Компрессия достигается при акт ивном использовании известных особенностей человеческого слуха в плане восприятия аудиоинформации , что позволяет экономить на наименее значимых с точки зрения человеческого слуха деталях звучания . На проведенных тестах специально нанятые опытные прослушив а тели не смогли различить звучание оригинального трека на CD и закодированного с коэффициентом сжатия 6:1. Описание процесса кодирования · Подготовка к кодированию . Фреймовая структура Перед кодированием исходный сигнал разбивается на участки , называем ые фреймами , каждый из которых кодируется отдельно и помещается к конечном файле независимо от других . Последовательность воспроизведения определяется порядком расположения фреймов . Каждый фрейм может кодироваться с разными параметрами . Информация о них с о держится в заголовке фрейма. · Начало кодирования Кодирование начинается с того , что исходный сигнал с помощью фильтров разделяется на несколько , представляющих отдельные частотные диапазоны. · Работа психоакустической модели . Часть первая Для каждого диапазона определяется величина маскирующего эффекта , создаваемого сигналом соседних диапазонов и сигналом предыдущего фрейма . Если она превышает мощность сигнала интересующего диапазона или мощность сигнала в нем оказывается ниже определенного опытным пу т ем для данного диапазона порога слышимости , то данный диапазон не кодируется. · Работа психоакустической модели . Часть вторая Для оставшихся данных для каждого диапазона определяется , сколькими битами на сэмпл мы можем пожертвовать , чтобы потери от допол нительного квантования были ниже величины маскирующего эффекта , соответственно чему и производится пожертвование . При этом учитывается , что потеря одного бита ведет к внесению шума квантования величиной порядка 6 dB. · Завершение кодирования После заверш ения работы психоакустической модели формируется итоговый поток , который дополнительно кодируется по Хаффману , на этом кодирование завершается. · Замечание На практике схема несколько сложнее , так как необходимо согласовываться с требованиями битрейта . В зависимости от кодера это приводит к разного рода релаксациям при повышении битрейта и ужесточению критериев при его понижении . Суть в том , что даже после обработки с помощью психоакустической модели оставшаяся аудиоинформация достаточно объемна , приходи т ся идти на потери. · Дополнение Кроме того , кодирование стереосигнала допустимо четырьмя различными методами : 1. Dual Channel Каждый канал получает ровно половину потока и кодируется отдельно как моно сигнал . Рекомендуется на битрейтах от 256kbs ( субъек тивно ). 2. Stereo Каждый канал кодируется отдельно , но когда кодер умудряется отбросить столько "лишнего " в одном канале , что код не заполняет полностью выделенный для данного канала объем , то кодер может использовать это место для кодирования другого кан ала . В документации говорится , что этим избегается кодирование "тишины " в одном канале , когда в другом есть сигнал. Но документация , на мой взгляд , неясно объясняет , что именно происходит . Отсюда и рекомендация в предыдущем пункте . Режим установлен по ум о лчанию в большинстве ISO-based кодеров , а также используется продукцией FhG IIS на битрейтах выше 192kbs. Применим и на более низких битрейтах порядка 128kbs-160kbs. 3. Joint Stereo ( MS Stereo ) Стереосигнал раскладывается на средний между каналами и разн остный . При этом второй кодируется с меньшим битрейтом . Это позволяет несколько увеличить качество кодирования в обычной ситуации , когда каналы по фазе совпадают . Но приводит и к резкому его ухудшению , если кодируются сигналы , по фазе не совпадающие . В ча стности , фазовый сдвиг практически всегда присутствует в записях , оцифрованных с аудиокассет , но встречается и на CD. Режим выставлен по умолчанию продукцией FhG IIS для битрейтов от 112kbs до 192kbs. 4. Joint Stereo ( MS/IS Stereo ) Вводит еще один метод упрощения стереосигнала , повышающий качество кодирования на особо низких битрейтах . Состоит в том , что для некоторых частотных диапазонов оставляется уже даже не разностный сигнал , а только отношение мощностей сигнала в разных каналах . Понятно , для кодиро вания этой информации употребляется еще меньший битрейт . В отличие от предыдущего , этот метод приводит уже к прямой потере информации , но выгоды в качестве от экономии места в пользу среднего сигнала оказываются выше , если речь идет о очень низких битрей т ах . Этот режим по умолчанию используется продукцией FhG IIS для высоких частот на битрейтах от 96kbs и ниже . В ISO-based кодерах возможен выбор диапазона . Фактически , MS Stereo - частный случай MS/IS Stereo, когда переменная , отвечающая за кодируемый таки м образом диапазон , принимает нулевое значение . При применении данного режима происходит потеря фазовой информации , а также имеет место меланхоличное превращение противофазного сигнала кодером в полное отсутствие оного (сигнала ). Следует отметить , что сей час успешно развивается новая технология LAVA! (Live Audio Visual Animation), разрабатываемая компанией Creative Technology. Которая будет ориентирована в основном на музыку в формате MP3, благодаря ней пользователи смогут «смотреть» музыку в Internet в ре жиме реального времени . То есть можно будет просмотреть интерактивный логотип музыкальной группы и фотографии ее членов , а также элементы художественного оформления альбома — все это теперь может быть объединено в высококачественный трехмерный коллаж и от о бражено в режиме реального времени параллельно с воспроизведением MP3-файла без существенных дополнительных требований к пропускной способности сети . Программный инструментарий позволяет создавать различные музыкальные видеоролики , включающие любые графич е ские и трехмерные элементы , имеющиеся в среде Windows. Используя список сценарных LAVA!-шаблонов , можно выполнять тонкую сценарную настройку различных параметров (мощность освещения , скорость движения камеры и пр .). Созданную сцену можно отправить вместе с MP3-музыкой по электронному адресу в Internet или поместить на Web-узле , чтобы продемонстрировать свои творческие успехи друзьям . Исследование BMI Music Bot показало , что к апрелю 1999 г . 36% всех аудиофайлов в Internet составляли MP3-файлы , а доля WAV-ф айлов снизилась до 8%. 4. VQF - новый аудио формат ! Размер Файла : VQF файлы - приблизительно 30-35 % меньше чем MP3 файлы. Пример : Вы имеете песню 5 минут , на КОМПАКТ-ДИСКЕ . WAV файл , который Вы сграбили бы , будет ~ 50МБ . MP3 файл , и 128kbps и 44kHz, б ыл бы приблизительно 4. 5МБ , с некоторой потерей звукового качества . VQF файл , в 44kHz, и 96kbps (80kbps VQF - относительно тот же самый как 128kbps MP3), - приблизительно 3. 5МБ ! Качество звука : О качестве звука после сжатия можно сказать одно - хороше е . Нельзя сказать , что звук остается абсолютно без изменений , человек даже с неразвитым слухом заметит отличия . Если же говорить о VQF с точки зрения обыкновенного пользователя , то качество вполне приличное для использования в Internet . Ну а поскольку мы у же коснулись , качества звука то VQF - намного лучше чем MP3. Они почти столь же хороши как оригинал WAV файлы . 80kbps VQF столь же хорош как 128kbps MP3 файл . 96kbps VQF имеет качество , почти столь же хорошее как таковым 256kbps MP3. Одним словом можно с т очно сказать что использование VQF - позволяет сэкономить до 25% дискового пространства без ощутимой потери качества. Использование процессора (CPU) : Это - одна область , где VQF более тяжеловесен чем MP3. Он требует больше ресурсов . Когда MP3 были разви ты существовали только Pentium - ы . В настоящее время , с Pentium II, и другими мультимедийными средствами увеличились производительные возможностями системы . Этот не маловажный который позволяет кодировать больше звуковых данных в 30 % меньшие файлы ! Недо статки : 1. Этот формат достаточно новый и пока достаточно редкий , что нельзя сказать об MP3!. Но это - только вопрос времени . Как только люди начнут понимать , насколько он актуален на данный момент , их популярность возрастёт. 2. Раскодирование - относитель но медленно . Зависит от двух факторов : a) Лучшее сжатие означает , что будет использованно большее количество времени на "размышления " - кодирующего устройства . Оно работает по более сложным алгоритмам , таким образом уходит большее количество времени . b) К одирующее устройство достаточно ново и очевидно , что Yamaha потратила не достаточно времени для разработки кодирующего устройств , обеспечивающего приемлимую производительность и качество . Но специалисты считают , что этот недостаток со временем будет испра в лен. В завершении можно сказать , что новый формат сжатия VQF будет популярным среди пользователей (если завтра не выйдет нового , сжимающего в сто раз ). VQF развивается , усовершенствуется и пройдет еще несколько месяцев , и он будет сжимать файлы еще плотн ее и качественнее . Конечно же , это не все музыкальные форматы , используемые на РС . Помимо вышеперечисленных , уже положительно проявивших себя форматов MIDI , WAV , MP 3 и только вышедшего VQF, сушествует еще множество типов музыкальных файлов . Как , например , VOC - аналог формата WAV (разработанный компанией Creative Labs ), XM , IT – форматы для программ-трекеров , AU – для программы Sound Gadged Pro и т.д . Но так как они используются не так часто , мы их затрагивать не будем. III Основные программы для работ ы со звуком и музыкой В последнее время наряду с термином "мультимедиа ", получил распространение другой - "музыкальные программы ". Новый термин оказался столь же многозначным , что и его родитель , - этим сочетанием стали называть любые программы , имеющие д ело с каким-либо звуком ; при этом нередко происходит смешение основных понятий и путаница в принципах работы программ . В результате одни пользователи даже не догадываются о некоторых доступных им возможностях , а другие ошибочно возлагают на программу (и к о мпьютер в целом ) неоправданные надежды . Так постараемся же классифицировать методы работы со звуком на PC и попытаемся сделать обзор технологий и программных средств для этой цели . Audio и MIDI В современных компьютерах можно выделить две наиболее популя рные технологии , имеющие отношение к звуку и музыке : * Audio (аудио ) - наиболее универсальная технология , представляющая произвольный звук как он есть - в виде цифрового представления исходного звукового колебания или звуковой волны (wave), отчего в ряде случаев она именуется wave-технологией . Позволяет работать со звуками любого вида , любой формы и длительности . Звуковая информация обычно хранится в файлах с расширением WAV. * MIDI - нотно-музыкальная технология , основанная на регистрации событий , происх одящих при игре на электронном инструменте , - нажатий клавиш , педалей , воздействий на регуляторы , тумблеры , кнопки и т.п . Последовательность подобных событий образует "электронную партитуру " музыкального произведения - как бы полную программу управления " а втоматическим оркестром ". Позволяет весьма точно записать достаточно сложное музыкальное произведение , а затем любое число раз исполнить его в точном соответствии с программой . Информация обычно хранится в файлах с расширением MID. Audio-технология обычно применяется там , где имеется исходный звуковой сигнал , подлежащий обработке , - с ее помощью записывают , обрабатывают и сводят "живые " акустические и голосовые партии , речь , шумы , специальные сигналы и т.п . MIDI-технология снискала себе успех в создании м у зыкальных произведений "с нуля ", посредством только электронных инструментов . При помощи MIDI-системы может быть создан как некий музыкальный каркас , к которому впоследствии будут добавлены голосовые или акустические партии , так и полноценное , законченное музыкальное произведение . Для применения аудио-технологии достаточно простейшего звукового адаптера , содержащего АЦП и ЦАП - аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи . При этом сложность , качество и цена адаптера совершенно не влияет на принципи альные возможности обработки звука - от адаптера зависит лишь общее качество входного и выходного преобразования , а также сервисные возможности (например , быстрое аппаратное сжатие или фильтрование ). Для использования MIDI-технологии , прежде всего , нужен электронный музыкальный инструмент , преобразующий последовательность нот и команд управления в звук - обычный или сразу цифровой . Это может быть клавишный синтезатор , звуковой модуль (тонгенератор , или синтезатор без клавиатуры ), музыкальная карта с аппар а тным синтезатором или же программный синтезатор - программа , имитирующая работу реального синтезатора . Соответственно , все возможности , доступные в этой технологии , целиком определяются имеющимся набором MIDI-инструментов . (Подробнее об использовании MIDI в соответствующей главе ). В Windows каждая технология представлена своим типом звукового устройства . Устройства могут быть реальными (аппаратные адаптеры ) и виртуальными (программы-имитаторы , генераторы , фильтры и т.п .). Общение программ с устройствами пр оисходит посредством аудио - и MIDI-портов , которые появляются в системе после установки соответствующих устройств . Отдельным случаем аудио-портов являются порты DirectSound. Классический (Wave, MME) аудио-порт не гарантирует предельно быстрого вывода звук а - при обмене небольшими фрагментами , за счет буферизации и невысокой частоты обращений к адаптеру , возникают значительные (относительно времени звучания самих фрагментов ) задержки . Интерфейс DirectSound, входящий в комплект интерфейсов DirectX, дает воз м ожность работать с адаптером с минимальной буферизацией и накладными расходами , заметно сокращая задержки . Кроме того , в DirectSound несколько программ могут использовать один порт одновременно , что далеко не всегда возможно при работе с Wave-портами . Кл ассификация программ Любая программа для работы со звуком на PC использует в той или иной форме одну из этих технологий либо обе сразу . Выделим следующие основные классы программ : * Звуковые процессоры (audio processors) * Системы многоканальной записи и сведения (multitrack recorders) * Звуковые редакторы (audio editors) * Генераторы и анализаторы сигналов (audio generators/analysers) * Виртуальные (программные ) синтезаторы (virtual/software synthesizers) * Музыкальные редакторы (music/MIDI editors) - Секвенсоры (sequencers) - Трекеры (trackers) - Нотные редакторы (score editors) * Музыкальные процессоры (music/MIDI processors) * Автокомпозиторы (auto composers) * Автоаккомпаниаторы (auto accompaniment generators, jammers ) * Распознаватели нот (score recognition software) * Преобразователи форматов (format convertors) * Считыватели звуковых дорожек с компакт-дисков (CD rippers/grabbers) * Психоакустические компрессоры (psychoacoustic compressors) * Проигрыватели (play ers) * Системы для радиовещания и дискотек (delivery systems) * Утилиты и управляющие программы (utility/control software) Многие программы сочетают в себе функции из разных классов : например , звуковые редакторы и секвенсоры нередко предоставляют также возможности процессоров (обработка в реальном времени ), а музыкальные процессоры и автокомпозиторы часто имеют функции секвенсора . 1. Звуковые процессоры Имитируют работу типовых устройств обработки звука , применяемых в студийной работе -усилит елей , ограничителей , шумоподавителей , компандеров , эффект-блоков и т.п . Существует три основных типа процессоров : * Нелинейные (off-line) - получают сигнал в виде дискового файла , предварительно записанного другими средствами , и записывают результат обраб отки в другой дисковый файл . * Сквозные реального времени - получают сигнал непосредственно с аудиопорта и выводят результат в другой порт . * Подключаемые модули (plugins) - получают сигнал от другой программы при помощи специального программного интерфе йса (API) и возвращают результат обработки этой же программе . Фактическим стандартом такого интерфейса стал Microsoft DirectX. Модули обычно поддерживают обработку в реальном времени . Процессоры первого типа разрабатывались достаточно давно , уступая место процессорам второго типа по мере роста мощности компьютеров . После появления системы DirectX популярные процессоры разрабатываются в этом интерфейсе . Подробнее с работой звуковых процессоров ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. DSP/FX Virtual Pack ( Разработчик - Power Technology. Последняя выпущенная версия - 6.2.) Программа имеет набор модулей обработки , которые могут использоваться как посредством интерфейса DirectX, так и непосредственно обрабатывать сигнал , полученный из Wave-файла или ауд ио-порта . Модули могут использоваться также в качестве расширителей системы многоканальной записи SAW и проигрывателя WinAMP. Алгоритмы перенесены с аппаратной платы эффектов DSP/FX. При наличии в системе плат DSP/FX модули могут использовать процессоры п лат ; в противном случае вся обработка выполняется программно . Каждый модуль поддерживает набор пресетов (предустановок ) и управление параметрами посредством MIDI-контроллеров . В состав пакета входят следующие модули обработки : StudioVerb - параметричес кий ревербератор с моделированием помещения. AcousticVerb - еще один тип ревербератора. Optimizer - мягкий пиковый ограничитель и сглаживатель цифровых шумов (dithering). Aural Activator - генератор гармоник для восстановления потерянных высокочастотных составляющих . Stereo Pitch Shifter - модуль стереофонического изменения высоты . Изменяет высоту входного сигнала в соответствии с поступающими MIDI-нотами и перемещением регулятора Pitch Bend. Может использоваться для коррекции неточно выдержанных по вы соте нот. Multi-Tap Delay - имитатор множественных отражений внутри помещения , от реверберации до длительных эхо . Analog Tape Flanger - имитатор аналогового ленточного фленжера . Multi-Element Chorus - имитатор хорового эффекта путем моделирования прос транственного разделения звука . Parametric EQ - 8-полосный параметрический эквалайзер. Auto-Panner - модуль автоматического позиционирования сигнала на стереопанораме . Tremolo - модуль внесения амплитудного вибрато (тремоло ). Widener - расширитель з оны стереоэффекта . 2. Cylonix Vocoder (Разработчик - James J. Clark. Последняя выпущенная версия - 2.00). 18-полосный вокодер реального времени . В основу многополосного вокодера положено то , что , речевой аппарат человека работает по разностному принц ипу : исходный звук голосовых связок , богатый гармониками , подвергается динамическому управлению - резонансному усилению , амплитудной модуляции и фильтрованию - при прохождении через речевой тракт . Принцип работы такого вокодера состоит в разложении речево г о управляющего сигнала (modulator) на заданное количество частотных полос и анализе динамики в каждой полосе . Полученные в результате анализа сигналы с определенной точностью повторяют динамику работы речевого тракта . Эти сигналы управляют банком частотны х фильтров , через которые пропускается богатый гармониками несущий сигнал (carrier); в результате на выходе банка образуется "говорящий " несущий сигнал , как если бы звук подобного тембра издавали сами голосовые связки . Как несущий , так и управляющий сигнал может быть сгенерирован несколькими способами - самой программой , введен с аудио-порта , либо взят из готового Wave-файла . Вокодер имеет множество параметров : ширина полосы фильтра , пропорции смешивания входных и выходных сигналов , способы распознавания р ечевых звуков , режим воспроизведения высоты управляющего сигнала , виды отображения управляющих сигналов на банки фильтров . Различные способы отображения - сдвиг на несколько полос , инверсия , перестановка соседних полос и т.п . - позволяют в чрезвычайно шир о ких пределах менять тембр полученного сигнала . Каждый канал вокодера имеет набор регуляторов - уровень , стереопанорама , время затухания , задержка , время и интенсивность эха , уровень дополнительных искажений . Возможно также отключение анализа управляющего сигнала - тогда программа работает , как обычный 18-полосный эквалайзер . 2. Системы многоканальной записи и сведения Предназначены для многодорожечной записи и воспроизведения фонограмм подобно многоканальному магнитофону , а также для оконечного сведения (микширования ) многодорожечной фонограммы . Основными функциями являются монтажные операции на дорожках , совмещение звуковых фрагментов , организация плавного перехода одних фрагментов в другие , регулировка громкости и положения на стереопанораме для каждо й дорожки , перезапись всей дорожки или ее отдельных фрагментов . Большинство систем многоканальной записи предназначено для работы в серьезных студийных условиях , поэтому практически все они имеют поддержку удаленного управления (MMC), синхронизации с внешн ими устройствами (SMPTE). Ряд современных систем поддерживает также синхронизацию с видеороликами . В многоканальных системах используется преимущественно неразрушающий (non-destructive) монтаж . Это означает , что программа оперирует на многодорожечной пане ли не с самими звуковыми данными , а лишь со ссылками на их фрагменты (clips). Это заметно уменьшает требования к памяти , ускоряет доступ к данным и вдобавок защищает их от нежелательного изменения . Подробнее с работой систем многоканальной записи и сведен ия ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. DDClip Pro (Разработчик - SoftLab-NSK Последняя выпущенная версия - 3.01) Новосибирская система многоканальной записи , монтажа , сведения и компоновки с видеоданными . Предоставляет до 32 аудиодорожек , одну MIDI-дорожку и две видеодорожки . Каждая дорожка может содержать произвольное количество клипов - звуковых или видеофрагментов , каждый из которых , в свою очередь , является ссылкой на определенный участок исходных данных - аудио , MIDI или видео . Технология работы в DDClip основана на подборе и совмещении клипов всех трех видов . Для создаваемого ролика заготавливаются все необходимые фрагменты , затем они в нужном порядке расставляются по дорожкам , после чего выполняется точная подгонка , выравнивание , настро й ка уровней громкости и панорамы , наложение эффектов и окончательное сведение . На видеодорожках доступны простые операции видеообработки - обрезание кадра , плавные переходы между кадрами . Видеоролики воспроизводятся на любом устройстве с интерфейсом Video for Windows. Поддерживается дополнительный монитор для вывода видеороликов . На клипы могут накладываться профили - огибающие громкости и стереобаланса . Также могут быть наложены эффекты реального времени - delay, echo, chorus, phaser, flanger, графически й /параметрический эквалайзеры . Несколько эффектов могут быть связаны в цепочку . На весь проект могут быть наложены глобальные (master) эффекты из этого же набора . Вспомогательное окно Clip Collection (коллекция клипов ) является удобным средством для быстр ого выбора подходящих клипов и перетаскивания их в нужные места дорожек . 