Embedded Files
Quan parlem de sons digitals o analògics, no ens referim a una classificació de sons, sinó a la manera en com es reprodueixen i es tracten els senyals acústics. Ens referim a àudio analògic quan el senyal acústic (reproducció de so) consisteix en un senyal que imita (és anàleg a) l'ona sonora originària. Són de reproducció analògica, els discs de vinil, ja que les oscil·lacions dels solcs es corresponen amb les de l'ona sonora, i les cintes de casset en les quals les oscil·lacions es representen per la magnetització de la cinta.
Fins a l'aparició dels ordinadors, el so es gravava sempre de forma analògica.
En l'àudio digital, el senyal acústic és representat per una sèrie de nombres o mostres, cadascun dels quals representa un instant i una amplada en l'ona sonora original a intervals de temps regulars. Aquesta discretització temporal i d'amplada de l´ona sonora original s'aconsegueix mitjançant el procés de quantificació o digitalització .
L'àudio digital es refereix a la tecnologia que enregistra, emmagatzema i reprodueix el so mitjançant la codificació d'un senyal d'àudio en forma digital en comptes de forma analògica. El so es passa a través d'un convertidor analògic a digital (ADC). Un convertidor de digital a analògic (DAC) realitza el procés invers, i converteix el senyal digital de nou en un so audible. Els sistemes digitals d'àudio poden incloure compressió , emmagatzematge , processament i transmissió de les components. La conversió a un format digital permet la manipulació convenient, l'emmagatzematge, la transmissió i la recuperació d'un senyal d'àudio.
Paràmetres en la digitalització
Paràmetres en la digitalització
En el procés de digitalització hi intervenen tres factors, que incideixen en la qualitat del so i en l'espai necessari per emmagatzemar la informació digital.
1. La freqüència de mostreig amb què es mesura la intensitat del senyal elèctric, és a dir, el nombre de lectures efectuades per segon en l'ona sonora original (quantitat de mostres. Es mesura en Hz) Com més elevada sigui la freqüència, més semblança hi haurà entre el so original i el digitalitzat i per tant, més qualitat. La freqüència es mesura amb Hertz. Els valors emprats més usualment en els enregistraments digitals són:
- 11.025 Hz per enregistraments de veu . (Freqüència utilitzada en la línia telefònica)
- 22.050 Hz per enregistraments de música amb qualitat mitjana . (Freqüència utilitzada en la ràdio)
- 44.100 Hz per enregistraments de música amb alta qualitat . (Freqüència utilitzada en els reproductors de Compact Disc.)
Imatge trobada a : http://www.logosalut.com/fonaments-d-audiologia/f%C3%ADsica-ac%C3%BAstica/processament-digital-del-so/
2. La resolució o precisió amb què s'anoten els valors de les lectures. Qualitat de les mostres. Com més decimals, més qualitat. Es mesura en bits (8 bits, 16 bits, 32 bits, etc.)
Tenint en compte que en tota mesura d'una magnitud física hi ha sempre un arrodoniment, com més detallades i minucioses siguin les lectures més exacte serà el resultat.
No és el mateix pesar amb unes balances de precisió, que ens permeten afinar fins als mil·ligrams, que amb una bàscula domèstica, on sempre acabarem arrodonint a desenes de gramsAmb l'ordinador hi ha, per exemple, aquestes possibilitats:
- 8 bits (un byte per lectura), Permet fer servir una escala de 256 valors possibles. Ve a ser com pesar amb una bàscula domèstica.
- 16 bits (dos bytes per lectura) Ofereix una escala de 65.536 valors. Seria l'equivalent a les lectures que ens donaria una balança de precisió.
Al gràfic lateral la primera ona representa el so analògic original, la del mig represnet aun mostreig a 16 bits, i la inferior, mostreig a 8 bits.
Com canviar la tasa de bits i la freqüència de mostreig amb Audacity:
3. El nombre de canals. La digitalització es pot fer a partir d'un senyal monofònic (un sol registre sonor) o estereofònic (dos registres simultanis). Aquest darrer necessitarà el doble d'espai que el primer.
L'estàndard qualitat CD = 44.100 Hz / resolució 16 bits / estèreo (doble pista).
