Müzik Oluşturma. Mastering - PART 2
Müzik üretim sürecinde ustalaşmanın, müzik fikrinden alıcıya ulaştırılmasına giden yolda son adım olduğunu bir önceki sayımızda yazmıştım. Dijital olarak kaydedilmiş sesi de yakından inceledik, ancak AC voltaj dönüştürücülere dönüştürülen bu sesin ikili forma nasıl dönüştürüldüğünü henüz tartışmadım.
1. Her karmaşık ses, hatta çok yüksek derecede karmaşıklık bile, aslında birçok basit sinüsoidal sesten oluşur.
Bir önceki makaleyi şu soruyla sonlandırdım, çok sesli parçalar çalan birçok enstrümandan bahsediyor olsak bile, bu kadar dalgalı bir dalgada (1) tüm müzik içeriğinin kodlanmış olması nasıl mümkün olabilir? İşte cevap: Bunun nedeni, herhangi bir karmaşık sesin, çok karmaşık bile olsa, gerçekten birçok basit sinüzoidal sesten oluşur.
Bu basit dalga biçimlerinin sinüzoidal doğası hem zamana hem de genliğe göre değişir, bu dalga biçimleri birbiriyle örtüşür, toplanır, çıkarılır, modüle edilir ve böylece önce bireysel enstrüman sesleri yaratır ve ardından miksleri ve kayıtları tamamlar.
Şekil 2'de gördüğümüz şey, ses maddemizi oluşturan belirli atomlar, moleküllerdir, ancak analog bir sinyal söz konusu olduğunda böyle atomlar yoktur - sonraki okumaları işaretleyen noktalar olmadan tek bir çift çizgi vardır (fark şu şekilde görülebilir: karşılık gelen görsel efekti elde etmek için grafiksel olarak yaklaşan adımlar halinde şekil).
Ancak, analog veya dijital kaynaklardan kaydedilen müziğin çalınması, hoparlör veya kulaklık dönüştürücü gibi mekanik bir elektromanyetik dönüştürücü kullanılarak yapılması gerektiğinden, saf analog ses ile dijital olarak işlenmiş ses arasındaki farkın büyük çoğunluğu bulanıklaşır. Son aşamada, yani. Dinlerken müzik, transdüserdeki diyaframın hareketinin neden olduğu hava parçacıklarının titreşimleriyle aynı şekilde bize ulaşır.
2. Sesimizi oluşturan moleküller önemlidir
analog rakam
Saf analog ses (yani bir analog kayıt cihazında kaydedilmiş analog, bir analog konsolda karıştırılmış, bir analog diskte sıkıştırılmış, bir analog oynatıcıda çalınan ve güçlendirilmiş analog amplifikatör) ile dönüştürülen dijital ses arasında herhangi bir işitilebilir fark var mı? analogdan dijitale, dijital olarak işlenip karıştırıldıktan sonra tekrar analog forma işlenir, bu amfinin hemen önünde mi yoksa pratik olarak hoparlörün kendisinde mi?
Vakaların büyük çoğunluğunda, aksine, aynı müzik malzemesini her iki şekilde de kaydedip sonra tekrar çalsaydık, farklılıklar kesinlikle duyulabilirdi. Ancak bu, analog veya dijital teknoloji kullanma gerçeğinden ziyade, bu süreçlerde kullanılan araçların doğasından, özelliklerinden, özelliklerinden ve genellikle sınırlamalarından kaynaklanacaktır.
Aynı zamanda sesi dijital bir forma getirmenin yani açıkça atomize olması, kayıt ve işleme sürecini önemli ölçüde etkilemez, özellikle bu örnekler - en azından teorik olarak - duyduğumuz frekansların üst sınırlarının çok ötesinde bir frekansta meydana geldiğinden ve dolayısıyla dönüştürülen sesin bu özel grenliliği dijital forma, bizim için görünmez. Ancak ses malzemesine hakim olmak açısından çok önemlidir ve bundan daha sonra bahsedeceğiz.
Şimdi analog sinyalin nasıl dijital forma, yani sıfır-bire, yani. biri voltajın yalnızca iki düzeyi olabilir: voltaj anlamına gelen dijital bir düzey ve dijital sıfır düzeyi, yani. bu gerilim pratikte yoktur. Dijital dünyada her şey ya bir ya sıfır, ara değerler yok. Tabii ki, "açık" veya "kapalı" durumlar arasında hala ara durumların bulunduğu, ancak dijital ses sistemleri için geçerli olmadığı, bulanık mantık denen bir mantık da vardır.
