Звуковой барьер в аэродинамике — название ряда технических трудностей, вызванных явлениями, сопровождающими движение летательного аппарата (например, сверхзвукового самолёта, ракеты) на скоростях, близких к скорости звука или превышающих её. Временная дискретизация звука • Непрерывная звуковая волна разбивается на.
Основные понятия
| Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность | Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму. |
| Что такое звуковой удар и как он ощущается | На что разбивается непрерывная звуковая волна? |
| Отличия аналогового звука от цифрового / Хабр | процесс, при котором, во время кодирования непрерывного звукового сигнала, звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. |
| Кодирование звуковой и видеоинформации - ZNZN📗 | Во-первых, звуковая ударная волна после преодоления самолетом, сверхзвукового барьера никуда не исчезает. |
| Звуки смерти или пара слов об ударных волнах | Пикабу | Например, следующая звуковая волна была разбита с глубиной кодирования, равной 3 битам (поэтому уровней громкости ровно 2 ^ 3 = 8 и каждый закодирован кодом, длиной в 3 символа) и частотой дискретизации 4 Гц. |
Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность
Качество оцифрованного звука. Чем больше глубина и частота дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, будет при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки режим моно. Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-СD , будет при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек режим стерео. Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем высококачественного звукового файла. Можно оценить информационный объем цифрового стереозвукового файла длительностью звучания 1 секунда при среднем качестве звука 16 битов, 48 000 измерений в секунду. Звуковые редакторы.
Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши.
Определим информационный объем данных, которые были получены при оцифровке звукового сообщения длительность 2 минуты, частота 45кГц, использовалась 16-битная звуковая карта.
Запись выполнена в режиме «стерео». Видеоинформация Для того чтобы сохранить видеоинформацию в памяти компьютера, необходимо закодировать звук, а также изменяющееся во времени изображение, важно обеспечить их синхронность. Как мы выяснили ранее, звуковую информацию оцифровывают, видеоинформацию же рассматривают как последовательность кадров, меняющихся с определённой частотой.
Кадр рассматривается как множество пикселей, каждый кадр кодируется, совокупность всех кадров описывает видео. Основными характеристиками частота кадров скорость воспроизведения кадров в секунду ; экранное разрешение количество пикселей на экране ; глубина цвета количество бит на пиксель. Для того чтобы определить, какой объем памяти требуется для хранения видеоинформации, необходимо воспользоваться следующей формулой: , где I — искомый объем видеоданных, H и W — высота и ширина изображения в пикселях, — частота кадров в секунду, t — продолжительность передачи видео в секундах, i — глубина цвета.
Это позволило представить звуковой поток в однобитном виде с широким динамическим диапазоном. Усреднение возможно делать обычным аналоговым фильтром и если такой набор импульсов подать напрямую на динамик, то на выходе мы получим звук, а ультра высокие частоты не будут воспроизведены из-за большой инертности излучателя. По этому принципу работают ШИМ усилители в классе D, где плотность энергии импульсов создается не их количеством, а длительностью каждого импульса что проще в реализации, но невозможно описать простым двоичным кодом.
Мультибитный ЦАП можно представить как принтер, способный наносить цвет пантоновыми красками. Дельта-Сигма — это струйный принтер с ограниченным набором цветов, но благодаря возможности нанесению очень мелких точек в сравнении с пантовым принтером , за счет разной плотности точек на единицу поверхности дает больше оттенков. На изображении мы обычно не видим отдельных точек из-за низкой разрешающей способности глаза, а только средний тон.
Аналогично и ухо не слышит импульсов по отдельности. В конечном итоге при текущих технологиях в импульсных ЦАП можно получить волну, близкую к той, что теоретически должна получится при аппроксимации промежуточных координат. Надо отметить, что после появления дельта-сигма ЦАП исчезла актуальность рисовать «цифровую волну» ступеньками, так как так ступеньками волну современные ЦАП не строят.
Правильно дискретный сигнал строить точками соединенной плавной линией. Являются ли идеальными импульсные ЦАП? Но на практике не все безоблачно, и существует ряд проблем и ограничений.