Tot seguit veurem el procés de digitalització d'una ona de so a baixa i a alta freqüència i resolució
Digitalització a baixa freqüència i baixa resolució
Digitalització amb alta freqüència i alta resolució
Comparació
Busquets i Llinares (2010). Recuperat el dia 2 d'octubre de 2012, a: http://www.xtec.cat/formaciotic/dvdformacio/materials/td113/practica_3.html
Evidentment, com més elevada sigui la taxa de mostreig (nombre de lectures per unitat de temps), més semblança hi haurà entre l'ona analògica original i els senyals digitals. Podem dir que la diferència entre informació digital i analògica és que la primera representa la informació en valors discrets de manera codificada, i la segona, en canvi, representa les propietats reals d'un sistema relacionat entre sí de manera contínua (ones).
Abans de l'era informàtica, la reproducció i gravació es basava en l'àudio analògic; actualment s'ha imposat l'àudio digital.
Teorema del mostreig o teorema de Nyquist
Teorema del mostreig o teorema de Nyquist
Harry Nyquist (1889-1976)
Per a una bona digitalització, la freqüència de mostreig ha de ser com a mínim el doble de la major freqüència de la senyal.
Aquest principi implica que si la resposta a altes freqüències en gravació digital ha d'arribar als 20.000 Hz (límit establert en l'audició humana), la freqüència de mostreig ha de ser com a mínim de 40.000 Hz. Per això la freqüència estàndard de qualitat CD és de 44.100 Hz . És curiós comprovar que l'ull humà és més fàcil d'enganyar que l'oïda. Per donar sensació de moviment, el cinema i la televisió utilitzen una freqüència d'entre 24 i 30 fotogrames per segon, mentre que la música en necessita 44.100 !
Convertidors de so
Convertidors de so
Els ordinadors només són capaços de treballar amb informació digital, per això es necessita transformar el senyal analògic que entra a l'ordinador en codi digital.
Mitjançant transductors (dispositius capaços de convertir una magnitud física a una altra, com per ex. un micròfon convencional o un altaveu) la pressió rebuda de les ones sonores és convertida a senyals magnètics i elèctrics i viceversa ( forma analògica). Una vegada els transductors han transformat les ones sonores en senyals elèctrics (de forma anàloga), l'ordinador disposa d'uns dispositius, els conversos de so, que mostrejaran i convertiran en nombres (quantificació) aquests senyals per a poder treballar amb el nou format digital.
Els conversors de sos són uns dispositius que es troben a la tarja de so del nostre ordinador. Les targes de so utilitzen normalment mostres de 8 ó de 16 bits i freqüències de mostreig des de 4.000 fins a 44.000 mostres per segon. Les mostres poden estar contingudes en un canal (mono) o en dos (estèreo).
Si vols saber més de la tarja de so, clica a la imatge.
Procés de conversió de la informació analògica - digital - analògica a l´ordinador A-D / D-A
Procés de conversió de la informació analògica - digital - analògica a l´ordinador A-D / D-A
Entrada de so
1- Arriben les ones sonores al micròfon (transductor) que converteix l´ona sonora en senyals elèctrics (analògicament)
2- Aquests senyals passen a un convertidor analògic-digital (A/D) que mostreja i converteix els senyals en un llistat de nombres (dígits) de forma que l´ordinador pugui treballar amb ells.
1 2 3 4
Sortida de so:
(Per a poder escoltar el resultat s'ha de tornar a convertir en senyal analògic.)
3 - Segueix el procés a la inversa: el convertidor digital-analògic (D/A) genera, a partir dels valors que rep digitalment, tensions en forma escalonada ,transformant la informació digital en senyals elèctrics.
4 - Aquests senyals finalment es suavitzen per a obtindre el senyal anàleg original que serà transmès pels altaveus (transductors).
El cicle de la vida del so i el procés que realitza des de que s'emet de la font sonora analògica, es digitalitza, processa o emmagatzema i es torna a emetre descodificant es pot resumir en aquesta imatge:
A-D-A (2011) Recuperat el 2 d'octubre de 2012, a: http://en.wikipedia.org/wiki/File:A-D-A_Flow.svg
Un flux d'àudio d'ones de so a través d'un micròfon a un voltatge analògic, convertidor AD, ordinador, convertidor de DA, el voltatge analògic, altaveu i, finalment, de nou com les ones de so.
