Мусиц Цреатион. Мастеринг - 2. део

О томе да је савладавање у процесу музичке продукције последњи корак на путу од идеје музике до њеног предања примаоцу писао сам у претходном броју. Такође смо пажљиво погледали дигитално снимљени звук, али још нисам разговарао о томе како се овај аудио, претворен у претвараче наизменичног напона, претвара у бинарни облик.

1. Сваки сложени звук, чак и веома високог степена сложености, заправо се састоји од много једноставних синусоидних звукова.

Претходни чланак сам завршио питањем, како је могуће да је у тако таласастом таласу (1) сав музички садржај кодиран, чак и ако је реч о многим инструментима који свирају полифоне делове? Ево одговора: то је због чињенице да сваки сложен звук, чак и веома сложен, заиста јесте састоји се од много једноставних синусоидних звукова.

Синусоидна природа ових једноставних таласних облика варира са временом и амплитудом, ови таласни облици се преклапају, сабирају, одузимају, модулирају једни друге и тако прво стварају појединачне звукове инструмента, а затим комплетирају миксеве и снимке.

Оно што видимо на слици 2 су одређени атоми, молекули који чине нашу звучну материју, али у случају аналогног сигнала таквих атома нема – постоји једна паран линија, без тачака које означавају наредна очитавања (разлика се може видети у слику у корацима, који су графички апроксимирани да би се добио одговарајући визуелни ефекат).

Међутим, пошто се репродукција снимљене музике из аналогних или дигиталних извора мора вршити помоћу механичког електромагнетног претварача као што је претварач звучника или слушалица, велика већина разлика између чистог аналогног звука и дигитално обрађеног аудио замућења. У завршној фази, тј. при слушању музика допире до нас на исти начин као и вибрације ваздушних честица изазваних кретањем дијафрагме у претварачу.

2. Молекули који чине наш звук су материја

аналогна цифра

Да ли постоје било какве звучне разлике између чистог аналогног звука (тј. снимљеног аналогног на аналогном диктафону, миксованог на аналогној конзоли, компримованог на аналогном диску, репродукованог на аналогном плејеру и појачаног аналогног појачала) и дигиталног звука - претвореног из аналогно у дигитално, обрађено и дигитално миксовано и затим обрађено назад у аналогни облик, да ли је то тачно испред појачала или практично у самом звучнику?

У великој већини случајева, радије не, мада ако бисмо снимили исти музички материјал на оба начина, а затим га репродуковали, разлике би се свакако чуле. Међутим, то ће бити пре због природе алата који се користе у овим процесима, њихових карактеристика, својстава и често ограничења, него због саме чињенице употребе аналогне или дигиталне технологије.

При томе претпостављамо да довођење звука у дигитални облик, тј. експлицитно атомизовано, не утиче значајно на сам процес снимања и обраде, поготово што се ови узорци јављају на фреквенцији која је – барем теоретски – далеко изнад горњих граница фреквенција које чујемо, па самим тим и ова специфична зрнатост звука конвертована дигиталном облику, нама је невидљив. Међутим, са становишта савладавања звучног материјала, то је веома важно, а о томе ћемо касније.

Сада хајде да схватимо како се аналогни сигнал претвара у дигитални облик, наиме нула-један, тј. онај где напон може имати само два нивоа: дигитални један ниво, што значи напон, и дигитални нулти ниво, тј. ова тензија практично не постоји. Све у дигиталном свету је или један или нула, нема међувредности. Наравно, постоји и такозвана фуззи логика, где још увек постоје међустања између стања „укључено“ или „искључено“, али то није примењиво на дигиталне аудио системе.

3. Вибрације честица ваздуха изазване извором звука покренуле су веома лагану структуру мембране.