Основной функцией современных импульсных ЦАП является перевод многоразрядного сигнала в однобитный с относительно невысокой несущей частотой с прореживанием данных. В основном именно эти алгоритмы и определяют конечное качество звучания импульсных ЦАП-ов. Чтобы уменьшить проблему высокой несущей частоты, звуковой поток разбивается на несколько однобитных потоков, где каждый поток отвечает за свою группу разряда, что эквивалентно кратному увеличению несущей частоты от числа потоков.
Такие ЦАП называются мультибитными дельта-сигма. Сегодня импульсные ЦАП-ы получили второе дыхание в быстродействующих микросхемах общего назначения в продуктах компаний NAD и Chord за счет возможности гибко программировать алгоритмы преобразования. Формат DSD После широкого распространения дельта-сигма ЦАП-ов вполне логичным было и появления формата записи двоичного кода напрямую дельта-сигма кодировке.
Широкого распространения формат не получил по нескольким причинам. Редактирование файлов в этом формате оказалось излишне ограниченным: нельзя микшировать потоки, регулировать громкость и применять эквализацию. А это значит, что без потери качества можно лишь архивировать аналоговые записи и производить двухмикрофонную запись живых выступлений без последующей обработки.
Ударная волна в момент преодоления сверхзвукового барьера Ударная волна в момент преодоления сверхзвукового барьера Практически каждый слышал, об эффекте ударной звуковой волны, в момент преодоления самолетом, звукового барьера. Некоторые наивно рассуждают, что данный эффект носит кратковременный характер. Редкие свидетели этого явления думают, что гром и грохот возникают именно в момент преодоления звукового барьера, а далее ни чего интересного в движении самолета не наблюдается. В на самом деле процессы, сопровождающие полет самолета на сверхзвуке и в дальнейшем, несут в себе массу интересных явлений. Во-первых, звуковая ударная волна после преодоления самолетом, сверхзвукового барьера никуда не исчезает. Она как бы продолжает следовать за самолетом, причем ее воздействие на окружающую атмосферу и предметы тем сильнее чем быстрее летит самолет. Конус фронта звуковой ударной волны тем острее, чем быстрее летит самолет. При скоростях полета в районе 1. Двигаясь на сверхзвуке самолет как бы тащит ударную звуковую волну за собой.
Похожие презентации
- Кодирование звуковой информации_8 класс_Урок информатики
- Звук. Звуковая информация презентация
- Информатика. 10 класс
- На что разбивается непрерывная звуковая волна
- Что такое оцифровка звука?
- Форма, частота и амплитуда волны
Задание МЭШ
Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные участки по времени, для каждого устанавливается своя величина амплитуды. * Частота дискретизации Временная дискретизация звука Временная кодировка. 1. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.
Всё, что Вам нужно знать о звуке
Как известно, звуковая волна представляет собой сложную функцию зависимости амплитуды волны от времени. Как производится оцифровка аналогового сигнала? Процесс такого преобразования заключается в: осуществлении замеров величины амплитуды аналогового сигнала с некоторым временным шагом — дискретизация; последующей записи полученных значений амплитуды в численном виде — квантование. Чем определяется качество кодирования звука? Качество оцифрованного звука. Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука.
Какие параметры оцифровки звука применяются? В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. В чем состоит принцип двоичного кодирования звука? Согласно принципу двоичного кодирования, вся информация как данные, так и команды кодируется двоичными цифрами 0 и 1.
Каждый тип информации представляется двоичной последовательностью и имеет свой формат. Что делает дискретизация? Дискретизация — это преобразование непрерывного сигнала в последовательность чисел отсчетов , то есть представление этого сигнала по какому-либо конечномерному базису. Это представление состоит в проектировании сигнала на данный базис. Что такое разрядность кодирования звука на что она влияет?
Разрядность — это количество бит цифровой информации для кодирования каждого сэмпла. Проще говоря, разрядность определяет «точность» измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно.
