uvod u snimanje zvuka podsetnik za muz 2014

7/18/2019 Uvod u Snimanje Zvuka Podsetnik Za Muz 2014

http://slidepdf.com/reader/full/uvod-u-snimanje-zvuka-podsetnik-za-muz-2014 1/26

PROFESIJA ‘SNIMATELJ I DIZAJNER ZVUKA’

Zanimanje ‘Snimatelj i dizajner zvuka’ predstavlja prevashodno kreativnu, umetničkudelatnost, mada pri tome ne treba zanemariti ni izvestan tehnički aspekt ove delatnosti.

Pojavom novih tehnologija u audio-sistemima i usložnjavanjem studijske tehnike, uporedo saosnovnim poznavanjem zakonitosti prostorne akustike i "slabe struje", od budućih snimatelja idizajnera zvuka očekuje se i dobro poznavanje računara i računarskih programa.

Ipak, za posao snimatelja i dizajnera zvuka, kreativna komponenta tj. poznavanje dramaturgije

zvuka, osećaj za boju zvuka, posedovanje dobrog sluha, muzičke memorije i osećaj za ritam suod prevashodnog značaja.

Nagli i ubrzani razvoj novih tehnologija u oblasti audio-sistema i studijske tehnike, a posebno

računara i računarskih programa, snimateljima i dizajnerima zvuka pruža brojne novemogućnosti za individualni, kreativno-umetnički izraz. Istovremeno, pojava novih tehnologijauslovljava snimatelje i dizajnere zvuka da svojim ostvarenjima reflektuju izražajne mogućnosti

koje im ta nova tehnologija pruža. Zvučna slika u filmskim, TV, pozorišnim i radiofonskimdelima postaje sve složenija.

U novije vreme, negde od sedamdesetih godina XX veka, zvuk kao jedno od izražajnihsredstava audio-vizuelnih dela postaje sve važniji. Za poznatog američkog režisera i

producenta Frensis Ford Kopolu ( F. F. Copola) zvuk je drugo važno izražajno sredstvo i čini bar pedeset odsto svakog filma.1

1 Hans-Erik Filip, Razgovori o zvuku.

Naziv orginala: The Film Sound as Means of Expression (The National Filmschool of Denmark, 1980).



LJUDI U PROCESU SNIMANJA

FILM

Članovi sektora zvuka na filmu su:

- na terenu:

snimatelj zvuka

mikroman

Ako je zadatak na terenu jednostavan, dovoljne su samo te dve osobe, ali ako je zadatak

komplikovaniji, potrebno je da snimatelj ima bar jednog asistenta, a često se upošljava ju i

nekoliko mikromana.

- u postprodukciji:

montažu zvuka (u zavisnosti od kompleksnosti projekta) može da radi jedan čovek koji je

istovremeno i dizajner zvuka, ali kod kompleksnijih projekata u ekipu će ući: montažer dijaloga

dizajner zvuka

foli majstor (sa asistentom eventualno)

supervizor zvuka

TELEVIZIJA

Za dramske forme, ekipa je slična kao za jednostavnije filmske zadatke. Za ostale televizijske emisije, najčešće će jedan čovek biti i snimatelj i mikroman, i dizajnerzvuka. Bitno je napomenuti da montažer slike na televiziji često radi i montažu, pa i dizajnzvuka.

RADIO

U radio stanici jedna osoba može da bude i realizator zvuka i muzički urednik i novinar i

spiker i producent. MeĎutim, postoje radio stanice u kojima svaki od tih poslova radi posebna

osoba.

Što se zvuka tiče, često se odvajaju oni koji rade na realizaciji programa (oni istovremenomogu biti i muzički urednici ili saradnici) i oni koji rade na produkciji reklama, dramskih imuzičkih sadržaja.

Sama realizacija programa nije previše komplikovana i ne zahteva mnogo znanja o dizajnuzvuka, ali taj posao zahteva odreĎenu veštinu, brzinu i koncentraciju, ako je u pitanju moderanradio program.

POZORIŠTE

U domaćim pozorištima najčešće su zaposleni jedan majstor zvuka i nekoliko tehničara.

Dizajner zvuka je neko ko učestvuje u pripremi dizajna zvuka za predstavu i ta osoba može bitiili majstor zvuka iz pozorišta, ili neko ko je najmljen sa strane. Ukoliko je pozorišna predstava komplikovana sa stanovišta zvuka (mjuzikl, na primer), onda

ekipa koja je zadužena za zvuk počinje da liči na ekipu koja radi zvuk za koncerte.

Na velikom koncertu, članovi ekipe koja je zadužena za dizajn zvuka su:



- glavni dizajner (ili mikser ) zvuka koji može, ali ne mora da bude dizajner sistema zaozvučavanje (sistem može da definiše druga osoba) - njegov asistent

- mikser zvuka za monitoring izvoĎača

- veliki broj tehničara koji se brinu o mikrofonima i vezama

- veliki broj tehničara koji se brinu o instrumentima (roudi)

MUZIČKA PRODUKCIJA

U muzičkom studiju, na snimanju albuma ćete zateći: - muzičkog producenta, koji je rukovodilac projekta (najsličnije poslu reditelja na filmu) - snimatelja zvuka

- asistenta snimatelja, kojih može da bude više, sa sve nižim stepenom tehničke odgovornosti i

zaduženja



ZVUK - OSNOVNI POJMOVI

Ako krenemo od k oncepta da je reč zvuk samo naziv za interpretaciju koju mozak dajeodreĎenoj vrsti fizičkih stimulusa koji dolaze do uva, proučavanje zvuka može da se podeli na

tri oblasti: priroda stimulusa, karakteristike uva kao prenosnika, i psihoakustika slušanja. Ova

poslednja oblast, psihoakustika, se bavi načinima i razlozima zbog kojih mozak odreĎene

stimuluse koji dolaze iz uva interpretira na odreĎeni način. Shvatanje fizičke prirode zvuka i

načina na koji uši menjaju zvuk iz fizičkog u senzorni fenomen su veoma važni u radusnimatelja i dizajnera zvuka.

TALASI ZVUČ NOG PRITISKA

Zvuk dolazi do uva u obliku periodičnih promena atmosferskog pritiska - istog onogvazdušnog pritiska koji meteorolozi mere barometrom. Promene pritiska koje se doživljavaju

kao zvuk su premale i prebrze da bi ih barometar registrovao. Ove promene pritiska se

nazivaju talasi zvuč nog pritiska i vi možete sebi vizuelno da ih predstavite tako što ćete

zamisliti talase koji se šire u vodi kada ubacite kamen. Pokreti talasa na površini vode dok se

udaljavaju od mesta na koje je kamen bačen mogu da se upotrebe da predstave kretanje talasa

zvučnog pritiska u vazduhu dok se udaljavaju od izvora zvuka. Treba svakako imati na umu da

se talasi zvučnog pritiska šire trodimenzionalno, sferično.

Zvuk je ljudska percepcija promena nastalih kao posledica promene pritiska koje se šire krozelastični medij. Na brzinu zvuka utiču gustina i elastičnost medija.

Talase zvučnog pritiska generiše vibrirajuće telo koje je u kontaktu sa vazduhom. To može da bude zvučnik, glasne žice čoveka, ili žice na gitari koje vibriraju na telu instrumenta koje onda

vibrira u ambijentu itd. Vibracije tela dovode do dodatnog stišnjavanja i razreĎivanja vazduha

u prostoru. Interesantno je zapaziti da se sami molekuli ne putuju kroz prostor, ono što putujesu sukcesivna zgušnjavaja i razreĎenja molekula, odnosno zvučni talasi. Ovaj proces je poznat

kao prostiranje talasa.