2. n-Track Studio (Разработчик - Flavio Antonioli Последняя выпущенная версия - 2.0.2). Система записи , монтажа и сведения с некоторыми функциями MIDI-секвенсора . Возможен разрушающ ий и неразрушающий монтаж . Количество аудио - и MIDI-дорожек не ограничено . Поддерживаются работа с DirectSound-портами и звуковые форматы до 24 разрядов и 96 кГц . Имеет раздельные индикаторы уровня записи и воспроизведения , возможность синхронизации с ви деороликом (AVI/MPEG), огибающие громкости /панорамы в режиме неразрушающего редактирования , метроном . Для обработки применяются собственные и DirectX-модули , обработка возможна как при воспроизведении , так и в режиме прямого ввода с порта (live input). В состав встроенных модулей входят Chorus, Vol/Pitch Shift, Echo, Compression, Reverb. Для просмотра и редактирования MIDI-дорожек имеется окно Piano Roll с несложным интерфейсом и возможностью квантования (quantize). 3. Звуковые редакторы Объединяют функ ции цифрового магнитофона , звуковой монтажной станции и набора устройств обработки звука (процессоров ). Осуществляют запись , воспроизведение и монтаж (вырезка , вклейка , замена фрагментов фонограммы ). Чаще всего имеют набор встроенных и /или подключаемых зв у ковых процессоров , с помощью которых реализуется сложная обработка записанной фонограммы . Редактор может быть многоканальным , допуская раздельную запись и обработку нескольких звуковых дорожек с последующим их сведением (микшированием ). Ряд редакторов пре д оставляет звуковые процессоры реального времени , а также средства для исследования сигнала - спектроанализаторы , взвешивающие фильтры и статистические функции . Среди типовых функций звуковых редакторов наиболее общими являются : * Запись и воспроизведение звукового сигнала через аудиопорт звукового адаптера (карты ) * Чтение и запись звуковых файлов , преимущественно формата RIFF PCM (WAV), а также других распространенных форматов * Возможность обработки моно - и стереосигнала с разрядностью 8 и 16 и частот ой дискретизации до 44 100 Гц (нередко - до 24 разрядов и 96 кГц ) * Монтаж сигнала (вырезка , вставка , удаление и размножение фрагментов ) * Различные способы выделения рабочего участка (selection) при монтаже с выравниванием (snap) по точкам пересечения н уля (zero crossing), по времени (time), по ритмическим долям (beats) * Пометка точек и фрагментов фонограммы с ведением списка таких пометок , из которого можно быстро перейти к помеченному участку , а также поддержка списка участков проигрывания (play list ), с помощью которого можно заменить линейное проигрывание на "рваное " * Основные операции обработки : усиление /ослабление , нормализация (такое масшабирование сигнала , чтобы его амплитуда точно вписалась в заданный диапазон ), плавное увеличение /снижение ур овня громкости (fade), изменение стереобаланса (pan), сжатие /растяжение динамического диапазона (compress/expand), пороговое пропускание (gate), наложение огибающей (envelope) * Основные виды эффект - обработки : phaser, flanger, reverb, delay, echo, overdrive, distortion, fuzz и т . п . * Специальные операции : частотное фильтрование (filter/EQ), изменение высоты (pitch) сигнала или длительности (stretch) участка фонограммы , ослабление шумов (noise, hiss) и щелчков (clicks, pops), формирование музыкальных звуков из участков фонограммы , спектральный анализ всей фонограммы или ее участка * Преобразование формата сигналов - частоты дискретизации , разрядности отсчета и количества каналов , смешивание стереоканалов в оди н * Генерация сигналов различной формы и характеристик - как стационарных , так и с изменяющимися во времени параметрами , а также шумов с различным распределением * Доступ к зарегистрированным в системе внешним модулям (plugins) обработки звука в стандарт е DirectX/ActiveMovie, которым передается для обработки выделенный участок фонограммы * Синхронизация записи /воспроизведения по MIDI - запуск записи или воспроизведения по внешнему событию , посылка синхронизирующих сообщений другим устройствам (ведущее ус тройство , master sync), синхронизация по приходящим от других устройств сообщениям (ведомое устройство , slave sync) Подробнее с работой звуковых редакторов ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. Sound Forge (Разработчик - Sonic Foundry Последняя в ыпущенная версия - 4.5c). Многооконный редактор с поддержкой OLE, видеороликов в формате AVI и дополнительного монитора для их отображения в процессе работы . При работе с файлами в 16-разрядном формате PCM (WAV) есть возможность открыть файл в режиме непо средственного доступа (Direct mode), без промежуточного копирования . Это заметно ускоряет работу , однако лишает возможности сохранить прежнюю версию файла при аварийном завершении . Максимально достижимое увеличение - одна точка экрана на один отсчет оцифр овки , чего в ряде случаев явно недостаточно для хорошего рассмотрения формы волны . Автоматическое выравнивание при выделении - по точкам пересечения нуля и временным меткам . При монтаже удобно пользоваться функциями Preview Cur/Cursor (прослушивание , как им будет результат вырезки , до выполнения самой вырезки ) и Pre-roll to Cursor (прослушивание небольшого участка перед курсором ). Поддерживается список помеченных участков (regions) и выборочного проигрывания . В режиме записи возможно создание "пульта дис танционного управления " - Remote Control. При этом основное окно редактора заменяется на небольшое окно "пульта ", находящееся поверх других окон . Эта функция удобна при записи сигнала , формируемого другой программой , либо устройством , управление которым п р оизводится из другой программы . В режиме записи возможен также прямой сброс данных на диск , минуя системный кэш с обратной записью . Это позволяет избавиться от долгих пауз , когда Windows сбрасывает кэш на диск , останавливая при этом все программы , однако работа диска в таком режиме становится весьма напряженной за счет непрерывного позиционирования . Надо сказать , что и при работе через кэш Sound Forge использует диск гораздо более агрессивно , чем большинство других редакторов . Редактор может работать с вн ешними семплерами (Akai, E-mu, Kurzweil, Peavey), поддерживающими стандарты MIDI SDS и /или SCSI SMDI. Поддерживается также подготовка семплов для ACID - другой программы Sonic Foundry, предназначенной для создания музыки из готовых фрагментов . Генератор с игналов выдает простые периодические сигналы и серии DTMF, а также имеет функцию FM Synthesis - частотно-модуляционный операторный синтез , популярный в электронных синтезаторах начала 80-х . Поддерживаются собственные подключаемые модули . При помощи модуля Batch Converter можно создать последовательность операций обработки , которая затем может быть автоматически применена к одному или нескольким файлам . CD Architect предназначен для формирования и записи звуковых компакт-дисков . Spectrum Analysis служит дл я спектрального анализа фонограммы , Noise Reduction - для ослабления помех и шумов , Q-Sound - для придания звуку эффекта объемности . Синхронизация по MIDI возможна в обоих режимах - ведущем и ведомом . Имеется любительская локализация SF 4.5 на русском язы ке (переведены тексты меню и сообщений ). Качество перевода среднее . 2. WaveLab (Разработчик – Steinberg. Последняя выпущенная версия - 2.02). Один из наиболее мощных и удобных современных редакторов . Поддерживает форматы до 24 разрядов и 96 кГц . Предост авляет все необходимые монтажные операции , нормализацию , преобразования динамики , коррекцию высоты /времени звучания . Операции сложной обработки немногочисленны : трехполосный эквалайзер , гармонайзер на 16 голосов (создает дополнительные гармоники основного голоса ), качественный Chorus. Основное внимание при обработке уделено поддержке модулей реального времени - собственных , DirectX и VST (от Cubase VST). Для управления модулями сделана специальная панель эффектов (Master Section), в которой можно выбрать д о шести модулей одновременно . Для модулей WaveLab/VST изображаются панели управления , стилизованные под вид аппаратных стоечных блоков . Панели модулей , а также панели инструментов WaveLab (toolbars) могут находиться в любом месте экрана , а не только в окн е редактора . Имеет функции сравнения двух файлов , генерации тестового сигнала с огибающей , построения трехмерной спектрограммы с показом ее с различных точек зрения . Функция Batch Processor позволяет сформировать алгоритм пакетной обработки набора файлов. Поддерживает обмен данными с аппаратными семплерами AKAI, Ensoniq, E-mu, Kurzweil, Roland в стандартах SDS/SMDI. Может считывать звуковые дорожки с компакт-дисков . Содержит встроенный CD-рекордер с возможностью задания длительности пауз между дорожками . Имеет несколько стилей и цветовых палитр интерфейса . После выполнения каждой операции отмечается время , затраченное на операцию , с точностью до миллисекунды , что удобно для оценки эффективности . 4. Генераторы и анализаторы сигналов Служат для создания и исследования звуковых сигналов . Генераторы создают звуковые сигналы с заданными параметрами - формой , частотой , амплитудой , спектром , динамикой ; полученный сигнал может использоваться для проверки и настройки звуковой аппаратуры , модификации музыкальных т е мбров путем смешивания или модуляции исходного сигнала , создания новых тембров и т.п . Анализаторы выделяют из входного сигнала различную информацию - спектральный состав , соотношения гармоник , динамические характеристики , статистические параметры . Сочетан и е генератора тестового сигнала , подключенного ко входу звукового тракта , и анализатора , подключенного к его выходу , позволяет изучать поведение тракта при прохождении различных сигналов , а также снимать нужные виды характеристик - амплитудно-частотную , фа з о-частотную , динамическую , определять коэффициенты гармоник и интермодуляции и т.п. Подробнее с работой генераторов и анализаторов сигналов ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. SpectraLab (Разработчик - Sound Technology Последняя выпущенная верси я - 4.32.13). Чрезвычайно мощная система анализа звуковых сигналов - как в записи , так и в реальном времени . Поддерживает форматы до 24 разрядов , 96 кГц. Анализ ведется в трех основных режимах : Real Time - обработка и построение графиков в реальном времен и по данным , поступающим с аудиопорта ; Recorder - то же , с параллельной записью поступающего сигнала ; Post-Processing - анализ предварительно записанного Wave-файла . Результаты анализа динамически представляются в окнах нескольких видов : * Time Series - обычная осциллограмма * Spectrum - спектральный график , непрерывный или полосовой * Phase - изменения фазы сигнала * Spectrogram - график изменения спектра во времени , в котором мгновенные "снимки " спектра сигнала рисуются по вертикали цветными линиями * 3D Surface - трехмерная спектрограмма Все виды окон могут открываться и динамически обновляться одновременно . Отображаются также скалярные результаты - частота и амплитуда пиков , мощность сигнала , коэффициент гармоник , коэффициент интермодуляции , соот ношение сигнал /шум . Есть генератор тестовых сигналов , также работающий в реальном времени , с помощью которого можно анализировать работу исследуемого звукового тракта . Программа имеет большое количество параметров , задающих полосы частот и способы анализ а , параметры преобразования Фурье , оконных функций , отображаемых графиков и т.п . Вероятно , это - самая мощная система анализа сигнала для PC. 2. Analyser (Разработчик - Павел Сукорцев Последняя выпущенная версия - 1.1). Маленькая простая программа для б ыстрой оценки качества тракта записи-воспроизведения дуплексных звуковых карт . Содержит генератор тестового сигнала и анализатор спектра . Выход карты подключается к ее входу , задействуя ЦАП , АЦП и входные /выходные аналоговые цепи . Отображает в окне график АЧХ тракта . 5. Виртуальные синтезаторы Являются наиболее популярным у музыкантов видом программ . Имитируют работу музыкального инструмента путем моделирования процессов , происходящих при извлечении звука . Преимущественно используется три основных метода синтеза звука : * Семплерный (sample) или таблично-волновой (wavetable) - создание звука из одного или нескольких заранее записанных фрагментов исходного звучания , с возможной параллельной обработкой сигналов . Наиболее прост технически , не требует больших вычислительных ресурсов , зато требует большого объема памяти для хранения качественных образцов звучания . * Аналоговое моделирование - имитация работы аналогового синтезатора путем математического суммирования , вычитания , модуляции и фильтрации сигналов р азличной формы , создаваемых также математическим путем . Позволяет с хорошей точностью моделировать популярные клавишные синтезаторы 60-70 годов , бас-станций и ритм-блоков . Не критичен к объемам памяти , однако требует больших вычислительных затрат на матем а тические расчеты . * Физическое моделирование - создание математической модели реального акустического инструмента и получение на ее основе формул звуковых колебаний , создаваемых инструментом . Для полной реализации требует чрезвычайно больших вычислительны х мощностей , из-за чего в реальном времени реализуется лишь частично . По способу функционирования виртуальные синтезаторы можно разделить на две группы : * Генераторы - предназначены главным образом для создания звучаний , преимущественно не в реальном вре мени , с целью сохранения полученных образцов и последующего использования посредством семплерных или таблично-волновых синтезаторов . * MIDI-синтезаторы - имитируют синтезатор с управлением по MIDI. Создают собственный виртуальный MIDI-порт , отрабатывают п олучаемые через него MIDI-команды , генерируя на выходе музыкальный звук подобно реальному синтезатору . Работают либо в реальном времени , передавая сформированный звуковой сигнал в аудиопорт , либо опосредованно , записывая его в Wave-файл . Во втором случае н азываются MIDI Renderer - по аналогии с системами построения движущихся изображений из серии неподвижных кадров. Подробнее с работой виртуальных синтезаторов ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. Generator (Разработчик - Native Instruments. Посл едняя выпущенная версия - 2.0.4). Чрезвычайно мощный модульный синтезатор . В спектр модулей помимо типичных генераторов , усилителей и микшеров входят инверторы , сумматоры , перемножители , несколько различных типов 1-, 2- и 4-полюсных фильтров , дифференциат ор /интегратор , логарифматор /экспоненциатор , ограничитель , детектор пиков , делитель частоты , фиксатор уровней (sample + hold), модуль квантования по уровню , модули логических операций над управляющими сигналами , сглаживатель и еще несколько модулей со слож н ыми функциями . Входы и выходы модулей обозначены различными значками , дающими представление об их функциональном назначении . Связывание входов и выходов выполняется простым движением мыши . Составленная из модулей схема может быть объявлена как новый моду ль (макроблок ). Структура схемы при этом скрыта , и макроблок изображается лишь стандартным для модуля прямоугольником с названием и обозначениями входов /выходов . Такой подход удобен для создания типовых блоков синтезатора . Модульная схема может быть снабж ена панелью - совокупностью кнопок , ручек , движков и индикаторов , стилизованных под привычные органы управления . В конечном счете , после завершения создания структур , на экране остаются одни панели , которые выглядят как реальные аппараты и смотрятся очень красиво . Структура с панелью управления называется инструментом . Инструмент опять же может иметь входы и выходы и выступать в качестве модуля . Совокупность инструментов называется ансамблем (ensemble). В комплекте с программой поставляется большое количес тво схем , макроблоков , панелей , инструментов и их ансамблей . Всплывающие подсказки при наведении курсора мыши на изображение модуля или панели кратко поясняют суть объекта и правила обращения с ним . Частота дискретизации звукового сигнала может быть от 2 2 до 132 кГц . Существует также понятие частоты управления (Control Rate) - с этой частотой процессор синтезатора сканирует схемы , "проталкивая " по ним сигналы . Частота управления задается в пределах от 25 до 1600 Гц . Положения регуляторов могут быть сохра нены (snapshot). Впоследствии можно возвращаться к любому из сохраненных наборов положений , а также восстанавливать нажатием кнопки последний набор . При всей своей сложности Generator работает достаточно быстро , обеспечивая хороший отклик и стабильность з вука . При использовании DirectSound-портов устойчивость повышается . 2. GigaSampler (Разработчик - Nemesys . Последняя выпущенная версия - 1.6). Революционная в своем роде программа , наделавшая своим появлением много шума . MIDI-синтезатор реального времени , не требующий полного размещения семплов в ОЗУ - считывание с диска (жесткого , магнитооптического , CD) происходит прямо в процессе проигрывания , что снимает все ограничения на объем инструментов , кроме объема самих дисков (объем одного семпла в инструмен т е ограничен 4 Гбайт из-за 32-разрядной сетки ). Для достижения наилучших результатов выпущена спецификация GigaSampler Interface (GSIF) - программного интерфейса с аудиопортом , через который GigaSampler обеспечивает минимальные задержки . Этот интерфейс уже реализован в драйверах карт Aardvark Aark, Soundscape Mixtreme, Echo Darla/Gina/Layla, EgoSys WaveTermital, Frontier Dakota. Благодаря снятию ограничений на объем инструментов и их банков большое внимание уделено схеме отображения отдельных семплов на кл авиатуру и уровни интенсивности (sample map). Рекомендуется метод построения инструмента без масштабирования высот семплов , то есть по отдельному семплу на каждую клавишу . Вдобавок введено понятие измерений (dimensions) - своеобразной координатной сетки и з пяти различных контроллеров , совокупность значений которых как бы выбирает нужный семпл в пятимерном пространстве . Такая система введена для поддержки инструментов , на которых играют разными способами . Большие объемы звучаний располагают к тому , чтобы об разцы записывались полностью , без искусственного зацикливания и формирования фаз атаки-затухания методом амплитудной модуляции . Инструмент создается из семплов традиционным путем - раскладкой по клавиатурным зонам (regions), интенсивности и измерениям , а также наслоением друг на друга . Здесь имеются традиционные для аппаратных самплеров средства - частотная и амплитудная модуляция посредством огибающих (два генератора ) и LFO (один генератор ), фильтрование (срез , полоса , пробка , резонанс ). Звук выводится в 16-, 20- и 24-разрядном формате с частотами дискретизации 32, 44,1 и 48 кГц . Поддерживается до 16 выводных аудиоканалов , между которыми заданным образом распределены входные MIDI-каналы . Есть функция прямой записи звука на диск (Capture). В комплект вход ят редакторы семплов (волновых форм и циклов в них ) и банков инструментов , а также преобразователь инструментов из формата Akai S1000/S3000, способный считывать "родные " компакт-диски от семплеров Akai. 6. Музыкальные редакторы В эту группу входят прогр аммы , предназначенные для работы с музыкальными партитурами , как правило - в технологии MIDI. Музыкальный редактор обычно имеет дело не с конкретными звучаниями , а лишь с некоторой схемой их создания , которая обычно базируется на различных видах нотной за п иси , расширенной специфическими средствами управления инструментами . Секвенсоры предназначены для записи , воспроизведения и редактирования музыкальных MIDI-партитур в нотном и схематическом виде , осуществляют типовые музыкальные операции - транспонирован ие , изменение темпа , длительности и динамики нот , а также монтаж фрагментов партитуры . Всегда многодорожечные - допускают формирование произведения из множества независимых партий . Большинство современных секвенсоров имеет поддержку аудиотехнологии , позво л яя размещать на отдельных дорожках акустические или голосовые партии ; окончательное смешивание сигналов при этом выполняется внешними аппаратными (звуковой адаптер , микшерный пульт ) или программными (виртуальный синтезатор , многоканальный рекордер ) средст в ами . Название происходит от термина sequence - последовательность , поскольку первые секвенсоры (тогда еще некомпьютерные ) предназначались для записи последовательности MIDI-событий и последующего ее воспроизведения в неизменном виде , и лишь затем к этому добавились функции монтажа и редактирования. Подробнее с работой секвенсоров ознакомимся на примере следующей прграммы : Cakewalk Pro Audio ( Разработчик - Twelve Tone Systems. Последняя выпущенная версия – 9). Наиболее массовый и популярный MIDI-секвенс ор с поддержкой аудиодорожек . Имеет удобный и интуитивно понятный интерфейс , широкий спектр необходимых функций редактирования и обработки . Работает с различными видами MIDI- и аудиооборудования , поддерживает частоты дискретизации до 96 кГц и разрядность о цифровки до 24 бит . Поддерживает до 256 виртуальных дорожек , на каждой из которых может располагаться одна или несколько MIDI-партий либо аудиофрагменты . Секвенсор работает только с одноканальными (монофоническими ) аудиоданными , поэтому стереоданные разме щаются на двух дорожках . Каждая дорожка имеет набор свойств : название , ссылку на устройство вывода , номер канала , начальную громкость и положение на стереопанораме , номера MIDI-банка и инструмента и т.