La música digital
La música digital
"Dígits" explica, en aquest capítol, com l'electrònica ha revolucionat el món de la música, amb l'aparició de nous sons, noves maneres de manipular-los i nous estils musicals. El Theremin va ser un dels primers instruments musicals electrònics. El va inventar, els anys 20, el físic i alhora músic rus Lev Termen. Consta de dues antenes a través de les quals s'emeten dos camps electromagnètics. L'aproximació de les mans produeix variacions d'aquests camps i, com a resultat, uns sons audibles.
Durant la dècada del 1940, el magnetòfon permetia enregistrar sons i reutilitzar-los. Combinada amb la creativitat musical, la cinta magnètica va donar lloc a un nou concepte: la música electrònica. Alguns dels seus pioners van ser el nord-americà John Cage o el francès Pierre Schaeffer, que componia amb tota mena de sons: naturals, industrials...Max Mathews, un enginyer nord-americà, va crear el primer programa d'ordinador per generar sons. El Moog va ser el primer sintetitzador que es tocava com un orgue, però podia produir sons molt diversos. El Moog va contribuir a popularitzar la música electrònica.
Durant els anys 70, els sintetitzadors van passar de ser analògics a digitals. L'electrònica va eixamplar la paleta de sons i la digitalització, la gamma d'estils i d'instruments.
La digitalització comporta, en primer lloc, la fragmentació del senyal sonor. Després, cada fragment es quantifica i es codifica en forma de bits. Amb el codi digital, els sons es poden manipular, barrejar i fer que qualsevol cosa pugui sonar. Aquesta capacitat ha donat lloc a nous gèneres musicals, com ara la "música algorítmica" o la "música interactiva".
En el món digital, la música esdevé una matèria mal·leable. I l’ordinador, un instrument per fer instruments… musicals.
Àudio digital i MIDI (Sergi Jordà)
Àudio digital i MIDI (Sergi Jordà)
1997-2003. Sergi Jordà Puig. Índex.
El audio digital acaba de cumplir cuarenta años. Más de uno se asombrará con semejante afirmación, pero lo cierto es que la aplicación de la informática al sonido es casi tan antigua como los propios ordenadores. Lo que tal vez no preveían aquellos visionarios pioneros era la importancia que este fenómeno iría tomando con el tiempo.
Aunque se puede hacer música sin tener demasiados conocimientos de acústica, parece imposible comprender lo que es el sonido digital si no se tiene una idea de lo que es el sonido en general. Por ello, este capítulo describe de forma básica los aspectos físicos y matemáticos de las ondas sonoras que, junto con sus consecuencias psicológicas, son la base de toda experiencia musical.
2. Principios del sonido digital
El principio fundamental del audio digital consiste en discretizar las señales sonoras continuas (como las emitidas por un micrófono) para convertirlas en secuencias de números.
3. El audio digital en el ordenador personal
Para trabajar con sonido digital en un ordenador son necesarios como mínimo dos conversores (A/D y D/A) que cumplan la función de digitalizar y reconstituir posteriormente la señal analógica. En los IBM PC compatibles esta posibilidad llegó hace unos años de la mano de las primeras tarjetas de sonido de tipo Sound Blaster...
4. El audio digital en Windows 95
Tenemos ya unos conocimientos básicos sobre la naturaleza del sonido digital y sus propiedades fundamentales. En este capítulo veremos las posibilidades que ofrece Windows 95 en cuanto a obtención y almacenamiento de audio digital.
5. Edición de sonido por ordenador
Hemos visto cómo digitalizar un sonido procedente de diversas fuentes analógicas y almacenarlo en la memoria o el disco duro del ordenador, pero el enorme potencial del audio digital por ordenador no comienza a intuirse hasta que abrimos un potente editor gráfico de audio.
6. Conceptos avanzados de procesador digital de audio
En el anterior capítulo hemos estudiado algunas de las posibilidades más sencillas en la edición digital de audio. En este capítulo seguiremos tratando el tema, introduciendo nuevos conceptos más avanzados relacionados con la teoría del proceso digital de señales.
Mientras que las ideas básicas de audio digital son fácilmente comprensibles para cualquier usuario de ordenadores, en el MIDI se dan cita conceptos relacionados con la música, la informática y las comunicaciones que le otorgan un cierto aire mágico e inaccesible.