KARAKTERISTIKE TALASA

Zvučni talas ima sledeće osnovne karakteristike:

Amplituda - veličina promene u sistemu koji osciluje. Zvučni talasi predstavljaju promene pritiska a njihove amplitude su proporcionalne sa veličinom promene u jednojoscilaciji. Amplitude talasa mogu da se mere korišćenjem raznih standarda. Merenjerazlike izmeĎu maksimalnog pozitivnog i negativnog signalnog nivoa zove se pik-

vrednost. Vrednost rms je razvijena da bi se došlo do značajnog proseka ovih vrednostii da bi se bliže odredio nivo signala koji primaju uši.

Frekvencija - učestanost, broj promena (oscilacija) u jedinici vremena. Zdrav, mlad

čovek je sposoban da čuje frekvencije od 20Hz do 20.000Hz, ali osetljivost opada sagodinama, posebno za visoke frekvencije.

Brzina - Brzina zvuka zavisi od medija kroz koji talasi prolaze. Uopšteno, brzinazvuka je proporcionalna kvadratnom korenu količnika elasticiteta i gustine. Te fizičke



karakteristike se menjaju sa promenama ambijentnih uslova (temperatura. vlažnostitd.). Pošto nam u svkodnevnom radu nije neophodna potpuno tačna vrednost o brzinikretanja zvuka kroz vazduh, uzimamo kao srednju vrednost za brzinu kretanja zvuka

kroz vazduh 340m/s.

Talasna dužina - rastojanje izmeĎu dve jednake tačke prostirućeg talasa na odreĎenoj

frekvenciji (oznaka lambda (λ). Što je veća frekvencija, to je ton viši, ali je talasnadužina manja.

Faza - odnosi se na vremenski odnos izmeĎu dva ili više zvučnih talasa u datimtačkama njihovih ciklusa. Zvučni talasi su repetativni i mogu da se podele u pravilneintervale. Ti intervali se mere us tepenima.

Ako dva identična zvučna talasa počnu prostiranje u istom trenutku, oni će biti u fazi, aako počnu u različito vreme, neće biti u fazi.. Talasi koji su u fazi će se sabirati, a onikoji imaju suprotne fazne stavove će se poništavati. U studijskoj situaciji, potpuno poklapanje ili potpuno razilaženje faznog stava će bitiretkost. Uglavnom imamo situaciju koja je „negde izmeĎu“, sa odreĎenim odstupanjemfaznog stava.

Sastav harmonika – odnosi se na frekvencijski sadržaj kompleksnog zvuka, pored

osnovnog tona. Ukoliko je frekvencijcki sadržaj nepravilan, ukoliko frekvencije koje

postoje pored osnovne frekvencije ne stoje u odreĎenom matematičkom redu (umnošciosnovne frekvencije), zvuk koji dobijamo doživljavamo kao šum. MeĎutim, ukoliko je frekvencijski raspored pravilan na taj način da se frekvencije nižukao umnošci celih brojeva u odnosu na osnovnu frekvenciju, onda se čuje zvuk koji mi

prepoznajemo kao muzički ton: na primer, za osnovni ton ili prvi harmonik 440Hz,dalji niz harmonika će biti: 880Hz (2x440Hz), 1320Hz (3x440Hz), 1760Hz (4x440Hz)

itd.

Primer harmoničkog niza, za osnovni ton C2, koji ima frekvenciju od 65.4Hz:

Envelopa – je skup karakteristika zvuka, koje zajedno za harmoničkim sadržajem,definišu boju zvuka. Envelopa ima 4 faze: attac, decay, sustain, release (ADSR).

Ove karakteristike omogućavaju da se jedan oblik talasa razlikuje od drugog.



NIVOI: dB

Uvo prima zvučne signale u energetskom rasponu od oko 1013:1 (10.000.000.000.000:1) -

izuzetno širok raspon. Pošto je ljudima teško da barataju sa tako širokim rasponima, usvojena

je logaritamska skala da bi se mere svele na upotrebljivije cifre. Oznaka koja se koristi za pokazivanje nivoa zvučnog pritiska, nivoa signala, i promena u nivou signala je decibel (dB).

Logaritam (log) je matematička funkcija koja velike brojevne vrednosti svodi na manje,

upotrebljivije brojeve. Pošto rastu eksponencijalno, oni često bolje i preciznije opisuju radnaših čula nego linearna kriva.

NIVO ZVUČ NOG PRITISKA

Nivo zvučnog pritiska je pritisak zvučnih vibracija meren u jednoj tački. On se uglavnom meriuz pomoć merača nivoa zvuka u dB(A) ili dB (SPL) - u pitanju su potpuno iste jedinice, sa

istom referentnom vrednošću. Što je nivo zvučnog pritiska viši, to je zvuk glasniji. dB(A) ili

dB(SPL) koristimo kada hoćemo da izrazimo nivo glasnosti. On označava intenzitet zvučnog pritiska (SPL = Sound Pressure Level) Najtiši zvuk koji mi možemo da čujemo, donji pragčujnosti je 0dB SPL. Prosečan razgovor na razdaljini od 30cm je 70dB SPL. Prosečno kućnostereo slušanje je oko 85dB SPL. Prag bola (tako glasno da uši doslovno bole) je 120 do 130dB

SPL.

Najčešće korišćeni dB termini jesu dBSPL, dBm, dBu, dBV i dBFS, mada ih ima mnogo više.

NIVO SIGNALA

Nivo signala se takoĎe meri u dB. Nivo u decibelima je 10 puta logaritam količnika dva nivoa:

dB = 10 log P/Pref

gde je: P - merena snaga u vatima,

Pref - referentna snaga u vatima.

U poslednje vreme postalo je uobičajeno da se koriste decibeli da pokažu i odnose voltaže:

dB = 20 log V/Vref

gde je: V - izmerena voltaža,

Vref - referentna voltaža.

Ovaj izraz je matematički ekvivalent prethodnog jer je snaga jednaka kvadratu voltaže podeljeno sa otporom kola:

dB = 10 log P1/P2

= 10 log (V1²/R)/ (V2²/R)

= 10 log V1²/V2²

= 20 log V1/V2

Nivo signala u decibelima može da se izrazi na više načina - dBm, dBu, dBv, dBV.

dBm: decibeli sa referencom na 1 milivat;

dBu ili dBv: decibeli sa referencom na 0,775 volti. (dBu su češći);

dBV: decibeli na 1 volt.

Ako merite snagu signala, decibel jedinica koju treba da koristite je dBm.



dBm = 10 log P/Pref

gde je: P - izmerena snaga,

Pref - referentna snaga, 1 milivat.

Na primer konvertujte 0,01 vat u dBm:

dBm = 10 log P/Pref = 10 log 0,01/0,001 = 10

tako da 0,01 vat odgovara vrednosti od 10 dBm (10 decibela iznad 1 milivata).

Sada konvertujte 0,001 vat u dBm:

dBm = 10 log P/Pref

= 10 log 0,001/0,001

= 0

tako da je 0 dBm = 1 milivat.

Bilo koja voltaža preko bilo kog otpora koja daje 1 milivat je 0 dBm.

0 dBm = V²/R

= 1 milivat,gde je: V - voltaža u voltima,

R - otpor kola u omima.

Na primer, 0,775 volti preko 600 oma je 0 dBm. Jedan volt preko 1000 oma je 0dBm.

Neki voltmetri su kalibrisani u dBm. Očitavanje na voltmetru u dBm je tačno samo ako merite

preko 600 . Za tačno merenje u dBm, izmerite voltažu i otpor kola i onda izračunajte:

dBm = 10 log (V²/R)/0,001

Druga jedinica za meren je se zove dBu ili dBv. To označava decibele sa referencom na 0,775

volti. Cifra od 0,775 volti dolazi od 0 dBm. 0 dBm = 0,775 volti preko 600 oma, gde se 600

koriste kao standardna impedanca za audio veze. Tako da je

dBu = 20 log V/Vref

gde je Vref = 0,775 volti.