п . Существует понятие clip - логически законченный фра гмент дорожки , содержащий партию инструмента , ритмический рисунок или музыкальную фразу ; на панели проекта такие фрагменты отображаются различными цветами и могут выбираться /перемещаться простым нажатием и перетаскиванием мышью . При копировании клипов они могут копироваться вместе со своим содержимым , либо может копироваться только ссылка на исходный клип (linked clips - связанные клипы ). Все связанные клипы одной группы ссылаются на один и тот же набор данных , и все изменения в любом из клипов группы фак т ически происходят в этом наборе . Система построения управляющих панелей StudioWare дает возможность нарисовать панель нужного вида , снабдить ее органами управления и индикации - кнопками , движками , ручками , переключателями , индикаторами и шкалами , описав механизм действия каждого органа , чтобы затем в режиме реального времени управлять работой секвенсора и синтезаторов при помощи созданной панели . Динамика работы органов управления может быть записана и многократно воспроизведена . В комплекте поставляется несколько готовых панелей управления . Поддерживается просмотр видеороликов в форматах AVI, MPEG и QuickTime и синхронизация партитуры с кадрами ролика . В режиме выбора банка и номера MIDI-инструментов работает удобная система поиска . Средства MIDI-редак тирования включают сдвиг , выравнивание по ритмической сетке (quantize), а также обратную операцию "разбрасывания " (groove quantize), транспонирование , растяжение /сжатие времени и нот , мощную операцию Interpolate для масштабирования и преобразования видов M IDI-сообщений . Предусмотрена возможность подключения внешних модулей MIDI-обработки (MIDI Effects, MIDI Plugins). В состав пакета входят модули арпеджиатора , анализатора аккордов , имитатора эффектов echo и delay. Имеется встроенный редактор аудиофрагменто в с возможностью монтажа , усиления /ослабления , нормализации , смешивания , эквалайзера , поиска переходов через нуль , определения темпа , распознавания высоты нот . Поддерживаются подключамые модули в стандарте DirectX, в состав пакета входит набор основных ви д ов обработки . Функция Mixdown Audio дает возможность свести несколько готовых аудиодорожек в одну , после чего исходные дорожки можно заглушить - это заметно снижает накладные расходы на смешивание в реальном времени . Поддерживается синхронизация от собст венного генератора , генераторов звуковых адаптеров , внешнего источника (SMPTE), а также посылка и прием команд MMC (MIDI Machine Control). Встроенный несложный язык программирования CAL (Cakewalk Application Language) позволяет создавать собственные прогр а ммы для обработки звуковых данных . При работе со звуковыми картами семейства AWE (AWE32, SB 32, AWE64, SB Live!) доступно удобное управление банками SoundFont. Имеется любительская локализация версии 8.01 на русском языке (переведены тексты меню , сообщен ий и помощи ). Качество перевода - среднее. Трекеры cочетают в себе виртуальный семплерный синтезатор , редактор его инструментов и редактор партитур , позволяя обходиться единственной программой на протяжении всего цикла изготовления композиции . Появились в начале 80-х в любительской среде как альтернатива дорогим и сложным профессиональным синтезаторам и секвенсорам . Благодаря этому имеют специфический способ представления партитуры , основанный на кадрах (pattern), каждый из которых имеет фиксированное ко л ичество командных строк (стандартно 64). В каждой строке кадра располагается одна нота или команда изменения параметров звука - высоты , громкости , глубины модуляции , темпа , специфических режимов синтезатора , перехода к другой позиции кадра или другому кад р у и т.п . По вертикали кадр делится на каналы , или голоса партитуры , - в каждом канале обычно записывается отдельная партия , однако из-за традиционных особенностей структуры , не допускающих совмещение разных нот в одной позиции , аккорды и многоголосые парт и и приходится записывать сразу в нескольких каналах . Композиция собирается из последовательности кадров , причем любой кадр может встречаться произвольное количество раз . Способ представления партитуры изначально был ориентирован на ритмичную музыку размера 4/4,что весьма затрудняет работу с "нечетными " размерами. Композиции , сделанные в трекерах , сохраняются в файлах , называемых модулями . Модуль содержит как партитуру - ноты и команды управления , так и сами звучания инструментов . Это сильно увеличивает объе м модуля по сравнению с файлами MIDI-технологии , однако снимает аппаратную зависимость - звучание модуля зависит только от верности его интерпретации трекером или проигрывателем . Наиболее распространенные типы модулей - MOD, STM, S3M, XM, IT, ULT. Интерфе йс большинства трекеров изобилует собственными терминами , отличными от традиционно принятых в системах звукосинтеза , шестнадцатеричными числами , техническими подробностями и прочей неподходящей для обыкновенного музыканта атрибутикой . Трекеры весьма попул я рны в среде молодежного музыкального андерграунда - на них легко , быстро и практически без финансовых затрат получаются модные ритмичные композиции в стилях techno, rave, trance, trip-hop и им подобных . Большая часть трекеров сделана под DOS, для работы н а маломощных (286-486) компьютерах. Подробнее с работой трекеров ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. Fast Tracker ( Разработчик - Triton (Vogue & Mr. H). Последняя выпущенная версия - 2.08). Достаточно мощный трекер под DOS с красивым графическ им интерфейсом и управлением мышью . Собственный тип модулей - XM, воспринимает модули типа MOD, STM, S3M и файлы описания инструментов Gravis Ultrasound (PAT). Инструменты FT могут быть многослойными , сочетая до 16 8- или 16-разрядных семплов с частотой д искретизации до 44,1 кГц , каждый из которых имеет собственные огибающие амплитуды и панорамы , а также частотный модулятор (вибрато ). Каждая огибающая может быть зациклена , образуя своеобразный амплитудный или панорамный LFO. Количество инструментов - до 1 2 8. Редактор семплов и инструментов имеет удобный интерфейс с графическим представлением огибающих . В редакторе семплов есть интересная функция Morph, делающая плавный переход от одного звучания к другому . Трекер (как , впрочем , и большинство других ) оптим изирован под звуковую карту Gravis Ultrasound, однако неплохое звучание получается и на SB16-совместимых картах . Остальные карты трекер может использовать только в 8-разрядном режиме . Поддерживается также прямой ЦАП на LPT-портах (Soundplayer, Covox) и тр а диционный PC Speaker. При работе с картами GUS и SB16 поддерживается MIDI-клавиатура . Звучание модуля может быть записано непосредственно в Wav-файл , без передачи звуковому адаптеру и промежуточных преобразований . 2. Modplug Tracker ( Разработчик - Olivier Lapicque. Последняя выпущенная версия - 1.09). Редактор семплов с функциями нормализации , усиления , передискретизации , переворачивания . Редактор инструментов поддерживает все возможности модулей MOD, S3M, XM и IT. В режиме IT доступны случайные вариации громкости и панорамы , а также резонансные фильтры . Встроенный проигрыватель , как в и Modplug Player, имеет функции Bass Expand, Reverb, ProLogic Surround, 6-полосный эквалайзер . Ноты вводятся либо с клавиатуры компьютера , как в традиционных тре керах , либо со внешней MIDI-клавиатуры . Может быть загружен MIDI-файл с заданным отображением раскладки его инструментов на инструменты трекера . При помощи виртуального MIDI-кабеля трекер может быть использован в качестве программного MIDI-синтезатора . Н отный редактор подобен секвенсору - многие из них также могут записывать и воспроизводить MIDI-партитуры , однако основной задачей нотного редактора является подготовка партитуры к печати и изданию . Благодаря этому в нотных редакторах существуют лишь минима льные средства работы с MIDI-сообщениями , необходимые лишь для записи и воспроизведения . Остальные функции ориентированы на работу с нотным текстом - ввод нот , аккордов , расположение партий на нотных станах , снабжение их нужными музыкальными знаками и т.п. Результатом работы в нотном редакторе является правильно и красиво напечатанная нотная партитура . Подробнее с работой нотных редакторовров ознакомимся на примере следующей прграммы : Finale 2000 ( Разработчик - Coda Music Technology. Последняя выпущенна я версия – 2000). Профессиональный нотный редактор . Предоставляет три способа ввода нот и аккордов : Simple Entry - с клавиатуры компьютера или мышью , Speedy Entry - с MIDI-клавиатуры с заданной постоянной ритмикой , HyperScribe - путем игры на MIDI-клавиат уре в реальном времени или импорта MIDI-файла , ритмические параметры определяются автоматически . Возможна запись игры двумя руками с автоматическим разделением на партии левой /правой руки . Введенные ноты могут быть квантованы (quantization). Рядом с нотам и могут быть помещены тексты вокальных партий (lyrics). Нотный текст отображается в двух видах : Scroll - непрерывные партии слева направо с прокруткой , и Page - заготовки страниц с указанным расположением партий и возможностью его изменения . Расположение по умолчанию определяется шаблоном ; в поставке есть шаблоны партитур разных стилей и применений (ансамблевые , оркестровые , церковные и т.п .). Возможен импорт файлов Encore и MIDIScan. Для удобства работы с данными введена слойная структура : на странице м ожет быть до 4 слоев по 2 голоса в каждом . При переключении слоев панели инструментов ввода меняют цвет . Специальные знаки - лиги , скобки , знаки крещендо /диминуендо , реприз и т.п . - изображаются и перемещаются как графические объекты . Некоторые из фигур с набжены манипуляторами (handles), которыми , зацепляя их мышью можно менять размер и форму фигуры . Для любого такта может быть создана копия со ссылкой (mirror). Подобная копия не содержит данных , отображая содержимое основного такта . Можно задать выборочн ый показ нот в копии такта . Могут быть созданы "плавающие " пояснительные такты , не звучащие при контрольном проигрывании . Такие такты могут быть помещены в любое место страницы . Возможна различная трансляция энгармонических тональностей - с выбором в пол ьзу диезов , бемолей либо заданным образом . Большие партитуры могут печататься на несколько листов , которые затем склеиваются в один большой лист (tiling pages). Наряду с печатью партитуры возможно ее преобразование в PostScript - кодированный "сценарий " построения изображения - наподобие компиляции исходного текста компьютерной программы . Файлы PostScript предназначены для распространения - их можно просмотреть и напечатать , однако из них нельзя однозначно воссоздать структуру партитуры с разделением на п артии , знаки , текст , специальные пометки и т.п . 7. Музыкальные процессоры Служат для обработки музыкальных партий в формате MIDI - внесения исполнительских нюансов , изменения стиля исполнения , "оживления " композиции . Обнаружено , что естественность имитац ии звучания акустических инструментов зависит не столько от точности повторения самого тембра , сколько от особенностей игры , присущей данному инструменту : для гитары это способ щипка , подтяжка струн , пальцевое вибрато , для скрипки - сила нажатия смычком н а струны , динамика движения смычка и то же пальцевое вибрато , для духовых - характерное изменение громкости по ходу музыкальной фразы и т.п . Процессоры работают обычно с готовой партитурой , построенной "математически точно " - все ноты стоят в точности на с в оих местах , нюансы изменения высоты и громкости отсутствуют. Подробнее с работой музыкальных процессоров ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. Style Enhancer (Разработчик – NTONYX. Последняя выпущенная версия - 2.1). Первый интеллектуальный MIDI-процессор , разработанный в Новосибирской Государственной консерватории . Фактически процессор выполняет моделирование исполнения (performance modelling) - имитирует приемы , которыми музыкант воздействует на реальный инструмент . Работа процессора осно вана на понятии стиля - совокупности характерных приемов воздействия на инструмент , используемых музыкантами в игре на различных инструментах . Каждый стиль характеризует особенности исполнения различных музыкальных фраз , типичные акценты на каких-либо эле м ентах музыки , нюансы ритма , интенсивности , варьирования различных параметров звука . Просматривая исходный MIDI-файл , SE распознает в нем объекты (objects) - аккорды , музыкальные фразы , ритмические рисунки , громкостные или высотные ходы . К каждому объекту по заданной схеме применяется правило (rule), описывающее параметры объекта , которые нужно изменить , и величины этих изменений . Например , правило может указывать небольшое смещение нот во времени относительно ритмических долей , изменение интенсивности зву ч ания по ходу фразы , вставку команд изменения высоты (pitch bend) для имитации глиссандо , вибрато или подтяжек . Совокупность правил , применимых к партии отдельного инструмента , и образует стиль . В составе SE поставляется набор готовых стилей - гитарные , ск рипичные , фортепианные , духовые и т.п . Показательно , что при обработке партии , скажем , скрипичным стилем и проигрывании ее звуком другого инструмента , похожего по динамике , возникает ощущение , что играет все-таки скрипка . Очевидно , для человеческого воспр и ятия особенности звучания инструмента оказываются важнее , нежели предельно точное воссоздание его тембра . Для наиболее эффективной работы процессора исходный файл может быть "выровнен " или отквантован - все ноты выставлены по ритмической сетке и их интенс ивности (velocity) приведены в одинаковое значение . Это позволит SE более точно распознать и правильно обработать объекты . Процессор предоставляет ряд монтажных и управляющих функций секвенсора для "тонких " манипуляций с исходными и результирующими MIDI-п артитурами . 2. Pattern Variator (Разработчик – NTONYX. Последняя выпущенная версия - 1.0). Другой музыкальный процессор NTONYX. Предназначен для внесения в готовые MIDI-композиции динамического изменения параметров звучания - громкости , модуляции , панора мы , плавных и дискретных изменений высоты , характеристик фильров и эффектов , и т.п . Особенно эффективен при обработке музыки , в которой основную нагрузку несет тембрально-динамическая , а не мелодико-гармоническая сторона . Исходная композиция вводится (имп ортируется ) в формате MIDI, результат сохраняется в специфическом формате PV. Традиционные секвенсорные операции редактирования самих MIDI-дорожек не поддерживаются - целью процессора является только управление параметрами . Параметром может быть любая MID I -переменная - интенсивность ноты (velocity), темп , длительность ноты , интервал между нотами , значение любого из контроллеров . На каждую MIDI-дорожку может быть наложен собственный набор изменяющихся параметров , который именуется моделью (pattern). Способ внесения динамических параметров заключается в наложении на композицию графика изменения каждого из них . Графики создаются из участков , каждым из которых может быть либо прямая линия , либо гладкая кривая заданной кривизны . График задает изменение параметр а относительно среднего значения , которое указывается в свойствах параметра . В свойствах указывается также масштаб изменения , что усиливает или ослабляет амплитуду изменения , заданную графиком . Кроме изменяющихся параметров , имеются три функции трансформац ии нот : переворот по вертикали (высоте ), переворот по горизонтали (времени ) и подстановку , когда для каждой ноты октавы может быть задано повышение или понижение . Процессор предлагает очень интересную и чрезвычайно мощную функцию - растягивание модели на несколько повторений (циклов ) партии . Это приводит к различному звучанию партии внутри каждого цикла . Убирание до нуля параметра громкости эквивалентно глушению дорожки и пропаданию этой партии из общего звучания . Таким образом , создавая заранее "болванку " с различными партиями - вступления , проигрыша , различных ритмических и басовых рисунков , а затем рисуя для них графики громкости и остальных параметров , можно прямо в PV создавать различные композиции и варьировать их звучание . 8. Автокомпозиторы Пользу ясь различными приемами , автоматически создают элементы музыкального творчества - мелодический или гармонический рисунок , либо готовую композицию , составленную из типовых схем и фрагментов . Служат для быстрого создания заготовок композиций , а не особо тре б овательным пользователям - и конечного продукта. Подробнее с работой автокомпозиторов ознакомимся на примере следующей прграммы : Koan Pro (Разработчик – SSEYO. Последняя выпущенная версия - 2.2). Интересная программа для создания фоновой музыки . Идея за ключается в группировке голосов (voices) различных типов , каждый из которых либо исполняет заданную партию , либо импровизирует под управлением программы (иначе говоря , программа в некотором роде сочиняет музыкальные шаблоны ). Каждый тип голоса имеет свое назначение : Rhytmic - ритмический рисунок заданного типа ; Ambient - "тянущиеся " звуки , типичные для электронной музыки (может быть подставлен Wave-файл ); Follows - голос-повторитель , повторяющий движение другого заданного голоса , с задержкой и смещением п о высоте ; RepeatBar - голос , периодически играющий фразу на основе прошлой сыгранной им же фразы ; FixedPattern - фраза фиксированного вида ; Listening - голос , "слушающий " остальные голоса и играющий на этой основе - например преобразующий ноты в аккорды . Н аличие "слушающего " голоса позволяет организовать на базе Koan систему аккомпанемента реального времени , настроив эти голоса на MIDI-порт . Голоса исполняются инструментами . Инструмент может быть инструментом MIDI - GM/GUS/AWE SoundFont/XG либо файлом WAV/MP3. Для MIDI-инструментов поддерживаются все необходимые параметры GM, AWE и XG. Голоса и инструменты имеют наборы параметров - тип , громкость , панорама , специфические параметры синтезатора , динамика голоса , зависимость от других голосов и т.п . Нача льные значения параметров устанавливаются в основной панели , текущие значения могут изменяться на протяжении голоса . Основные параметры - громкость , модуляция , панорама и т.п . - могут иметь рисованные графики изменения (envelopes). Группа параметров Voice Rules (голосовые правила ) задает правила поведения и движения голосов ; с помощью этих параметров управляется "автоматический композитор " Koan. Имеются так называемые микропараметры - небольшие изменения громкости , высоты , модуляции , отклонения нот от рит мической сетки , предназначенные для оживления композиции . Для каждого параметра поддерживается список значений , из которого при каждом проигрывании композиции случайным образом выбирается значение . Если параметр не имеет списка , каждый раз используется зн ачение , заданное в панели . Функция Add Random добавляет в партитуру голос случайного типа и тембра . Функции Randomize - Parameter, Column, Group/Row устанавливают случайные значения единичного параметра голоса , колонки однотипных параметров всех голосов и ли всех параметров одного голоса . Такие же функции Mutate изменяют значения параметров на случайные величины . 9. Автоаккомпаниаторы Служат для автоматической выдачи готового музыкального аккомпанемента - в реальном времени либо в добавление к заданным со льным партиям подобно популярным музыкальным клавишным инструментам Yamaha PSR/PSS, Casio и др . В отличие от этих инструментов они редко способны динамически изменять тональность и структуру аккомпанемента в зависимости от движения солирующего голоса . Акк омпаниаторы , как правило , ориентированы на технологию MIDI, позволяя использовать внешние синтезаторы и назначить конкретные MIDI-инструменты для различных партий аккомпанемента . Работа аккомпаниатора основана на стиле . Стиль представляет собой заготовку из нескольких инструментальных партий - ритмических , басовых , аккордовых , вспомогательных . Как правило , партии записываются в стиль не непосредственно , а в параметрическом виде , который описывает лишь схему мелодического , гармонического или ритмического р и сунка . В процессе исполнения простой аккомпаниатор лишь постоянно повторяет стилевой рисунок . Более сложный варьирует структуру аккомпанемента в зависимости от предыстории или по случайному закону . Наиболее сложные следят за солирующей партией и на ходу в ыполняют гармонизацию - подбор подходящих аккордовых и басовых ходов - именно так организованы "самоиграйки " типа Yamaha и Casio. Подробнее с работой автоаккомпаниаторов ознакомимся на примере нескольких прграмм : 1. Band-In-A-Box ( Разработчик - PG Music . Последняя выпущенная версия - 8.0). Название переводится , как "ансамбль в одном ящике ". В комплекте имеется ряд стандартных стилей . Новые стили могут создаваться как на основе существующих , так и полностью с нуля . Поддерживаются наборы инструментов и па раметры Roland VSC -88 и Sound Blaster AWE 32. Для создания композиции требуется ввести аккордовую последовательность , на основе которой аккомпаниатор создает партии пяти сопровождающих инструментов - ударных , баса , струнных , пианино и гитары . Для редактиро вания введенных последовательностей имеется нотный редактор . Нажатием специальных кнопок может быть запущено исполнение стандартного проигрыша , как на "самоиграйках ". Возможна также смена стиля без остановки исполнения . При помощи блока Melodist возможно создавать композиции полностью с нуля , указав лишь стиль , тональность и темп . Процесс композиции можно контролировать путем задания различных параметров поведения автокомпозитора . Блок Soloist генерирует сольные партии в соответствии с выбранным стилем . Посредством блока StyleMaker могут создаваться стили из данных готового MIDI -файла . 2. Jammer Professional (Разработчик - SoundTrek . Последняя выпущенная версия - 4.0). Генератор аккомпанемента , выполненный в стиле MIDI -секвенсора . Поддерживает дорожки трех типов : MIDI - мелодическая , Drum Piece - ритмическая , и Style - стилевая . На мелодических и ритмических дорожках записываются исходные партии , стилевые служат для создания аккомпанемента . Различаются стили отдельных инструментов - ударных , гитары , пи анино , саксофона и т.