Paglikha ng Musika. Mastering - bahagi 2

Sumulat ako tungkol sa katotohanan na ang mastering sa proseso ng paggawa ng musika ay ang huling hakbang sa paraan mula sa ideya ng musika hanggang sa paghahatid nito sa tatanggap sa nakaraang isyu. Masusing tiningnan din namin ang digitally recorded audio, ngunit hindi ko pa napag-usapan kung paano na-convert ang audio na ito, na na-convert sa AC voltage converter, sa binary form.

1. Ang bawat kumplikadong tunog, kahit na napakataas na antas ng pagiging kumplikado, ay talagang binubuo ng maraming simpleng sinusoidal na tunog.

Tinapos ko ang nakaraang artikulo sa tanong, paano posible na sa ganoong pag-alon na alon (1) ang lahat ng nilalamang musikal ay naka-encode, kahit na pinag-uusapan natin ang tungkol sa maraming mga instrumento na tumutugtog ng mga polyphonic parts? Narito ang sagot: ito ay dahil sa ang katunayan na ang anumang kumplikadong tunog, kahit na napaka kumplikado, ay talagang ito ay binubuo ng maraming simpleng sinusoidal na tunog.

Ang sinusoidal na katangian ng mga simpleng waveform na ito ay nag-iiba-iba sa parehong oras at amplitude, ang mga waveform na ito ay nagsasapawan, nagdaragdag, nagbabawas, nagmo-modulate sa isa't isa, at sa gayon ay nilikha muna ang mga tunog ng indibidwal na mga instrumento, at pagkatapos ay ganap na mga mix at pag-record.

Ang nakikita natin sa figure 2 ay ilang mga atomo, mga molekula na bumubuo sa ating sound matter, ngunit sa kaso ng isang analog signal ay walang ganoong mga atomo - mayroong isang pantay na linya, na walang mga tuldok na nagmamarka ng mga kasunod na pagbabasa (ang pagkakaiba ay makikita sa ang figure sa bilang mga hakbang, na graphically approximated upang makuha ang kaukulang visual effect).

Gayunpaman, dahil ang pag-playback ng na-record na musika mula sa analog o digital na pinagmumulan ay dapat gawin gamit ang isang mechanical electromagnetic transducer gaya ng loudspeaker o headphone transducer, napakalaki ng pagkakaiba sa pagitan ng purong analog na audio at digitally processed audio blur sa karamihan ng mga kaso. Sa huling yugto, i.e. kapag nakikinig, ang musika ay umaabot sa amin sa parehong paraan tulad ng mga vibrations ng air particle na dulot ng paggalaw ng diaphragm sa transducer.

2. Molecules na bumubuo sa ating sound matter

analog na digit

Mayroon bang anumang maririnig na pagkakaiba sa pagitan ng purong analog na audio (ibig sabihin, recorded analog sa isang analog tape recorder, halo-halong sa isang analog console, compressed sa isang analog disc, play back sa isang analog player at amplified analog amplifier) ​​at digital audio - na-convert mula sa analog to digital, processed and mixed digitally and then processed back to analog form, nasa harap ba talaga ng amp yan or practically sa speaker mismo?

Sa karamihan ng mga kaso, sa halip ay hindi, bagama't kung ire-record namin ang parehong musikal na materyal sa parehong paraan at pagkatapos ay i-play ito pabalik, ang mga pagkakaiba ay tiyak na maririnig. Gayunpaman, ito ay dahil sa likas na katangian ng mga tool na ginagamit sa mga prosesong ito, ang kanilang mga katangian, katangian, at madalas na mga limitasyon, kaysa sa mismong katotohanan ng paggamit ng analog o digital na teknolohiya.

Kasabay nito, ipinapalagay namin na ang pagdadala ng tunog sa isang digital na anyo, i.e. sa tahasang pag-atomize, ay hindi gaanong nakakaapekto sa mismong proseso ng pag-record at pagproseso, lalo na dahil ang mga sample na ito ay nangyayari sa isang frequency na - kahit man lang theoretically - ay malayong lampas sa itaas na mga limitasyon ng mga frequency na ating naririnig, at samakatuwid ang partikular na graininess ng tunog ay na-convert sa digital form, ay hindi nakikita sa amin. Gayunpaman, mula sa punto ng view ng mastering ang sound material, ito ay napakahalaga, at pag-uusapan natin ito sa ibang pagkakataon.

Ngayon alamin natin kung paano na-convert ang analog signal sa digital form, ibig sabihin, zero-one, i.e. isa kung saan ang boltahe ay maaaring magkaroon lamang ng dalawang antas: ang digital na isang antas, na nangangahulugang boltahe, at ang digital na antas ng zero, i.e. ang pag-igting na ito ay halos wala. Ang lahat sa digital world ay isa o zero, walang mga intermediate na halaga. Siyempre, mayroon ding tinatawag na fuzzy logic, kung saan mayroon pa ring mga intermediate na estado sa pagitan ng "on" o "off" na mga estado, ngunit hindi ito naaangkop sa mga digital audio system.

3. Ang mga panginginig ng boses ng mga particle ng hangin na dulot ng pinagmumulan ng tunog ay nagpapagalaw sa isang napakagaan na istraktura ng lamad.

Unang Bahagi ng Pagbabago

Anumang acoustic signal, ito man ay vocals, acoustic guitar o drums, ay ipinapadala sa computer sa digital form, kailangan muna itong i-convert sa isang alternating electrical signal. Karaniwan itong ginagawa gamit ang mga mikropono kung saan ang mga vibrations ng mga particle ng hangin na dulot ng pinagmumulan ng tunog ay nagtutulak ng napakagaan na istraktura ng diaphragm (3). Ito ay maaaring ang diaphragm na kasama sa isang condenser capsule, isang metal foil band sa isang ribbon microphone, o isang diaphragm na may coil na nakakabit dito sa isang dynamic na mikropono.

Sa bawat isa sa mga kasong ito lumilitaw ang isang napakahina, oscillating electrical signal sa output ng mikroponona, sa isang mas malaki o mas maliit na lawak, pinapanatili ang mga proporsyon ng dalas at antas na naaayon sa parehong mga parameter ng oscillating air particle. Kaya, ito ay isang uri ng electrical analogue nito, na maaaring higit pang maproseso sa mga device na nagpoproseso ng isang alternating electrical signal.

Sa simula kailangang palakasin ang signal ng mikroponodahil ito ay masyadong mahina upang magamit sa anumang paraan. Ang isang tipikal na boltahe ng output ng mikropono ay nasa pagkakasunud-sunod ng ika-1,5 ng isang bolta, na ipinahayag sa millivolts, at kadalasan sa mga microvolt o ika-XNUMX ng isang bolta. Para sa paghahambing, idagdag natin na ang isang maginoo na baterya na uri ng daliri ay gumagawa ng boltahe na XNUMX V, at ito ay isang pare-parehong boltahe na hindi napapailalim sa modulasyon, na nangangahulugang hindi ito nagpapadala ng anumang tunog na impormasyon.

Gayunpaman, kinakailangan ang boltahe ng DC sa anumang elektronikong sistema upang maging pinagmumulan ng enerhiya, na pagkatapos ay magpapabago sa signal ng AC. Ang mas malinis at mas mahusay na enerhiya na ito ay, mas mababa ito ay napapailalim sa kasalukuyang mga pagkarga at mga abala, mas malinis ang AC signal na naproseso ng mga elektronikong sangkap. Iyon ang dahilan kung bakit ang power supply, lalo na ang power supply, ay napakahalaga sa anumang analog audio system.

4. Microphone amplifier, kilala rin bilang preamplifier o preamplifier

Ang mga amplifier ng mikropono, na kilala rin bilang mga preamplifier o preamplifier, ay idinisenyo upang palakasin ang signal mula sa mga mikropono (4). Ang kanilang gawain ay upang palakasin ang signal, madalas kahit na sa pamamagitan ng ilang sampu-sampung decibel, na nangangahulugan na taasan ang kanilang antas ng daan-daan o higit pa. Kaya, sa output ng preamplifier, nakakakuha kami ng isang alternating boltahe na direktang proporsyonal sa boltahe ng input, ngunit nilalampasan ito ng daan-daang beses, i.e. sa isang antas mula sa mga fraction hanggang sa mga yunit ng volts. Ang antas ng signal na ito ay tinutukoy antas ng linya at ito ang karaniwang antas ng pagpapatakbo sa mga audio device.

Ikalawang bahagi ng pagbabago

Ang isang analog signal ng antas na ito ay maaari nang maipasa proseso ng digitalization. Ginagawa ito gamit ang mga tool na tinatawag na analog-to-digital converter o transducers (5). Ang proseso ng conversion sa classic na PCM mode, i.e. Ang Pulse Width Modulation, na kasalukuyang pinakasikat na processing mode, ay tinutukoy ng dalawang parameter: sampling rate at bit depth. Tulad ng tama mong hinala, mas mataas ang mga parameter na ito, mas mahusay ang conversion at mas tumpak ang signal na ipapadala sa computer sa digital form.

5. Converter o analog-to-digital converter.

Pangkalahatang tuntunin para sa ganitong uri ng conversion sampling, iyon ay, pagkuha ng mga sample ng analog na materyal at paglikha ng digital na representasyon nito. Dito, binibigyang-kahulugan ang agarang halaga ng boltahe sa analog signal at ang antas nito ay kinakatawan nang digital sa binary system (6).

Dito, gayunpaman, kinakailangan na maikling alalahanin ang mga pangunahing kaalaman ng matematika, ayon sa kung saan ang anumang numerical na halaga ay maaaring katawanin sa anumang sistema ng numero. Sa buong kasaysayan ng sangkatauhan, ang iba't ibang mga sistema ng numero ay ginagamit at ginagamit pa rin. Halimbawa, ang mga konsepto tulad ng isang dosena (12 piraso) o isang sentimos (12 dosena, 144 piraso) ay batay sa duodecimal system.

6. Mga halaga ng boltahe sa isang analog signal at representasyon ng antas nito sa digital form sa isang binary system

Para sa oras, gumagamit kami ng mga mixed system - sexagesimal para sa mga segundo, minuto at oras, duodecimal derivative para sa mga araw at araw, ikapitong sistema para sa mga araw ng linggo, quad system (na nauugnay din sa duodecimal at sexagesimal system) para sa mga linggo sa isang buwan, duodecimal system upang ipahiwatig ang mga buwan ng taon, at pagkatapos ay lumipat tayo sa sistema ng decimal, kung saan lumilitaw ang mga dekada, siglo at millennia. Sa tingin ko, ang halimbawa ng paggamit ng iba't ibang mga system upang maipahayag ang paglipas ng panahon nang napakahusay ay nagpapakita ng katangian ng mga sistema ng numero at magbibigay-daan sa iyong mas epektibong mag-navigate sa mga isyu na nauugnay sa conversion.

Sa kaso ng analog sa digital na conversion, kami ang magiging pinakakaraniwan i-convert ang mga decimal na halaga sa mga binary na halaga. Decimal dahil ang pagsukat para sa bawat sample ay karaniwang ipinahayag sa microvolts, millivolts at volts. Pagkatapos ang halagang ito ay ipapahayag sa binary system, i.e. gamit ang dalawang bits na gumagana sa loob nito - 0 at 1, na nagsasaad ng dalawang estado: walang boltahe o presensya nito, naka-off o nakabukas, kasalukuyang o hindi, atbp. Kaya, maiiwasan natin ang pagbaluktot, at ang lahat ng mga aksyon ay nagiging mas simple sa pagpapatupad sa pamamagitan ng aplikasyon ng ang tinatawag na pagbabago ng mga algorithm na kung saan tayo ay nakikitungo, halimbawa, na may kaugnayan sa mga konektor o iba pang mga digital na processor.

Ikaw ay zero; o isa

Gamit ang dalawang digit na ito, mga zero at isa, maaari mong ipahayag bawat numerong halagaanuman ang sukat nito. Bilang halimbawa, isaalang-alang ang numero 10. Ang susi sa pag-unawa sa decimal-to-binary na conversion ay ang numero 1 sa binary, tulad ng sa decimal, ay nakadepende sa posisyon nito sa number string.

Kung ang 1 ay nasa dulo ng binary string, pagkatapos ay 1, kung sa pangalawa mula sa dulo - pagkatapos ay 2, sa ikatlong posisyon - 4, at sa ikaapat na posisyon - 8 - lahat sa decimal. Sa decimal system, ang parehong 1 sa dulo ay 10, ang penultimate 100, ang ikatlong 1000, ang ikaapat na XNUMX ay isang halimbawa upang maunawaan ang pagkakatulad.

Kaya, kung gusto nating kumatawan sa 10 sa binary form, kakailanganin nating kumatawan sa isang 1 at isang 1, kaya tulad ng sinabi ko, ito ay magiging 1010 sa ikaapat na lugar at XNUMX sa pangalawa, na XNUMX.

Kung kailangan naming i-convert ang mga boltahe mula 1 hanggang 10 volts nang walang mga fractional na halaga, i.e. gamit lamang ang mga integer, sapat na ang isang converter na maaaring kumatawan sa mga 4-bit na sequence sa binary. 4-bit dahil ang conversion na ito ng binary number ay mangangailangan ng hanggang apat na digit. Sa pagsasagawa ito ay magiging ganito:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Ang mga nangungunang zero para sa mga numero 1 hanggang 7 ay i-pad lang ang string sa buong apat na bit upang ang bawat binary na numero ay may parehong syntax at tumatagal ng parehong dami ng espasyo. Sa graphical na anyo, ang naturang pagsasalin ng mga integer mula sa decimal system patungo sa binary ay ipinapakita sa Figure 7.

7. I-convert ang Integer Numbers sa Decimal System sa Binary System

Parehong ang upper at lower waveform ay kumakatawan sa parehong mga halaga, maliban na ang una ay nauunawaan, halimbawa, para sa mga analog device, tulad ng linear voltage level meter, at ang pangalawa para sa mga digital na device, kabilang ang mga computer na nagpoproseso ng data sa naturang wika. Ang ilalim na waveform na ito ay mukhang isang variable-fill square wave, i.e. iba't ibang ratio ng pinakamataas na halaga sa pinakamababang halaga sa paglipas ng panahon. Ini-encode ng variable na content na ito ang binary value ng signal na iko-convert, kaya tinawag na "pulse code modulation" - PCM.

Ngayon bumalik sa pag-convert ng isang tunay na analog signal. Alam na natin na maaari itong ilarawan sa pamamagitan ng isang linya na naglalarawan ng maayos na pagbabago ng mga antas, at walang ganoong bagay bilang isang tumatalon na representasyon ng mga antas na ito. Gayunpaman, para sa mga pangangailangan ng analog sa digital na conversion, dapat nating ipakilala ang naturang proseso upang masusukat ang antas ng isang analog signal paminsan-minsan at kumatawan sa bawat naturang sinusukat na sample sa digital form.

Ipinapalagay na ang dalas kung saan gagawin ang mga sukat na ito ay dapat na hindi bababa sa dalawang beses ang pinakamataas na dalas na maririnig ng isang tao, at dahil ito ay humigit-kumulang 20 kHz, samakatuwid, ang pinakamaraming Ang 44,1kHz ay ​​nananatiling sikat na sample rate. Ang pagkalkula ng sampling rate ay nauugnay sa medyo kumplikadong mga pagpapatakbo ng matematika, na, sa yugtong ito ng aming kaalaman sa mga pamamaraan ng conversion, ay hindi makatwiran.

Mas maganda ba?

Ang lahat ng nabanggit ko sa itaas ay maaaring magpahiwatig na mas mataas ang dalas ng sampling, i.e. sinusukat ang antas ng isang analog signal sa mga regular na pagitan, mas mataas ang kalidad ng conversion, dahil ito ay - hindi bababa sa isang madaling maunawaan na kahulugan - mas tumpak. Totoo ba talaga? Malalaman natin ang tungkol dito sa isang buwan.