Трансформације први део

Сваки звучни сигнал, било да се ради о вокалу, акустичној гитари или бубњевима, шаље се компјутеру у дигиталном облику, прво се мора претворити у наизменични електрични сигнал. Ово се обично ради са микрофонима код којих вибрације ваздушних честица изазваних извором звука покрећу веома лагану структуру дијафрагме (3). Ово може бити дијафрагма укључена у кондензаторску капсулу, трака од металне фолије у тракастом микрофону или дијафрагма са завојницом причвршћеном за њу у динамичком микрофону.

У сваком од ових случајева на излазу микрофона се појављује веома слаб, осцилирајући електрични сигналкоји у већој или мањој мери чува пропорције фреквенције и нивоа који одговарају истим параметрима осцилирајућих честица ваздуха. Дакле, ово је нека врста његовог електричног аналога, који се даље може обрадити у уређајима који обрађују наизменични електрични сигнал.

Од почетка сигнал микрофона мора бити појачанјер је преслаб да би се на било који начин користио. Типичан излазни напон микрофона је реда хиљадитих делова волта, изражен у миливолтима, а често у микроволтима или милионитим деловима волта. Поређења ради, додајмо да конвенционална батерија типа прста производи напон од 1,5 В, а ово је константан напон који није подложан модулацији, што значи да не преноси никакву звучну информацију.

Међутим, једносмерни напон је неопходан у било ком електронском систему да би био извор енергије, који ће онда модулисати АЦ сигнал. Што је ова енергија чистија и ефикаснија, што је мање подложна струјним оптерећењима и сметњама, то ће бити чистији сигнал наизменичне струје који обрађују електронске компоненте. Због тога је напајање, односно напајање, толико важно у сваком аналогном аудио систему.

4. Микрофонско појачало, такође познато као претпојачало или претпојачало

Микрофонска појачала, позната и као претпојачала или претпојачала, дизајнирана су да појачају сигнал са микрофона (4). Њихов задатак је да појачају сигнал, често чак и за неколико десетина децибела, што значи да повећају њихов ниво за стотине или више. Тако на излазу претпојачала добијамо наизменични напон који је директно пропорционалан улазном напону, али га стотинама пута премашује, тј. на нивоу од разломака до јединица волти. Овај ниво сигнала је одређен линијски ниво а ово је стандардни радни ниво у аудио уређајима.

Трансформација други део

Аналогни сигнал овог нивоа се већ може проћи процес дигитализације. Ово се ради помоћу алата који се називају аналогно-дигитални претварачи или претварачи (5). Процес конверзије у класичном ПЦМ режиму, тј. Модулација ширине импулса, тренутно најпопуларнији режим обраде, дефинисан је са два параметра: брзина узорковања и дубина бита. Као што тачно сумњате, што су ови параметри већи, то је боља конверзија и тачнији ће сигнал бити достављен рачунару у дигиталном облику.

5. Конвертор или аналогно-дигитални претварач.

Опште правило за ову врсту конверзије узорковање, односно узимање узорака аналогног материјала и креирање његове дигиталне репрезентације. Овде се интерпретира тренутна вредност напона у аналогном сигналу и његов ниво се дигитално представља у бинарном систему (6).

Овде је, међутим, потребно укратко подсетити се на основе математике, према којима се свака бројчана вредност може представити у било који бројни систем. Кроз историју човечанства коришћени су и још увек се користе различити системи бројева. На пример, концепти као што су туце (12 комада) или пени (12 туцета, 144 комада) засновани су на дуодецималном систему.

6. Вредности напона у аналогном сигналу и приказ његовог нивоа у дигиталном облику у бинарном систему

За време користимо мешовите системе - сексагезимални за секунде, минуте и сате, дуодецимални дериват за дане и дане, седми систем за дане у недељи, четвороструки систем (који се такође односи на дуодецимални и сексагезимални систем) за недеље у месецу, дуодецимални систем да означимо месеце у години, а затим прелазимо на децимални систем, где се појављују деценије, векови и миленијуми. Мислим да пример коришћења различитих система за изражавање протока времена веома добро показује природу бројевних система и да ће вам омогућити да се ефикасније крећете у питањима везаним за конверзију.