п . - и ансамблевые ( band ). В ансамблевый стиль может входить один или несколько инструментальных . Процесс создания аккомпанемента состоит в создании стилевых дорожек , назначении стилей мелодическим и ритмическим дорожкам и выполнении команды " Compose ", по которой Jammer генерирует партии аккомпанемента и записывает их на стилевых дорожках . Каждая команда Compose генерирует в общем случае разный рисунок аккомпанемента . 10. Распознаватели нот Достаточно узкий класс программ , пытающихся путем анализа звукового сигнала или изображения выделить в нем отдельные музыкальные ноты (звучащие , нарисованные или напечатанные ) и выдать результат в формате MIDI -партитуры . В связи с исключительной сложностью задача для звукового сигнала пока имеет то лько частные решения - выделение нот из одноголосого произведения , распознавание аккордов и ритмических долей . С распознаванием изображения дело обстоит гораздо лучше - качественно напечатанная партитура распознается в общем случае без ошибок. Подробнее с работой распознавателей нот ознакомимся на примере следующей прграммы : SmartScore (Разработчик – Musitek . Последняя выпущенная версия - 1.2.2) Профессиональная система распознавания отсканированных нотных партитур , редактирования , преобразования в MID I -формат и печати . Разработана "по следам " известной программы MIDIScan . Исходное изображение может быть загружено из файла или введено со сканера . Для доводки и подчистки изображения имеется несложный графический редактор с набором основных функций - мон тажа , поворота , рисования линий , стирания участков . Есть эффективная функция устранения перекоса ( deskew ): при помощи мыши изображается линия , параллельная горизонтали на изображении , после чего нужный поворот выполняется автоматически . Функция Recognitio n запускает распознавание нотного текста . После ее завершения исходное изображение и распознанные ноты отображаются в смежных окнах с синхронной прокруткой , что облегчает внесение исправлений . Программа имеет достаточно богатый набор средств для расстанов ки музыкальных обозначений в нотном тексте , а также для редактирования MIDI -данных - Piano Roll и Event List . Поддерживаются наборы инструментов GM , GS , MT -32 и XG . MIDI -сообщения также могут быть записаны в реальном времени с MIDI -порта . 11. Преобразов атели форматов Выполняют преобразование одного вида звуковой информации в другой без изменения принципа представления данных . Служат для переноса данных между системами , в которых приняты разные форматы и методы кодирования . Преобразование формата может б ыть искажающим и неискажающим . При неискажающем преобразовании никакая информация , содержащаяся в исходных данных , не теряется , хотя в процессе может быть добавлена дополнительная информация . При искажающем преобразовании происходит необратимая потеря как о й-либо части исходной информации , что нередко влечет за собой ухудшение конечных параметров звука . Для преобразований справедливо правило : если преобразование формата A в формат B является неискажающим , то обязательно существует обратное преобразование B в A , полностью восстанавливающее всю исходную информацию формата A . Другими словами , преобразование набора данных из A в B и сразу затем обратно в A дает в результате исходный набор данных , если все операции выполнены корректно . Обратное преобразование из B в A в общем случае может быть и искажающим. Подробнее с работой преобразователей форматов ознакомимся на примере следующей прграммы : AWave (Разработчик - FMJ - Software . Последняя выпущенная версия - 5.3). Мощный конвертор с оконным интерфейсом под Win 32 . Поддерживается более 330 различных форматов звуковых файлов , инструментов и банков синтезтаторов и трекеров . Содержит встроенный редактор инструментов : раскладка по клавиатуре , режимы звукоизвлечения , точки зацикливания семпла ( loops ), параметры генерат оров огибающих , LFO , фильтров и эффект-процессора , а также простой встроенный редактор оцифровок с функциями монтажа и настройки циклов . Звучание семплов может быть прослушано на выбранном аудиоустройстве (поддерживается DirectSound ). Описания инструмента и оцифровки могут быть из синтезатора получены по MIDI посредством SDS ( Sample Dump Standard ), а также переданы обратно в синтезатор . Предоставляется функция пакетной обработки ( Batch Conversion ) для множественной обработки файлов без вмешательства польз ователя . 12. Считыватели звуковых дорожек с компакт-дисков Служат для прямого считывания звуковой информации с компакт-диска в цифровом формате посредством привода CD - ROM . В отличие от записи посредством звукового адаптера , при котором происходит двойное промежуточное преобразование - в ЦАП проигрывателя и в АЦП адаптера , переносят цифровое представление звука с дорожки на жесткий диск точно и без потерь . Для точного (без потери качества ) чтения звуковых дорожек вся компьютерная система должна удовлетвор ять ряду условий : * Привод CD - ROM должен поддерживать функцию прямого чтения звуковых дорожек (команды Read Long , Read Raw Sectors ) * Функция прямого чтения в приводе должна быть реализована корректно - то есть без изменений передавать считанную с дорожк и звуковую информацию драйверу привода , а также обеспечивать точное позиционирование на нужный звуковой кадр (сектор ). Большинство приводов при чтении "промахивается " мимо нужного кадра , что требует специальных программных мер восстановления данных * Драй вер привода и служба управления CD - ROM в операционной системе должны поддерживать операции прямого чтения и буферизацию данных * Программа считывания должна корректно выполнять все необходимые для работы функции Основной элемент правильной системы , приго дной для считывания звуковых дорожек , - сам привод CD - ROM . При условии выбора подходящего привода ( Panasonic CR -584 и выше ; Pioneer DR -511, 502 S ; Sony CDU -711, 811; Samsung 2030, 2430, 3230; Teac 532) остальное обычно не представляет особых проблем . Прогр аммный метод корректной стыковки прочитанных участков с чьей-то легкой руки получил название Jitter Correction , в то время как Jitter - совершенно посторонний термин из области фазовых характеристик сигнала . Более правильно было бы называть этот метод корр екцией ошибок позиционирования . Прямое чтение дорожек получило устоявшееся жаргонное название Grab ( grabbing ). Подробнее с работой считывателей звуковых дорожек с компакт-дисков ознакомимся на примере следующей прграммы : WinDAC (Разработчик - Christoph Sc hmelnik . Последняя выпущенная версия - 1.49). Удобная и надежная программа . Поддерживет несколько приводов CD - ROM , для каждого из которых можно задать режимы работы . Копирование может выполняться в трех режимах : * Normal - чередующиеся чтение с CD и зап ись на HDD * Burst - перекрывающиеся чтение и запись , приводит к ошибкам на некорректных приводах и драйверах * Sector Synchronisation - чтение с CD "внахлест ", когда очередная операция читает несколько секторов , уже прочитанных предыдущей . Такой режим п озволяет правильно состыковать прочитанные порции секторов в том случае , когда привод не может точно позиционироваться на заданный сектор Поддерживается два вида операций копирования : Track - одна или несколько дорожек целиком , и Range - заданный диапазон звуковых кадров в пределах всего диска . Во втором случае предлагается удобная возможность прослушивания фрагмента с коррекцией его начального и конечного участков . Программа умеет работать с файлом CDPLAYER . INI , в котором стандартный Windows CD Player хр анит названия и содержание дисков . При копировании WinDAC может присваивать файлам названия дорожек диска , а также помещать их в каталоги , соответствующие названиям дисков . При создании файла может использоваться любой системный ACM Codec , так что при исп ользовании хорошего привода , не сбивающегося при прерывистом чтении , возможно прямое преобразование в нужный формат - MP 3, ADPCM и др . Поддерживаются также подключаемые модули ( plugins ) для преобразования выходных форматов и пакеты внешних команд ( scripts ) для дополнительной обработки полученных файлов . Дополнительно предоставляются функции простого CD -проигрывателя . 13. Психоакустические компрессоры Сжимают цифровое представление звуковой фонограммы примерно на порядок посредством так называемого кодиро вания воспринимаемого , или распознаваемого ( perceptual coding ). Из психоакустических исследований известно , что отчетливо слухом воспринимаются лишь достаточно яркие и обособленные частотные компоненты , если же из нескольких тонов близкой высоты один имеет значительно большую интенсивность , то он маскирует для слуха менее интенсивные , находящиеся рядом с ним . При удалении маскируемых компонентов подавляющее большинство слушателей , особенно при воспроизведении на аппаратуре среднего класса , не замечает разл и чий с исходным сигналом . Объем маскируемых компонентов весьма значителен , вдобавок при сжатии применяется адаптивное экономичное кодирование . Благодаря всему этому современные компрессоры уменьшают объем звуковых данных примерно на порядок без явно ощутим о й потери качества звучания . В отношении сжатых этими методами фонограмм применяется понятие скорости битового потока ( bitrate ), достаточной для воспроизведения сжатой фонограммы . Скорость потока является относительным показателем степени сохранения качест ва звучания при сжатии - на высоких скоростях оно обычно выше , чем на низких , однако во многом это зависит от глубины и точности анализа исходной фонограммы . Наибольшее распространение получил метод Audio MPEG -1 Layer 3, именуемый чаще всего MPEG -3 или MP 3. Менее популярны форматы MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding), VQF (Vector Quantization Format) и MPEG-4. Надо заметить , что при оценке качества сжатых фонограмм допустимо исключительно тестовое прослушивание . Поскольку эти методы сжатия ориентированы тол ько на человеческое восприятие , никакие объективные показатели - полоса частот , амплитудные , частотные , фазовые и иные характеристики не могут служить критериями качества преобразования . Подробнее с работой псиакустических компрессоров ознакомимся на прим ере следующих прграмм : 1. BladeEnc (Разработчик - Tord Jansson Последняя выпущенная версия - 0.82). Небольшой и достаточно качественный компрессор с запуском из командной строки , один из самых скоростных . Существует под множество платформ и ОС : x 86, Alph a , M 68 k , Windows 95/98/ NT , Linux , Solaris , SCO и др . Поддерживает скорости от 32 до 320 Кбит /с и частоты дискретизации 32, 44,1 и 48 кГц . Входной и выходной файлы могут быть стандартными потоками StdIn и StdOut . Для удобства использования BladeEnc создан о несколько оконных графических интерфейсов под Windows 95/ NT - AutoBlade , BEShell , BFree , BladeBatch и т.п . Процессор BladeEnc выпускается также в виде независимого DLL -модуля ( plugin ), который может подключаться к другим программам обработки звука . Авто р рекомендует применять BladeEnc при скоростях потока 160 Кбит /с и выше , признавая , что при низких скоростях более высокое качество обеспечивают продукты Fraunhofer IIS . 2. SoundVQ Encoder (Разработчик - Yamaha . Последняя выпущенная версия - 2.54 b 4). Ко мпрессор в формат VQF . При скорости потока 96 Кбит /с обеспечивает качество звучания , примерно равное хорошему компрессору MP 3 при скорости потока 128 Кбит /с (степень сжатия около 1:14). При меньших скоростях обеспечивается сжатие до 20 раз . Поддерживаются входные форматы от 8 кГц /8 разрядов /моно до 44,1 кГц /16 разрядов /стерео . В состав входит пакетный процессор SoundVQ Batch Encoder для групповой обработки файлов . 14. Проигрыватели Задачей проигрывателя является простое воспроизведение звукового или муз ыкального потока . Можно выделить четыре основных класса проигрывателей : * Auduo - для воспроизведения аудиофайлов . Сюда относятся простые проигрыватели форматов WAV , VOC , AU , а также сжатых потоковых форматов - MP 3/ VQF / AAC , ADPCM , GSM и т.п . * MIDI - дл я воспроизведения MIDI -файлов . В функцию проигрывателя входит только объединение виртуальных "дорожек " файла и отправка MIDI -событий на заданный MIDI -порт . Собственно интерпретацией данных занимается MIDI -устройство - аппаратный или программный синтезатор. * Трекерные - для воспроизведения трекерных модулей . Такой проигрыватель фактически содержит в себе всю звуковую систему трекера для интерпретации нот и команд модуля . * Сетевые - для воспроизведения широковещательных сетевых потоков в реальном времени . При помощи специальных протоколов ( RealAudio , AudioActive , StreamWorks , NetShow ) организуются вещательные серверы , которые в реальном времени передают звуковую и видеоинформацию всем подключившимся к серверу клиентам . В задачу сетевого проигрывателя вход ит расшифровка сжатого формата звука и его воспроизведение через аудиопорт . Существуют универсальные проигрыватели , сочетающие в себе свойства нескольких классов . Расшифровка и интерпретация проигрываемого файла может выполняться как самим проигрывателем , так и системными службами или подключаемыми модулями ( plugins ). Если результирующий звук создается и выводится самим проигрывателем , возможна его обработка (акцентировка басов , расширение стереоэффекта , эквалайзер ) и индикация (осциллограмма , спектрограм ма ). Многие проигрыватели поддерживают список проигрываемых файлов ( playlist ). Полезной функцией ряда MIDI -проигрывателей является посылка команды инициализации синтезатора в режимах GM , GS или XG перед проигрыванием файла , так как многие MIDI -файлы не с одержат таких команд ни в начале , ни в конце , из-за чего состояние синтезатора может стать неопределенным. Подробнее с работой проигрывателей ознакомимся на примере следующих прграмм : 1. WinAMP (Разработчик - NullSoft Последняя выпущенная версия - 2.61 c ). Очевидно , это самый популярный проигрыватель звуковых модулей . Поддерживает форматы WAV , VOC , MP 1, MP 2, MP 3, STM , S 3 M , XM , IT , DSM , MED , FAR , ULT , MTM , а также звуковые компакт-диски ( CD - DA ). Поддерживаются списки форматов M 3 U , PLS , случайное и циклическое проигрывание . Распространяется в двух вариантах : базовый - с поддержкой вышеперечисленных форматов , и полный - с дополнительной поддержкой форматов WMA и Mjuice . Имеет открытую архитектуру , основанную на подключаемых и заменяемых модулях ( plugins ). За р асшифровку входных форматов отвечают модули-декодеры , за вывод на конкретные устройства ( Wave Out , DirectSound ) - модули вывода . Имеется модуль записи выходного сигнала на диск в WAV -файл ( Disk Writer ). Большая коллекция модулей находится на сайте WinAMP . Для внутренней обработки сигнала ( DSP / Effects ), отображения динамики воспроизведения ( Visualization ), а также изображения внешнего вида окна проигрывателя ( Skin ) тоже используются подключаемые модули . В состав входят два стандартных режима отображения дин амики - осциллограмма и спектрограмма . Содержит встроенный 10-полосный эквалайзер с набором пресетов и мини-браузер , через который могут автоматически формироваться запросы на обновление проигрывателя с авторского сайта . Имеет возможность проигрывать файл с удаленного сайта параллельно с его перекачкой . 2. RealPlayer G 2 (Разработчик - Progressive Networks Последняя выпущенная версия - 6.06.99). Сетевой проигрыватель в стандарте RealAudio . Воспроизводит звуковой поток , получаемый с сервера , вместе с серией периодически сменяющихся видеокадров (скорость передачи видео не позволяет передать непрерывный поток по обычному модемному каналу ). Позволяет также проигрывать звуковые файлы форматов RealAudio , Audio MPEG , ShockWave и т.п ., а также просматривать изображ ения в форматах GIF и JPEG . Расшифровка входных форматов выполняется подключаемыми модулями ( plugins ), большинство которых устанавливается при установке проигрывателя . Поддерживает работу через Proxy -серверы , автоматический выбор наиболее эффективного про токола передачи данных . Имеет большой список работающих RealAudio -каналов , может динамически отображать новые зарегистрированные каналы . Ведет и отображает статистику передачи , по которой можно судить о параметрах канала связи и эффективности работы прото колов . 15. Системы для радиовещания и дискотек Предназначены для ведения звуковых программ в реальном времени . Предоставляют возможности оперативного выбора источников звука , заранее заготовленных роликов , динамического управления их воспроизведением. По дробнее на примере следующей программы : Virtual Turntables (Разработчик - Jeff Lee . Последняя выпущенная версия - 1.8). Программа для диджеев , имитирующая специфический рабочий пульт с двумя проигрывателями винилитовых или компакт-дисков . Позволяет в реа льном времени переключать , смешивать и плавно переводить один в другой несколько источников сигнала , одновременно подготавливая следующий номер . Для прослушивания следующего по очереди звукового номера (обычно через наушники - headphones ) одновременно со звучанием основного сигнала через громкоговорители ( speaker ) может быть использован дополнительный звуковой адаптер . При наличии только одного адаптера стереоканалы смешиваются , основной звук подается в один канал адаптера , а звук для наушников - в другой. При помощи разветвителя эти сигналы разделяются на два звуковых разъема . Источниками сигнала служат аудиофайлы форматов WAV и MP 3, вывод возможен только через DirectSound -порты . Имеются функции автоматической подстройки скорости воспроизведения одной ко мпозиции к другой и их синхронизации , пометки определенных точек внутри композиции и прямого доступа к ним , зацикливание участка звучания , вставка заранее подготовленных звуковых эффектов по нажатию назначенных им клавиш . Для обработки звука применяется в строенный 10-полосный эквалайзер с поддержкой пресетов и DSP -модули от проигрывателя WinAMP . Могут также применяться модули декодирования от WinAMP , что дает возможность проигрывать через VTT трекерные и другие модули . Поддерживаются модули описания интерф ейса ( skins ), позволяющие менять внешний вид панелей и органов управления . Поддерживается ведение списков проигрываемых файлов . Возможна прямая запись результата в WAV - или MP 3-файл . 16. Утилиты и управляющие программы Примерами являются : 1. MIDI-Ox (Ра зработчик - Jamie O'Connell, Jerry Jorgenrud . Последняя выпущенная версия - 5.5.1). Полезная программа для диагностики и отладки MIDI -оборудования , портов и драйверов . Обеспечивает трассировку , фильтрование и формирование MIDI -сообщений , а также ведение н есложной библиотеки SysEx -банков . Основные функции : выдача в окно MIDI -сообщений , приходящих с выбранных портов ; передача этих сообщений в выбранные выходные порты ; запрет приема определенных классов сообщений (фильтация ); замена заданных приходящих событ ий на другие при отправке в выходной порт (отображение ); посылка сформированных программой сообщений Control / Bank / Patch Change и SysEx ; имитация MIDI -клавиатуры на алфавитно-цифровой клавиатуре компьютера ; посылка команд сброса MIDI -устройства и включения режимов GM / GS / XG . Есть простой MIDI -проигрыватель . 2. Hubi ' s Loopback (Разработчик - Hubert Winkler . Последняя выпущенная версия - 2.51). Драйвер , создающий в системе несколько виртуальных MIDI -кабелей с портами In и Out на каждом конце . К каждому порту может быть одновременно подключено несколько программ (мультиклиентная технология ). Сообщения , посылаемые программами в Out -порт кабеля , смешиваются и передаются в In -порт , откуда их могут извлекать другие программы . Таким образом , результат работы одной программы может быть подан непосредственно на вход другой , минуя какие-либо аппаратные MIDI -средства . Кроме этого , драйвер создает для каждого существующего MIDI -устройства дополнительные мультиклиентные порты , позволяя использовать и эти устройства неско льким программам сразу . 3. MIDI Keyboard Monitor (Разработчик - Eugene Muzychenko . Последняя выпущенная версия - 1.0) Простейший монитор MIDI -клавиатуры с разделением ее на два мануала . Для каждого мануала задается диапазон клавиш (зона ) мануала , входн ые и выходные MIDI -устройства и каналы , номера банка и инструмента . Ноты , принятые из приемного канала соответствующей зоны , переправляются в выводной канал с заданным смещением по высоте . Таким образом , реализуется одновременная игра двумя руками и различ ными инструментами . При задании перекрывающихся зон нажатие клавиш вызывает одновременное звучание обоих инструментов . 4. XG Edit (Разработчик - Gary Gregson . Последняя выпущенная версия - 2.645). Первый широко известный редактор параметров для синтезат оров стандарта XG . Поддерживает популярные звуковые платы DB 50, SW 60, модули SW 1000, MU 10, MU 50, MU 80, MU 90, MU 100 и сменные модули расширения ( plugins ) к SW 1000 и MU 100. Поддерживается также управление дополнительным АЦП для внешнего аналогового сигнала в SW 60/1000 и MU 10/80/100. Предоставляет удобную панель управления всеми режимами синтезатора , кроме TG 300 B . Трехуровневая группировка в окне выбора тембра : класс (мелодические , ударные , эффекты ), группа (фортепиано , органы , струнные , духовые , народные ) и название конкретного инструмента . По сравнению с группировкой по номерам банков , как это было в ранних версиях , такая структура гораздо более удобна . Для карты SW 60 имеется специальная панель микшера , схематично отражающая функциональную структуру карты , где можно определить пути распространения сигнала и установить его уровни . Функция Merge MIDI загружает внешний MIDI -файл , объединяя его содержимое с текущими параметрами синтезатора . Если файл содержит собственные команды настройки синтезатора , они отобр ажаются на панели управления . Получившаяся "настроенная " партитура может быть прослушана собственными средствами редактора , после чего сохранена обратно в файл с новыми параметрами. I V Музыкант и компьютер . Создание музыки на РС Несомненно , компьютер является весьма удобным и мощным "инструментом " в творческой жизни музыканта , или любого другого человека , занимающегося созданием музыки . И однозначного ответа на вопрос , какой компьютер нужен и для каких целей - не возможно . Ибо прежде всего он зависит о т того , о каком именно музыканте идет речь - композиторе , дирижере , музыковеде , контрабасисте и т.