Nivo signala se takoĎe meri u dBV, ili u decibelima sa referencom na 1 volt. Jednačina za ovo

je:

dBV = 20 log V/Vref

gde je Vref = 1 volt.

Na primer, konvertujmo 1 milivolt u dBV:

dBV = 20 log V/Vref

= 20 log 0,001/1

= -60,tako da je 1 milivolt = 60dBV (60 decibela ispod 1 volta). Sada konvertujte 1 volt u dBV, na

ovaj način:

dBV = 20 log 1/1

= 0,

tako da je 1 volt = 0 dBV. Da biste konvertovali dBV u voltažu, koristite formulu:

Volti = 10 (dBV/20)



UVO

Izvor zvuka proizvodi zvučne talase naizmenično zgušnjavajući i razreĎujući vazduh izmeĎu

izvora i slušaoca. Ove promene prouzrokuju promene pritiska iznad i ispod normalnogatmosferskog pritiska. Uvo je osetljivi prenosnik koji odgovara na ove promene pritiska

serijom povezanih procesa koji se dogaĎaju unutar slušnih organa koji čine uvo.

Kada stignu do slušaoca, talasi zvučnog pritiska se skupljaju u slušnom kanalu preko spoljnjeg

uva i upućuju se na bubnu opnu. Zvučni talasi se onda menjaju u mehaničke vibracije i prenose

se u unutrašnje uvo preko tri kosti koje se zovu čekić , nakovanj i uzengija. Ove kosti deluju i

kao pojačivači (tako što značajno pojačavaju vibracije koje dobijaju sa bubne opne), i kao

ureĎaj za zaštitu (smanjivanjem nivoa glasnih zvukova). Vibracije se onda prenose na

unutrašnje uvo (kohlea) - cevast, zmijoliki organ koji sadrži dve komore ispunjene tečnošću.

Unutar tih komora nalaze se mali trepljasti receptori poreĎani redom duž kohlee. Vibracije se

prenose do treplji, koje reaguju na odreĎene frekvencije u zavisnisti od mesta na kom se nalaze

duž organa, i izazivaju nervnu stimulaciju što nam daje osećaj čujnosti. Sluh se uglavnom gubikada se ovi receptori oštete ili kad propadaju sa godinama.

PRAG ČUJNOSTI

Kad je SPL u pitanju, uobičajena referenca za nivo pritiska je donji prag č ujnosti, koji je

minimalni zvučni pritisak koji može da izazove fenomen čujnosti kod većine ljudi, i iznosi

0,0002 mikrobara. Jedan mikrobar je jednak milionitom delu normalnog atmosferskog pritiska,

tako da je jasno da je uvo izuzetno osetljivo. U stvari, da je uvo samo malo osetljivije, mogli

bismo da čujemo i temperaturne promene molekula. Kada se kao referenca za nivo zvučnog

pritiska uzima 0,0002 mikrobara, donji prag se uglavnom označava kao 0dB SPL.

Donji prag čujnosti se definiše kao SPL za odreĎenu frekvenciju k oji prosečna osoba može dačuje u 50% slučajeva.

PRAG BOLA

SPL koji izaziva bol kod slušaoca u 50% slučajeva zove se prag bola i odgovara SPL nivou od

140dB u frekvencijskom rasponu od 200Hz do 10kHz (na frekvencije ispod 200Hz i iznad

10kHz smo manje osetljivi).



MIKROFONI

Mikrofon je obično prva karika u lancu snimanja. Mikrofon je pretvarač koji menja jedan oblikenergije (zvučne talase) u mehaničku energiju, pa zatim u električne signale. Kvalitet prijemamikrofona zavisi od mnogih spoljnih okolnosti, kao što su postavka mikrofona, akustičkookruženje i dizajn mikrofona. Ovi, meĎusobno povezani elementi, zajedno utiču na kvalitetzvuka koji daje mikrofon. Da bi se zadovoljili zahtevi široke primene i ličnih ukusa,

profesionalnim korisnicima je na raspolaganju dovoljno širok izbor mikrofona. Pošto odreĎenezvučne karakteristike svakog mikrofona često najbolje odgovaraju specifičnim primenama,korisnik može da dobije najbolji mogući zvuk pažljivim izborom mikrofona za odreĎenu

primenu.

Pri izboru najbolje postavke mikrofona, treba da razmišljate o sledeća dva pravila: Pravilo 1. Ne postoje pravila, samo smernice.

Iako vam smernice mogu pomoći da postignete dobar prijem, ne oklevajte da eksperimentišeteda biste dobili zvuk koji najbolje odgovara vašem ličnom ukusu. Pravilo 2. Kompletan zvuk audio signala ne može da bude bolji od najslabije veze u signalnom

putu.

PODELA MIKROFONA

Podele mikrofona su moguće po više kriterijuma, ali za nas su najvažnije elek trična podela iakustička podela mikrofona. Električna podela (prema načinu pretvaranja akustičkih promena u električne impulse:

kondenzatorski (rad se bazira na principu prolaza struje kroz kondenzator, odnosno na

principu punjenja i pražnjenja kondenzatora) elektrodinamički (koristi elektromagnetne indukcije da bi proizveo izlazni signal)

-sa pokretnim kalemom

-sa trakom

kristalni

ugljeni

magnetni

Poslednje tri vrste mikrofona (kristalni, ugljeni i magnetni) se sada praktično više ne koriste,

pa ćemo se pozabaviti konstrukcijom kondenzatorskih i elektrodinamičkih mikrofona.

Kondenzatorski mikrofoni

Kondenzatorski mikrofoni funkcionišu po elektrostatičkom principu. Prijemni deo mikrofona,

koji čestonazivamo kapsulom, se sastoji od dve veoma tanke pločice od kojih je jedna pokretna(membrana), a jedna je fiksirana. Ove dve pločice obrazuju kapacitator (kondenzator) kojimože da zadrži električno punjenje. Kapacitativnost kapsule je odreĎena sastavom pločica (što

je fiksna vrednost) i provodnom materijom izmeĎu pločica (što je vazduh, dakle opet fiksnavrednost) i razmakom izmeĎu pločica što je vrednost koja se menja pomeranjem membrane

pod delovanjem zvučnog pritiska. Na taj način, pločice kapacitatora čine kapacitator osetljiv na

promene zvučnog pritiska.



Zvučni talas pomera membranu i tako smanjuje razmak između dve pločice za, donoseći

promenu voltaže koju onda beležimo kao audio signal.

Da bi čitav sistem funkcionisao, mikrofon mora da dobije napajanje unapred da bi napuniokapacitator. To napajanje nazivamo fantom napajanje, a internacionalni standardi odreĎu junjegovu vrednost na 48V, mada se još ponegde mogu naći mikrofoni čije fantomsko napajanjetreba da bude 24V ili 12V.

Na većini ureĎaja koji se koriste za snimanje zvuka (snimači, miksete, pa čak i kamere), postoji opcija uključivanja fantomskog napajanja koja je označena oznakom „+48V“

Dinamički mikrofoni Dinamički mikforon generiše signal na osnovu elektromagnetne indukcije. Kada metal koji jestrujni provodnik preseca linije magnetnog fluksa u magnetnom polju, u metalu se generišuelektrični impulsi.

Dinamički mikrofon sa pokretnim kalemom (kakvi su najčešće u upotrebi), se sastoji od tankemembrane koja je povezana sa tankom provodničkom žicom namotanom na kalem koji jesistemom finog vešanja pričvršćen u magnetnom polju stalnih magneta.