Звуковая информация Понятие «звук» связано с понятием «волна». Колебания звуковой волны преобразуют в аналоговый непрерывный сигнал, а аналоговый сигнал, в свою очередь, можно преобразовать в цифровой. Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой код называется оцифровкой. Для того чтобы произвести оцифровку сигнала, необходимо разбить непрерывную звуковую волну на отдельные участки, т. Количество измерений уровней звукового сигнала за 1 секунду называют частотой дискретизации. Следует отметить тот факт, что различают одноканальную запись звукового сигнала моно и двухканальную стерео. В последнем случае объем памяти, необходимый для хранения одного канала, удваивается.
Цифро-аналоговый преобразователь ЦАП — устройство для преобразования цифрового обычно двоичного кода в аналоговый сигнал ток, напряжение или заряд. Цифро-аналоговые преобразователи являются интерфейсом между дискретным цифровым миром и аналоговыми сигналами. Как представляется Звуковая информация в компьютере? Ввод звука в компьютер производится с помощью звукового устройства, микрофона или радио, выход которого подключается к порту звуковой карты. Рассмотрим подробнее процесс ввода звука в компьютер. Звуковые сигналы непрерывны. С помощью микрофона звуковой сигнал превращается в непрерывный электрический сигнал. Какая дискретизация производится в процессе кодирования непрерывного звукового сигнала?
В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится временная дискретизация. В чем суть FM метода кодирования звука? Во-вторых, FM Frequency Modulation, частотная модуляция — это аналоговое преобразование, когда отклонение частоты высокочастотной несущей пропорционально напряжению звукового сигнала. Что такое дискретизация простыми словами? Дискретизация — процесс превращения непрерывного сигнала в цифровой, путем измерения числовых значений амплитуды сигнала через равные интервалы времени. Что такое выборка сигнала? Выборка определяется как «Процесс измерения мгновенных значений непрерывного сигнала в дискретной форме». Выборка — это фрагмент данных, взятый из целых данных, который непрерывен во временной области.
Что такое 4 2 2? Используется в научных исследованиях, профессиональных системах и формате MPEG-2. Рекомендация 601 определяет стандарт полного цифрового видеосигнала с соотношением частот дискретизации яркостного и цветоразностных сигналов как 4:2:2.
Во-первых, звуковая ударная волна после преодоления самолетом, сверхзвукового барьера никуда не исчезает. Она как бы продолжает следовать за самолетом, причем ее воздействие на окружающую атмосферу и предметы тем сильнее чем быстрее летит самолет. Конус фронта звуковой ударной волны тем острее, чем быстрее летит самолет.
При скоростях полета в районе 1. Двигаясь на сверхзвуке самолет как бы тащит ударную звуковую волну за собой. Внешне это явление очень напоминает след, который оставляет корабль двигаясь по воде. Волны сильнее вблизи корабля, а угол их распространения зависит в основном, от скорости корабля. Ударная волна при полете на сверхзвуке Ударная волна при полете на сверхзвуке Поэтому если над нами пролетит самолет, летящий на сверхзвуке на много больше, чем 1 Мах, то на земле мы услышим хлопок, а потом гул удаляющегося самолета. Причем нас спасет именно высота, на которой, над нами, пролетел самолет.
Хлопок при переходе самолета на сверхзвук — это миф. Причина «взрыва» совсем другая
Информационный объём звукового файла зависит от: частоты дискретизации тактовой. Для того чтобы произвести оцифровку сигнала, необходимо разбить непрерывную звуковую волну на отдельные участки, т. е. рассматривать наборы состояний, а значит нужно выполнить дискретизацию звука. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Если звуковая волна может раскачать препятствие – она его раскачивает, и вся энергия колебаний передаётся препятствию.
Задание МЭШ
это наибольшая величина звукового давления при сгущениях и разряжениях. Пилот в кабине никаких звуков не слышит – о преодолении звукового барьера он узнает только по специальным датчикам. Для этого звуковая волна разбивается на отдельные временные участки. Слайд 12Временная дискретизация звука Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.
Кодирование звуковой информации дискретизация
Дискретизация и квантование звука. Дискретизация и квантование непрерывных сигналов. Дискретизация и квантование изображений. Битность звука.
Частота дискретизации и битность. Параметры оцифровки звука. Схема оцифровки звука.
Оцифровка аналогового звукового сигнала. Дискретизация среды это. Чтобы обрабатывать звук на компьютере, его надо дискретизировать -.