д . Каждый из них решает свои задачи - а ведь именно они определяют предназначение компьютера , одновременно расширяя круг возможностей музыканта . Однако , попы т аемся обобщить некоторые основные направления деятельности музыкантов , в которых компьютер в последние годы играет все большую и большую роль . Вначале , просто перечислим это : нотно-издательская деятельность ; подготовка цифровых фонограмм (и видеоклипов ); реставрация старых записей ; звукорежиссерская работа ; создание аранжировок и оригинальных композиций с использованием программ-секвенцеров ; синтез звука и электронная музыка ; интерактивные исполнительские системы ; системы алгоритмической музыки ; си стемы управления партитурой в реальном времени ; создание и использование музыковедческих баз данных ; обучение в музыкальных школах и училищах и т . д . Конечно , отдельно взятый музыкант никогда не использует все вышеперечисленное , ограничиваясь тем , что б лизко его специализации . Кроме того , возможности музыкального софта сейчас стремительно расширяются , так что приходится следить за новостями на этом фронте , чтоб не пропустить появления того , чего не хватает именно сейчас . 1. Какой компьютер нужен музы канту ? Это больной вопрос для многих компьютеризующихся музыкантов , вызывающий яростные споры и дискуссии . Еще лет пять тому назад считалось (да , в общем , так оно и было ), что PC - машина , для музыкальных задач абсолютно неприспособленная . В некоторых ст ранах до сих пор таково общее мнение . Во Франции , например , до сих пор считают , что для создания музыки на компьютере пригоден только Macintosh . Но в действительности , дело обстоит далеко не так . Появилось много нового музыкального софта для PC , и на нем м узыканту вполне можно работать . Итак , какой же компьютер (в среднем ) нужен музыканту ? Это должен быть PC с процессором не ниже Pentium 90 и 24 Мбайт оперативной памяти . Видеоадаптер и монитор здесь - вопрос вкуса , но если речь идет об издании нот - то жел ательно иметь разрешение не менее 800х 600 (а лучше - "двухстраничный " монитор ) при 16- или 24-битной цветовой палитре . Если предполагается работа со звуковыми файлами , то объем винчестера должен быть не меньше 4 Гбайт . Важнейшую роль здесь играет звуковая карта , ибо она в данном случае не просто средство "для украшения ", а инструмент для профессиональной работы , объединяет в себе средства для аудиозаписи и воспроизведения (в том числе ЦАП /АЦП ), сэмплер или синтезатор (иногда и то , и другое ), MIDI -интерфейс, эффект-процессор и некоторые другие устройства . Все это располагается на плате , которая вставляется в слот ISA . Среди музыкантов заслуженным успехом пользуются звуковые карты от компании Turtle Beach . Кроме звуковой карты часто бывает необходима цифровая карта - то есть интерфейс для ввода /вывода цифровых сигналов (например , для записи на цифровые носители - DAT , MiniDisk ). Но эти устройства достаточно дороги и , кроме того , капризны в использовании прерываний и каналов прямого доступа к памяти . Немаловажно также значение устройства , через которое музыкант вводит и выводит свой рабочий материал . Здесь , разумеется , не подойдут всякие "мультимедийные " микрофоны и активные колонки ; нужно воспользоваться хорошей аудиосистемой и /или качественными наушниками (неп л охие экземпляры выпускают Sony и Koss ). Если предполагается работа с MIDI , желательна MIDI -клавиатура фортепианного типа , оснащенная педалью , колесом высоты ( pitch wheel ) и модуляции (вибрато ), а также устройством ввода другой MIDI -информации . Все перечис ленное , составляет базовый набор , и обычно количество устройств , а также их качество возрастает по мере необходимости . 2. О нотном наборе Как известно , написание любой музыкальной композиции начинается с запечатления ее в нотном виде (для тех , кто зна ет ноты ). А дело это весьма крапотливое и трепетное . Благо , у нас есть компьютер и программ для нотного набора сейчас существует великое множество . Некоторые из них совсем простые и свободно представлены в Интернете на условиях shareware (пример – MusicEas e ). Чем "проще " такая программа , тем менее удобно в ней вводить нотный текст и тем меньше возможностей она предоставляет . В упоминавшемся уже MusicEase лиги , например , получаются не в форме дуг , а состоящими из трех прямых линий ; а пока пытаешься стереть о дин из неверно введенных символов , проходит около минуты . Профессиональные же программы нотного набора , как правило , очень удобны , но при этом сложные , разветвленные , с широким набором возможностей . И далеко не простые в освоении . Сейчас я для нотного наб ора , в основном пользуются программой Final (последняя версия имеет номер 3.7.2). Она предоставляет необозримые возможности и имеет удобный и дружелюбный интерфейс . Здесь предусмотрено шесть способов ввода нотного текста в компьютер . Во-первых , обычный вво д щелчком мыши в нужное место экрана (как в более простых программах типа Encore ). Во-вторых , "скоростной " ввод с помощью клавиатуры компьютера , когда клавиши цифровой клавиатуры означают различные длительности нот . В-третьих , пошаговый ввод с MIDI -клавиат уры . В-четвертых - транскрипция , то есть запись сыгранной музыки в собственный мини-секвенцер и последующее преобразование ее в нотный текст . В-пятых - так называемый HyperScribe , то есть транскрипция в реальном времени , прямо в процессе исполнения . И , нак онец , в-шестых , возможна загрузка стандартного MIDI -файла и его транскрипция . К каждой ноте можно "привязать " артикуляционное обозначение (точка стаккато , акцент и т . п .), или же какую-нибудь надпись , или рисунок ; причем в Finale 3.7 появилась возможность импорта (и экспорта ) графики в форматах TIFF , WMF и EPS . Надпись или рисунок могут быть также привязаны и ко всей партитуре . Существуют удобные утилиты для группировки нотоносцев , смены размера и тональности , создания подстрочного текста и независимых текс товых блоков , а также независимой графики и "плавающих " тактов , для знаков повторов и окончания , копирования отдельных элементов , поиска и замены нот , транспозиции , редактирования "исполнительских " штрихов для воспроизведения с помощью MIDI , и т . д . и т . п . - все перечислять очень долго , да и нет особого смысла . Во многих американских издательствах формат Finale стал уже стандартом de facto . Здесь важное значение имеет также присутствующая в этой программе поддержка PostScript -формата . Из других программ н отного набора следует отметить Encore (для Windows или Macintosh ), Mosaic и Nightingale (только для Macintosh ), а также Score Perfect Pro (не путать со Score для DOS ) - очень милая и быстрая программа , первоначально написанная для Atari , но сейчас представ ленная также в версии для Windows . 3. Расширение композиторских возможностей С появлением компьютерных технологий композитор получил возможность создавать и использовать при желании (а также наличии необходимого программного обеспечения ) звук любого тембра . Современные технологии снимают все принципиальные тембровые ограничения ; ограничивающими факторами теперь могут являться только возможности имеющихся в наличии программ , умение композитора ими пользоваться , ну и , конечно , фантазия композитора . При создании музыкальных композиций с помощью компьютера композитор в простейшем случае имеет в своем распоряжении набор тембров , предоставляемый звуковой картой и /или внешним синтезатором (сэмплером ). Как правило , звуковая карта содержит не менее одного "ба н ка " из 128 тембров , а довольно часто количество таких банков возрастает до 5-7 или даже более 10. Если композитору не хватает этих тембров , он может выбрать "экстенсивный метод развития ": увеличивать число инструментов и звуковых карт , загружать в существу ю щие инструменты новые звуки и банки звуков , и т . д . По сути , в этом еще нет ничего принципиально нового . Гораздо интереснее тот факт , что композитор может редактировать имеющиеся у него тембры , изменяя их спектральный состав по своему усмотрению , а также с интезировать "с нуля " совершенно новые . Таким образом , сейчас можно сочинить тембр , и показательно , что тембр в наше время начинает играть все большую роль в качестве выразительного средства . Очевидно , что чем сложнее тембр отдельно взятого звука , тем мен е е существенна роль высотной и ритмической компоновки самих звуков . Звук отделяется от понятия "ноты " как таковой и начинает жить собственной жизнью . Причем изменяющийся во времени звуковой спектр может стать настолько сложным , что для целой музыкальной ко м позиции будет вполне достаточно взятия одной "ноты " - звука с таким спектром . Справедливости ради нужно отметить , что попытки редактирования и создания тембров и целых "тембровых " композиций не раз предпринимались еще до широкого развития компьютерных тех нологий . Создавались аналоговые синтезаторы , использовались различные "трюки " с магнитофонной лентой и т . п . Однако все это было довольно громоздко и неудобно в обращении , зачастую композиции создавались исключительно ради того или иного технологического ф окуса , не оставляя места собственно творчеству . Так , по признанию одного из "отцов " немецкой электронной музыки Карлхайнца Штокхаузена ( Karlheinz Stockhausen ), во время создания "Электронного Этюда #1" он часами резал и склеивал частички магнитофонной лент ы , совершенно при этом не представляя себе заранее звуковой результат . Весьма показателен также тот факт , что авторами такой музыки нередко становились инженеры , а не профессиональные музыканты . Для каждой музыкальной задачи в процессе создания тембра спл о шь и рядом могло потребоваться разное оборудование , и это ограничивало творческий процесс , пожалуй , даже в большей степени , чем необходимость пользоваться заранее заданным набором тембров , что и отталкивало профессиональных музыкантов . В случае же работы с компьютером композитор может иметь под рукой все необходимые средства для сочинения композиции , быстро переключаясь между ними в случае надобности . А удобный пользовательский интерфейс позволяет сосредоточиться на творчестве , не слишком отвлекаясь на чи с то технологические вопросы . Даже если композитор не использует в своем творчестве возможность сочинения тембров , все равно он имеет под рукой мультитембральный инструмент , гибкий и удобный в управлении (в отличие от , например , того же симфонического оркес тра ), способный справиться с любым , даже и традиционно "неисполнимым " материалом . Разумеется , для различных музыкальных задач необходимо специальное программное обеспечение . Его можно разделить на : секвенцерные программы ; системы многоканального сведени я ; системы обработки звука ; системы синтеза звука ; системы интерактивной композиции ; программы алгоритмической композиции ; а также универсальные системы . Рассмотрим их более подробно . 4. О программах-секвенцерах О программах-секвенцерах (секвен сорах ) и их работе мы уже достаточно подробно поговорили в главе "Основные программых для работы со звуком и музыкой ". Здесь следует всего лишь напомнить , что эти программы самый популярный и распространенный тип музыкального программного обеспечения сред и профессионалов и любителей . Они , в сущности , выполняют всего три задачи : запись MIDI -последовательности , ее редактирование и ее воспроизведение . Причем с первой и третьей они все , как правило , справляются одинаково хорошо (с поправкой на некоторые дополни тельные возможности ). А вот возможности редактирования MIDI -партитуры могут существенно отличаться , и именно они определяют класс той или иной программы-секвенцера . В простейших программах они могут быть сведены к назначению тембров на каждую дорожку и опр еделению их относительной громкости , а также пространственной локализации . 5. Компьютерная звуковая студия Pro Tools Еще совсем недавно звуковая студия ассоциировалась у большинства музыкантов прежде всего с многоканальным магнитофоном . Он был центро м , "сердцем " практически любой студии , и вокруг него группировались все другие студийные устройства . С появлением компьютерных технологий почетное место многоканального магнитофона все чаще занимает Pro Tools . Pro Tools - это система многоканальной записи / воспроизведения /редакции звука . То есть здесь прослеживается явная аналогия с секвенцерами , но вместо MIDI -информации мы теперь записываем , редактируем и воспроизводим одновременно с нескольких дорожек аудиоинформацию , то есть собственно оцифрованный звук. В действительности в лице Pro Tools мы имеем не только многоканальный магнитофон , а полную звукорежиссерскую систему , включающую микшерский пульт и устройства обработки , причем с функцией запоминания времени изменения любых звуковых параметров . Представь те себе звукорежиссера с двумя-тремя десятками рук , которыми он во время сведения одновременно регулирует множество звуковых параметров , запоминая и повторяя все найденные моменты их изменения с точностью до долей миллисекунды ! Работать в системе Pro Tool s очень удобно . На экране мы одновременно видим волновую форму всех звуковых отрезков , записанных в систему . С помощью мыши можно графически изменять огибающие громкости и пространственной локализации отдельно на каждой дорожке . Имеется множество дополните льных функций , таких как эхо или реверберация . Ну и , конечно , возможно простым "перетаскиванием " ( drag - n - drop ) скопировать или же переместить звуковой фрагмент на другое место . Однако не все так просто с Pro Tools . Это не только программа , для ее работы н еобходимо соответствующее аппаратное обеспечение . Причем железо для Pro Tools существует в нескольких модификациях , и от него зависит , сколько же звуковых дорожек мы услышим на выходе . Можно , конечно , работать с моделью Pro Tools , позволяющей прослушивать одновременно 8 или 16 дорожек . Но : дорого . Цена такой модели выше 10 тыс . долларов . Кроме того , программное обеспечение написано только для Macintosh . И для хорошей стабильной работы я бы рекомендовал Macintosh не ниже , чем Quadra . Правда , кто-то мне гово рил , что уже существует - или разрабатывается ? - система Pro Tools для Windows 95. Однако никакой конкретной информации по этому вопросу я пока не нашел . Но разве Pro Tools - это единственное решение ? Многие музыканты считают , что альтернативы нет , но это не так - альтернативные системы существуют и успешно работают . Например , московский композитор Анатолий Киселев пользуется системой Session 8 и SAW Plus 32 (на базе PC ). Недавно появилась информация о выпуске звуковой платы V 5 для многоканальных систем . Н аконец , возможны и более дешевые решения , зачастую почти не уступающие Pro Tools по своим возможностям . 6. Как обрабатывают звук Допустим , с помощью секвенсора или нотного редактора мы воплотили нашу музыкальную задумку . Теперь требуется обработать з вучание по собственному желанию . Программы для этой цели , называются звуковыми редакторами (о них мы уже знаем из предыдущей главы ): на экране мы видим волновую форму сигнала в графическом представлении : по вертикали - амплитуда , по горизонтали - время. И з важнейших операций для данных програм , как мы помним , можно условно выделить четыре группы : простейшее редактирование ( simple editing ); звуковые процессы ( sound processing ); звуковые эффекты ( sound effects ); дополнительные инструменты ( arbitrary tools ). К группе простейшего редактирования относятся операции , которые не затрагивают внутренней структуры звука - копирование , перемещение , удаление звуковых фрагментов , реверс и т . д . Собственно говоря , такие операции можно осуществить и с обычной магнитофо нной записью , но с потерей качества и гораздо меньшим удобством в работе . К звуковым процессам относятся микширование или перекрестное слияние ( crossfade ) двух волновых форм , инверсия , изменение амплитуды , добавление (или вычитание , что одно и то же ) пос тоянного смещения ( DC offset ), нормализация (оптимизация ), постепенное нарастание /затухание , расширение панорамы и т . п . Что касается звуковых эффектов , они добавляют звучанию особый колорит и иногда могут изменить звук очень сильно . К ним относятся задер жка , реверберация , амплитудная модуляция (вибрато ), эффект флэнджера , фазовые сдвиги , изменение высоты и /или времени звучания , построение амплитудных и /или высотных огибающих , особые эффекты (например , вставка в волновую форму звука кратких зон молчания - gapper , или искажение , имитирующее аналоговые перегрузки - distortion ) и т . п . Дополнительные возможности включают использование фильтров , спектральный анализ , систему обмена данными с сэмплером , а также систему шумопонижения . 7. Формирование нового зв учания Итак , программы обработки звука предоставляют музыканту целый мир новых возможностей . Однако все они предполагают , что имеется некий звук-источник , который можно подвергать дальнейшей обработке . Откуда же он берется ? Есть три различных способа по лучения такого источника . Во-первых , можно записать с микрофона "живое " звучание какого-либо инструмента , голоса или любой другой звук . Этот способ часто используется , если нужно получить на MIDI -инструменте звучание реальных инструментов . Другой способ за ключается в "рисовании " волновой формы - программы обработки часто позволяют это делать , переключившись в "карандашный " режим (который так зовется потому , что курсор мыши принимает вид карандаша ). Этот способ иногда бывает хорош при создании звуков ударно г о характера , в то время как периодический сигнал создать таким способом практически невозможно . Но наиболее эффективным методом создания звука "с нуля " является его синтез . При синтезе звука программа использует математические функции , генерирующие просте йшие периодические сигналы - синусоидальные , треугольные , пилообразные , импульсные , прямоугольные , а также шумы . Эти простейшие сигналы могут тем или иным образом трансформироваться в процессе синтеза . Синусоидальные сигналы (они же чистые тоны ) имеют осо б ое значение , поскольку спектр такого сигнала содержит только одну частоту . При аддитивном синтезе используются синусоидальные сигналы с различной частотой и амплитудой , из которых складывается сложный спектр . Количество его составляющих будет в точности р авно количеству исходных чистых тонов . При субтрактивном синтезе , напротив , используется шумовой сигнал , из которого при помощи фильтров вычитаются ненужные частотные составляющие . Как правило , звук , полученный в результате субтрактивного синтеза , имеет я рко выраженный "шумовой " колорит. FM c интез звука , о котором мы говорили в первой главе , был разработан Дж . Чоунингом в своей дипломной работе так же с успехом применялся и применяется в синтезаторах . При синтезе методом модуляции используется , как прави ло , небольшое количество простейших сигналов , обычно синусоидальных , которые , влияя друг на друга , могут дать в результате спектр с большим количеством составляющих . Метод частотной модуляции ( FM , то есть Frequency Modulation ) интересен тем , что с его помо щью можно даже из двух синусоидальных сигналов получить спектр с каким угодно количеством составляющих . Амплитудная и кольцевая модуляция , а также нелинейное изменение волновой формы хотя и не дают таких "сногсшибательных " результатов , как FM , но тоже по -своему интересны . Существуют и другие методы синтеза , на которых мы здесь , я думаю , останавливаться не будем . В профессиональных программах обработки звука , таких , как Sound Forge или Cool Edit , обычно имеются модули и для синтеза звука . В Sound Forge , н апример , предусмотрена возможность "простого синтеза " основных периодических сигналов , а также четырехоператорного FM -синтеза . Но следует помнить , что синтез звука - мощное средство для создания , "сочинения " собственных тембров . И для того чтобы быстро и эффективно добиться реального воплощения тембрального замысла , нужно иметь , помимо некоторого навыка работы с программами синтеза , четкое представление о том , какие изменения в спектре звука вызовет изменение того или иного параметра . Подробное теоретичес к ое изложение различных методов синтеза звука четко описано в книге Ч . Доджа и Т . Джерса "Компьютерная музыка : синтез , композиция и исполнение ". 