8. La especificación MIDI a fondo
Los mensajes MIDI conforman el lenguaje a través del cual se comunican todos los dispositivos. En el capítulo anterior presentamos someramente algunos de estos mensajes (note on, program change, control change y pitch bend). En este capítulo los trataremos todos de forma sistemática.
9. Síntesis y generación digital de sonido
Hasta ahora, hemos utilizado frecuentemente el término sintetizador para referirnos a todo dispositivo capaz de generar sonido, sin preocuparnos por la manera en que se realiza dicho proceso. En este capítulo revisaremos algunos de los sistemas de generación de sonido más utilizados.
Este capítulo se centra en la parafernalia de elementos que pueden integrar un equipo MIDI. Se estudiarán los diferentes aspectos que puede presentar un sintetizador o un sampler, qué son las cajas de ritmo, las estaciones de trabajo o los multiefectos digitales, así como otros elementos menos populares.
11. El ordenador MIDI y la terjeta de sonido
Aunque el MIDI no fue concebido pensando en el ordenador, pronto se vio que la incorporación de este elemento potenciaba enormemente cualquier estudio MIDI. Por ello, su importancia no ha cesado de crecer a la par que han crecido su potencia y sus prestaciones.
12. Estudio comparativo de tarjetas de sonido
Habida cuenta de la velocidad con que se modifican, se retiran y se incorporan periféricos de este tipo, es realmente difícil realizar un estudio comparativo con los modelos disponibles actualmente, y pretender que siga siendo representativo dentro de unos meses.
De todas las aplicaciones y actividades relacionadas con el MIDI, la secuenciación fue la primera en aparecer, y sigue siendo hoy, la más popular. Esto hace que el secuenciador sea sin duda, después de los propios instrumentos (o la tarjeta de sonido), la pieza más importante de todo estudio MIDI.
14. Otros tipos de software MIDI
Aunque el secuenciador sea la piedra angular de todo sistema MIDI, la potencia y versatilidad de los ordenadores ha promovido muchos otros tipos de aplicaciones. En este capítulo describiremos algunas de ellas, relacionadas todas con el MIDI.
Una vez vistas las especificaciones, posibilidades y usos más frecuentes del protocolo MIDI, en este capítulo veremos cómo organiza y gestiona el MIDI Windows 95, aunque la mayoría de lo indicado sería fácilmente extrapolable a Windows 3.1.
16. Programación de sonido con los comandos MCI
La programación de sonido bajo Windows se puede llevar a cabo con dos herramientas diferentes, los comandos MCI y las funciones de bajo nivel del API de Windows. En este capítulo estudiaremos la primera forma, dejando la programación de bajo nivel para el próximo capítulo.
17. Programación MIDI de bajo nivel
Al final del capítulo anterior exponíamos las limitaciones de los comandos MCI en lo que al MIDI se refiere. En este capítulo estudiaremos unas cuantas funciones incluidas en el API de Windows (tanto en la versión 3.1 como en Windows 95), que permiten superar esas restricciones.
18. Integración MIDI y el audio digital
En los capítulos iniciales, hemos tratado el audio digital y las posibilidades que brinda el ordenador en este campo, mientras que, en la segunda parte, hemos cubierto con detalle el tema del MIDI. Finalmente ha llegado la hora de integrar las dos tecnologías para obtener, por así decirlo, lo mejor de ambos mundos.
[>>] Introducción [+] Anexos
x saber-ne +
x saber-ne +
La targeta de so
La targeta de so
http://www.xtec.cat/formaciotic/dvdformacio/materials/td113/practica_2.html
El so digital
El so digital
http://www.xtec.cat/formaciotic/dvdformacio/materials/td113/practica_3.html
El micròfon
El micròfon
Les ones sonores i els camps elèctrics i magnètics ens introdueixen en el món de les vibracions i les ones sonores. Així, estudiarem el funcionament i mecanisme d'un micròfon, derivat dels corrents elèctrics. També coneixerem la sensibilitat de les resistències elèctriques. Recuperat el dia 2 d'octubre de 2012, a: http://www.edu3.cat/Edu3tv/Fitxa?p_id=17068
L'altaveu
L'altaveu
El vídeo ens introdueix els mots clau d'ona sonora, vibració i pressió, membrana i energia elèctrica. Així, estudiarem el funcionament d'un altaveu i el fenomen de la ressonància i de les bandes passants de l'energia. Recuperat el dia 2 d'octubre de 2012, a:
Google Sites
Report abuse