Дискретное представление звуковой информации. Дискретный способ представления звуковой информации. Дискретная и аналоговая форма звукового сигнала..
Аналоговый и дискретный способы представления звука. Дискретизация по времени. Информационный объем оцифрованного звука.
Глубина кодирования звука Разрядность квантования. Кодирование оцифрованного звука. Дискретное цифровое представление текстовой информации.
Дискретное представление звука. Дискретное представление звуковой и видеоинформации. Дискретное представление звуковой информации кратко.
Изменение громкости. Уровни качества звука. Уровень дискретизации буква.
Изменение сигнала в результате дискретизации. Кодирование и обработка звуковой информации кроссворд. Память компьютера: дискретна непрерывна.
Схема дискретизации звукового сигнала. Копирование звуковой информации. Принцип кодирования звука.
Режим High Color - это кодирование при помощи 16-разрядных двоичных чисел. При индексном кодировании цвета можно передать всго лишь 256 цветовых оттенков 8 изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек 9 способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов 10 Главное различие -- способ описания изображения: в растровом случае, оно описывается цветами конечного числа точек в векторном -- конечным набором фигур с описанием их формы, цвета и расположения 11 специализированная программа, предназначенная для создания и обработки растровых изображений. GIMP 12 это способ записи графической информации. Графические форматы файлов предназначены для хранения изображений, таких как фотографии и рисунки 13 в широком смысле — упругие волны, распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле — субъективное восприятие этих колебаний специальным органом чувств человека и животных 14 временная дискретизации-Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации.
На громкость влияет частота и длительность звукового сигнала. Чтобы правильно судить о связи ощущения звука его громкости с раздражением уровнем силы звука , нужно учитывать, что изменение чувствительности слухового аппарата человека не точно подчиняется логарифмическому закону. Существуют несколько единиц измерения громкости звука. Первая единица — «фон» в англ. Говорят, «уровень громкости звука составляет n фон», если средний слушатель оценивает сигнал как равный по громкости тону с частотой 1000 Гц и уровнем давления в n дБ. Фон, как и децибел , по сути не является единицей измерения, а представляет собой относительную субъективную характеристику интенсивности звука. Каждая кривая на графике показывает уровень равной громкости с начальной точкой отсчета на частоте 1000 Гц. Иначе говоря, каждая линия соответствует некоторому значению громкости, измеренной в фонах. Например, линия «10 фон» показывает уровни сигнала в дБ на разных частотах, воспринимаемых слушателем как равные по громкости сигналу с частотой 1000 Гц и уровнем 10 дБ. Важно заметить, что приведенные кривые не являются эталонными, а приведены в качестве примера. Современные исследования ясно свидетельствуют, что вид кривых в достаточной степени зависит от условий проведения измерений, акустических характеристик помещения, а также от типа источников звука громкоговорители, наушники. Таким образом, эталонного графика кривых равных громкостей не существует. Важной деталью восприятия звука слуховым аппаратом человека является так называемый порог слышимости - минимальная интенсивность звука, с которой начинается восприятие сигнала. Как мы видели, уровни равной громкости звука для человека не остаются постоянным с изменением частоты. Иными словами, чувствительность слуховой системы сильно зависит как от громкости звука, так и от его частоты. В частности, и порог слышимости также не одинаков на разных частотах. Например, порог слышимости сигнала на частоте около 3 кГц составляет чуть менее 0 дБ, а на частоте 200 Гц — около 15 дБ. Напротив, болевой порог слышимости мало зависит от частоты и колеблется в пределах 100 — 130 дБ. График порога слышимости представлен на рис. Обратим внимание, что поскольку, острота слуха с возрастом меняется, график порога слышимости в верхней полосе частот различен для разных возрастов. Частотные составляющие с амплитудой ниже порога слышимости то есть находящиеся под графиком порога слышимости оказываются незаметными на слух. Интересным и исключительно важным является тот факт, что порог слышимости слуховой системы, также как и кривые равных громкостей, является непостоянным в разных условиях. Представленные выше графики порога слышимости справедливы для тишины. В случае проведения опытов по измерению порога слышимости не в полной тишине, а, например, в