Компьютерная обработка звука
Шрифт:
Протокол SCSI MIDI Device Interface (SMDI)
SCSI MIDI Device Interface (SMDI) – относительно новый стандарт для музыкальной аппаратуры и программ, который использует соединение по шине SCSI. Поскольку аппаратные средства SCSI обладают намного большей шириной полосы частот по сравнению с MIDI, передача семплов с помощью SMDI во много раз быстрее передачи по протоколу SDS. Кроме того, SMDI поддерживает пересылку как моно-, так и стереосемплов.
Внутренний семплер
Внутренний семплер – это плата, которая устанавливается внутри компьютера. В отличие от большинства звуковых плат внутренние семплеры позволяют загружать звуки в память платы. Эти звуки могут быть воспроизведены с различной высотой. Таким образом моделируется звучание музыкальных инструментов, точно так же, как и во внешнем семплере.
Программные семплеры
Последняя версия программы GigaSampler 1.5 фирмы NemeSys Music Technology, Inc. совмещает в себе высокое качество звука внешнего семплера и удобство работы с внутренним семплером, позволяя загружать семплы наиболее распространенных форматов.
Кнопки панели управления воспроизведением в Sound Forge
Три кнопки справа из шести на панели управления воспроизведением в окне данных, показанные на рис. 1.92, воспроизводят звук тремя различными способами и вместе с тем устанавливают режим воспроизведения.
Рис. 1.92 Часто используемые кнопки при создании семплов
Первая кнопка – Play Normal (Нормальный режим воспроизведения) – включает воспроизведение текущего выделенного фрагмента данных. Если фрагмент не выделен, файл воспроизводится от текущей позиции курсора до конца.
Следующая кнопка – Play Looped (Воспроизвести в цикле). При ее нажатии выделенный фрагмент
Кнопка Play as Sample (Воспроизвести как семпл) используется, чтобы воспроизвести звуковой файл так, словно он загружен в семплер. Это значит, что файл будет исполняться от начала до тех пор, пока не достигнет устойчивого цикла, определенного для файла, и затем будет повторяться в течение определенного числа циклов. Если циклы не определены, файл будет воспроизведен полностью как один однотактный семпл.
Чтобы изменить текущий режим воспроизведения, нажмите соответствующую кнопку или воспользуйтесь сочетанием клавиш Ctrl + Spacebar (пробел).
Инструментальные средства создания цикла для программы ACID в Sound ForgeSound Forge обладает особыми инструментальными средствами, разработанными специально для создания бесшовных циклов, которые могут использоваться в программе ACID (производитель тот же – Sonic Foundry) или любом другом приложении, требующем завершенных циклов. Эти средства могут быть найдены на панели ACID Loop Creation Tools (Инструментальные средства создания цикла для ACID) или в меню Special → ACID Loop Creation.
Во-первых, это Double Selection (Удвоение выделения) и Halve Selection (Половина выделения). Данные функции удваивают или делят пополам текущее выделение. При создании циклов очень удобно, выделив один такт, использовать затем инструмент Double Selection, чтобы автоматически увеличить выделение до двух или четырех тактов, и наоборот.
Следующие инструменты – Shift Selection Left (Сдвиг выделения влево) и Shift Selection Right (Сдвиг выделения вправо). С их помощью выделение перемещают влево или вправо на всю длину. Так как поддерживается точная длина выделения, инструменты удобны для перемещения выделенного такта или ноты полностью.
Rotate Audio (Чередование звука) – средство, которое лучше всего использовать, чтобы изменить характер звучания данного цикла. При этом берется выделенный звук в начале или конце файла и перемещается в другую сторону файла. Например, если у вас была партия ударных, которая выглядела как «бум, бум, бам, бум», а вы выбрали первый «бум» и выполнили функцию Rotate Audio, в результате получится партия ударных «бум, бам, бум, бум». Если нет выделения, файл будет обращаться фрагментами, продолжительность которых соответствует 1/16 части его длины.