8. Об интерактивных исполнительских системах Хотя , в электронной музыке нет разделения между функциями ком позитора и исполнителя . Все таки , отсутствие необходимости в исполнителях , является большим преимуществом , которое освобождает композиторов от многих проблем . Например , нет необходимости искать и /или подбирать исполнителей , платить им деньги (что бывает н е всегда , но часто ), организовывать репетиции и т . п . Но , пожалуй , самое главное , что композитор не имеет более нужды передать исполнителю авторский замысел , собственную интерпретацию , - короче говоря , то , что не опишешь словами и не обозначишь нотами . Ка к следует из названия , интерактивная музыка предполагает взаимодействие исполнителя и его "электронного партнера " в процессе исполнения . Например , существует и широко используется такая схема : исполнитель начинает играть на каком-либо инструменте ; компьют е р "реагирует " на его исполнение , исполняя соответствующие звуки ; исполнитель , в свою очередь , отвечает на сыгранное компьютером и т . д . Таким образом , имея возможность выбора первоначальных звуков пьесы (которые могут быть , разумеется , до некоторой степен и регламентированы композитором ), исполнитель фактически строит композицию в соответствии со своим творческим видением . Каждый вариант исполнения такой пьесы может сильно отличаться от остальных , причем не только традиционными параметрами темпа , громкости о тдельных звуков и т . п ., но также и расположением и количеством звуков . В этом случае "твердую основу " композиции составляет не зафиксированный нотный текст , а алгоритм взаимодействия компьютера и исполнителя . Точнее , это обычно даже совокупность двух алг о ритмов : одного для компьютера и одного для исполнителя . Алгоритм взаимодействия для исполнителя может быть написан обычным "человеческим " языком , пояснен нотными фрагментами и т . д . А алгоритм для компьютера составляется различными способами . Например , мо жет быть использована последовательность условных операций типа "если прозвучал звук в диапазоне от 300 до 367 Гц с амплитудой от 7000 до 9500 условных единиц 20 во временном промежутке от 7 до 9 секунд от начала пьесы , то исполнять звуки случайной частоты в диапазоне от 150 до 170 Гц длиной 0,02 секунды с частотой появления , линейно уменьшающейся от 47 до 6 Гц с постоянным затуханием в течение 11,4 секунды ". Для облегчения процесса создания таких интерактивных композиций были разработаны различные программ ные средства . Например , в парижском центре электронной музыки IRCAM была разработана программа MAX , коммерческую версию которой (для Macintosh ) выпускает американская компания Opcode . Программа MAX - это , по сути , целый язык программирования , предназначен ный для создания алгоритмов интерактивного исполнения и реализованный в виде программного приложения с объектно-ориентированным интерфейсом пользователя . MAX работает на уровне MIDI -событий , так что если композитор желает работать с акустическим инструмент ом , ему необходимо использовать какие-либо конверторы ( Pitch - to - MIDI 21 и т . п .). В MAX имеются объекты (операторы ), обеспечивающие ввод /вывод MIDI -информации . Между входными и выходными параметрами помещаются модули преобразования . Возможно использовать а рифметические и логические операции , ветвления , различные специальные возможности и т . п . Всего в программе более ста типов объектов . Имеется даже небольшой встроенный секвенцер . Программу MAX использовали многие крупные композиторы , такие , как Ричард Бул анже ( Richard Boulanger ) и Дрор Файлер ( Dror Feiler ). Описанная концепция интерактивной исполнительской системы не является единственно возможной . Существуют и другие концепции , и среди них необходимо выделить концепцию системы управления партитурой . Вна чале американский инженер , программист и музыкант Макс Мэтьюз ( Max Matthews ) заметил противоречие между "музыкантством " и "музыкальностью ". Оно выражается в том , что зачастую музыкант-профессионал , вложивший уйму времени и сил в овладение техникой исполнен ия на каком-либо инструменте и действительно овладевший этой техникой в совершенстве , испытывает затруднения в вопросе художественной интерпретации музыкального произведения . И наоборот , человек , не владеющий тем или иным инструментом в достаточной степен и или вовсе не умеющий на нем играть , иной раз способен на собственную интересную интерпретационную концепцию , свое неординарное видение музыки . Только вот беда : донести свою исполнительскую концепцию до слушателей он никак не может из-за технических трудн о стей исполнения . Макс Мэтьюз предложил решение , позволяющее такому музыкальному человеку , не имеющему достаточной техники , реализовать себя как исполнителя . (Именно как живого исполнителя , а не MIDI -аранжировщика .) Для этого Мэтьюз создал специальное устр ойство , называющееся в последней модификации "радиобатон ". Визуально радиобатон представляет собой небольшой прямоугольный ящичек с MIDI -входом и выходом . Под верхней крышкой этого "ящичка " находятся пять датчиков (четыре - по углам и один в центре ), котор ые следят за перемещением двух специальных палочек . С компьютера в радиобатон загружается MIDI -партитура , в которой в особом формате определены параметры , которыми можно будет управлять в реальном времени . С помощью двух палочек можно произвольно изменять во время исполнения шесть любых заранее заданных параметров : каждая палочка регулирует одновременно три параметра , перемещаясь в пространстве по трем осям , обозначаемым как x , y и z . Например , в многотембральном произведении логично регулировать таким обра зом громкости различных партий . Перемещения в плоскости поверхности радиобатона ограничены размерами устройства ; перемещение по оси z также имеет как нижнюю , так и верхнюю границу : существует некоторое критическое расстояние , вне пределов которого радиобат он вообще не распознает палочку . Темп исполнения может регулироваться , помимо простого перемещения палочки вдоль одной из осей , специальным образом - с помощью "дирижирования " правой рукой . Развитием идеи Мэтьюза является "управляющая перчатка " ( PowerGlov e ) Ричарда Буланже . Здесь параметры MIDI -партитур можно регулировать не только перемещением руки в пространстве , но и сгибанием пальцев , причем каждый палец может контролировать отдельный параметр . И радиобатон , и управляющая перчатка , однако , не так прос ты в обращении , как может показаться . Для полного использования их возможностей необходимы определенные "исполнительские " навыки , как и при игре на каком-либо традиционном инструменте . С другой стороны , эти навыки можно приобрести довольно быстро (за 2-3 м есяца регулярных занятий ), что делает его доступным для широкого круга музыкантов-любителей . 9. Компьютер "сочиняет " музыку Конечно , для простых любителей и ленивых музыкантов , было бы весьма удобно , чтобы компьютер сам "сочинял " музыку . Но строго г оворя , компьютеры сами никакой музыки до сих пор не сочинили . В основном , используются уже с середины 50-х годов так называемые программы алгоритмической композиции . При этом разрабатывались два в корне различных метода . Первый метод - это анализ того или иного музыкального стиля и составление композиции на основе полученных данных . Второй же метод предполагает вероятностные распределения звуков в партитуре . Сочинения , написанные с использованием обоих методов , как правило , допускают "живое " исполнение - в едь результатом работы программ алгоритмической композиции является обычно нотный текст (или , по крайней мере , некоторые данные , подготовленные для последующего преобразования в нотный текст . Еще в 1956 году были опубликованы опыты Кляйна и Болито по синт езированию песенных мелодий на компьютере Datatron . Мелодии носили название " Push Button Bertha ". Они рассматривались , правда , скорее как эксперимент , а не творчество . Однако уже в следующем , 1957 году была опубликована (и впоследствии не раз исполнялась ) сюита для струнного квартета , "сочиненная " в лаборатории электронной музыки Иллинойского университета с помощью компьютера "Иллиак " (ее так и назвали - "Иллиак-сюита "). Кроме компьютера , ее "авторами " являлись Лейярен Хиллер ( Lejaren Hiller ) и Леонард Айзе ксон ( Leonard Isaacson ). Сюита состояла из четырех частей , причем первые две были написаны в диатоническом до-мажоре по правилам , близким к правилам музыки строгого стиля . Источником третьей части , напротив , была случайная хроматическая музыка , "профильтр ованная ", однако , по тем же правилам . Несмотря на фильтрацию , ее музыка очень похожа на атональные композиции . В четвертой же части авторы применили математические формулы , никак не связанные с музыкальными стилями . По их замыслу , четвертая часть должна б ы ла быть написана в совершенно особом , "машинном " стиле , хотя на слух , как ни странно , этот стиль мало отличался от стиля третьей части . "Иллиак-сюита " издавалась несколько раз и приобрела мировую известность . В 1959 году Рудольф Зарипов , советский математ ик , "сочинял " одноголосные музыкальные пьесы на машине "Урал " (опять-таки в до-мажоре ). Они назывались "Уральские напевы " и опять носили характер эксперимента . При их сочинении использовались различные случайные процессы для различных элементов музыкально й фактуры (форма , ритм , звуковысотность и т . д .). А Р . Бухараев и М . Рытвинская на том же "Урале " программировали "сочинение " алгоритмических мелодий на стихотворный текст . Правда , "Урал " предоставил на выходе неуклюжую , абсолютно не вокальную мелодию (даж е с точки зрения авангарда нашего столетия ). Виноват был , конечно , не "Урал ", а очень несовершенные алгоритмы синтеза музыкальной фактуры . С тех пор появилось очень много программ для алгоритмической композиции . Часто такие программы разрабатывались , что называется , "на один раз ", для личного использования . В отличие от подобных программ 50-х годов некоторые современные разработки позволяют достичь довольно хороших результатов . В качестве примера можно привести программу , которую разработал московский муз ы кант и программист Д . Жалнин . Иногда средства алгоритмической композиции так или иначе смешиваются с другими творческими направлениями . Например , Cubase существует встроенное средство под названием "интерактивный синтезатор фраз " ( Interactive Phrase Synth esizer , IPS ). Здесь смешиваются средства интерактивной и алгоритмической систем . На вход системы подается некая "фраза ", то есть последовательность MIDI -событий . Затем эта последовательность проходит через специальные "алгоритмические процессоры " - подпрог раммы упорядоченного преобразования ритма , громкости и звуковысотности . Таким образом , с одной стороны , исполнитель имеет возможность все время взаимодействовать с системой , вводя различные стартовые ноты и даже меняя саму исходную последовательность ; с д р угой стороны , для изменения звуковой ткани используются строгие алгоритмы . Еще один яркий пример интеграции алгоритмической музыки с другими направлениями - класс программ перевода графики в звучание . Таких программ тоже существует не одна и не две . Однак о особо хочется отметить программу Kandinsky Music Painter ( KMP ) для Atari , от компании Keys . Эта программа предоставляет довольно-таки развитые средства для создания рисунка . Отдельно можно создать рисунки для звуковысотной фактуры и для громкости инстру ментов . В программе используется монохромная графика , которая транслируется в MIDI -события . В начале проигрывания экран очищается , и по ходу проигрывания рисунок постепенно прорисовывается по горизонтали , что дает ощущение слияния звуковой и визуальной ком позиций . Похожим образом , но не на уровне MIDI , а на уровне звука работает система Яниса Ксенакиса U - Pic . А вообще-то эта идея уже была реализована гораздо раньше аналоговыми методами . Рождение компьютерной музыки В 1957 году М . Мэтьюз и Н . Гутман пос етили концерт одного малоизвестного пианиста . Концерт им обоим не понравился , и , в процессе обмена впечатлениями после концерта , М . Мэтьюз заявил , что компьютер может сыграть лучше . Но поскольку на дворе был 1957 год , компьютеры еще не умели играть музыку. Придя домой , М . Мэтьюз тут же стал писать программу , играющую музыку . Первая компьютерная пьеса неизменно производит на окружающих ужасающее впечатление . Но идея Мэтьюза , развиваясь , породила целый класс музыкальных языков программирования , которые внача л е назывались " MUSIC " с номером версии . Язык C - Sound произошел как раз из этих программ . А отделение Стэндфордского института исследований , где работал тогда М . Мэтьюз , выросло в музыкальный исследовательский центр под названием CCRMA (читается "карма "). Конечно , программы алгоритмической композиции не способны заменить собой творческий процесс сочинения музыки . Однако , в качестве вспомогательного средства при создании музыкальных пьес они могут быть применены с большим успехом . 10. Универсальная сист ема "программирования " музыки Компьютерная музыка как таковая начиналась когда-то с музыкальных языков программирования . Несмотря на то , что с тех пор разработчики музыкального программного обеспечения уделяли все большее и большее внимание развитию поль зовательского интерфейса , музыкальный язык программирования в чистом виде - язык C - Sound - сохранился и успешно применяется по сей день . Дело в том , что C - Sound , в отличие от других музыкальных программ , является , по сути , универсальной системой , позволяющ ей создавать любые звучания . Ведь развитый пользовательский интерфейс при всех своих достоинствах обладает очень существенным недостатком : он всегда ограничивает возможности . Язык C - Sound свободен от этого . Он существует в виде компилятора , который трансл ирует текст программы в звуковой файл . При этом основные операторы его реализуют основные средства создания электронной музыки . Если композитору не хватает операторов C - Sound (которые сами по себе позволяют проделывать гораздо больше , чем все описанные выш е программы , вместе взятые [исключая , разумеется , нотную графику ]), он может написать нужные ему фрагменты текста программы на языке Си или Ассемблере . C - Sound позволяет работать как с синтезированным звуком , так и со звуком из внешнего источника . Широкий выбор операторов генерации и модификации сигналов делает работу очень удобной , а система меток и ссылок на них - привычной для хоть сколько-нибудь знакомого с программированием человека . Поначалу , правда , некоторые мои знакомые (да и я тоже ) испытали нек о торое разочарование при знакомстве с C - Sound , потому что надеялись (а напрасно ), что это просто что-то вроде расширения классического Си или Си ++. Но по мере знакомства с языком разочарование довольно быстро сменилось признанием его широких возможностей , п ростоты и удобства работы со звуком . В любом синтезаторе содержится некоторый набор алгоритмов , реализующих звуковой синтез . Иногда эти алгоритмы поддаются редактированию , но , как правило , очень ограниченному . В сэмплерах также есть набор определенных алг оритмов плюс записанные образцы волновых форм . Любое устройство для обработки звука включает в себя алгоритмы обработки , и лишь немногие их параметры открыты для редактирования . Это перечисление можно продолжить . В C - Sound мы имеем такие же наборы алгоритм ов , полностью открытые (ибо они существуют в виде простого текста ) для изменения по нашему вкусу . Кроме того , можно самому создавать все эти алгоритмы "с нуля ". В настоящее время C - Sound не может работать в реальном времени на обычных компьютерах . Для ком пиляции звукового файла помимо описания инструментов необходим еще файл партитуры (. sco ), в котором расположены звуки и их индивидуальные параметры . С одной стороны , это может показаться неудобным , однако , с другой , - заставляет музыканта проявлять большее внимание к каждому звуку в отдельности , что , несомненно , способствует повышению качества результата . Программа C - Sound распространяется свободно . Она существует в модификациях для DOS , Windows , Macintosh , Atari и других платформ . Компилятор C - Sound с пол ным описанием языка и учебными примерами довольно легко можно найти в Сети . 11. Другие применения компьютера музыкантами Все перечисленные выше музыкальные приложения компьютеров предполагают работу с нотным либо звуковым материалом . Однако есть и др угие возможности применения компьютеров музыкантами . Среди них следует выделить прежде всего организацию музыкально-теоретического или исторического материала с помощью баз данных . Такая система позволяет быстро и оперативно получать музыковедческую инфор мацию . Другая интересная идея состоит в открытии электронных нотных библиотек , как локальных , так и общедоступных (например , через тот же Интернет ). О преимуществах здесь говорить излишне , поскольку существующие виртуальные книжные библиотеки иллюстрируют их лучше всяких объяснений . Правда , на сегодняшний день не существует единого стандарта на формат нотного текста , но имеющиеся форматы файлов программ профессионального нотного набора (прежде всего , Enigma Binary File - . mus , использующийся в программе Fi nale ) уже становятся стандартом de facto . Тем не менее многие нотные примеры в Интернете , выполнены в виде графических файлов . Еще одна интересная область применения компьютеров музыкантами - это использование обучающих программ в музыкальном образовании . В настоящее время существует довольно много музыкальных обучающих программ , но , к сожалению , они в большинстве своем достаточно примитивны и не могут по-настоящему заинтересовать учащегося . Причиной этого является , как мне кажется , вовсе не отсутствие с п ециальных методик , а несколько формальный подход к алгоритмизации педагогического процесса . Здесь довольно-таки приятным исключением является симпатичная программка Play It By Ear , которая , несмотря на внешнюю простоту , зачастую бывает способна "завести " у чащегося . V Технология создания позиционируемого 3D звука Звуковое сопровождение компьютера всегда находилось несколько на втором плане . Большинство пользователей более охотно потратят деньги на новейший акселератор 3 D графики , нежели на новую звукову ю карту . Однако за последний год производители звуковых чипов и разработчики технологий 3 D звука приложили немало усилий , чтобы убедить пользователей и разработчиков приложений в том , что хороший 3 D звук является неотъемлемой частью современного мультимеди а компьютера . Пользователей убедить в пользе 3 D звука несколько легче , чем разработчиков приложений . Достаточно расписать пользователю то , как источники звука будет располагаться в пространстве вокруг него , т.е . звук будет окружать слушателя со всех сторон и динамично изменяться , как многие потянутся за кошельком . С разработчиками игр и приложений сложнее . Их надо убедить потратить время и средства на реализацию качественного звука . А если звуковых интерфейсов несколько , то перед разработчиком игры встает п роблема выбора . Сегодня есть два основных звуковых интерфейса , это DirectSound 3 D от Microsoft и A 3 D от Aureal . При этом если разработчик приложения предпочтет A 3 D , то на всем аппаратном обеспечении DS 3 D будет воспроизводиться 3 D позиционируемый звук , приче м такой же , как если бы изначально использовался интерфейс DS 3 D . Само понятие "трехмерный звук " подразумевает , что источники звука располагаются в трехмерном пространстве вокруг слушателя . Это основа . Далее , что бы придать звуковой модели реализм и усилить восприятие звука слушателем , используются различные технологии , обеспечивающие воспроизведение реверберации , отраженных звуков , окклюзии (звук прошедший через препятствие ), обструкции (звук не прошел через препятствие ), дистанционное моделирование (вводи т ся параметр удаленности источника звука от слушателя ) и масса других интересных эффектов . Цель всего этого , создать у пользователя реальность звука и усилить впечатления от видео ряда в игре или приложении . Не секрет , что слух это второстепенное чувство ч е ловека , именно поэтому , каждый индивидуальный пользователь воспринимает звук по-своему . Никогда не будет однозначного мнения о звучании той или иной звуковой карты или эффективности той или иной технологии 3 D звука . Сколько будет слушателей , столько будет мнений . В данной главе мы попытаемся собрать и обобщить информацию о принципах создания 3 D звука , а также рассказать о текущем состоянии звуковой компьютерной индустрии и о перспективах развития . Мы уделим отдельное внимание необходимым составляющим хороше го восприятия и воспроизведения 3 D звука , а также расскажем о некоторых перспективных разработках . Для позиционирования источников звука в виртуальном 3 D пространстве используются HRTF функции . Попробуем разобраться в том , что такое HRTF и действительно л и их использование так эффективно . Сколько раз происходило следующее : команда , отвечающая за звук , только что закончила встраивание 3 D звукового интерфейса на базе HRTF в новейшую игру ; все комфортно расселись , готовясь услышать "звук окружающий вас со в сех сторон " и "свист пуль над вашей головой "; запускается демо версия игры и ... и ничего подобного вы просто не слышите ! HRTF ( Head Related Transfer Function ) это процесс посредством которого наши два уха определяют слышимое местоположение источника звука ; наши голова и туловище являются в некоторой степени препятствием , задерживающим и фильтрующим звук , поэтому ухо , скрытое от источника звука головой воспринимает измененные звуковые сигналы , которые при "декодировании " мозгом интерпретируются соответству ю щим образом для правильного определения местоположения источника звука . Звук , улавливаемый нашим ухом , создает давление на барабанную перепонку . Для определения создаваемого звукового давления необходимо определить характеристику импульса сигнала от источ н ика звука , попадающего на барабанную перепонку , т.е . силу , с которой звуковая волна от источника звука воздействует на барабанную перепонку . Эту зависимость называют Head Related Impulse Response ( HRIR ), а ее интегральное преобразование по Фурье называется HRTF . Правильнее характеризовать акустические источники скоростью распространяемых ими звуковых волн V ( t ), нежели давлением P ( t ) распространяемой звуковой волны . Теоретически , давление , создаваемой идеальным точечным источником звука бесконечно , но ускор ение распространяемой звуковой волны есть конечная величина . Если вы достаточно удалены от источника звука и если вы находитесь в состоянии " free field " (что означает , что в окружающей среде нет ничего кроме , источника звука и среды распространения звуково й волны ), тогда давление " free field " ( ff ) на расстоянии " r " от источника звука определяется по формуле Pff(t) = Zo V(t - r/c) / r где Zo это постоянная называемая волновым сопротивлением среды ( characteristic impedance of the medium ), а " c " это скорость распространения звука в среде . Итак , давление ff пропорционально скорости в начальный период времени (происход "сдвиг " по времени , обусловленный конечной скоростью распространения сигнала . То есть возмущение в этой точке описывается скоростью источника в м омент времени отстоящий на r / c - время которое затрачено на то , чтобы сигнал дошел до наблюдателя . В принципе не зная V ( t ) нельзя утверждать характера изменения скорости при сдвиге , т.