У случају аналогне у дигиталну конверзију, бићемо најчешћи претворити децималне вредности у бинарне вредности. Децимално јер се мерење за сваки узорак обично изражава у микроволтима, миливолтима и волтима. Тада ће ова вредност бити изражена у бинарном систему, тј. користећи два бита која у њему функционишу - 0 и 1, који означавају два стања: нема напона или његово присуство, искључено или укључено, струја или не, итд. Тиме избегавамо изобличење, а све радње постају много једноставније у имплементацији применом такозвана промена алгоритама са којима имамо посла, на пример, у односу на конекторе или друге дигиталне процесоре.

Ти си нула; или један

Са ове две цифре, нуле и јединице, можете изразити сваку нумеричку вредностбез обзира на његову величину. Као пример, узмите у обзир број 10. Кључ за разумевање децималне у бинарну конверзију је да број 1 у бинарном систему, баш као и у децималном, зависи од његове позиције у низу бројева.

Ако је 1 на крају бинарног низа, онда 1, ако је у другом од краја - онда 2, на трећој позицији - 4, а на четвртој позицији - 8 - све у децимали. У децималном систему, исти 1 на крају је 10, претпоследњи 100, трећи 1000, четврти КСНУМКС је пример за разумевање аналогије.

Дакле, ако желимо да представимо 10 у бинарном облику, мораћемо да представимо 1 и 1, па као што сам рекао, то би било 1010 на четвртом месту и XNUMX на другом, што је XNUMX.

Ако је требало да конвертујемо напоне од 1 до 10 волти без разломаних вредности, тј. користећи само целе бројеве, довољан је претварач који може представљати 4-битне секвенце у бинарном облику. 4-битни јер ће ова конверзија бинарног броја захтевати до четири цифре. У пракси ће то изгледати овако:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Те водеће нуле за бројеве од 1 до 7 једноставно додају стринг на пуна четири бита тако да сваки бинарни број има исту синтаксу и заузима исту количину простора. У графичком облику, такав превод целих бројева из децималног система у бинарни је приказан на слици 7.

7. Претворите целе бројеве у децималном систему у бинарни систем

И горњи и доњи таласни облици представљају исте вредности, осим што је први разумљив, на пример, за аналогне уређаје, као што су линеарни мерачи нивоа напона, а други за дигиталне уређаје, укључујући рачунаре који обрађују податке на таквом језику. Овај доњи таласни облик изгледа као квадратни талас променљивог пуњења, тј. различит однос максималних вредности према минималним вредностима током времена. Овај променљиви садржај кодира бинарну вредност сигнала који треба да се конвертује, па отуда и назив "пулсно кодна модулација" - ПЦМ.

Сада се вратимо на претварање правог аналогног сигнала. Већ знамо да се може описати линијом која приказује нивое који се глатко мењају, а не постоји таква ствар као што је скакање ових нивоа. Међутим, за потребе аналогне у дигиталну конверзију, морамо увести такав процес да бисмо с времена на време могли да измеримо ниво аналогног сигнала и сваки такав измерени узорак представимо у дигиталном облику.

Претпостављало се да фреквенција на којој ће се вршити ова мерења треба да буде најмање двоструко већа од највише фреквенције коју човек може да чује, а пошто је приближно 20 кХз, дакле, највише 44,1 кХз остаје популарна брзина узорковања. Прорачун брзине узорковања повезан је са прилично сложеним математичким операцијама, што у овој фази нашег познавања метода конверзије нема смисла.

Више је боље?

Све што сам горе поменуо може указивати да што је већа фреквенција узорковања, тј. мерењем нивоа аналогног сигнала у редовним интервалима, то је већи квалитет конверзије, јер је – барем у интуитивном смислу – тачније. Да ли је то заиста истина? О овоме ћемо знати за месец дана.