3. Bir ses kaynağının neden olduğu hava parçacıklarının titreşimleri, zarın çok hafif bir yapısını harekete geçirir.
Dönüşümler Birinci Bölüm
Vokal, akustik gitar veya davul gibi her türlü akustik sinyal dijital olarak bilgisayara gönderilir, önce alternatif bir elektrik sinyaline dönüştürülmelidir.. Bu genellikle, ses kaynağının neden olduğu hava parçacıklarının titreşimlerinin çok hafif bir diyafram yapısını tahrik ettiği mikrofonlarla yapılır (3). Bu, bir yoğunlaştırıcı kapsülde bulunan diyafram, şerit mikrofondaki metal folyo bant veya dinamik bir mikrofonda kendisine bağlı bir bobin bulunan bir diyafram olabilir.
Bu vakaların her birinde mikrofonun çıkışında çok zayıf, salınımlı bir elektrik sinyali görünüyorsalınan hava parçacıklarının aynı parametrelerine karşılık gelen frekans ve seviye oranlarını az çok korur. Bu nedenle, bu, alternatif bir elektrik sinyali işleyen cihazlarda daha fazla işlenebilen bir tür elektrik analogudur.
En baştan mikrofon sinyali güçlendirilmelidirçünkü herhangi bir şekilde kullanılamayacak kadar zayıftır. Tipik bir mikrofon çıkış voltajı, milivolt olarak ve genellikle mikrovolt veya bir voltun milyonda biri olarak ifade edilen, voltun binde biri düzeyindedir. Karşılaştırma için geleneksel parmak tipi bir pilin 1,5 V'luk bir voltaj ürettiğini ve bunun modülasyona tabi olmayan sabit bir voltaj olduğunu yani herhangi bir ses bilgisi iletmediği anlamına geldiğini ekleyelim.
Bununla birlikte, herhangi bir elektronik sistemde, daha sonra AC sinyalini modüle edecek olan enerji kaynağı olması için DC voltajına ihtiyaç vardır. Bu enerji ne kadar temiz ve verimli olursa, mevcut yüklere ve bozulmalara ne kadar az maruz kalırsa, elektronik bileşenler tarafından işlenen AC sinyali o kadar temiz olur. Bu nedenle güç kaynağı, yani güç kaynağı, herhangi bir analog ses sisteminde çok önemlidir.
4. Ön yükseltici veya ön yükseltici olarak da bilinen mikrofon yükselticisi
Ön yükselticiler veya ön yükselticiler olarak da bilinen mikrofon yükselticileri, mikrofonlardan gelen sinyali yükseltmek için tasarlanmıştır (4). Görevleri, sinyali genellikle onlarca desibel ile yükseltmektir, bu da seviyelerini yüzlerce veya daha fazla artırmak anlamına gelir. Böylece, ön yükselticinin çıkışında, giriş gerilimiyle doğru orantılı olan, ancak onu yüzlerce kez aşan, yani. kesirlerden volt birimlerine kadar bir seviyede. Bu sinyal seviyesi belirlenir çizgi seviyesi ve bu, ses cihazlarındaki standart çalışma seviyesidir.
Dönüşüm bölümü iki
Bu seviyenin bir analog sinyali zaten iletilebilir sayısallaştırma süreci. Bu, analogdan dijitale dönüştürücüler veya dönüştürücüler (5) adı verilen araçlar kullanılarak yapılır. Klasik PCM modunda dönüştürme işlemi, yani. Şu anda en popüler işleme modu olan Darbe Genişliği Modülasyonu iki parametre ile tanımlanır: örnekleme hızı ve bit derinliği. Doğru bir şekilde şüphelendiğiniz gibi, bu parametreler ne kadar yüksek olursa, dönüşüm o kadar iyi ve sinyal bilgisayara dijital biçimde o kadar doğru beslenecektir.
5. Dönüştürücü veya analogdan dijitale dönüştürücü.
Bu tür bir dönüşüm için genel kural örneklemeyani analog malzemeden örnekler almak ve bunun dijital bir temsilini oluşturmak. Burada analog sinyaldeki voltajın anlık değeri yorumlanır ve seviyesi ikili sistemde (6) dijital olarak gösterilir.
Bununla birlikte, burada, herhangi bir sayısal değerin temsil edilebileceğine göre matematiğin temellerini kısaca hatırlamak gerekir. herhangi bir sayı sistemi. İnsanlık tarihi boyunca çeşitli sayı sistemleri kullanılmış ve kullanılmaya devam etmektedir. Örneğin bir düzine (12 adet) veya bir kuruş (12 düzine, 144 adet) gibi kavramlar onikilik sisteme dayanmaktadır.
6. Analog sinyaldeki voltaj değerleri ve ikili sistemde dijital biçimde seviyesinin temsili
Zaman için karışık sistemler kullanıyoruz - saniyeler, dakikalar ve saatler için altmışlık, günler ve günler için onikilik türev, haftanın günleri için yedinci sistem, bir aydaki haftalar için dörtlü sistem (onikilik ve altmışlık sistemle de ilgili), onikilik sistem yılın aylarını belirtmek için ve ardından on yılların, yüzyılların ve bin yılların göründüğü ondalık sisteme geçiyoruz. Zamanın geçişini çok iyi ifade etmek için farklı sistemlerin kullanılması örneğinin sayı sistemlerinin doğasını gösterdiğini ve dönüştürme ile ilgili konularda daha etkin bir şekilde gezinmenizi sağlayacağını düşünüyorum.
