Методы и средства мультимедиа Звук (стр. 4 из 9)
• реалистичность;
• простота.
Недостатки:
• жесткий набор сэмплированных тэмбров;
• большие объемы памяти для храннения сэмплов.
MultiSample — метод сэмплирования, при котором используется не одна волновая таблица, а последовательность в несколько десятков сэмплов.
Такой метод например, реализован в модуле NanoWave. Это модуль для Native Instruments Reactor.
12.2. Сэмплерные синтезаторы
Не надо путать WT-синтез c старым «сэмплерным методом»25. В сэмплерных синтезаторах атака и затухание реализуются предопределенным сэмплом. Его длительность невозможно изменить. И только поддержка может быть произвольной длинны.
13. Физическое моделирование
Синтез на основе физического моделирования — метод синтеза, использующий математические модели образования звуков реальных музыкальных инструментов, для генерации волновых форм в цифровом виде.
Любой музыкальный инструмент состоит из:
• возбудитель — например, струна;
• резонатор — например, верхняя и нижняя деки гитары.
Достоинство:
Реалистичность.
Недостаток:
В алгоритм вшиваются конкретные инструменты, которые потом невозможно изменить.
Примеры программного обеспечения:
• IK Multimedia Amplitube X-Gear;
• Logana;
14. Звуковые платы
Для звуковых плат есть 2 спецификации:
Речь идет о цифро-аналоговых и аналогово-цифровых спецификациях. 14.1. Состав звуковой платы
Здесь речь идет о наиболее общей структуре звуковой платы. Большинство звуковых плат являются встроенными. Встроенные звуковые платы страдают задержкой звука. Для профессиональной записи используют внешние многоканальные платы.
14.2. Блок записи и воспроизведения
Самый важный блок звуковой платы. Он управляется своим собственным драйвером и не связан с блоком DSP и блоком синтезатора.
Важные части:
• цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);
• аналогово-цифровой преобразователь (АЦП).
Основные характеристики преобразователей:
• тип;
• разрядность.
Важные характеристика самого блока
• частота дискретизации;
• количество входных и выходных каналов.
14.3. Блок синтезатора
Этот блок предназначен для синтеза произвольных звуковых сигналов, в том числе голос и музыкальные инструменты.
В современных звуковых платах этот блок отсутствует. Его поставляет только фирма Creative Technology.
14.4. Блок DSP
Digital signal processor (DSP) — цифровой сигнальный процессор.
Используется для обработки аудиоданных в цифровом виде. Блок DSP разгружает основной процессор во время звуковой обработки.
14.5. Блок интерфейсов
Большинство звуковых плат поддерживают:
• USB;
• FireWire;
• PCI;
• PCI-express;
• MIDI — на встроенной звуковой плате нужны специальные адаптеры;
• S/P-DIF — для передачи данных в цифровом формате непосредственно.
14.6. Блок микшера
Этот блок нужен для сведения входных и выходных аудио-сигналов и регулировки их уровня. Важное свойство — поддержка внутренней коммутации. Таким образом карта может записывать сама на себя.
≺ MIDI-интерфейс ≻
15. MIDI-интерфейс
MIDI[24] — это цифровой интерфейс музыкальных инструментов.
Создан в 1982 г. ведущими фирмами-производителями музыкального оборудования — Yamaha, Roland, Korg, E-mu и др. Изначально был предназначен для замены принятого в то время стандарта управления с помощью аналоговых сигналов. Впоследствии интерфейс MIDI стал стандартом де-факто в области электронных музыкальных инструментов и компьютерных синтезаторов.
15.1. Назначение MIDI
Главное назначение MIDI — хранение и передача информации в нотной записи.
• управление электронными музыкальными инструментами в реальном времени,
• запись MIDI-потока, формируемого при игре исполнителя, на носитель данных с последующим редактированием и воспроизведением,
• синхронизация различной аппаратуры
Существуют устройства, управляемые только через интерфейс MIDI. Наиболее распространенным таким устройством является тон-генератор.