зашумленной комнате или при наличии какого-то постоянного фонового звука, графики окажутся другими. Это, в общем, совсем не удивительно. Ведь идя по улице и разговаривая с собеседником, мы вынуждены прерывать свою беседу, когда мимо нас проезжает какой-нибудь грузовик, поскольку шум грузовика не дает нам слышать собеседника. Этот эффект называется частотной маскировкой. Причиной появления эффекта частотной маскировки является схема восприятия звука слуховой системой. Мощный по амплитуде сигнал некоторой частоты f m вызывает сильные возмущения базилярной мембраны на некотором ее отрезке. Близкий по частоте, но более слабый по амплитуде сигнал с частотой f уже не способен повлиять на колебания мембраны, и поэтому остается «незамеченным» нервными окончаниями и мозгом. Эффект частотной маскировки справедлив для частотных составляющих, присутствующих в спектре сигнала в одно и то же время. Однако в виду инерционности слуха, эффект маскировки может распространяться и во времени. Так некоторая частотная составляющая может маскировать другую частотную составляющую даже тогда, когда они появляются в спектре не одновременно, а с некоторой задержкой во времени. Этот эффект называется временной маскировкой. В случае, когда маскирующий тон появляется по времени раньше маскируемого, эффект называют пост-маскировкой. В случае же, когда маскирующий тон появляется позже маскируемого возможен и такой случай , эффект называет пре-маскировкой. Пространственное звучание. Человек слышит двумя ушами и за счет этого способен различать направление прихода звуковых сигналов. Эту способность слуховой системы человека называют бинауральным эффектом. Механизм распознавания направления прихода звуков сложен и, надо сказать, что в его изучении и способах применения еще не поставлена точка. Уши человека расставлены на некотором расстоянии по ширине головы. Скорость распространения звуковой волны относительно невелика. Сигнал, приходящий от источника звука, находящегося напротив слушателя, приходит в оба уха одновременно, и мозг интерпретирует это как расположение источника сигнала либо позади, либо спереди, но не сбоку. Если же сигнал приходит от источника, смещенного относительно центра головы, то звук приходит в одно ухо быстрее, чем во второе, что позволяет мозгу соответствующим образом интерпретировать это как приход сигнала слева или справа и даже приблизительно определить угол прихода. Численно, разница во времени прихода сигнала в левое и правое ухо, составляющая от 0 до 1 мс, смещает мнимый источник звука в сторону того уха, которое воспринимает сигнал раньше. Такой способ определения направления прихода звука используется мозгом в полосе частот от 300 Гц до 1 кГц. Направление прихода звука для частот расположенных выше 1 кГц определяется мозгом человека путем анализа громкости звука. Дело в том, что звуковые волны с частотой выше 1 кГц быстро затухают в воздушном пространстве. Поэтому интенсивность звуковых волн, доходящих до левого и правого ушей слушателя, отличаются на столько, что позволяет мозгу определять направление прихода сигнала по разнице амплитуд. Если звук в одном ухе слышен лучше, чем в другом, следовательно источник звука находится со стороны того уха, в котором он слышен лучше. Немаловажным подспорьем в определении направления прихода звука является способность человека повернуть голову в сторону кажущегося источника звука, чтобы проверить верность определения. Способность мозга определять направление прихода звука по разнице во времени прихода сигнала в левое и правое ухо, а также путем анализа громкости сигнала используется в стереофонии. Имея всего два источника звука можно создать у слушателя ощущение наличия мнимого источника звука между двумя физическими. Причем этот мнимый источник звука можно «расположить» в любой точке на линии, соединяющей два физических источника. Для этого нужно воспроизвести одну аудио запись например, со звуком рояля через оба физических источника, но сделать это с некоторой временной задержкой в одном из них и соответствующей разницей в громкости. Грамотно используя описанный эффект можно при помощи двухканальной аудио записи донести до слушателя почти такую картину звучания, какую он ощутил бы сам, если бы лично присутствовал, например, на каком-нибудь концерте. Такую двухканальную запись называют стереофонической. Одноканальная же запись называется монофонической. На самом деле, для качественного донесения до слушателя реалистичного пространственного звучания обычной стереофонической записи оказывается не всегда достаточно. Основная причина этого кроется в том, что стерео сигнал, приходящий к слушателю от двух физических источников