е . произойдет замедление или ускорение ) и давление уменьшается обратно п ропорционально расстоянию от источника звука до пункта наблюдения . С точки зрения частоты давление звуковой волны можно выразить так : Pff(f) = Zo V(f) exp(- i 2 pi r/c) / r где " f " это частота в герцах ( Hz ), i = sqrt (-1), а V ( f ) получается в результате п рименения преобразования Фурье к скорости распространения звуковой волны V ( t ). Таким образом , задержки при распространении звуковой волны можно охарактеризовать " phase factor ", т.е . фазовым коэффициентом exp (- i 2 pi r / c ). Или , иначе , это означает , что фу нкция преобразования в " free field " Pff ( f ) просто является результатом произведения масштабирующего коэффициента Zo , фазового коэффициента exp (- i 2 pi r / c ) и обратно пропорциональна расстоянию 1/ r . Заметим , что возможно более рационально использовать тра диционную циклическую частоту , равную 2* pi * f чем просто частоту . Если поместить в среду распространения звуковых волн человека , тогда звуковое поле вокруг человека искажается за счет дифракции (рассеивания или иначе говоря различие скоростей распространен ия волн разной длины ), отражения и дисперсии (рассредоточения ) при контакте человека со звуковыми волнами . Теперь все тот же источник звука будет создавать несколько другое давление звука P ( t ) на барабанную перепонку в ухе человека . С точки зрения частоты это давление обозначим как P ( f ). Теперь , P ( f ), как и Pff ( f ) также содержит фазовый коэффициент , чтобы учесть задержки при распространении звуковой волны и вновь давление ослабевает обратно пропорционально расстоянию . Для исключения этих концептуально незна чимых эффектов HRTF функция H определяется как соотношение P ( f ) и Pff ( f ). Итак , строго говоря , H это функция , определяющая коэффициент умножения для значение давления звука , которое будет присутствовать в центре головы слушателя , если нет никаких объектов на пути распространения волны , в давление на барабанную перепонку в ухе слушателя . Обратным преобразованием Фурье функции H ( f ) является функция H ( t ), представляющая собой HRIR ( Head - Related Impulse Response ). Таким образом , строго говоря , HRIR это коэффиц иент (он же есть отношение давлений , т.е . безразмерен ; это просто удобный способ загнать в одну букву в формуле очень сложный параметр ), который определяет воздействие на барабанную перепонку , когда звуковой импульс испускается источником звука , за исключ е нием того , что мы сдвинули временную ось так , что t =0 соответствует времени , когда звуковая волна в " free field " достигнет центра головы слушателя . Также мы масштабировали результаты таким образом , что они не зависят от того , как далеко источник звука расп оложен от человека , относительно которого производятся все измерения . Проще можно сказать , что HRIR это давление воздействующее на барабанную перепонку , когда источник звука является импульсным . Напомним , что интегральным преобразованием Фурье функции HR IR является HRTF функция . Если известно значение HRTF для каждого уха , мы можем точно синтезировать бинауральные сигналы от монофонического источника звука ( monaural sound source ). Соответственно , для разного положения головы относительно источника звука задействуются разные HRTF фильтры . Библиотека HRTF фильтров создается в результате лабораторных измерений , производимых с использо ванием манекена , носящего название KEMAR ( Knowles Electronics Manikin for Auditory Research , т.е . манекен Knowles Electronics для слуховых исследований ) или с помощью специального "цифрового уха " ( digital ear ), разработанного в лаборатории Sensaura , распол агаемого на голове манекена . Понятно , что измеряется именно HRIR , а значение HRTF получается путем преобразования Фурье . На голове манекена располагаются микрофоны , закрепленные в его ушах . Звуки воспроизводятся через акустические колонки , расположенные во круг манекена и происходит запись того , что слышит каждое "ухо ". HRTF представляет собой необычайно сложную функцию с четырьмя переменными : три пространственных координаты и частота . При использовании сферических координат для определения расстояния до и сточников звука больших , чем один метр , считается , что источники звука находятся в дальнем поле ( far field ) и значение HRTF уменьшается обратно пропорционально расстоянию . Большинство измерений HRTF производится именно в дальнем поле , что существенным обра зом упрощает HRTF до функции азимута ( azimuth ), высоты ( elevation ) и частоты ( frequency ), т.е . происходит упрощение , за счет избавления от четвертой переменной . Затем при записи используются полученные значения измерений и в результате , при проигрывании зв ук (например , оркестра ) воспроизводится с таким же пространственным расположением , как и при естественном прослушивании . Техника HRTF используется уже несколько десятков лет для обеспечения высокого качества стерео записей . Лучшие результаты получаются при прослушивании записей одним слушателем в наушниках . Наушники , конечно , упрощают решение проблемы доставки одного звука к одному уху и другого звука к другому уху . Тем не менее , использование наушников имеет и недостатки . Например : * Многие люди просто н е любят использовать наушники . Даже легкие беспроводные наушники могут быть обременительны . Наушники , обеспечивающие наилучшую акустику , могут быть чрезвычайно неудобными при длительном прослушивании . * Наушники могут иметь провалы и пики в своих частотны х характеристиках , которые соответствуют характеристикам ушной раковины . Если такого соответствия нет , то восприятие звука , источник которого находится в вертикальной плоскости , может быть ухудшено . Иначе говоря , мы будем слышать преимущественно только зв у к , источники которого находится в горизонтальной плоскости . * При прослушивании в наушниках , создается ощущение , что источник звука находится очень близко . И действительно , физический источник звука находится очень близко к уху , поэтому необходимая компен сация для избавления от акустических сигналов влияющих на определение местоположения физических источников звука зависит от расположения самих наушников . Использование акустических колонок позволяет обойти большинство из этих проблем , но при этом не совсе м понятно , как можно использовать колонки для воспроизведения бинаурального звука (т.е . звука , предназначенного для прослушивания в наушниках , когда часть сигнала предназначена для одного уха , а другая часть для другого уха ). Как только мы подключим вмест о наушников колонки , наше правое ухо начнет слышать не только звук , предназначенный для него , но и часть звука , предназначенную для левого уха . Одним из решений такой проблемы является использование техники cross - talk - cancelled stereo или transaural stereo , чаще называемой просто алгоритм crosstalk cancellation (для краткости CC ). Идея CC просто выражается в терминах частот . На схемы выше сигналы S 1 и S 2 воспроизводятся колонками . Сигнал Y 1 достигающий левого уха представляет собой смесь из S 1 и " crosstalk " (части ) сигнала S 2. Чтобы быть более точными , Y 1= H 11 S 1 + H 12 S 2, где H 11 является HRTF между левой колонкой и левым ухом , а H 12 это HRTF между правой колонкой и левым ухом . Аналогично Y 2= H 21 S 1 + H 22 S 2. Если мы решим использовать наушники , то мы явно будем знать искомые сигналы Y 1 и Y 2 воспринимаемые ушами . Проблема в том , что необходимо правильно определить сигналы S 1 и S 2, чтобы получить искомый результат . Математически для этого просто надо обратить уравнение : На практике , обратное преобразование матриц ы не является тривиальной задачей . * При очень низкой частоте звука , все функции HRTF одинаковы и поэтому матрица является вырожденной , т.е . матрицей с нулевым детерминантом (это единственная помеха для тривиального обращения любой квадратной матрицы ). На западе такие матрицы называют сингулярными . (К счастью , в среде отражающей звук , т.е . где присутствует реверберация , низкочастотная информация не являются важной для определения местоположения источника звука ). * Точное решение стремиться к результату с очень длинными импульсными характеристиками . Эта проблема становится все более и более сложной , если в дальнейшем искомый источник звука располагается вне линии между двумя колонками , т.е . так называемый фантомный источник звука . * Результат будет зависет ь от того , где находится слушатель по отношению к колонкам . Правильное восприятие звучания достигается только в районе так называемого " sweet spot ", предполагаемого месторасположения слушателя при обращении уравнения . Поэтому , то , как мы слышим звук , завис ит не только от того , как была сделана запись , но и от того , из какого места между колонками мы слушаем звук . При грамотном использовании алгоритмов CC получаются весьма хорошие результаты , обеспечивающие воспроизведение звука , источники которого располож ены в вертикальной и горизонтальной плоскости . Фантомный источник звука может располагаться далеко вне пределов линейного сегмента между двумя колонками . Давно известно , что для создания убедительного 3 D звучания достаточно двух звуковых каналов . Главное это воссоздать давление звука на барабанные перепонки в левом и правом ушах таким же , как если бы слушатель находился в реальной звуковой среде . Из-за того , что расчет HRTF функций сложная задача , во многих системах пространственного звука ( spatial audio systems ) разработчики полагаются на использование данных , полученных экспериментальным путем , например , данные получаются с помощью KEMAR , о чем мы говорили выше . Тем не менее , основной причиной использования HRTF является желание воспроизвести эффект elev ation (звук в вертикальной плоскости ), наряду с азимутальными звуковыми эффектами . При этом восприятие звуковых сигналов , источники которых расположены в вертикальной плоскости , чрезвычайно чувствительно к особенностям каждого конкретного слушателя . В резу льтате сложились четыре различных метода расчета HRTF : * Использование компромиссных , стандартных HRTF функций . Такой метод обеспечивает посредственные результаты при воспроизведении эффектов elevation для некоторого процента слушателей , но это самый расп ространенный метод в недорогих системах . На сегодня , ни IEEE , ни ACM , ни AES не определили стандарт на HRTF , но похоже , что компании типа Microsoft и Intel создадут стандарт де-факто . * Использование одной типа HRTF функций из набора стандартных функций . В этом случае необходимо определить HRTF для небольшого числа людей , которые представляют все различные типы слушателей , и предоставить пользователю простой способ выбрать именно тот набор HRTF функций , который наилучшим образом соответствует ему (имеются в виду рост , форма головы , расположение ушей и т.д .). Несмотря на то , что такой метод предложен , пока никаких стандартных наборов HRTF функций не существует . * Использование индивидуализированных HRTF функций . В этом случае необходимо производить определе ние HRTF исходя из параметров конкретного слушателя , что само по себе сложная и требующая массы времени процедура . Тем не менее , эта процедура обеспечивает наилучшие результаты . * Использование метода моделирования параметров определяющих HRTF , которые мо гут быть адаптированы к каждому конкретному слушателю . Именно этот метод сейчас применяется повсеместно в технологиях 3 D звука . На практике существуют некоторые проблемы , связанные с созданием базы HRTF функций при помощи манекена . Результат будет соответ ствовать ожиданиям , если манекен и слушатель имеют головы одинакового размера и формы , а также ушные раковины одинакового размера и формы . Только при этих условиях можно корректно воссоздать эффект звучания в вертикальной плоскости и гарантировать правиль н ое определение местоположения источников звука в пространстве . Записи , сделанные с использованием HRTF называются binaural recordings , и они обеспечивают высококачественный 3 D звук . Слушать такие записи надо в наушниках , причем желательно в специальных нау шниках . Компакт диски с такими записями стоят существенно дороже стандартных музыкальных CD . Чтобы корректно воспроизводить такие записи через колонки необходимо дополнительно использовать технику CC . Но главный недостаток подобного метода - это отсутствие интерактивности . Без дополнительных механизмов , отслеживающих положение головы пользователя , обеспечить интерактивность при использовании HRTF нельзя . Бытует даже поговорка , что использовать HRTF для интерактивного 3 D звука , это все равно , что использоват ь ложку вместо отвертки : инструмент не соответствует задаче . Sweet Spot На самом деле значения HRTF можно получить не только с помощью установленных в ушах манекена специальных внутриканальных микрофонов ( inter - canal microphones ). Используется еще и так называемая искусственная ушная раковина . В этом случае прослушивать записи нужно в специальных внутриканальных ( inter - canal ) наушниках , которые представляют собой маленькие шишечки , размещаемые в ушном канале , так как искусственная ушная раковина уже пере вела всю информацию о позиционировании в волновую форму . Однако нам гораздо удобнее слушать звук в наушниках или через колонки . При этом стоит помнить о том , что при записи через inter - canal микрофоны вокруг них , над ними и под ними происходит искажение зв ука . Аналогично , при прослушивании звук искажается вокруг головы слушателя . Поэтому и появилось понятие sweet spot , т.е . области , при расположении внутри которой слушатель будет слышать все эффекты , которые он должен слышать . Соответственно , если голова сл ушателя расположена в таком же положении , как и голова манекена при записи (и на той же высоте ), тогда будет получен лучший результат при прослушивании . Во всех остальных случаях будут возникать искажения звука , как между ушами , так и между колонками . Пон я тно , что необходимость выбора правильного положения при прослушивании , т.е . расположение слушателя в sweet spot , накладывает дополнительные ограничения и создает новые проблемы . Понятно , что чем больше область sweet spot , тем большую свободу действий имеет слушатель . Поэтому разработчики постоянно ищут способы увеличить область действия sweet spot . Частотная характеристика Действие HRTF зависит от частоты звука ; только звуки со значениями частотных компонентов в пределах от 3 kHz до 10 kHz могут успешно интерпретироваться с помощью функций HRTF . Определение местоположения источников звуков с частотой ниже 1 kHz основывается на определении времени задержки прибытия разных по фазе сигналов до ушей , что дает возможность определить только общее расположение с лева /справа источников звука и не помогает пространственному восприятию звучания . Восприятие звука с частотой выше 10 kHz почти полностью зависит от ушной раковины , поэтому далеко не каждый слушатель может различать звуки с такой частотой . Определить место положение источников звука с частотой от 1 kHz до 3 kHz очень сложно . Число ошибок при определении местоположения источников звука возрастает при снижении разницы между соотношениями амплитуд (чем выше пиковое значение амплитуды звукового сигнала , тем труд нее определить местоположение источника ). Это означает , что нужно использовать частоту дискретизации (которая должна быть вдвое больше значения частоты звука ) соответствующей как минимум 22050 Hz при 16 бит для реальной действенности HRTF . Дискретизация 8 бит не обеспечивает достаточной разницы амплитуд (всего 256 вместо 65536), а частота 11025 Hz не обеспечивает достаточной частотной характеристики (так как при этом максимальная частота звука соответствует 5512 Hz ). Итак , чтобы применение HRTF было эффекти вным , необходимо использовать частоту 22050 Hz при 16 битной дискретизации . Ушная раковина ( Pinna ) Мозг человека анализирует разницу амплитуд , как звука , достигшего внешнего уха , так и разницу амплитуд в слуховом канале после ушной раковины для определе ния местоположения источника звука . Ушная раковина создает нулевую и пиковую модель звучания между ушами ; эта модель совершенно разная в каждом слуховом канале и эта разница между сигналами в ушах представляет собой очень эффективную функцию для определени я , как частоты , так и местоположения источника звука . Но это же явление является причиной того , что с помощью HRTF нельзя создать корректного восприятия звука через колонки , так как по теории ни один из звуков , предназначенный для одного уха не должен быть слышимым вторым ухом . Мы вновь вернулись к необходимости использования дополнительных алгоритмов CC . Однако , даже при использовании кодирования звука с помощью HRTF источники звука являются неподвижными (хотя при этом амплитуда звука может увеличиваться ). Это происходит из-за того , что ушная раковина плохо воспринимает тыловой звук , т.е . когда источники звука находятся за спиной слушателя . Определение местоположения источника звука представляет собой процесс наложения звуковых сигналов с частотой , отфил ь трованной головой слушателя и ушными раковинами на мозг с использованием соответствующих координат в пространстве . Так как происходит наложение координат только известных характеристик , т.е . слышимых сигналов , ассоциируемых с визуальным восприятием местоп о ложения источников звука , то с течением времени мозг "записывает " координаты источников звука и в дальнейшем определение их местоположения может происходить лишь на основе слышимых сигналов . Но видим мы только впереди . Соответственно , мозг не может правил ь но расположить координаты источников звука , расположенных за спиной слушателя при восприятии слышимых сигналов ушной раковиной , так как эта характеристика является неизвестной . В результате , мозг может располагать координаты источников звука совсем не там, где они должны быть . Подобную проблему можно решить только при использовании вспомогательных сигналов , которые бы помогли мозгу правильно располагать в пространстве координаты источников звуков , находящихся за спиной слушателя . Неподвижные источники зв ука Все выше сказанное подвело нас к еще одной проблеме : Если источники звука неподвижны , они не могут быть точно локализованы , как "статические " при моделировании , т.к . мозгу для определения местоположения источника звука необходимо наличие перемещения ( либо самого источника звука , либо подсознательных микро перемещений головы слушателя ), которое помогает определить расположение источника звука в геометрическом пространстве . Нет никаких оснований , ожидать , что какая-либо система на базе HRTF функций будет корректно воспроизводить звучание , если один из основных сигналов , используемый для определения местоположения источника звука , отсутствует . Врожденной реакцией человека на неожидаемый звук является повернуть голову в его сторону (за счет движения головы мозг получает дополнительную информацию для локализации в пространстве источника звука ). Если сигнал от источника звука не содержит особую частоту , влияющую на разницу между фронтальными и тыловыми HRTF функциями , то такого сигнала для мозга просто не суще ствует ; вместо него мозг использует данные из памяти и сопоставляет информацию о местоположении известных источников звука в полусферической области . Каково же будет решение ? Лучший метод воссоздания настоящего 3 D звука это использование минимальной част оты дискретизации 22050 Hz при 16 битах и использования дополнительных тыловых колонок при прослушивании . Такая платформа обеспечит пользователю реалистичное воспроизведение звука за счет воспроизведение через достаточное количество колонок (минимум три ) д ля создания настоящего surround звучания . Преимущество такой конфигурации заключается в том , что когда слушатель поворачивает голову для фокусировки на звуке какого-либо объекта , пространственное расположение источников звука остается неизменным по отношен ию к окружающей среде , т.е . отсутствует проблема sweet spot . Есть и другой метод , более новый и судить о его эффективности пока сложно . Суть метода , который разработан Sensaura и называется MultiDrive , заключается в использовании HRTF функций на передней и на тыловой паре колонок (и даже больше ) с применением алгоритмов CC . На самом деле Sensaura называет свои алгоритмы СС несколько иначе , а именно Transaural Cross - talk cancellation ( TCC ), заявляя , что они обеспечивают лучшие низкочастотные характеристики звука . Инженеры Sensaura взялись за решение проблемы восприятия звучания от источников звука , которые перемещаются по бокам от слушателя и по оси фронт /тыл . Заметим , что Sensaura для вычисления HRTF функций использует так называемое "цифровое ухо " ( Digital Ear ) и в их библиотеке уже хранится более 1100 функций . Использование специального цифрового уха должно обеспечивать более точное кодирование звука . Подчеркнем , что Sensaura создает технологии , а использует интерфейс DS 3 D от Microsoft . Технология MultiDrive воспроизводит звук с использованием HRTF функций через четыре или более колонок . Каждая пара колонок создает фронтальную и тыловую полусферу соответственно . Фронтальные и тыловые звуковые поля специальным образом смещены с целью взаимного допол нения друг друга и за счет применения специальных алгоритмов улучшает ощущения фронтального /тылового расположения источников звука . В каждом звуковом поле применяются собственный алгоритм cross - talk cancellation ( CC ). Исходя из этого , есть все основания пр едполагать , что вокруг слушателя будет плавное воспроизведение звука от динамично перемещающихся источников и эффективное расположение тыловых виртуальных источников звука . Так как воспроизводимые звуковые поля основаны на применении HRTF функций , каждое и з создаваемых sweet spot (мест , с наилучшим восприятием звучания ) способствует хорошему восприятию звучания от источников по сторонам от слушателя , а также от движущихся источников по оси фронт /тыл . Благодаря большому углу перекрытия результирующее место с наилучшим восприятием звука ( sweet spot ) покрывает область с гораздо большей площадью , чем конкурирующие четырех колоночные системы воспроизведения . В результате качество воспроизводимого 3 D звука должно существенно повысится . Если бы не применялись алго ритмы cross - talk cancellation ( CC ) никакого позиционирования источников звука не происходило бы . Вследствие использования HRTF функций на четырех колонках для технологии MultiDrive необходимо использовать алгоритмы CC для четырех колонок , требующие чудовищ ных вычислительных ресурсов . Из-за того , что обеспечить работу алгоритмов CC на всех частотах очень сложная задача , в некоторых системах применяются высокочастотные фильтры , которые срезают компоненты высокой частоты . В случае с технологией MultiDrive Sens aura заявляет , что они применяют специальные фильтры собственной разработки , которые позволяют обеспечить позиционирование источников звука , насыщенными высокочастотными компонентами , в тыловой полусфере . Хотя sweet spot должен расшириться и восприятие зву ка от источников в вертикальной плоскости также улучшается , у такого подхода есть и минусы . Главный минус это необходимость точного позиционирования тыловых колонок относительно фронтальных . В противном случае никакого толка от HRTF на четырех колонках не будет . Стоит упомянуть и другие инновации Sensaura , а именно технологии ZoomFX и MacroFX , которые призваны улучшить восприятие трехмерного звука . Расскажем о них подробнее , тем более что это того стоит . MacroFX Как мы уже говорили выше , большинство из мерений HRTF производятся в так называемом дальнем поле ( far field ), что существенным образом упрощает вычисления . Но при этом , если источники звука располагаются на расстоянии до 1 метра от слушателя , т.