Книга, которую вы держите в руках, – самоучитель по всему, что можно сделать со звуком на компьютере. Прочитав ее, вы научитесь записывать и хранить цифровой звук, а также узнаете о том, как создавать музыку, обрабатывать композиции, восстанавливать ста рые и испорченные записи.
Для широкого круга читателей.
Вряд ли кто-нибудь может представить современный компьютер без звука. А ведь когда-то так и было. Компьютеры создавали для серьезных вычислений в организациях, единственными звуками которых были шум вентиляторов и стрекот принтеров. С увеличением вычислительной мощности и с уменьшением габаритов разработчики решили научить компьютер производить звуки, а затем и обрабатывать. С этого момента началось вторжение компьютеров в область человеческих творений и искусств – музыку.
Автор прекрасно помнит, какой восторг он испытал, ради эксперимента подкорректировав звучание чудовищного качества концертной записи «Битлз», записанного в гамбургской пивной в то время, когда оные битлы и с гитарами еще обращаться как следует не умели. Не поверите – за какие-нибудь полчаса удалось добиться куда больших улучшений, чем профессиональным звукорежиссерам в профессиональной студии за три месяца работы! Правда, те работали добрых двадцать лет назад и ни о каких компьютерах, само собой, не слышали…
Сейчас, наверное, ни один музыкальный проект не обходится без компьютера. Они взяли на себя всю рутинную работу – преобразование сигнала в цифровой вид, хранение как готовых композиций, так и отдельных звуковых дорожек, обработку сигнала, микширование… и все, что вы еще можете придумать, о чем порой даже не догадываетесь.
У вас есть компьютер. Это не только компьютер, у вас в руках находится целая музыкальная студия. Многодорожечный магнитофон, микшер, спектроанализатор, синтезатор и многие другие аппараты и инструменты у вас уже есть. Их широкими возможностями надо управлять, для этого необходимо программное обеспечение.
ЗВУК В ЦИФРОВОМ ВИДЕ
Начнем с поисков различий между аналоговым и цифровым звуком. Что есть звук? Правильно, колебания звуковых волн в пространстве. Для обработки и усиления звуковые колебания сначала преобразовываются в электрические, обрабатываются, а затем преобразовываются обратно в звуковые. Как выглядит обычный звуковой сигнал, показано на рисунке ниже. В английской литературе осциллограмма звукового сигнала часто называется
waveform.
На русский язык иногда переводят дословно – волновая форма, что не совсем правильно.
Будем применять непосредственный универсальный термин – сигнал. Ваш голос, записанный с микрофона, песня со старой грампластинки, дорожка компакт-диска, синтезированная композиция – все это для компьютера сигналы, с которыми вы будете работать.
На рисунке показана только часть композиции. Можно увеличивать масштаб до бесконечности, форма сигнала остается, меняется только масштаб.
Оцифровка звука
Чтобы звук перевести в цифровую форму, его надо оцифровать. Оцифровывают аналоговый сигнал путем измерения мгновенных уровней сигнала и последовательной записи этих значений в файл. На рисунке измеряемые значения на исходной кривой отмечены точками.
Между измерениями существуют интервалы, длительность которых определяется
частотой дискретизации
. Чем больше частота дискретизации, тем меньше интервал, тем точнее повторится форма исходного сигнала. То есть частота дискретизации определяет допустимый частотный диапазон входного сигнала. По теореме Котельникова она должна быть в два раза выше максимальной частоты измеряемого сигнала. Вот откуда взялась частота дискретизации 44 кГц. Это удвоенная частота слышимого человеком звука, теоретически.
Посмотрим еще раз на рисунок. Есть что-то неправильное. Ведь сигнал от одного замера до другого может измениться несколько раз, а это значит, что частота дискретизации выбрана гораздо ниже необходимой и в результате сигнал оцифруется с большими искажениями. Сигнал с необходимой частотой дискретизации будет выглядеть, как показано на следующем рисунке. Как видим, в этом случае разницей в замерах действительно можно пренебречь.
Каким бывает цифровой звук?
На самом деле, видов «цифрового звука» – точнее, видов его представления в компьютере – может быть несколько.
Уже знакомый нам «оцифрованный звук»
– аналог фотографии, точная цифровая копия введенных извне звуков. Это может быть сделанная с микрофона запись вашего голоса, копия звуковых дорожек с компактдиска и других источников. Как и фотография, такой звук занимает много места… впрочем, аппетиты фотографии по сравнению со звуком просто ничтожны! Одна минута цифрового звука, записанного с максимальным качеством, занимает около 10 мегабайт. Правда, существуют специальные методы сжатия, уменьшающие объем компьютерного звука в десятки раз! Но об этом позже.
Помимо «цифрового», существует еще и
«синтезированный» звук
– точнее, музыка в формате MIDI. Ну, с синтезаторами-то наверняка вы знакомы! Вкратце суть MIDI-технологии можно изложить так – компьютер не просто проигрывает нужную вам мелодию, а синтезирует ее с помощью звуковой карты. MIDI-мелодии – это всего лишь системы команд, управляющие звуковой картой, коды нот, которые она должна «изобразить» (с указанием инструментов, длительности и некоторых других параметров оной ноты). Эта технология идеальна для компьютерных композиторов, поскольку позволяет с легкостью изменять любые параметры созданной на компьютере мелодии – заменять инструменты, добавлять или удалять их, изменять темп и даже стиль композиции. И файлы с MIDI-музыкой – крохотные, всего в несколько десятков килобайт. Но и недостатки у MIDI есть – голос в MIDI– файле не запишешь, да и музыка хорошо звучит лишь на очень качественной звуковой карте. Перенесешь созданный тобой файл на компьютер соседа, оборудованный 10-долларовой карточкой – и будешь долго думать, куда это испарилась вся прелесть и красота мелодии. Правда, MIDI можно сравнительно легко перевести в формат цифрового звука – обратное преобразование, к сожалению, на сегодняшнем уровне развития компьютерной техники невозможно.
Наконец, существует и третий вид звука, с которым вы можете работать в домашних условиях –