Последний инструмент – Selection Grid Lines (Строки сетки выделения). Эти строки добавляются к любому выделенному фрагменту и делят его на четыре равные части. При создании циклов из сырого материала может быть весьма полезно выстраивание в линию строк на видимых нерезидентных пиках волны.
После того как вы сделали выделение, нажмите клавишу Z на клавиатуре, чтобы привязать границы выделения к самому близкому пересечению с осью нулевого уровня. Это устранит любые щелчки в точках соединения цикла.
Работа с семплами в Sound ForgeSampler Tool (Инструмент работы с семплами) позволяет создавать и редактировать семплы, а затем загружать их во внешние и внутренние семплеры. С помощью данного инструмента поддерживаются оба метода пересылки семплов внешним семплерам – MIDI Sample Dump Standard (SDS) и SCSI MIDI Device Interface (SMDI).
Шумопонижение
В тихих местах и паузах звуковых записей обычно слышен шум. Источники шумов могут быть самыми разнообразными, включая электрическое оборудование и задувание ветра в микрофон.
Для шумопонижения в записях используются описанные выше компрессоры и лимитеры, а также специально для этого предназначенные шумоподавители.
При достаточно большой громкости сигнала фоновые шумы, если их уровень не слишком высок, маскируются полезным сигналом. В паузах, где шум наиболее ощутим, можно удалить его с помощью так называемого порогового шумоподавителя. Принцип действия этого устройства заключается в следующем. При отсутствии сигнала и при его уровне ниже некоторого порогового значения шумоподавитель закрыт и полностью подавляет этот сигнал. Когда уровень сигнала превышает пороговое значение, шумоподавитель открывается и полностью пропускает звуковой сигнал, не уменьшая его громкости. Когда уровень сигнала падает ниже порогового значения, шумоподавитель снова закрывается, и на его выходе сигнал отсутствует. Этот принцип включения-выключения отражен и в названии таких устройств, а также программ (от англ. gate – вентиль).
Шумоподавитель в Sound ForgeДля удаления шумов в паузах сначала надо проанализировать амплитуду шума. С этой целью выберите участок звукового файла, не содержащий полезного сигнала, и найдите функцию Statistics (Статистика) в меню Tools (Инструментальные средства). За уровень шума примите максимальное значение, занесенное в поле Maximum sample value окна Statistics.
Теперь в меню Effects отметьте пункт Noise Gate (Шумоподавитель), после чего откроется соответствующее окно, показанное на рис. 1.93.
В поле Name выберите необходимую предустановку, например Noise gate 1. Установите регулятор Threshold level (Пороговый уровень) немного выше того значения, которое вы нашли в окне Statistics. В результате шум в паузах должен исчезнуть. Если этого не произошло, попробуйте увеличить значение регулятора.
Шумоподавитель удаляет весь звук, уровень которого находится ниже порогового. Обычно шумы имеют уровни ниже -20 дБ.
Другими двумя параметрами в окне шумоподавителя – Attack time (Время срабатывания) и Release time (Время отпускания) – задаются соответствующие динамические характеристики устройства. Первым определяется время, в течение которого появляется после паузы звук, имеющий амплитуду выше порогового уровня; вторым – время затухания громкого звука. Если значение Attack time слишком мало, начало речевой или музыкальной фразы, вероятно, будет срезано. Соответственно, если мало значение Release time, может быть обрезан конец тихой фразы. Требуется поэкспериментировать с этими параметрами, чтобы удалить как можно больше шумов и в то же время не исказить полезный звуковой сигнал.
Для звуков ударного характера значение Attack time разрешается значительно уменьшить. Значение Release time обычно слегка увеличивают, чтобы избежать слышимого эффекта срезания эха и реверберации.