звука, определяет расположение мнимых источников лишь в той плоскости, в которой расположены реальные физические источники звука. Естественно, «окружить слушателя звуком» при этом не удается. По большому счету по той же причине заблуждением является и мысль о том, что объемное звучание обеспечивается квадрофонической четырехканальной системой два источника перед слушателем и два позади него. В целом, путем выполнения многоканальной записи нам удается лишь донести до слушателя тот звук, каким он был «услышан» расставленной нами звукопринимающей аппаратурой микрофонами , и не более того. Для воссоздания же более или менее реалистичного, действительно объемного звучания прибегают к применению принципиально других подходов, в основе которых лежат более сложные приемы, моделирующие особенности слуховой системы человека, а также физические особенности и эффекты передачи звуковых сигналов в пространстве. Посредством этого метода по сути — библиотеки функций звуковой сигнал можно преобразовать специальным образом и обеспечить достаточно реалистичное объемное звучание, рассчитанное на прослушивание даже в наушниках. Суть HRTF — накопление библиотеки функций, описывающих психофизическую модель восприятия объемности звучания слуховой системой человека. В случае использования манекена суть проводимых измерений состоит в следующем. В уши манекена встраиваются микрофоны, с помощью которых осуществляется запись.
На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек». Глубина кодирования. Каждой «ступеньке» присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука. Глубина кодирования звука — это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле. Частота дискретизации. Качество цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду чем больше частота дискретизации , тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.
На что разбивается непрерывная звуковая волна
Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов двоичных нулей и единиц. В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация.
Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени A t заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек».
Глубина кодирования. Каждой «ступеньке» присваивается определенное значение уровня громкости звука.
Таким образом, время, через которое слушатель начинает воспринимать звуковые колебания, зависит от удаленности слушателя от источника звука, а также от характеристик среды, в которой происходит распространение звуковой волны. Немаловажно заметить, что скорость распространения звука почти не зависит от частоты звуковых колебаний. Это означает, среди прочего, что звук воспринимается именно в той последовательности, в какой он создается источником. Если бы это было не так, и звук одной частоты распространялся бы быстрее звука другой частоты, то вместо, например, музыки, мы бы слышали резкий и отрывистый шум. Звуковым волнам присущи различные явления, связанные с распространением волн в пространстве. Перечислим наиболее важные из них. Интерференция - усиление колебаний звука в одних точках пространства и ослабление колебаний в других точках в результате наложения двух или нескольких звуковых волн. Когда мы слышим звуки разных, но достаточно близких частот сразу от двух источников, к нам приходят то гребни обеих звуковых волн, то гребень одной волны и впадина другой.
В результате наложения двух волн, звук то усиливается, то ослабевает, что воспринимается на слух как биения. Этот эффект называется интерференцией во времени. Конечно, в реальности механизм интерференции оказывается намного более сложным, однако его суть не меняется. Эффект возникновения биений используется при настройке двух музыкальных тонов в унисон например, при настройке гитары : настройку производят до тех пор, пока биения перестают ощущаться. Звуковая волна, при ее падении на границу раздела с другой средой, может отразиться от границы раздела, пройти в другую среду, изменить направление движения - преломиться от границы раздела это явление называют рефракцией , поглотиться или одновременно совершить несколько из перечисленных действий. Степень поглощения и отражения зависит от свойств сред на границе раздела. Энергия звуковой волны в процессе ее распространения поглощается средой. Этот эффект называют поглощением звуковых волн. Существование эффекта поглощения обусловлено процессами теплообмена и межмолекулярного взаимодействия в среде. Важно отметить, что степень поглощения звуковой энергии зависит как от свойств среды температура, давление, плотность , так и от частоты звуковых колебаний: чем выше частота звуковых колебаний, тем большее рассеяние претерпевает на своем пути звуковая волна.