Kada zvučni pritisak pokrene membranu, kalem se pokreće proporcionalno amplitudi ifrekvenciji zvučnog talasa, što prouzrokuje da kalem prekida linije magnetnog fluksa, čime segeneriše analogni električni signal.

AKUSTIČKA PODELA

Akustička podela mikrofona se prvenstveno tiče usmerenosti mikrofona, pa tako imamo: kružnu karakteristiku usmerenosti - mikrofon radi na pritisak, odnosno sav zvučni pritisakdeluje a membranu samo sa jedne strane, pa je mikrofon neusmeren

osmičastu karakteristiku usmerenosti - mikrofon radi na gradijent pritiska, odnosno zvučni

pritisak deluje i sa prednje i sa zadnje strane, pa postoje odreĎene razlike u zvučnom pritisku(u jačini i fazi) na dve strane i mikrofon nazivamo dvosmernim

kardioidnu karakteristiku usmerenosti - kombinovanjem karakteristika mikrofona koji rade na

pritisak i na gradijent pritiska, dobijamo različite karakteristike usmerenosti, najčeše kardioidu(usmereni), superkardioidu (vrlo usmereni)

http://youtu.be/fl3GeiXxJ7Q

omnidirektivni (neusmereni)

kardioidni (usmereni)

Superkardioidni (vise usmeren)



http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polar_pattern_cardioid.png

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polar_pattern_omnidirectional.png




bi-direktivni (dvosmerni)

izuzetno usmeren, kao kod velikog topa

Usperenost mikrofona treba iskoristiti tako da se dobije za datu situaciju najbolje odnos

izmeĎu direktnog zvuka koji želimo da snimimo i ostalog zvuka koji može biti spoljna buka,dijalog drugog glumca, reverberacija prostorije i slično.

Postavka mikrofona zajedno sa izborom mikrofona predstavlja deo pripreme od velike

važnosti, zato što svaki izvor zvuka ima drugačije paterne zračenja frekvencija, pa se samimtim i boja zvuka menja u zavisnosti od postavke mikrofona.

Na slici se mogu videti paterni zračenj violončela za različite opsege frekvencija.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polar_pattern_supercardioid.png

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polar_pattern_directional.png

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polar_pattern_figure_eight.png

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polar_pattern_supercardioid.png



KONTROLA SIGNALA: ZVUČNICI, SLUŠALICE, MERNI INSTRUMENTI

U procesu snimanja, procena i podešavanje zvuka se uglavnom zasniva na onome što čujemo

preko monitorskog sistema i na onome što pokazuju merni ureĎaji, odnosno imamo mogućnostobjektivne i subjektivne kontrole audio signala.

Subjektivna kontrola audio signala se vrši preko sistema monitorskih zvučnika koji može da bude projektivan na više načina, zavisno od namene. Na primer, monitorski sistem u sali zamiks filma će biti surround sistem zvučnika (5.1, 6.1 ili 7.1, zavisno od sistema kodovanja), ustudiju za snimanje muzike ćemo imati far field (dalje postavljene velike zvučnike) i near field

(bliže postavljene manje zvučnike) monitoring, a na terenu ćemo najčešće koristiti slušalice;

Objektivna kontrola audio signala se vrši preko sistema mernih ureĎaja, najčešće vu-metara i

pik-metara koji pokazuju nivo signala u raznim fazama toka signala. Merni instrumenti nam

pokazuju da li je signal podmodulisan (preslab) ili premodulisan (prejak) u odnosu nastandarde u skladu sa kojima je konkretan ureĎaj napravljen.

ZVUČNICI I SLUŠALICE

Zvučnik i slušalice funkcionišu zapravo kao obrnuti mikrofon, pretvarajući električne signale umehaničku energiju, čime se pobuĎuje akustička energija. Naravno, mehanička energija koju

proizvode slušalice je mnogo manja od one koju proizvode zvučnici, pa slušalicama pojačivačnije potreban, dok je za rad zvučnika pojačivač neophodan.

Uprkos napretku u dizajnu, zvučnici su i dalje najslabi ja karika u audio lancu. Ova slabost je

posledica potencijalnih nelinearnosti u frekvencijskom odzivu zvučnika, odnosno zvučnikčesto ne može da prenese verno frekvencije koje su poslate u njega. Grubo rečeno, što skupljizvučnik, to vernija reprodukcija.

Problem se dodatno usložnjava kada na rad zvučnika počne da reaguje i prostor u koji suzvučnici stavljeni. Naime, ukoliko zvučnik preterano ističe neke frekvencije, moguće je da sukarakteristike prostora takve da ističu iste te frekvencije i da performanse pomenutog zvučnika

budu još gore u datom prostoru. Zbog toga je veoma važno izabrati adekvatne zvučnike i postaviti ih dobro u odnosu na prostor.



DIZAJN ZVUČNIKA

http://youtu.be/AP2Nu4MZJRs

Kao što jedan zvučnik zvuči različito od drugog u različitim akustičkim sredinama, zvučnicirazličitog dizajna se mnogo razlikuju po karakteru zvuka. Zapremina kutije, broj komponenti injihova veličina u svakoj kutiji, frekvencije skretnica, i filozofija dizajna daju razlike ukvalitetu zvuka. Profesionalni zvučnici se uglavnom prave na dva načina: supresija vazduha(kompresioni) i bas refleks.

Kutija zvučnika sa supresijom vazduha je za vazduh nepropustljiv zapečaćen sistem kojiodvaja vazduh u kutiji od vazduha van kutije. Ovaj sistem nudi dobar i precizan prenos bas

frekvencija. Kod bas-refleks ili otvorenih kutija, odreĎena bas rupa se nalazi na kutiji, štoomogućava vazdušnoj masi iz kutije da se slobodno meša sa vazduhom van kutije tako dadeluje kao Helmholcov rezonator, što akustički pojačava izlazne vrednosti na dubljimoktavama. Zbog toga ovi zvučnici daju dublji, ali razliveniji bas.

Sa tolikim varijablama koje treba uzeti u obzir kad su u pitanju soba i zvučnici, nešto što bismonazvali idealnim monitorskim sistemom ne postoji. Izbor sistema je više pitanje subjektivnogukusa. Oni monitori koji se široko primenjuju u dužem periodu vremena počinju da sesmatraju industrijskim standardom; ali ovo može lako da se promeni jer se ukusi menjaju.

SKRETNICE

Jedna zvučnička kutija u sebi može da ima više zvučnika (drajvera) koji su „zaduženi“ zarazličite opsege frekvencija, pa prema tome koliko tih opsega ima (u koliko je delova čitavspektar podeljen), zvučničke kutije zovemo jednosistemskim, dvosistemskim, trosistemskim iličetvor sistemskim. Retko će se u zvučničkoj kutiji naći više od 4 vrste zvučnika odnosno,spektar frekvencija koje treba reprodukovati se retko deli na više od 4 dela. Pošto su individualni elementi zvučnika (drajveri) efikasniji u nekim frekvencijskim rasponimanego u drugim (tj. oni proizvode više neizobličenog izlaznog signala za isti nivo ulaznog

signala), često se koristi više drajvera kombinovano da bi se dobio željeni odgovor. Drajverivelikog dijametra, kao što su jedinice od 15”, proizvode niske frekvencije efikasnije negovisoke frekvencije; zvučnici srednje veličine, kao što su oni od 4 do 5”, proizvode frekvencijesrednjeg spektra bolje nego visoke ili duboke; i mali zvučnici, sa dijafragmom od 1/2” do 11/2”, proizvode visoke frekvencije bolje nego bilo koje druge. Ovi zvučnici su povezani skretnicama, koje sprečavaju da bilo koji signal van odreĎenogfrekvencijskog raspona doĎe do zvučnika. Skretnice uglavnom imaju jedan ulaz i dva ili triizlaza. Ulazni signali iznad skretničke frekvencije se šalju u drajver za više frekvencije, dok se

signali ispod sk retničke frekvencije šalju u drajver za niže frekvencije. Pasivne skretnicekoriste induktore i kapacitatore i dizajnirane su tako da se signal na skretničkoj frekvencijišalje jednako u izlaze (ili u skladu sa proporcionalnim potrebama sistema). Ovakav dizajn

obezbeĎuje mek prelaz sa zvučnika na zvučnik. Ako sistem zvučnika ima samo jednuskretničku frekvenciju, nazivamo ga dvosistemskim jer deli signal u dva okvira. Ako signalima dve skretničke frekvencije, to nazivamo trosistemskim zvučnikom.Elektronske skretnice nazivamo aktivnim skretnicama, one se razlikuju od konvencionalnih,

psivnih skretničkih sistema po tome što se izlazni signal sa konzole deli u različitefrekvencijske opsege (u zavisnosti od toga da li je zvučnik dvosistemski ili trosistemski), ali se

svaki filtrirani signal šalje u svoje pojačalo čije izlazne vrednosti mogu da se kontrolišu. Ovaj pristup ima sledeće prednosti:

Signali u aktivnoj skretnici imaju nizak nivo tako da mogu da se koriste aktivni filteri bezinduktora. Ovim se otklanja izvor izobličenja.






Gubici snage koji se javljaju zbog otpora induktora u pasivnoj skretnici su eliminisani.

Svaki frekvencijski raspon ima svoje sopstveno pojačalo, tako da može da se postigne punasnaga pojačala i puna efikasnost zvučnika, bez obzira na zahteve pojedinačnih komponentizvučnika u svakom trenutku. U zavisnosti od dizajna zvučnika skoro svaka frekvencija može da se izabere da bude

skretnična tačka; meĎutim nekoliko najčešće biranih frekvencija su 500Hz, 800Hz, 1200Hz,5000Hz, i 7000Hz.

MERNI INSTRUMENTI

Da bismo mogli objektivno da kontrolišemo signal u elektronskim ureĎajima, koristimo merneinstrumente kao indikatore vrednosti signala. To je posebno važno zato što intenzitet zvuka uobradi dosta varira, te je važno da sminatelj vidi da li se vrednost signala bliži donjoj ili gornjojgranici prihvatljivosti. Ukoliko je signal preslab, rizikujemo da dobijemo previše šuma usistemu (čak i kada je digitalna tehnologija u pitanju), a ako je signal prejak, rizikujemo da

zvuk bude premodulisan i izobličen. Najopštija podela mernih instrumenata audio signala bi bila na- vu-metre koji prikazuju vrednosti koje su bliske srednjoj vrednosti signala. Oni su spori

otprilike kao i naše čulo sluha, pa će jednako sporo registrovati i promene. Vu-metar je

pogodniji za analognu tehnologiju.

- pik-metre koji prikazuju vršne vrednosti signala. Pik -metri su brzi i pogodniji su za upotrebu

sa digitalnom tehnologijom.

Treba napomenuti da i neki analogni ureĎaji imaju pik -metre, dok je upotreba vu-metara kod

digitalnih ureĎaja izuzetno retka. TakoĎe, neki pik -metri imaju više funkcija pa prikazuju,osim vršnih vrednosti i srednje vrednosti istovremeno, ali u drugoj nijansi.



FORMATI ANALOGNOG I DIGITALNOG ZAPISA ZVUKA

Osnovni razlog zašto se počelo prelaziti sa analognog na digitalno zapisivanje zvuka je bila potreba da se smanji šum, koji neminovno postoji i multiplicira se kada se upotrebljavajuanalogni ureĎaji i kada se prave generacije audio snimaka.

Naravno da su, i pre uvoĎenja digitalne tehnologije, postojali reduktori šuma, ali oni svakakonisu mogli dovoljno efikasno da regulišu problem šuma, a da pri tom ne oštete signal.

Digitalno snimanje, a posebno pravljenje generacija snimaka ima nekoliko prednosti nad

analognim - smanjenje nivoa šuma, manje izobličenje signala i mogućnost pravljenja bezbrojgeneracija bez gubitka kvaliteta.

Ukoliko se akustička pojava (zvuk) prevede u električne impulse pri čemu povećanje iopadanje talasa biva direktno ispraćeno povećanjem i opadanjem voltaže - onda je električnisignal analogan akustičkom zvuku. Analogni signal je kontinualan, i prati promene bezikakvog daljeg deljenja. Dinamički raspon koji može da se postigne pri snimanju u analognomdomenu jer definisan sa gornje strane tačkom preko koje će signal biti premodulisan i izbličen,a sa donje strane tačkom na kojoj postoji šum trake i ureĎaja.

Kod digitalnog snimanja, sistem donosi odluke o signalu i zapisuje ga diskretno, a ne

kontinulano, dakle u odreĎenim vremenskim razmacima.Digitalni sistemi analizira ju zvučni signal na dva načina: - prvo semlovanjem (uzorkovanjem) odnosno uzimanjem uzoraka zvuka odreĎeni broj puta u

sekundi, zanemarujući potpuno zvučne promene koje se dese izmeĎ dve tačke uzorkovanja. - drugo kvantizacijom uzorka, odnosno definisanjem odreĎenog broja nivoa. I tako se kontinualni audio pretvara u seriju pojedinačnih, odvojenih odmeraka.

Svakako, što se uzme veći broj uzoraka u sekundi, i što se više informacija potroši nadefinisanje toga jednog uzorka - to je rezolucija veća i samim tim kvalitet signala raste.

Frekvencija semplovanja (učestanost uzorkovanja) mora biti barem dvostruko veća od najvišefrekvencije koju želimo da zabelezimo. i tako dolazimo do podatka da, ako bismo želeli da

prenesemo kompletan čujni spektar (20kHz), moramo da uzimamo uzorke signala minimum40.000 puta u sekundi, odnosno frekvencija semlovanja ne sme preći ispod 40KHz. U praksi se dodaje i „sigurnosna margina“, pa je standardna frekvencija semplovanja zakompat disk 44,1kHz, a u upotrebi se pojavila i frekvencija semplovanja od 48kHz, koje se

upotrebljavala u brodkastingu, najviše zato što je bilo lakše i bolje konvertovati standardni

satelitski signal od 32kHz



Da bi se smanjila greška kvantizacije, potrebno je da broj nivoa odnosno broj bita bude veći, pa je tako standard za kompakt disk 16 bita. Bez zalaženja u binarnu aritmetiku,napomenućemo da teorijski svaki bit donosi 6dB dinamičkog raspona, čime dobijamo, za 16-

bitni signal, da odnos izmeĎu šuma i najviše moguće vrednosti signala iznosi 96dB.

Impulsna kodna modulacijaImpulsna kodna modulacija (Pulse-code modulation) ili skraćeno PCM, je postupak

pretvaranja kontinualnog oblika signala u digitalni oblik signal radi dalje obrade, prenosa ili

čuvanja. Postupkom odmeravanja i kvantifikovanja kontinualnog oblika signala, dobija se

konačan niz odmerenih i zaokruženih vrednosti.

Odmeravanje i kvantifikovanje sinusnog oblika signalaDa bi se kontinualni signal mogao izraziti nizom brojeva (digita), odnosno pretvorio u niz

impulsa koji predstavljaju jedinice i nule, potrebno je izvršiti tri osnovne operacije. - Odmeravanje sampling

- Kvantovanje (zaokruživanje) quanting- Kodiranje (prevoĎenje) coding

Istorijat

Patentiranjem postupka impulsne kodne modulacije 3. oktobra 1938. godine, Alek Rivs nije

bio svestan veličine svog otkrića da je postavio temelj savremenim telefonskimkomunikacijama. Radovi na istom polju telekomunikacija sežu još u 1853. godinu kada jeAmerički pronalazač M. B. Farmer vršio eksperimente sa žičanim telegrafom, i prenosom višenjih istovremeno kroz jedan telegrafski vod. Tokom Drugog svetskog rata izvoĎeni sueksperimenti u Belovim laboratorijama, gde je PCM našao prvu praktičnu primenu. Sistem zakriptovani prenos govora SIGSALI je nastao kao derivat tog istraživanja.

Konverzija signalaA/D Konvertor je elektronsko kolo koje konvertuje kontinualne signale u diskretne digitalne

brojeve. U D/A konvertoru dolazi do obrnute operacije

Postupak A/D konverzijeAnalogni signal - Anti-aliasiranje (low-pass filter) - Uzorkovanje (semplovanje) i zadržavanje- Konverzija iz analognog u digitalni domen - Kodiranje podataka - Korekcija greške -

Modulacija - Beleženje podataka (traka disk)

Postupak D/A konverzijeDemodulacija - Korekcija greške- D/A konverzija - semplovanje i zadržavanje - low-pass filter

Kvantizacija

Nakon uzimanja uzoraka analognog signala, voltaže tih signala se prevode i diskretnevrednosti koje su predstavljene binarnim kodom. Kada se odreĎeni kvantitet predstavi

binarnim kodom dobijamo digitalnu reč sa odreĎenim brojem bita (koliko cifara, toliko bita).Što je duža digitalna reč, što više bita ima, to je bolja rezolucija, odnosno veći je brojkvantizacionih nivoa, a i poboljšava se odnos signal/šum. Standard kod audio ureĎaja je da

minimalna rezolucija bude 16 bita, što je zapravo standard za CD audio zapis. Trebanapomenuti da profesionalni konvertori rade najčešće sa rezolucijom od 24 bita.



Frekvencija semplovanja

Analogni signal je kontinualan u vremenu. Da bi se pretvorio u niz digitalnih vrednosti

neophodno je odrediti učestanost pri kojoj će se uzimati uzorci analognog signala. Taučestanost se naziva frekvencija semplovanja i predstavlja jedan od pokazatelja kvalitetakonvertera. Potrebno je da frekvencija semplovanja bude najmanje dvostruko veća od najviše

frekvencije audio signala. To je jedan od razloga što je standard za CD audio zapis frekvencijasemplovanja od 44.1 kHz.

Antialiasiranje

Pri semplovanju se uzimaju diskretne vrednosti signala u odreĎenim vremenskim intervalima ine postoji apsolutno tačan način da se predvidi šta se dešava sa analognim signalom izmeĎu tihvremenskih intervala. Ako je brzina promena signala mala u odnosu na učestanost uzimanjauzoraka, može se pretpostaviti da će vrednosti signala izmeĎu dva momenta uzorkovanja biti

negde izmeĎu vrednosti koje smo već dobili u ta dva uzorka. Ako su te promene brže odučestanosti uzorkovanja, onda ta pretpostavka više ne važi. Antialijasiranje je proces u kome se zapravo radi frekvencijska filtracija signala. Low-pass

filter se postavlja na frekvenciji koja je jednaka polovini frekvencije semplovanja, da bi sesprečilo da neželjene frekvencije proĎu u čujni opseg signala. Bira se upravo polovinafrekvencije semplovanja jer se neželjeni signali aliasiraju (preslikavaju) u čujni opseg na tajnačin što njihova frekvencija nakon aliasiranja ima vrednost koja je razlika izmeĎu frekvencijesignala i frekvencije semplovanja..

Analogni formati u komercijalnoj upotrebi:

- gramofonska ploča (mehanički zapis) - magnetna traka (magnetni zapis)

Digitalni formati u komercijalnoj upotrebi:

- CD (optički zapis) - DVDAudio (optički zapis) - DAT (digitalna audio traka - magnetni zapis)

- Mini disk (optički zapis) - Hard disk

- ....

Zapis na gramofonskoj ploči može da bude predviĎen za više brzina reprodukcije, konkretno

danas figuriraju brzine od 45 i od 33,3 obrtaja u minuti, a u počecima razvoja takvog zapisa potrebno je blo da se ploča okreće brzinom od 78 obrtaja u minuti, da bi zvuk bio adekvatan.Usporavanje u odnosu na brzinu obrtanja pri usnimavanju donosi spuštanje frekvencija, aubrzavanje donosi podizanje frekvencija.

Zapis zvuka na magnetnoj traci postoji u mnogim oblicima :

- magnetofonska traka širine 2“, 1“, 1/2“, 1/4“ i 1/8“ (“ = inč) - perfo traka (35mm ili 17,5mm)

- magnetni zapis zvuka na filmskoj traci

Postoje tri grupe formata digitalnih audio fajlova:

- Nekomprimovani (PCM) audio formati mogu biti zapisani kao: WAV, AIFF i AU



- Formati sa kompresijom bez gubitaka: FLAC, Monkey’s Audio (APE), WavPack (WV), jedna varijanta Windows Media Audio (WMA)

- Formati koji koriste kompresiju sa gubitkom podataka: MP3, Vorbis, Musepack, AAC itd.

Godina Format medija Vrsta zapisa

1877 Fonograf Mehanički analogni zapis;

1895 Gramofonska ploča Mehanički analogni zapis;

1898 Magnetni zapis na žici Magnetni analogni zapis

nekad

u toku

1930-tih

Magnetna traka Analogni magnetni zapis

1948 Gramofonska ploča odvinila

Analog, with preemphasis and other equalization techniques

(LP, RIAA); lateral grooves, horizontal stylus motion; discs

at 7" (most 45 rpm), 10" and 12" (most 33 1/3 rpm)

1957

Gramofonska ploča odvinila sa stereo

zapisom

Analog, with preemphasis and other equalization

techniques. Combination lateral/vertical stylus motion with

each channel encoded 45 degrees to the vertical.

1975 Betamax Digital Audio 'Dolby Stereo' surround zvuk za bioskop

1982Compact Disc (CD-

DA)PCM, digitalni optički zapis

1987Digital Audio Tape(DAT)

digitalni magnetni zapis na traci

1991 MiniDisc (MD) ATRAC

1992WAVEform (WAV)

1993Digital Theatre System (DTS)

Sony Dynamic Digital Sound (SDDS)

1995 MP3

1997 DVD Dolby Digital

1997 DTS-CD DTS Audio

1999 DVD-Audio

1999Super Audio CD

(SACD)

1999 Windows Media Audio (WMA)

2000 Free Lossless Audio Codec (FLAC)

2005 HD DVD

2006 Blu-Ray2008 slotMusic 320kb/s MP3 on microSD or microSDHC



2. ОСНОВНИ ФОРМАТИ ЗАПИСА ЗВУКА Једнако као што је публика скакала под столице на првим филмским пројекцијама, такосу људи бурно реаговали и на прво слушање снимљеног звука. Томас Едисон, један одпионира развоја аудио технологије је овако описао своју реакцију када је чуо свој гласпо први пут снимљен: „Никада у животу нисам био толико изненађен... Увек сам се

плашио ствари које су радиле из прве.“ Могућност снимања слике и звука је обећавалатемељну промену свести и перцепције људи у каснијим деценијама. Пратећи развојтелефоније и телеграфије, а засновано на искуствима из истраживања из тих области, удругој половини XIX века, почели су да се појављују први патенти који су омогућавалиснимање и репродукцију звука. Неки патенти су били више, а неки мање успешни, алимеђу свима њима свакако треба издвојити ваљак са танком оловном фолијом ТомасаЕдисона из 1877. године, а затим из патент Емила Берлинера из 1887. године, који је

подразумевао престанак да снимања на ваљковима и увођење танке плоче у обликудиска (слика 2.0.1) као медија за снимање. Начини снимања су се мењали, медији заснимање се и данас мењају и развијају, а цивилација је остала трајно промењеначињеницом да звук може верно да се забележи и репродукује.

Слика 2.0.1: Грамофон из колекције Томаса Едисона, изађен према Берлинеровом патенту.

Грамофонска плоча се користи и данас, иако се прави од другачијег материјала. Формати су семењали, нови су стизали, али и стари су често остајали, па сада, после век и по снимања, имамоогроман спектар могућности за снимање и репродукцију.

2.1 АНАЛОГНО ЗАПИСИВАЊЕ ЗВУКА 2.1.1 Грамофонска плоча

Звук се може записати аналогно, тако што се промене улазног сигнала бележе у обликуконтинуалних промена записа (механички запис таласа или промене нивоа магнећења

траке, на пример) које су аналогне променама улазног сигнала. Звук се у аналогномдомену записивао прво механички, на ваљкове, жице и грамофонске плоче. Такав запис



је имао више недостатака. Грамофонске плоче су биле крте и осетљиве на гребање, апроцес резања је био прилично компликован и скуп. Ипак, грамофонска плоча је је закратко време освојила свет и деценијама је неприкосновено владала као најквалитетнијиносач звука.Ко жели да зна више: Уколико бисте желели да оставите снимак за нека далека, будућа

поколења и даље би било најбоље да то урадите на грамофонској плочи. Магнетофонскатрака пропада после 4-5 деценија и постаје неупотребљива, дигитални запис на различитим врстама дискова је веома подложан оштећењима и грешкама, а грамофонскаплоча, ако се не користи, ће практично и за 150 година давати потпуно исти звук јер је упитању механички запис на тврдом медију. 2.1.2 Магнетна трака Идеја о коришћењу промена у намагнетисању за записивање и репродукцију звука је дугопостојала пре него што је успела да нађе своју адекватну и пре свега безбедну примену. 1935.године, проналазач Фриц Флојмер (Fritz Pfleumer) је успео да запише звук на папирну траку накојој су постојали само микронске честице метала које су се онда намагнетисавале. Такав системснимања је имао много проблема, пре свега због лаког цепања танке папирне траке, али је

омогућавао снимање на много мањим, преносивим уређајима, што је читаву идеју чинилопривлачно. Као и увек када војна индустрија види интерес у нечему, тај патент је брзо иквалитетно развијен у војно-пропагандне сврхе, а почео је да се користи у комерцијалне сврхепосле Другог светског рата. Брзо после уласка у комерцијалну употребу, магнетна трака је постала изузетно популарна и упрофесионалној и у кућној употреби, пре свега зато што је, за разлику од грамафонске плоче,омогућавала лако снимање, а не само репродукцију. Увођење система вишеканалног снимања(слика 2.1.2) је довело до праве револуције у музици и омогућило појаву нових музичкихжанрова.

Слика 2.1.2: Studer A827 аналогни вишеканални магнетофон са аутолокатором. И даље секористе у врхунским студијима за снимање музике



2.1.3. Оптички аналогни запис звука Осим механичког записа (грамофонска плоча) и магнетног записа (магнетна трака), звук сетакође у аналогном домену записивао као оптички запис на филмској траци. За разлику одмагнетофонске траке и грамофонске плоче које и даље постоје као медији, иако су мањезаступљени него раније, оптички запис звука на филмској траци је потпуно неста из употребе.

2.2 ДИГИТАЛНО ЗАПИСИВАЊЕ ЗВУКА

2.3.1 Увођење дигиталних записа Основни разлог зашто је почело да се прелази са аналогног на дигитално записивањезвука је била потреба да се смањи шум, који неминовно постоји и мултиплицира се кадасе употребљавају аналогни уређаји и када се праве генерације аудио снимака. Свакимпут када се звук пресними са траке на траку, ниво сигнала остане исти, а ниво шума седуплицира, па снимак постаје неупотребљив већ после две – три генерације. Наравно да су и пре увођења дигиталне технологије постојали редуктори шума, али онисвакако нису могли довољно ефикасно да регулишу проблем шума, а да при том неоштете сигнал. Дигитално снимање, а посебно прављење генерација снимака има неколико предностинад аналогним - смањење нивоа шума, мање изобличење сигнала и могућност прављењабезброј генерација без губитка квалитета. Уколико се акустичка појава (звук) преведе у електричне импулсе при чему повећање иопадање таласа бива директно испраћено повећањем и опадањем волтаже - онда јеелектрични сигнал аналоган акустичком звуку. Аналогни сигнал је континуалан, и прати

промене без икаквог даљег дељења. Динамички распон који може да се постигне приснимању у аналогном домену је дефинисан са горње стране тачком преко које ће сигналбити премодулисан и избличен, а са доње стране тачком на којој постоји шум траке иуређаја. Код дигиталног снимања, систем доноси одлуке о сигналу и записује га дискретно, а неконтинулано, дакле у одређеним временским размацима.Дигитални системи анализирају звучни сигнал на два начина: - прво семловањем (узорковањем) односно узимањем узорака звука одређени број пута усекунди, занемарујући потпуно звучне промене које се десе измеђ две тачке узорковања. - друго квантизацијом (одмеравањем) узорка, односно дефинисањем одређеног бројанивоа.

И тако се континуални аудио претвара у серију појединачних, одвојених одмерака (слика 2.2.1)



Слика 2.2.1: Превођење сигнала из аналогног у дигитални домен узорковањем и

одмеравањем. На слици се види да се у процесу дигитализације узимају узорци

ограниченог броја вредности сигнала, док за вредности у међувремену систем самправи процену.

Свакако, што се узме већи број узорака у секунди, и што се више информација потрошина дефинисање тога једног узорка - то је резолуција већа и самим тим квалитет сигнала

расте. Фреквенција семпловања (учестаност узорковања) мора бити барем двоструко већа однајвише фреквенције коју желимо да забелезимо. и тако долазимо до податка да, акобисмо желели да пренесемо комплетан чујни спектар (20Hz – 20kHz), морамо даузимамо узорке сигнала минимум 40.000 пута у секунди, односно фреквенцијасемловања не сме да буде мања од 40kHz.

У пракси се додаје и „сигурносна маргина“, па је стандардна фреквенција семпловања за

компат диск 44,1kHz, а у употреби се појавила и фреквенција семпловања од 48kHz, којесе употребљавала у бродкастингу, највише зато што је било лакше и боље конвертоватистандардни сателитски сигнал од 32 kHz, мада се сада све чешће у аудио снимањукористи стандард од 96 kHz.

Да би се смањила грешка квантизације, потребно је да број нивоа односно број битабуде што већи, па је тако стандард за компакт диск 16 бита. Без залажења у бинарнуаритметику, напоменућемо да теоријски сваки бит доноси 6dB динамичког распона,чиме добијамо, за 16-битни сигнал, да однос између шума и највише могуће вредностисигнала износи 96dB.

2.3.2 Процес дигитализације аудио сигнала Патентирањем поступка импулсне кодне модулације 3. октобра 1938. године, Алек Ривсније био свестан величине свог открића да је поставио темељ савременим телефонскимкомуникацијама. Радови на истом пољу телекомуникација сежу још у 1853. годину када

је Амерички проналазач М. Б. Фармер вршио експерименте са жичаним телеграфом, ипреносом више њих истовремено кроз један телеграфски вод. Током Другог светског

рата извођени су експерименти у Беловим лабораторијама, где је ПЦМ нашао првупрактичну примену. Систем за криптовани пренос говора СИГСАЛИ је настао каодериват тог истраживања. Импулсна кодна модулација (Пулсе-цоде модулатион) или скраћено ПЦМ, је поступакпретварања континуалног облика сигнала у дигитални облик сигнал ради даље обраде,преноса или чувања. Поступком одмеравања и квантификовања континуалног облика

сигнала, добија се коначан низ одмерених и заокружених вредности. Поступак А/Д конверзије подразумева следеће кораке:



Аналогни сигнал - Анти-алиасирање (лоw-пасс филтер) - Узорковање (семпловање) изадржавање - Конверзија из аналогног у дигитални домен - Кодирање података -

Корекција грешке - Модулација - Бележење података (трака диск) Тако дигитализован сигнал може да се забележи на више начина и на више различитихмедија, може да се пакује у складу са неким протоколима кодовања, а може и да се

остави у пуној резолуцији. Ко жели да зна више

Квантизација

Након узимања узорака аналогног сигнала, волтаже тих сигнала се преводе и дискретневредности које су представљене бинарним кодом. Када се одређени квантитет представибинарним кодом добијамо дигиталну реч са одређеним бројем бита (колико цифара,толико бита). Што је дужа дигитална реч, што више бита има, то је боља резолуција,односно већи је број квантизационих нивоа, а и побољшава се однос сигнал/шум.Стандард код аудио уређаја је да минимална резолуција буде 16 бита, што је заправостандард за ЦД аудио запис. Треба напоменути да професионални конвертори раденајчешће са резолуцијом од 24 бита.

Фреквенција семпловања Аналогни сигнал је континуалан у времену. Да би се претворио у низ дигиталнихвредности неопходно је одредити учестаност при којој ће се узимати узорци аналогногсигнала. Та учестаност се назива фреквенција семпловања и представља један одпоказатеља квалитета конвертера. Потребно је да фреквенција семпловања буде најмањедвоструко већа од највише фреквенције аудио сигнала. То је један од разлога што јестандард за ЦД аудио запис фреквенција семпловања од 44.1 kHz.

Антиалиасирање

При семпловању се узимају дискретне вредности сигнала у одређеним временскиминтервалима и не постоји апсолутно тачан начин да се предвиди шта се дешава сааналогним сигналом између тих временских интервала. Ако је брзина промена сигналамала у односу на учестаност узимања узорака, може се претпоставити да ће вредностисигнала између два момента узорковања бити негде између вредности које смо већдобили у та два узорка. Ако су те промене брже од учестаности узорковања, онда тапретпоставка више не важи. Антиалијасирање је процес у коме се заправо ради фреквенцијска филтрација сигнала.Лоw-пасс филтер се поставља на фреквенцији која је једнака половини фреквенцијесемпловања, да би се спречило да нежељене фреквенције прођу у чујни опсег сигнала.Бира се управо половина фреквенције семпловања јер се нежељени сигнали алиасирају(пресликавају) у чујни опсег на тај начин што њихова фреквенција након алиасирања

има вредност која је разлика између фреквенције сигнала и фреквенције семпловања. 2.3.3 Формати дигиталних записа звука који су данас у употреби После дуго година покушаја пласирања неког формата дигиталног записа звука натржишту, 1982. године је постигнут договор око стандарда и почела је производњааудио компакт дискова (CD). Звук који је долазио са компакт диска је био до те мередругачији од звука са грамофонске плоче или са магнетофона, да су слушаоци годинамаодбијали да прихвате нов систем записивања звука и наставили су да купујуграмофонске плоче. Време је пролазило, слушаоци су се навикавали на необично чистзвук и компакт диск је лагано постао део наше свакодневице. Иако су процесорскемогућности уређаја за репродукцију одавно превазишле квалитет резолуције који нудистандард за аудио компакт диск (44,1 kHz, 16 бита), тај стандард је остао да важи и до

данас.



Највећа мана компакт диска је била што није било могуће снимање на њега. Првинарезиви компакт диск медији су се појавили тек 1988., а уређаји за нарезивање су јошдоста година били изузетно скупи и неприступачни, па је магнетна трака и даље владалакао водећи формат у професионалном аудио снимању.У међувремену се појавио формат који се звао ДАТ (Digital Audio Tape), који је

користио магнетну траку у затвореној касети за дигитални запис звука. Проблем са овимформатом је била његова велика непоузданост и недовољна усаглашеност стандардаизмеђу произвођача, што је доводило до неугодне ситуације да снимак снимљен науређају једног произвођача да се репродукује без грешке на уређају другог произвођача. Један од дигиталних формата који је постао популаран у другој половини деведесетихгодина прошлог века је био мини диск (MiniDisc). Тај формат је био практичан,омогућавао је снимање солидног квалитета, а пружао је и основне могућностиедитовања снимака. Међутим, тај формат је брзо изашао из употребе зато што су

различити рачунарски системи постали довољно приступачни, мали, преносиви ипоуздани, а нудили су највећи распон могућности. У рачунару и сродним уређајима, звук се записује у дигиталном домену на 3 начина: - Некомпримовани (PCM) аудио формати који могу да буду записани као: WAV, AIFF и AU (зависно од софтвера). Такви формати заузимају највише места на меморијскомдиску, али нема никаквог губитка информација. - Формати са компресијом без губитка: FLAC, Monkey’s Audio (APE), WavPack (WV), и

једна веријанта Windows Media Audio (WMA). Ови формати, када су компримовани,заузимају нешто мање места на меморијском диску, захтевају отпакивање и послеотпакивања информације су опет комплетне. - Формати који користе компресију са губитком података: MP3, Vorbis, Musepack, AAC

итд. Ови формати су последњих година постали изузетно популарни, поготово MP3, пресвега зато што заузимају изузетно мало места на меморијском диску. Међутим, тауштеда у простору има своју цену, а она се плаћа губитком квалитета. Просечан MP3

фајл има 10 пута мање информација него некомпримован WAV фајл. Уместо преосталих90% информација које MP3 фајл заправо нема, систем врши претпоставку шта би на томместу требало да се нађе. Уколико је систем за репродукцију звука (појачало, звучници, каблови) нискогквалитета, разлика у звуку се готово неће ни чути, али на квалитетним системима

разлика у квалитету постаје веома очита до те мере да MP3 запис може да звучи сасвимнепријатно.

Сажетак: Од првих записа звука у другој половини XIX века до данас, користили су се многиформати записа звука. Неки од тих формата су опстали (грамофонска плоча, магнетна

трака, компакт диск), док су други престали да се производе, али тренд је увек биоусмерен ка побољшању квалитета записа звука, побољшању поузданости снимача и

репродуктора, већој флексибилности у снимању и смањењу шума уређаја. Чини се да смо са данашњим дигиталним рачунарским системима постигли све горезадате циљеве, те у овом тренутку такав начин снимања убедљиво доминира натржишту. Стари формати се користе још само у специјалне сврхе. У рачунару звук можемо да записујемо на три начина: 1) без компресије и без губитака;2) са компресијом без губитака; и 3) са компресијом са губицима. Упркос чињеници данам сада количина простора на меморијском диску више није никакав проблем, а и дапроцесорске могућности рачунара апсолутно могу да се изборе са звуком пуне

резолуције, корисници се најчешће одлучују за MP3 формат (компресија са губитком)

углавном из навике и незнања о губицима.



Питања и задаци за вежбу: 1. Шта је антиалиасирање?

2. Ако убрзамо окретање грамофонске плоче, звук ће постати бржи и виши. Шта ће седесити ако повећамо брзину окретања ЦД-а?

3. Који формат записа звука најчешће користиш? Шта је његова предност, а шта мана?

uvod u snimanje zvuka podsetnik za muz 2014

Documents