Шумоподавление в WaveLabВ WaveLab для вызова шумоподавителя в меню Options должна быть помечена опция Use Master Section (Использовать секцию мастеринга). При этом открывается окно Master Section.
В одной из ячеек, расположенных в левой части окна, из раскрывающегося списка выберите функцию Noise Gate (Шумоподавитель). Откроется соответствующее окно, вид которого показан на рис. 1.94.
Шумоподавитель заглушает любой сигнал, уровень которого падает ниже определенного порога.
Рассмотрим изменяемые параметры настройки эффекта.
Threshold (Порог). Эта опция устанавливает уровень сигнала (от -144 до -12 дБ), с которого включается шумоподавление.
Rel. Time (Время отпускания). При помощи данного параметра определяется, как долго шумоподавитель остается открытым после падения уровня сигнала ниже порогового значения. Принимаемые значения: от 1 до 500 мс.
Rel. Sens (Чувствительность отпускания) позволяет предотвратить срабатывание шумоподавителя при уровнях сигнала, близких к пороговому. Принимаемые значения: от 1 до 100.
Attack Sens (Чувствительность срабатывания) задает время, которое требуется шумоподавителю для открытия. При низких значениях обеспечивается быстрая переходная характеристика устройства, а при высоких будет смягчена или срезана ранняя часть звука. Принимаемые значения: от 1 до 100.
Синхронизация с видеорядом
Встроенная поддержка AVI-файлов в Sound ForgeSound Forge позволяет открывать и сохранять файлы Microsoft Audio and Video Interleave (AVI), а значит, редактировать звуковые дорожки в видеопотоке с точностью до кадра, синхронизируя звук с изображением. Для удобства синхронизации отдельные кадры видеоролика располагаются прямо над картиной используемой звуковой волны. Благодаря этому Sound Forge можно использовать для производства разнообразной мультимедиа-продукции.
Для открытия AVI-файла выберите команду Open из меню File, а из раскрывающегося списка типов файлов – Video for Windows (*.avi). Затем дважды щелкните по названию файла, который хотите открыть. Если AVI-файл содержит один видеопоток и один аудиопоток, Sound Forge откроет эти потоки автоматически, как показано на рис. 1.95. Однако, если в файле нет звука, будет создана аудиодорожка во всю длину видео, содержащая только тишину.
AVI-файлы могут содержать более одного видео– или звукового потоков. Поток – это не то же самое, что дорожка в многодорожечном видео– или аудиоредакторе.
Если существует несколько потоков, можно по выбору открыть нужный. Это делается в диалоговом окне Video Stream. Здесь вы должны выбрать видео– и звуковой поток для открытия, используя функцию Stream Selectors (Селекторы потока) – черные ромбы слева от каждого потока. Отметив потоки, нажмите кнопку OK.
При открытии AVI-файла верхняя часть окна отводится под видеополосу. Видеополоса представляет собой последовательность кадров (как на киноленте). Число видимых кадров зависит от ширины полосы и масштаба. Чем шире полоса и больше масштаб, тем крупнее изображение и тем меньше кадров отображается на экране. Левый край отображаемых кадров синхронизирован со звуковой волной. Кадры на экране могут быть пронумерованы: для этого щелкните правой кнопкой мыши по видеополосе и выберите из контекстного меню опцию Number Frames (Номера кадров). Чтобы изменить размеры видеополосы, перемещайте ее нижний край вверх или вниз.
При воспроизведении звука можно оставлять кадры неподвижными, а можно разрешить анимацию (движение изображения в кадрах). Для этого служит команда Animate из контекстного меню видеополосы.
Чтобы присоединить видео к уже открытому звуковому файлу, выберите пункт Properties из меню File и перейдите на вкладку Video. Нажмите кнопку Attach. В открывшемся диалоговом окне Attach Video вы можете отметить AVI-файл, который нужно присоединить к звуку. После выбора AVI-файла с видеопотоком нажмите кнопку OK. На вкладке Video окна Properties теперь отображены аудио– и видеопотоки, как показано на рис. 1.96. AVI-файл может содержать множественные потоки, но в большинстве случаев вам нужен один аудиопоток и один видеопоток.