Очень важно упомянуть также явление волнового движения в замкнутом объеме, суть которого состоит в отражении звуковых волн от стенок некоторого закрытого пространства. Отражения звуковых колебаний могут сильно влиять на конечное восприятие звука - изменять его окраску, насыщенность, глубину. Так, звук идущий от источника, расположенного в закрытом помещении, многократно ударяясь и отражаясь от стен помещения, воспринимается слушателем как звук, сопровождающийся специфическим гулом. Такой гул называется реверберацией от лат. Эффект реверберации очень широко используется в звукообработке с целью придания звучанию специфических свойств и тембральной окраски. Способность огибать препятствия — еще одно ключевое свойство звуковых волн, называемое в науке дифракцией. Степень огибания зависит от соотношения между длиной звуковой волны ее частотой и размером стоящего на ее пути препятствия или отверстия. Если размер препятствия оказывается намного больше длины волны, то звуковая волна отражается от него. Если же размеры препятствия оказываются сопоставимыми с длиной волны или оказываются меньше ее, то звуковая волна дифрагирует. Еще один эффект, связанный с волновым движением, о котором нельзя не вспомнить - эффект резонанса.
Он заключается в следующем. Звуковая волна, создаваемая некоторым колеблющимся телом, распространяясь в пространстве, может переносить энергию колебаний другому телу резонатору , которое, поглощая эту энергию, начинает колебаться, и, фактически, само становится источником звука. Так исходная звуковая волна усиливается, и звук становится громче. Надо заметить, что в случае появления резонанса, энергия звуковой волны расходуется на «раскачивание» резонатора, что соответственно сказывается на длительности звучания. Эффект Допплера — еще один интересный, последний в нашем списке эффект, связанный с распространением звуковых волн в пространстве. Эффект заключается в том, что длина волны изменяется соответственно изменению скорости движения слушателя относительно источника волны. Чем быстрее слушатель регистрирующий датчик приближается к источнику волны, тем регистрируемая им длина волны становится меньше и наоборот. Эти и другие явления учитываются и широко используются во многих областях, таких как акустика, звукообработка и радиолокация. Что же представляет собой звук в аудио аппаратуре? В звуковой аппаратуре звук представляется либо непрерывным электрическим сигналом, либо набором цифр нулей и единиц.
Аппаратура, в которой рабочий сигнал является непрерывным электрическим сигналом, называется аналоговой аппаратурой например, бытовой радио приемник или стерео усилитель , а сам рабочий сигнал — аналоговым сигналом. Преобразование звуковых колебаний в аналоговый сигнал можно осуществить, например, следующим способом. Мембрана из тонкого металла с намотанной на нее катушкой индуктивности, подключенная в электрическую цепь и находящаяся в поле действия постоянного магнита, подчиняясь колебаниям воздуха и колеблясь вместе с ним, вызывает соответствующие колебания напряжения в цепи. Эти колебания как бы моделируют оригинальную звуковую волну. Приблизительно так работает привычный для нас микрофон. Полученный в результате такого преобразования аналоговый аудио сигнал может быть записан на магнитную ленту и впоследствии воспроизведен. Аналоговый сигнал с помощью специального процесса о нем мы будем говорить позднее может быть представлен в виде цифрового сигнала — некоторой последовательности чисел. Таким образом, аналоговый звуковой сигнал может быть «введен» в компьютер, обработан цифровыми методами и сохранен на цифровом носителе в виде некоторого набора описывающих его дискретных значений. Важно понять, что аналоговый или цифровой аудио сигнал — это лишь формы представления звуковых колебаний материи, придуманная человеком для того, чтобы иметь возможность анализировать и обрабатывать звук. Непосредственно аналоговый или цифровой сигнал в его исходном виде не может быть «услышан».
Чтобы воссоздать закодированное в цифровых данных звучание, необходимо вызвать соответствующие колебания воздуха, потому что именно эти колебания и есть звук. Это можно сделать лишь путем организации вынужденных колебаний некоторого предмета, расположенного в воздушном пространстве например, диффузора громкоговорителя. Колебания предмета вызывают колебаниями напряжения в электрической цепи. Эти самые колебания напряжения и есть аналоговый сигнал. Таким образом, чтобы «прослушать» цифровой сигнал, необходимо вернуться от него к аналоговому сигналу. А чтобы «услышать» аналоговый сигнал нужно с его помощью организовать колебания диффузора громкоговорителя. Спектральное разложение сигналов — тема обширная и сложная. Мы постараемся раскрыть эту тему, не слишком вдаваясь в ее теоретические подробности. Французский математик Фурье 1768-1830 и его последователи доказали, что любую, обязательно периодическую функцию, в случае ее соответствия некоторым математическим условиям можно разложить в ряд сумму косинусов и синусов с некоторыми коэффициентами, называемый тригонометрическим рядом Фурье. Проводить рассмотрение сухой математики этого метода разложения мы не будем.