Analogdan dijitale dönüştürme durumunda, en yaygın olanı olacağız ondalık değerleri ikili değerlere dönüştür. Ondalık çünkü her numune için ölçüm genellikle mikrovolt, milivolt ve volt olarak ifade edilir. Daha sonra bu değer ikili sistemde ifade edilecektir, yani. içinde çalışan iki bit kullanarak - 0 ve 1, iki durumu belirtir: voltaj yok veya varlığı, kapalı veya açık, akım veya değil, vb. örneğin konektörler veya diğer dijital işlemcilerle ilgili olarak uğraştığımız sözde algoritma değişikliği.
sen sıfırsın; veya bir
Bu iki rakam, sıfırlar ve birler ile ifade edebilirsiniz. her sayısal değerbüyüklüğünden bağımsız olarak. Örnek olarak 10 sayısını ele alalım. Ondalıktan ikiliye dönüştürmeyi anlamanın anahtarı, ikili sistemde 1 sayısının, tıpkı ondalık sistemde olduğu gibi, sayı dizisindeki konumuna bağlı olmasıdır.
İkili dizinin sonunda 1 ise, sondan ikincide ise 1, üçüncü konumda - 2 ve dördüncü konumda - 4 - tümü ondalık olarak. Ondalık sistemde aynı 8 sonunda 1, sondan bir önceki 10, üçüncü 100, dördüncü 1000 analojiyi anlamak için bir örnektir.
Yani, 10'u ikili biçimde temsil etmek istiyorsak, 1 ve 1'yi temsil etmemiz gerekecek, bu yüzden dediğim gibi, dördüncü sırada 1010 ve saniyede XNUMX olacak, yani XNUMX.
Voltajları kesirli değerler olmadan 1'den 10 volta dönüştürmemiz gerekirse, yani. sadece tamsayıları kullanarak, ikili olarak 4 bitlik dizileri temsil edebilen bir dönüştürücü yeterlidir. 4-bit çünkü bir ikili sayının bu dönüşümü dört haneye kadar gerektirecektir. Pratikte şöyle görünecek:
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
10 1010
1'den 7'ye kadar olan sayıların başındaki sıfırlar, her ikili sayının aynı sözdizimine sahip olması ve aynı miktarda yer kaplaması için dizgiyi tam dört bit olacak şekilde doldurmanız yeterlidir. Grafik biçiminde, tamsayıların ondalık sistemden ikiliye böyle bir çevirisi Şekil 7'de gösterilmektedir.
7. Ondalık Sistemdeki Tam Sayıları İkili Sisteme Dönüştür
Hem üst hem de alt dalga biçimleri aynı değerleri temsil eder, ancak ilki, örneğin lineer voltaj seviyesi ölçerler gibi analog cihazlar için ve ikincisi, verileri bu tür bir dilde işleyen bilgisayarlar dahil olmak üzere dijital cihazlar için anlaşılabilirdir. Bu alt dalga formu, değişken dolgulu bir kare dalgaya benziyor, yani zaman içinde maksimum değerlerin minimum değerlere farklı oranı. Bu değişken içerik, dönüştürülecek sinyalin ikili değerini kodlar, dolayısıyla "darbe kodu modülasyonu" - PCM adı verilir.
Şimdi gerçek bir analog sinyali dönüştürmeye geri dönelim. Sorunsuz değişen seviyeleri gösteren bir çizgi ile tanımlanabileceğini zaten biliyoruz ve bu seviyelerin atlama temsili diye bir şey yoktur. Bununla birlikte, analogdan dijitale dönüştürme ihtiyaçları için, zaman zaman bir analog sinyalin seviyesini ölçebilmek ve bu tür ölçülen her bir numuneyi dijital biçimde temsil edebilmek için böyle bir süreci tanıtmalıyız.
Bu ölçümlerin yapılacağı frekansın, bir kişinin duyabileceği en yüksek frekansın en az iki katı olması gerektiği ve yaklaşık olarak 20 kHz olduğu için en yüksek frekansın olması gerektiği varsayılmıştır. 44,1kHz popüler bir örnekleme hızı olmaya devam ediyor. Örnekleme hızının hesaplanması, dönüştürme yöntemleri hakkındaki bilgimizin bu aşamasında bir anlam ifade etmeyen oldukça karmaşık matematiksel işlemlerle ilişkilidir.
Daha mı iyi?
Yukarıda bahsettiğim her şey, örnekleme frekansının, yani. bir analog sinyalin seviyesini düzenli aralıklarla ölçmek, dönüşümün kalitesi o kadar yüksek olur, çünkü - en azından sezgisel anlamda - daha doğrudur. Gerçekten doğru mu? Bunu bir ay içinde öğreneceğiz.