В квадратных переключателях слева от каждого потока крестиком помечено, какие из потоков сохранятся, когда вы будете сохранять ваш файл. Черный ромб рядом – так называемый Stream Selector (Селектор потока) – указывает, какие потоки используются в Sound Forge в настоящее время.
Снова нажмите кнопку OK, и над изображением звуковой волны появится видеополоса. Для сохранения открытого файла в формате AVI следуйте приведенным рекомендациям:
1. В диалоговом окне Save или Save As в поле типа файла выберите Video for Windows (*.avi). Дав название файлу, нажмите кнопку Save.
2. Теперь появится диалоговое окно Video Save Options. Вы можете выбрать, какие потоки накапливать в AVI-файле, помечая крестиком прямоугольник слева от каждого потока. Здесь же разрешается изменить названия потоков.
3. Нажав кнопку OK, вы увидите диалоговое окно Compression Options (Параметры сжатия). Здесь можно выбрать схему компрессии отдельно для аудио– и видеопотоков. Для изменения опций потока выберите нужный поток и нажмите кнопку Options. Проверяя опцию Interleave every _ Frames (Интервал чередования: _ кадров), вы можете определить, с какой частотой звуковые фрагменты перемежаются с видео.
4. Если вы нажали кнопку Options, появляется еще одно диалоговое окно – Video Compression (Сжатие видеосигнала), которое позволяет выбрать различные алгоритмы сжатия и настроить их при помощи дополнительных параметров конфигурации. Если отметить Selecting No Recompression (Без повторного сжатия), потоки будут сохранены в своих оригинальных форматах, которые Sound Forge устанавливает по умолчанию.
5. Установив опции сжатия, несколько раз нажмите кнопку OK, чтобы завершить процесс. Если видеопоток длинный, а схема сжатия выбрана медленная, сохранение файла может занять значительное время. Однако, если вы не меняете никаких форматов сжатия видеосигнала, сохранение пройдет намного быстрее, так как повторного сжатия выполняться не будет.
Если вы полагали, что звуковые файлы слишком быстро занимают свободное пространство вашего жесткого диска, сравните их с видеофайлами. Одна минута звука, записанного с качеством компакт-диска, занимает приблизительно 10 Мбайт на жестком диске (60 секунд х 44100 выборок в секунду х 2 стереодорожки х 2 байта при 16-битной разрядности выборки). С другой стороны, одна минута типичного видео для использования в мультимедиа легко займет около 200 Мбайт, и это для небольшого окна (60 секунд х 15 кадров в секунду х 320 х 240 х 3 байта для 24-битной разрядности пикселов).
Для большинства практических целей как окончательный эталонный формат следует использовать видео без сжатия. Сжатие видеосигнала – это зло по необходимости.
В настоящее время существует множество различных алгоритмов сжатия и их число все увеличивается. Во всех алгоритмах приходится выбирать между видеокачеством, коэффициентом сжатия и временем сжатия и декомпрессии. Быстрое сжатие больших объемов приводит к таким неприятным побочным эффектам, как подергивание или зернистость изображения.
При сохранении AVI в Sound Forge можно выбрать алгоритм сжатия из любых установленных в вашей системе. Вместе с Windows поставляются Cinepak by Radius (CVID), Intel Indeo (IV32) и Microsoft Video 1 (CRAM). Эта операция производится в диалоговом окне Video Compression, как было описано выше.
Многие алгоритмы используют ключевые, или опорные, кадры во время сжатия и декомпрессии. Ключевой кадр – это кадр в видеопотоке, который не сжимают. Обычно им является первый кадр сцены. Следующие кадры кодируются в виде изменений опорного. Чем меньше ключевых кадров, тем меньше размер видеофайла.
При редактировании AVI-файлов в Sound Forge скорость формирования изображений будет значительно снижена, если имеется только один ключевой кадр во всем файле. В этом случае при выводе каждого кадра на экран Sound Forge требуется просматривать все предшествующие данные.
Кроме того, в диалоговом окне Video Compression можно определить Data Rate (Скорость передачи видеоданных), которая непосредственно влияет на окончательный размер файла. Различные алгоритмы компрессии по-разному используют это значение, так как это всего лишь ожидаемая величина. В большинстве случаев следует оставить данный параметр без внимания. Если скорость передачи данных ограничена (например, односкоростным приводом CD-ROM), вам потребуется устанавливать это значение. Однако обратите внимание, что установка опции Compression Quality (Качество сжатия) также влияет на размер файла.
Используйте кнопку Preview (Предварительный просмотр), чтобы оценить качество вывода видео и степень сжатия.
Окно Video Preview (Предварительный видеопросмотр), показанное на рис. 1.97, открывается из меню View командой Video Preview. В этом окне будет всегда отображаться кадр, ближайший к позиции курсора.
В верхней части окна указан оригинальный размер кадра и размер окна (в круглых скобках), а также частота кадров и текущий номер кадра. Звездочка (*) перед номером кадра означает, что этот кадр – ключевой.
Отмена ошибочных действий
Отмена шагов редактирования в Sound Forge
В программном продукте реализована возможность бесконечной отмены и повторения произведенных действий. Sound Forge независимо от типа выполняемой операции предварительно создает копию текущего файла, которая в дальнейшем используется для восстановления исходного материала при выполнении команд Undo или Redo. Это надежный, но очень требовательный к объему жесткого диска способ, так как при обработке больших файлов и при значительном количестве выполняемых операций программа вынуждена сохранять много копий редактируемого файла, а следовательно, вы рискуете быстро заполнить все пространство диска. Но если при открытии файла поставить отметку в меню Open у надписи Operate Directly On The Sound File (Обрабатывать непосредственно в звуковом файле), то все операции по обработке будут вестись в самом файле без создания временных копий, хотя возможность многократной отмены совершенных действий сохранится.
Отмена операций в WaveLab
В данной программе также реализована возможность бесконечной отмены и повторения произведенных действий. При выполнении простейших операций редактирования, например Cut (Вырезать), Copy (Копировать в буфер), Delete (Уничтожить), Silence (Заглушить), с оригинальным файлом физически не происходит никаких изменений, пока не будет выполнена команда сохранения. Программа создает в памяти своеобразную виртуальную «карту» файла и дает команду воспроизводить определенный участок файла и не воспроизводить другой, перейти от конца к началу и т. п. При обработке аудиоданных различными эффектами на жестком диске в виде временного файла сохраняется только обработанный участок исходного материала. Таким образом удается достичь практически мгновенного выполнения команд Undo/Redo, хотя надежность подобного метода работы ниже, чем, скажем, у Sound Forge, так как до сохранения редактируемый файл состоит из множества частей, находящихся в разных местах диска, и при сбоях в системе информация может быть безвозвратно утеряна. WaveLab обладает способностью выполнять операции Undo/ Redo при воспроизведении обрабатываемого файла, что очень удобно.
Глава 2 Встраиваемые приложения
Установка всех описываемых в этой главе модулей встраиваемых приложений (plug-ins) не представляет труда и выполняется согласно описанию. Встроенные модули запускаются затем из соответствующих меню программ редактирования звука.
Обзор
Модули фирмы Twelve Tone Systems, Inc.
Пакет DirectX-эффектов Cakewalk Audio FX1 оперирует при обработке звука 32-разрядными числами с плавающей точкой и включает в себя четыре модуля динамической обработки сигнала: компрессор/гейт, экспандер/гейт, лимитер и отдельный процессор динамической обработки, объединяющий функции трех предыдущих модулей.