То есть, ряд Фурье — это как бы альтернативный способ записи функцию f x. При этом, не смотря на то, что ряд Фурье может быть бесконечным, предлагаемая им форма записи оказывается очень удобной при проведении анализа и обработки о том, что это нам дает применительно к звуковым сигналам, мы еще поговорим. Это означает, что ряд Фурье функции f x можно представить графически, отложив по оси абсцисс значение k, а по оси ординат — величины коэффициентов a k и b k в некоторой форме. Рассмотрим в качестве примера функцию:. График функции представлен на рис. Это периодическая функция с периодом 2П. Разложение этой функции в ряд Фурье дает следующий результат: То есть, коэффициенты a k равны нулю для всех k, а коэффициенты b k не равны нулю только для нечетных k. Этот ряд Фурье можно представить графически в виде графика, как показано на рис. Так можно поступить с периодическими функциями. Однако, как на практике, так и в теории, далеко не все функции являются периодическими.
Для человека звук тем громче, чем больше амплитуда сигнала, и тем выше тон, чем больше частота сигнала. Оцифровку звука выполняет специальное устройство на звуковой плате. Называется оно аналого-цифровой преобразователь АЦП. Подробнее рассмотрим эти процессы.
Каждой «ступеньке» присваивается значение громкости звука 1, 2, 3 и т.
Временная дискретизация звука. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. Такой процесс называется оцифровкой звука. Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A t заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность "ступенек". Временная дискретизация звука Качество полученного звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т.
Чем большее количество измерений производится за 1 секунду, тем выше качество записанного звука. Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звука за одну секунду. Одно измерение в секунду соответствует частоте 1Гц, 1000 измерений в секунду — 1 кГц. Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48000 измерений громкости звука за одну секунду. Глубина кодирования звука. Каждая звуковая карта характеризуется количеством распознаваемых уровней громкости звука, которое зависит от глубины кодирования звука. Глубина кодирования звука измеряется в битах — это количество информации, которое необходимо для кодирования одного значения громкости цифрового звука. Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать.
Хлопок при переходе самолета на сверхзвук — это миф. Причина «взрыва» совсем другая
| Кодирование и обработка звуковой информации | * Частота дискретизации Временная дискретизация звука Временная кодировка. |
| Кодирование звуковой информации | Слайд 12Временная дискретизация звука Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. |
| Всё, что Вам нужно знать о звуке: bdsmn — LiveJournal | Непрерывная звуковая волна представляет собой последовательность сжатий и разрежений воздушных молекул, которые передаются в виде звука. |
Звук - теория, часть 1
Во-первых, звуковая ударная волна после преодоления самолетом, сверхзвукового барьера никуда не исчезает. На что разбивается непрерывная звуковая волна? Непрерывная звуковая волна разбивается на на отдельные маленькие участки, и для каждого такого участка устанавливается своя амплитуда. Периодические звуковые сигналы воспроизводят постоянный звук, повторяя форму волны снова и снова, и так до бесконечности. Временная дискретизация звука • Непрерывная звуковая волна разбивается на. Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму.
Физика 9 класс. §33 Отражение звука. Звуковой резонанс
Слайд 5 Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. Непрерывная звуковая волна представляет собой последовательность сжатий и разрежений воздушных молекул, которые передаются в виде звука. Для самолёта ударная волна создаёт громкий и грохочущий звуковой удар. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие.". Непрерывная звуковая волна может быть разбита на несколько основных компонентов. Составляющие непрерывной звуковой волны Непрерывная звуковая волна может быть разбита на несколько составляющих, которые определяют основные характеристики звука.