Тон-генератор — это устройство, предназначенное для синтеза и управляемое только через MIDI-интерфейс.
На самом деле это обычный синтезатор, только без клавиатуры.
Тон-генератор с достаточными возможностями управления может очень точно воспроизвести звучание инструмента по заданному MIDI-потоку. формирования MIDI-сообщений используют MIDI-контроллеры:
• клавиатура;
• педаль;
• рукоятка с несколькими степенями свободы; • ударная установка (с датчиками способа и силы удара);
• струнный инструмент;
• духовой инструмент.
В настоящее время эти понятия стали совершенно самостоятельными: по аппаратному интерфейсу могут передаваться данные любого формата, а MIDI-формат может применяться только для обработки партитур, без вывода на устройство синтеза.
15.2. Аппаратная реализация MIDI
Аппаратная реализация интерфейса MIDI представляет собой обычный последовательный асинхронный интерфейс типа «токовая петля» Cкорость передачи данных ≈ 31250 бит/с.
Интерфейс реализуется активным передатчиком с уровнем 5 мА. Для соединения используется двужильный экранированный[25] кабель длиной не более ≈ 15 м, нечувствительный к наводкам извне[26].
15.3. Разъем DIN-5 (СГ-5)
Разъем для MIDI-устройства:
.- принимающий
.+ передающий.земля
Это разъем типа female DIN-5 (СГ-5) («мама»).
Оставшиеся 2 контакта не используются.
Каждый инструмент имеет три соединительных разъема: • In (вход),
.+
.-.земля
• Out (выход)
.-
.+.земля
• Thru (копия сигнала с In через буфер)
.-
.+.земля
Один MIDI-передатчик допускает подключение до четырех приемников. Так что можно создавать сеть MlDI-устройств, выстраивая их по цепочке и в нескольких направлениях.
16. Протокол MIDI
MIDI-протокол является событийно-ориентированным.
Обмен данными осуществляется при помощи сообщений. Сообщения — блоки данных произвольной длины. Каждое сообщение является командой для музыкального инструмента.
Стандарт предусматривает 16 независимых и равноправных логических каналов. Внутри канала действуют свои режимы работы.
16.1. Адресация в MIDI
Адресация в MIDI не является однозначной. Несколько инструментов могут быть настроены на один и тот же MIDI-канал. В таком случае канальное сообщение может быть послано группе инструментов.
Изначально технология была предназначена для однотембровых инструментов. Однотембровые инструменты могли воспроизводить звук только одного тембра в каждый момент времени. Каждому инструменту присваивался свой номер канала. Последнее давало возможность многотембрового исполнения. С появлением многотембровых инструментов они стали поддерживать несколько каналов. Современные инструменты поддерживают все 16 каналов и могут иметь более одного MIDI-интерфейса. Сейчас каждому каналу обычно назначается свой тембр, называемый по традиции инструментом, хотя возможна комбинация нескольких тембров в одном канале.
У каждого MIDI устройства есть режим OMNI ON. В этом режиме оно перестает различать каналы.
Канальные сообщения предназначены для передачи команд и параметров отдельным MIDI-устройствам сети в целях управления звучанием музыкального инструмента и определения реакции музыкального инструмента на сообщения.
Системные сообщения — это сообщения предназначенные для управления всеми MIDI-устройствами сети.
16.2.1. Канальные сообщения о звуке
• Note Off (выключение ноты);
• Note On (включение ноты);
В качестве параметров команды передаются номера клавиш и ускорение, с которым была нажата или отжата клавиша.
• Key Pressure (Polyphonic Aftertouch, давление на клавишу);
• Channel Pressure (Channel Aftertouch, давление в канале);
Например, чем сильнее давим на клавишу, чтем громче она звучит.
• Control Change (смена значения контроллера);
• Program Change (смена программы (тембра, инструмента));
• Pitch Bend Change (смена значения Pitch Bend).
16.2.2. Канальные сообщения о режиме
• Omni Off (выключение режима всех сообщений);
• Omni On (включение режима всех сообщений); • Poly/Mono
I в режиме Poly можно брать аккорды;