е . в ближнем поле ( near field ), тогда функции HRTF п лохо справляются со своей работой . Именно для воспроизведения звука от источников в ближнем поле с помощью HRTF функций и создана технология MacroFX . Идея в том , что алгоритмы MacroFX обеспечивают воспроизведение звуковых эффектов в near - field , в результат е можно создать ощущение , что источник звука расположен очень близко к слушателю , так , будто источник звука перемещается от колонок вплотную к голове слушателя , вплоть до шепота внутри уха слушателя . Достигается такой эффект за счет очень точного моделиро в ания распространения звуковой энергии в трехмерном пространстве вокруг головы слушателя из всех позиций в пространстве и преобразование этих данных с помощью высокоэффективного алгоритма . Особое внимание при моделировании уделяется управлению уровнями гро м кости и модифицированной системе расчета задержек по времени при восприятии ушами человека звуковых волн от одного источника звука ( ITD , Interaural Time Delay ). Для примера , если источник звука находится примерно посередине между ушами слушателя , то разниц а по времени при достижении звуковой волны обоих ушей будет минимальна , а вот если источник звука сильно смещен вправо , эта разница будет существенной . Только MacroFX принимает такую разницу во внимание при расчете акустической модели . MacroFX предусматрив ает 6 зон , где зона 0 (это дистанция удаления ) и зона 1 (режим удаления ) будут работать точно так же , как работает дистанционная модель DS 3 D . Другие 4 зоны это и есть near field (ближнее поле ), покрывающие левое ухо , правое ухо и пространство внутри головы слушателя . Этот алгоритм интегрирован в движок Sensaura и управляется DirectSound 3 D , т.е . является прозрачным для разработчиков приложений , которые теперь могут создавать массу новых эффектов . Например , в авиа симуляторах можно создать эффект , когда поль зователь в роли пилота будет слышать переговоры авиа диспетчеров так , как если бы он слышал эти переговоры в наушниках . В играх с боевыми действиями может потребоваться воспроизвести звук пролетающих пуль и ракет очень близко от головы слушателя . Такие эф ф екты , как писк комара рядом с ухом теперь вполне реальны и доступны . Но самое интересное в том , что если у вас установлена звуковая карта с поддержкой технологии Sensaura и с драйверами , поддерживающими MacroFX , то пользователь получит возможность слышать эффекты MacroFX даже в уже существующих DirectSound 3 D играх , разумеется , в зависимости от игры эффект будет воспроизводиться лучше или хуже . Зато в игре , созданной с учетом возможности использования MacroFX . Можно добиться очень впечатляющих эффектов . Под держка MacroFX будет включена в драйверы для карт , которые поддерживают технологию Sensaura . ZoomFX Современные системы воспроизведения позиционируемого 3 D звука используют HRTF функции для создания виртуальных источников звука , но эти синтезированные виртуальные источники звука являются точечными . В реальной жизни звук зачастую исходит от больших по размеру источников или от композитных источников , которые могут состоять из нескольких индивидуальных генераторов звука . Большие по размерам и композитные источники звука позволяют использовать более реалистичные звуковые эффекты , по сравнению с возможностями точечных источников звука . Так , точечный источник звука хорошо применим при моделировании звука от большого объекта удаленного на большое расстояние ( н апример , движущийся поезд ). Но в реальной жизни , как только поезд приближается к слушателю , он перестает быть точечным источником звука . Однако в модели DS 3 D поезд все равно представляется , как точечный источник звука , а значит , страдает реализм воспроизво димого звука (т.е . мы слышим звук скорее от маленького поезда , нежели от огромного состава громыхающего рядом ). Технология ZoomFX решает эту проблему , а также вносит представление о большом объекте , например поезде как собрание нескольких источников звука (композитный источник , состоящий из шума колес , шума двигателя , шума сцепок вагонов и т.д .). Для технологии ZoomFX будет создано расширение для DirectSound 3 D , подобно EAX , с помощью которого разработчики игр смогут воспроизводить новые звуковые эффекты и использовать такой параметр источника звука , как размер . Пока эта технология находится на стадии завершения . Компания Creative реализовала аналогичный подход , как в MultiDrive от Sensaura , в своей технологии CMSS ( Creative Multispeaker Surround Sound ) для серии своих карт SB Live !. Поддержка этой версии технологии CMSS , с реализацией HRTF и CC на четырех колонках , встроена в программу обновления LiveWare 2. x . По своей сути , технология CMSS является близнецом MultiDrive , хотя на уровне алгоритмов CC и библи отек HRTF наверняка есть отличия . Главный недостаток CMSS такой же , как у MultiDrive - необходимость расположения тыловых колонок в строго определенном месте , а точнее параллельно фронтальным колонкам . В результате возникает ограничение , которое может не у строить многих пользователей . Не секрет , что место для фронтальных колонок давно зарезервировано около монитора . Место для сабвуфера можно выбрать любым , обычно это где-то в углу и на полу . А вот тыловые колонки пользователи располагают там , где считают у д обным для себя . Не каждый захочет расположить их строго за спиной и далеко не у всех есть свободное место для такого расположения . Заметим , что главный конкурент Creative на рынке 3 D звука , компания Aureal , использует технику панорамирования на тыловых ко лонках . Объясняется это именно отсутствием строгих ограничений на расположение тыловых колонок в пространстве . Не стоит забывать и о больших объемах вычислений при расчете HRTF и Cross - talk Cancellation для четырех колонок . Еще один игрок на рынке 3 D зв ука - компания QSound пока имеет сильные позиции только в области воспроизведения звука через наушники и две колонки . При этом свои алгоритмы для воспроизведения 3 D звука через две колонки и наушники (в основе лежат HRTF ) QSound создает исходя из результат ов тестирования при прослушивании реальными людьми , т.е . не довольствуется математикой , а делает упор на восприятие звука конкретными людьми . И таких прослушиваний было проведено более 550000! Для воспроизведения звука через четыре колонки QSound используе т панорамирование , т.е . тоже , что было в первой версии CMSS . Такая техника плохо показала себя в играх , обеспечивая слабое позиционирование источников звука в вертикальной плоскости . Компания Aureal привнесла в технологии воспроизведения 3 D звука свою тех нику Wavetracing . Мы уже писали об этой технологии , вкратце , это расчет распространения отраженных и прошедших через препятствия звуковых волн на основе геометрии среды . При этом обеспечивается полный динамизм восприятия звука , т.е . полная интерактивность. Итак , подведем итоги . Однозначный вывод состоит в том , что если вы хотите получить наилучшее качество 3 D звука , доступное на сегодняшний день , вам придется использовать звуковые карты , поддерживающие воспроизведение минимум через четыре колонки . Использо вание только двух фронтальных колонок - это конфигурация вчерашнего дня . Далее , если вы только собираетесь переходить на карты с поддержкой четырех и более колонок , то перед вами встает классическая проблема выбора . Как всегда единственная рекомендация со с тоит в том , чтобы вы основывали свой выбор на собственных ощущениях . Послушайте максимально возможно число разных систем и сделайте именно свой выбор . Теперь посмотрим , с каким багажом подошли ведущие игроки 3 D звукового рынка к сегодняшнему дню и что нас ждет в ближайшем будущем . EAR EAR - в текущей версии IAS 1.0 реализована поддержка воспроизведения DS 3 D , A 3 D 1.0 и EAX 1.0 через четыре и более колонок . За счет воспроизведения через четыре и более колонок , мозг слушателя получает дополнительные сигнал ы для правильного определения местоположения источников звука в пространстве . Этой осенью ожидается выход IAS 2.0 с поддержкой DirectMusic , YellowBook , EAX 2.0 и A 3 D 2.0, force - feed back (мы сможем чувствовать звук , а именно давление звука , громкость и т. д .), декодирование в реальном времени MP 3 и Dolby / DTS , будет реализована поддержка ".1" канала (сабвуфера ). Кроме того , в IAS 2.0 будет реализовано звуковое решение , не требующее наличие звуковой карты ( cardless audio solution ) для использования с полность ю цифровой системой воспроизведения звука , например с USB колонками или в тандеме с домашней системой Dolby Digital . Главные достоинства IAS от EAR : * Один интерфейс для любой многоколоночной платформы , обеспечивающий одинаковый результат вне зависимости от того , как воспроизводится звук при использовании специального API . * Имеется поддержка воспроизведения через две колонки (для старых систем ), если многоколоночная конфигурация недоступна . * Пользователь может подключить свой компьютер к домашней зву ковой системе ( Dolby Digital и т.д .) и IAS будет воспроизводить звук без необходимости какой-либо модернизации . Итак , по сравнению с конкурентами , IAS работает на любой платформе и не требует специального аппаратного обеспечения . При этом IAS использует л юбое доступное аппаратное обеспечение и обеспечивает пользователю наилучшее качество звука , которое доступно на его системе . Только вот остановит ли свой выбор пользователь на этой технологии , это большой вопрос . С другой стороны , для использования IAS не нужно покупать специальных звуковых карт . Sensaura Sensaura - компания занимающаяся созданием технологий . Производители звуковых чипов лицензируют разработки Sensaura и воплощают их в жизнь . В чипе Canyon 3 D от ESS будет реализована поддержка современны х технологий Sensaura , которые должны обеспечить слушателем 3 D звук на современном уровне , т.е . позиционируемый в пространстве и с воспроизведением через четыре и более колонок . За воспроизведение через четыре и более колонок отвечает технология MultiDrive , которая реализует HRTF и алгоритмы Cross - talk cancellation . Многообещающе выглядят технологии ZoomFX и MacroFX . Кроме того , Sensaura поддерживает воспроизведение реверберации через EAX от Creative , равно как и через I 3 DL 2, а также эмулирует поддержку A 3 D 1.х через DS 3 D . Первым звуковым чипов , который реализует технологию MultiDrive на практике , является Canyon 3 D от ESS Technology , Inc . Более подробную информацию о чипе Canyon 3 D можно найти на официальном сайте www . canyon 3 d . com . Первая карта на базе чипа Canyon 3 D называется DMX и производит ее компания Terratec . Как только эта карта попадет к нам на испытания , мы представим на ваш суд обзор . Заметим только , что на этой карте будут сразу оба типа цифровых выходов S / PDIF коаксиальный ( RCA ) и оптический ( To slink ), и один цифровой вход . Так что продукт обещает быть очень интересным . Creative Creative - занимается совершенствованием своего движка реверберации . В итоге в свет выйдет EAX 3.0, который должен добавить больше реализма в воспроизводимый звук . Ни кто не спорит , что реверберация это хорошо , что именно она обеспечивает насыщенное и живое звучание . При этом Creative упорно не собирается вести разработки в области геометрии акустики . Кстати , Microsoft объявила о намерении включить EAX в состав DirectSo und 3 D 8.0. С другой стороны , есть неподтвержденные слухи , что EAX 3.0 будет закрытым стандартом . Интересно , изменит ли Creative свою позицию со временем ? Пока же в новых версиях EAX нам обещают больше реализма и гибкости в настройках реверберации и моделир овании звуковой среды для конкретных объектов и помещений , плюс плавные переходы от одной заранее созданной звуковой среды к другой при движении слушателя в 3 D мире . Будут улучшения в области воспроизведения эффектов окклюзии и обструкции . Обещают и поддер жку отраженных звуков , но без учета геометрии и более продвинутую дистанционную модель . Вообще , я не удивительно , если Creative лицензирует MacroFX и ZoomFX у Sensaura . Что касается моделирования звука на основе физической геометрии среды , то Creative очен ь усиленно отрицает для себя возможность поддержки такого метода . Хотя , если поднять архивы и посмотреть первый пресс-релиз о будущем чипе Emu 10 k 1, то вы будете удивлены . Там говорится именно об использовании физической геометрии среды при моделировании зв ука . Потом планы изменились . Кто помешает Creative вновь изменить планы ? Особенно если учесть появление в ближайшее время движка реверберации от Aureal . Вряд ли Creative не сделает ответного хода . QSound QSound ведет работы по созданию новой технологии воспроизведения 3 D звука через четыре и более колонок . Зная пристрастия QSound , можно предположить , что в основу новой технологии опять лягут результаты реальных прослушиваний . QSound , как и Sensaura занимается именно технологиями , которые воплощают в вид е чипов другие компании . Так , чип Thunderbird 128 от VLSI воплощает в себе все последние достижения QSound в области 3 D звука , при этом Thunderbird 128 это DSP , а значит , есть все основания ожидать последующей модернизации . Стоит упомянуть , что QSound , подоб но Creative считает , что главное в 3 D звуке это восприятие слушателем окружающей атмосферы игры . Поэтому QEM (QSound Environmental Modeling) совместима с EAX 1.0 от Creative. Следует ожидать , что QEM 2.0 будет совместима с EAX 2.0. Отметим , что QSound слав ится очень эффективными алгоритмами и грамотным распределением доступных ресурсов , неслучайно именно их менеджер ресурсов был лицензирован Microsoft и включен в DirectX . Aureal С Aureal все более-менее понятно . В ближайшем будущем нам обещают дальнейше е улучшение функциональности A 3 D , мощный движок реверберации , поддержку HRTF на четырех и более колонках . Кроме того , есть вероятность , что Aureal начнет продавать свои карты под своей маркой . Кстати , осенью должны начаться продажи супер колонок под маркой Aureal . Мы упомянули основные разработки в области 3 D звука , которые применяются в компьютерном мире . Есть еще ряд фирм с интересными решениями , но они делают упор на рынок бытовой электроники , поэтому мы не стали в данном главе рассказывать о них . С ра звитием компьютерной индустрии звука , можно в дальнейшем прогнозировать , что будущие звуковые карты и звуковые интерфейсы позволят разработчикам игр создавать потрясающие своей реальностью и производимым впечатлением эффекты . Библиотеки HRTF будут все даль ше совершенствоваться . Возможно , чипы звуковых карт будут поддерживать декодирование AC -3 и других форматов цифрового звука . Звуковые карты будут поддерживать подключение более четырех колонок . Широкое распространение получат цифровые интерфейсы и цифровые подключения . Отдельной веткой будут развиваться дешевые решения на базе AMR . Пользователю лишь , остается самая сложная часть , выбрать именно тот продукт , который устроит его по всем параметрам . Не следует забывать , что звук каждый слышит по-своему , поэтом у , только послушав самостоятельно , человек составит правильное мнение о звуковой карте и звуковых технологиях . З А К Л Ю Ч Е Н И Е Мы живем сейчас , именно в том времени , когда , ни одна прогрессивная технология не останавливается на промежуточном резуль тате , а продолжает плодотворно развиваться . Особенно это касается разработки новых средств multimedia . Ведь , как мы уже выяснили , без них нельзя представить ни один крупный проэкт . Поэтому , разработчики , не боясь вкладывают свои средства в их создание , а пользователи охотно преобретают , руководствуясь красочными "плодами " рекламы. Так например , развитие систем окружающего 3 D -звука пока идет лишь по пути создания красивой акустической иллюзии , за счет более или менее удачного обмана физиологии нашего слуха. Следующим логическим шагом в этом направлении может стать интерактивное аудио , в основу которого положено адекватное реагирование на изменение акустических свойств помещения с целью имитации акустики всемирно знаменитых концертных залов . То есть , в будую щ ем , неплохо будет иметь дома отдельную комнату для аудиовидеоланча , скроенную по принципу срезов золотых сечений , с натяжными звукокорректирующими гобеленами XVII века , скромными персидскими коврами и парочкой древнеримских статуй в качестве дробилки стояч их волн . Но подобное слегка не по карману странствующему по мукам аудиофилу . Очевидно и то , что даже наличие идеальной звуковой камеры не всегда помогает ощутить атмосферу зала , близкую к реальной , а интерактивная цифровая модель (по крайней мере теоретич е ски ) это сделать должна . Что касается будущего цифровой музыки , то сейчас организация MPEG работает над стандартом MPEG -4, в котором используется принципиально новый подход как к аудио -, так и к видеокомпрессии . MPEG -4, как и MIDI , позволяет не просто в оспроизводить , а синтезировать музыку . Но в отличае от MIDI , звуки в программе MPEG -4 – не простые образцы . Этот способ синтеза музыки получил название "метода Колмогорова ". Кроме того , MPEG -4, будет сочетать два языка прграммирования , используемых в цифро вом аудио . Один из них SAOL , применяется для обычного компьютерного аудио , а другой , SASIL , поддерживае MIDI . В своей простейшей форме MPEG -4 генерирует звук как файлы WAV , но файл MPEG -4 будет гораздо меньше. Ну , и наконец , применение звук овой карты будет заключаться не в обыденной записи /воспроизведении звука , а в чем нибудь более оригинальном , как например , в использовании ее в качестве элемента оптико-электронного измерительного прибора . Звуковая карта , представляет собой высококачеств енный измеритель переменного напряжения , сопряженный с аналого-цифровым преобразователем . Игровой же порт , по определению , является устройством для измерения сопротивления переменных резисторов , находящихся в джойстике . На этом принципе и основано ее прим е нение в качестве исследователя затвора фотокамеры . То есть , следует подключить первый попавшийся фотодиод к микрофонному входу звуковой карты и получится прибор для измерения светового потока , падающего на чувствительный элемент . Теперь , направив световой пучок , например , от проектора для диапозитивов , на объектив фотокамеры , можно откинуть заднюю крышку и , расположив фотодиод в фокальной плоскости объектива , измерить время срабатывания затвора . Для шторно-шелевого затвора удобнее объектив снять и располо ж ить фотодиод вблизи шторки . И , наверняка , таких моментов будет огромное множество . Нам остается только подождать… Используемая литература 1. Занимательное путешествие в мир MP 3/ CD КОМПЬЮТЕР ПРЕСС 4 ’ 99. 2 Звуковые карты / CD КОМПЬЮТЕР ПРЕСС 1 ’ 99. 3. Программы для работы со звуком и музыкой / CD КОМПЬЮТЕР ПРЕСС 11 ’ 99. 4. Cakewalk Pro Audio 8/ INTERNET:http//www.cit.org.by/ musicwarez 5. Sound Forge 4.0/ INTERNET:http//www.cit.org.by/ musicwarez 6. Как самому написать музыку / INTERNET : http // www . cit . org . by / musicwarez 7. Может ли владелец ПК со звуковой платой считаться композитором ? / INTERNET:http//www.cit.org.by/ musicwarez 8. Создание MIDI / INTERNET : http // www . cit . org . by / musicwarez 9. Характеристики MIDI / INTERNET : http // www . iXBT . ru 10.Звуковая карта как элемент оптико-электронного измерительного прибора / INTERNET : http // www . iXBT . ru 11.Описание интерфейса MIDI / INTERNET : http // www . iXBT . ru 12.Тестирование программных MP 3-проигрывателей / INTERNET : http // www . iXBT . ru 13.Техноло гия создания позиционируемого 3 D звука / INTERNET : http // www . iXBT . ru 14.Функционирование звуковых плат / INTERNET : http // www . cit . org . by / musicwarez 15.Вслушайтесь в завтрашний день // Компьютерра . 1999 № 12. 16.Из аналога в цифру и обратно // Компьютерра . 1999 № 3 0-31. 17.Цифра и звук // Компьютерра . 1999 № 30-31. 18.Цифровая запись музыкальных CD // Компьютерра . 1999 № 30-31. 19.Звуковое будущее // Компьютерра . 1999 № 45. 20.Эффект виталия палыча или , первые миди впечатления // Компьютерра . 1997 № 46. 21. MP 3 - магия зву ков //МИР ПК . 1999 № 10 22.Музыкальные конструкторы // ПОДВОДНАЯ ЛОДКА . 1998 № 12 23.Играй,музыкант !// Софт маркет . 1997 № 23 24.Музыкальная шкатулка нашего времени // Софт маркет . 1997 № 23 25.Фигурнов В.Э . IBM PC для пользователя . Изд .7-е , переработанное и допо лненное.-М .:ИНФРА-М , 1999.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Слушайте, я кроме двух порций шашлыка ничего не заказывал! Почему же вы мне принесли счет аж на тысячу долларов?!
- Шашлык приготовлен на олимпийском огне!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru