Команда : Форум

Иди в музей :D

« VVoorlokk:

А еще мп3 очень неплохо убивает обертона инструментов, как это получается Metatod описал выше :)

Чего-то я из ваших с ним слов не понял, как мп3 убивает обертона. Когда запись сделана, то обертона уже невозможно вычленить из общей массы колебаний. Например, если бы они исчезли, то все гласные звуки в речи звучали бы одинаково.
Как я успел заметить, мп3 плохо дружит с высокими частотами. Я понимаю, что обертона заведомо выше основного тона, но основной тон варьируется по большей части спектра, а вслед за ним идут и обертона. Поэтому нельзя говорить, что мп3 убивает обертона.

« Ra:

Когда запись сделана, то обертона уже невозможно вычленить из общей массы колебаний. Например, если бы они исчезли, то все гласные звуки в речи звучали бы одинаково.

Ну, далеко не всё в этом мире имеет положения "вкл" и "выкл". Просто в мр3 звук раскладывается "по частотам" (открываем учебник по матану и читаем, если не ошибаюсь, про ряды), далее кодировщику дается задание уместить всё это в определенном "объеме", откинув лишнее. Что он и делает, убирая "малоразличимые" с точки зрения авторов кодировщика составляющие.

« Ra:

Я понимаю, что обертона заведомо выше основного тона, но основной тон варьируется по большей части спектра, а вслед за ним идут и обертона. Поэтому нельзя говорить, что мп3 убивает обертона.

Незнаю, может я чего не понимаю. Я всегда считал, что основной тон (может, в моем случае, мне стоит называть его чистым тоном) – грубо говоря, частота наиболее различимого колебания инструмента, а всё остальное относится к обертонам. И этот самый "основной тон" определяет ноту, на которой звучит инструмент. А обертона определяют индивидуальный звук инструмента. И, чем ниже битрейт, тем больше таких "обертонов" будет убирать кодировщик. И при совсем низком битрейте ты услышишь, на какой ноте звучит инструмент, но не отличишь, например, гитару и пианино. Я незнаю, может я неправильно, некорректно выразился. Хорошо, заменим слово "обертона" на "гармоники, определяющие особенности звучания данного инструмента". И вот эти гармоники, которые точно включают в себя и обертона (Одни-ли обертона – лень возиться с определениями. Я, вообще, не музыкант. Не мой профиль). И вычленяются они из любой записи просто замечательно. Разбиваем звук на не малые, но и не большие участки. Вспоминая матан, раскладываем функции (в виде значений для множества моментов времени, ближе к графическому способу по сути), которые получились на этих участках, на множество других функций (в аналитическом виде записи). Разумеется, здесь будут свои погрешности, но они невелики. Далее нам "партзадание", "уместить" полученные функции в определенное число бит. Для этого есть такая наука, как психоакустика. Она как-раз изучает, что из этого "набора" человек "услышит" в первую очередь, а что он заметит меньше. И то, что человек слышит хуже, отбрасывается. Так вот, основной чистый тон инструмента всегда, по определению, наиболее различим. Он всегда останется. А то, что различимо хуже (обертона там будут по определению), по мере уменьшения битрейта, будет всё больше отбрасываться. А высокие больше страдают по той причине. что человек меньше воспринимает высокие частоты (наиболее важная для выживания информация об окружающем мире не на 15000Гц, а на 100-5000Гц)), вот их и режут кодировщики в соответствии со своей психоакустической моделью. И резать высокие объективно лучше, чем резать средние или низкие (на всех места не хватит, битрейт ведь ограничен).

Добавлено (11.06.2011 05:23:02):

Кнопочку редактирования что-то уже не вижу. В общем, хочу добавить, сначала (в PCM, по – сути, чистый табличный способ задания функции. На каждую 1/44100 долю секунды свое значение, описанное 16 битами. Просто звук всегда воспринимаю как график, вот и сморозил про "ближе к графическому способу".

Добавлено (11.06.2011 05:35:04):

Ещё добавлю, для большего занудства. Я рассматривал случай, когда инструент издает одну ноту. Для случая, например, звучания несколькох струн на гитаре, будет несколько (по числу звучащих струн) чистых тонов и гармоник от них. Суть от этого не меняется.

Metatod, тут вроде звукоинженеров нет, хто ж тебя поймет? :D

« Дед Казей:

Metatod, тут вроде звукоинженеров нет, хто ж тебя поймет? :D

Дык, чего тут понимать-то.
1)Звук представляет из себя колебания воздуха, или иной среды(вода, металл, корпус гитары). Для каждого объекта в пространстве(микрофон, органы слуха) это можно представить как изменения во времени давления молекул среды на этот самый объект. Можно составить график, показывающий зависимость давления от времени. Для понимания этого достаточно знаний 9 классов.
2)В аналоговой технике микрофоны и звукосниматели преобразуют изменения давления в изменение напряжения. Те же колебания, но не воздуха, а напряжения. График "записывается" либо механически (винил), либо в виде изменения намагниченности пленки. Звукосниматель преобразует их в изменения напряжения, усилитель усиливает, динамики преобразуют в колебания воздуха. Знания 11 классов.
3)В цифровой технике(PCM) для каждого определенного промежутка времени записывается значение напряжения на входе определенным количеством бит. Частота, с которой измеряются значения напряжения сигнала, называется частотой дискретизации. Школьных знаний для понимания этого достаточно.
4)Любой естественный звук представляет из себя основной чистый тон и многочисленные гармоники (звуки меньшей амплитуды, сопровождающие основной чистый тон). Школьных знаний опять достаточно для понимания явления (без понимания причин).
5)В случае мр3 и иже с ним, зависимость напряжения от времени (являющееся функцией), изначально представленная в виде PCM, представляется в виде суммы других функций. Как это делается, изучают на втором-третьем семестре любого технического вуза (ряды Фурье, интеграл Фурье). Это только для общего понимания принципа, в конкретном случае "матан посложнее". Далее психоакустическая модель отбрасывает "наименее различимые" составляющие. Всё это делается на оптимальных для такого безобразия промежутках времени. Дополнительно могут применяться различные алгоритмы сжатия. При воспроизведении всё это безобразие опять перекодируется в PCM. Потом ЦАП преобразует в электрический сигнал.

Как видишь, каких-либо специальных знаний для понимания не требуется. Да и мои знания поверхностны в сравнении со знаниями тех ребят, кто профессионально разрабатывает подобные вещи. Меня вообще учат самолеты строить, а не разрабатывать алгоритмы сжатия.

« Metatod:

Меня вообще учат самолеты строить

Для алангела?

« Дед Казей:

Для алангела?

А это смотря какие перспективы мне будут предложены, как в плане денег, так и в плане профессионального роста.

« Ra:

Например, если бы они исчезли, то все гласные звуки в речи звучали бы одинаково.

гласные вроде не обертонами определяются, а как раз тембром "основной ноты".
к-стате, для записи речи используются очень низкие битрейты (если нужна именно информативность речи, а не нюансы голоса), ну максимум, что произойдет – голос будет казаться неживым и непонятно чьим.

Metatod, а как с позиции твоих "графиков" определяются "более различимые" и "менее различимые" тона?

« pizda s ushami:

Metatod, а как с позиции твоих "графиков" определяются "более различимые" и "менее различимые" тона?

Читаем внимательнее. Есть такая наука (по утверждению, например, педевикии, которая та ещё гадина и врунья) – психоакустика. И ученые дяденьки занимаются изучением того, что и в каких ситуациях "более различимо" или "менее различимо". А программисты и математики уже решают, как это реализовать в конкретном кодеке. В общем, это всё довольно сильно исследовано.

Metatod а к чему ты всё это расписывал ?доказывал что мр3 режет обертоны? или то что мы не слышим в записях?
Я вот например с недавних пор стороник флаков потомучта слушаю на хорошей (портативной) техники и слышу разницу между 320 и флак ,и в мр3 например нет такой хорошей сцены и глубины.Имхо мр3 стандарт нулевых годов из-за экономии памяти должен скоро умереть.

« <Фарш>:

Metatod а к чему ты всё это расписывал ?

Просто поболтать захотелось.

« <Фарш>:

доказывал что мр3 режет обертоны?

Ну, в общем-то, да. Человек поинтересовался, как оно может вырезать обертона. У меня было время попробовать объяснить. Потом ещё у пары человек возникли вопросы. А учиться быстро печатать текст надо. :)

« <Фарш>:

Имхо мр3 стандарт нулевых годов из-за экономии памяти должен скоро умереть.

Согласен, формат скоро умрет. Даже сейчас большинство мр3 на торрентах 320kbps. Уши улучшаются, винты вместительные. О 128kbps речь уже идет крайне редко. Обычно можно и в безпотерьниках найти. Но сейчас есть один плюс у мр3 – скорость скачивания. Для ознакомления удобно использовать. У меня весьма дешевый и не самый быстрый интернет, дык счет идет на минуту-другую для альбома. 5 – 10 минут тратить на ознакомление лень.

Metatod, ты ни хрена не объяснил :D
технически ты только про фурье упомянул, так оно дейтсвует по изветному принципу. Это и так все знают.
а пример какого-нибудь алгоритма, использующего "психоакустику" – эээ, фстудию?
вот это интересно.

« <Фарш>:

разницу между 320 и флак ,и в мр3 например нет такой хорошей сцены

А в каких муз. жанрах ты эту разницу слышишь? Реально ли в брутол дэтхе услыхать разницу между 320 и флаком?

Metatod поддержу вопрос Uvette в том, каким образом определяются более различимые тона. Я бы не стал ставить знака равенства между понятиями "основной тон" и "наиболее различимый тон". Основной тон потому основной, что его музыкант извлекает осмысленно, его он может задать. На остальные же он повлиять не может. На мой взгляд, наиболее различимым его (тон) может сделать амплитуда колебаний (по сути – громкость). Вот два примера колебаний струны
1
2
На первой картинке мы видим основной тон сверху и три гармонических обертона под ним. На самом деле, они все звучат одновременно. На второй картинке видно звучание основного тона одновременно с первым гармоническим обертоном. Но разница в этих двух картинках – в амплитуде. На первой всё имеет одну амплитуду, и тогда основной тон не является самым слышимым. На второй картинке основной тон имеет большую амплитуду, и тут он действительно будет самым слышимым. Что на самом деле происходит при реальном колебании струны инструмента, я сейчас не могу сказать.
Кстати, основной тон вместе со своими обертонами и создаёт гармонику, а так как обертона уходят в бесконечность, то гармоника действительно искажается при записи, кодировке и т.д.
И ещё. Разное звучание разных инструментов определяется не обертонами, а корпусом инструмента, что по сути является огромным скопищем звучания множества частот. И практически воздействовать на это можно лишь через корпус инструмента.

Uvette вот диаграмма распределения амплитуды по спектру для трёх самых "крайних" гласных. F1 и F2 – это форманты (если мы говорим о лингвистике) или обертоны (если мы говорим о музыке). Как видишь, если у "а" основной тон ещё несколько отличается от остальных, то у "и" и "у" он одинаков. А ведь это, как я выразился, "крайние" гласные. В разных языках между ними находятся ещё от одного до трёх промежуточных по основному тону гласных. Так что хрен ты что отличишь без обертонов :)

Дед Казей

А в каких муз. жанрах ты эту разницу слышишь? Реально ли в брутол дэтхе услыхать разницу между 320 и флаком?

Брутол редко гоняю,в Берзеркере чётко слышно,а вообше лучше всего слышно на различной электронике (индастриал,амбиент,трансы )

« <Фарш>:

в Берзеркере чётко слышно

В нем же пулеметные ударные, считай как на отбойном молотке играют. Ты в нем на тарелках чуешь разницу или на бас-бочках например?

« Ra:

Metatod поддержу вопрос Uvette в том, каким образом определяются более различимые тона.

Предпологаю, что экспериментально определяются особенности восприятия человеком звуков. Эти данные систематизируются, на их основе пишутся кодировщики. Сейчас я искать данные среди, скорее всего, англоязычной литературы не буду. Может, в конце лета или осенью, если не лень будет. И вообще, конечно, докапываться до сути хорошо, но, блин, я смогу работать по этим направлениям, если всё буду искать и разжевывать.

« Ra:

Я бы не стал ставить знака равенства между понятиями "основной тон" и "наиболее различимый тон". Основной тон потому основной, что его музыкант извлекает осмысленно, его он может задать. На остальные же он повлиять не может. На мой взгляд, наиболее различимым его (тон) может сделать амплитуда колебаний (по сути – громкость). Вот два примера колебаний струны
1

В большинстве случаев основной тон и будет наиболее различимым. По крайней мере на тех инструментах, где явно слышна нота. Обертона именно что "затухающие", каждый следующий тише. Да и наиболее громкий том мы определим как основной. Вот, например, при настройке гитары мы добиваемся явного звучания какой-то определенной ноты, а отнюды не звучания этой ноты где-то среди обертонов, на фоне другой ноты. На рисунке 1 показан общий принцип. На рисунке 2 то, что происходит IRL. Сам подумай, что наиболее энергозатратно, колебание струны по всей длине, или колебание части струны с большей частотой на меньшей длине, но с такой же амплитудой и натяжением.

« Ra:

И ещё. Разное звучание разных инструментов определяется не обертонами, а корпусом инструмента, что по сути является огромным скопищем звучания множества частот. И практически воздействовать на это можно лишь через корпус инструмента.

Не совсем так. Корпус инструмента, материал, способ звукоизвлечения – всё это напрямую влияет на обертона, которые образуются при игре. Простой пример: Возьмем корпус гитары из мягкой резины. Корпус гитары будет гасить высокочастотные обертона, т.к. тоже принимает участие в колебаниях. Возьмем стеклянный корпус. Теперь уже высокие не будут "резаться", т.к. корпус уже может резонировать на высоких, да и влияние на колебания уже меньше (медленнее поглощается энергия колебания). Но, здесь именно корпус влияет на обертона, а обертона на восприятие.

Предпологаю, что экспериментально определяются особенности восприятия человеком звуков

Это всё слишком субъективно. А вот амплитуда – величина объективная. И какой тон имеет наибольшую амплитуду, такой я является более слышимым.

Сам подумай, что наиболее энергозатратно, колебание струны по всей длине, или колебание части струны с большей частотой на меньшей длине, но с такой же амплитудой и натяжением.

Чтобы вызвать колебание меньшей части струны с той же амплитудой, надо затратить гораздо большее количество энергии. Вот только сохранить то же натяжение струны невозможно.

Не совсем так. Корпус инструмента, материал, способ звукоизвлечения – всё это напрямую влияет на обертона, которые образуются при игре.

Да, согласен. Я не имел в виду, что корпус не влияет на обертоны. Я подразумевал, что всё влияние идёт от корпуса. Но я всё же считаю, что на обертоны корпус влияет мизерно, а основное его окрашивание звучания происходит за счёт того, что он является резонатором, и создаёт кучу дополнительных колебаний.

В общем, по своим собственным рассуждениям я прихожу к выводу, что основной тон имеет наибольшую амплитуду. Вот мои аргументы:
1. Когда человек (даже не имеющий особого слуха) различает две ноты, то он делает это по только основному тону, и если ему не объяснить сложное строение звучания, он и не подумает, что там есть ещё какие-то другие частоты.
2. Чтобы создать колебание для каждого последующего обертона с амплитудой равной амплитуде основного тона, надо приложить большее усилие, а струна должна испытать в разы большее напряжение в этом месте, а такого явно не происходит.
3. При сохранении амплитуды колебаний для всё более дальних обертонов струна должна была бы принимать всё более причудливую форму (когда расстояние между узлами становится соизмеримым с величиной амплитуды), а такого тоже явно не происходит.
Таким образом, я прихожу к выводу, что для каждого последующего обертона амплитуда принимает всё меньшее значение. Кстати, давно надо было догадаться, ибо я давно ещё читал, что для записи речи принимают во внимание лишь первые два обертона. Логично, что остальные не играют роли именно из-за малой амплитуды.

Теперь возвращаемся к тому, что их режут или не режут.
Диапазон музыкальных звуков находится примерно в пределах 4-16 кГц. Допустим, некая нота имеет свой основной тон на частоте 4 кГц. Её первый гармонический обертон звучит на частоте 8 кГц, второй – на 16 кГц. В то же время ничто не мешает звучать другой ноте с основным тоном в 8 кГц, первым обертоном 16 кГц и т.д. Таким образом, мы имеем одновременно (хотя может и с промежутком во времени) звучащие одинаковые частоты с разными амплитудами. И вот теперь, когда это всё слито вместе в едином потоке цифровой информации, разве можно оттуда вырезать какие-то обертоны?

« Ra:

Это всё слишком субъективно. А вот амплитуда – величина объективная. И какой тон имеет наибольшую амплитуду, такой я является более слышимым.

Можно, используя объективные величины, измерить закономерности для кучи народа и вывести "среднее по больнице" значение. Как пример, "маскировка" более тихого звука более громким и/или низкочастотным(для случая, когда звуки выше пика чувствительности человека). Эфеективность маскировки, согласен, индивидуальна и зависит от кучи факторов, включая состояние индивида.

« Ra:

Да, согласен. Я не имел в виду, что корпус не влияет на обертоны. Я подразумевал, что всё влияние идёт от корпуса. Но я всё же считаю, что на обертоны корпус влияет мизерно, а основное его окрашивание звучания происходит за счёт того, что он является резонатором, и создаёт кучу дополнительных колебаний.

Ну, корпус по-любому создает резонансы, негармонические обертона, являющиеся следствием колебания, допустим, струны. У этих резонансов тоже будут гармоники. Они вместе определят звучание данного инструмента. Так что, отчасти, соглашусь. Но, тем не менее, всё "завязано" друг на друге. И чистый тон, определяющий ноту, будет наиболее силен.

« Ra:

Теперь возвращаемся к тому, что их режут или не режут.
Диапазон музыкальных звуков находится примерно в пределах 4-16 кГц. Допустим, некая нота имеет свой основной тон на частоте 4 кГц. Её первый гармонический обертон звучит на частоте 8 кГц, второй – на 16 кГц. В то же время ничто не мешает звучать другой ноте с основным тоном в 8 кГц, первым обертоном 16 кГц и т.д. Таким образом, мы имеем одновременно (хотя может и с промежутком во времени) звучащие одинаковые частоты с разными амплитудами. И вот теперь, когда это всё слито вместе в едином потоке цифровой информации, разве можно оттуда вырезать какие-то обертоны?

Во-первых, позанудствую малость, основной тон для нот "классической, "европейской" системы" лежит в пределах от 20 с гуком Гц, до 5000 с гуком герц. Занудствовать закончил. Перейду к "во вторых". В рассматриваемом случае, если тон и обертон (равные по частоте), совпадают по времени, то обертон просто "усилит" основной тон, либо ослабит, если в "противофазе". Если есть сдвиг, то выйдет "хрен знает что", но математически основной тон "выделится". Но, в любом случае, можно невозбранно выделить основные тона и наиболее громкие обертона, а всё остальное, включая "дальние" обертона, обертона более тихих резонансов в корпусе (включая негармонические) выкинуть нахрен. Неполучится только выделить полное совпадение во времени обертона одной ноты, и основного тона другой. Но в этом случае будет просто усиление или ослабление этого тона. А почти все особенности инструментов "вылетят в трубу. Собственно, все "потерьные" форматы делают это с разной степенью суровости (заданный битрейт), только очень аккуратно, стараясь меньше навредить восприятию, на основе "усредненных данных по больнице".

Тема DVD-audio не вполне раскрыта. Не совсем понял, почему СД и ДВД-аудио одинаковы, если объём последнего больше, а следовательно в него войдет альбом с битрейтом звука 2822, к примеру, а в СД только 1411?(ведь очевидно же что это явное сжатие, хоть и по другим параметрам). Вопрос возник, когда я начал записывать треки на гитаре, и при проигрывании их обнаружил битрейт 2822, а не 1411. У меня закралось сомнение в том, что СД качественнее, поэтому не все могут отличить мп3 от СД. Скорее уж ДВД-аудио в разы качественней, хотя я не слушал ни одного. Так что если кто проигрывал ДВД-аудио, то поделитесь впечатлениями и сравнением с СД.
P.S. Прокручиваю мп3 в Винампе, в основном. Звук не нравился, пока не поставил прогу DFX 9 Audio Enhancer. Объём резко увеличился и звучать стало бешенно на колонках микролаба с сабуфером.