Сэмпл файл что это
Обновлено: 03.07.2024
И в первом, и во втором случаях нам нужно знать, как устроен WAV файл. Когда я обратился в интернет с этим запросом, то не сразу нашёл, а то, что нашёл, оказалось не совсем точным. Кроме того многие рекомендации по записи WAV файлов рассчитаны на умных программистов, а я кроме Турбо бейсика (простейшая программа DOSовских времён) ничего не знаю. Однако Турбо бейсик знаю хорошо, знаю, как среду способную на многое даже внутри современных продвинутых систем, и вам её рекомендую.
Итак, WAV файл. Состоит из шапки или головной части "head" - от нулевого байта до байта номер 43 включительно (всего 44 байта), и области данных "DATA" - от байта номер 44 и до конца файла.
Местоположение Описание
0..3 (4 байта) содержит символы “RIFF” в ASCII кодировке.
4..7 (4 байта) это = длина файла – 8
8..11 (4 байта) содержит символы “WAVE”
12..15 (4 байта) содержит символы “fmt “
16..19 (4 байта) 16 для формата PCM (не надо знать, что это такое)
20..21 (2 байта) аудио формат, для PCM = 1 (то есть, Линейное квантование). Значения, отличающиеся от 1, обозначают некоторый формат сжатия.
22..23 (2 байта) количество каналов. Моно = 1, Стерео = 2 и т.д.
24..27 (4 байта) частота дискретизации. 44100 Гц или 32000 Гц = 32 сэмпла / мсек
28..31 (4 байта) число байт, переданных за сек воспроизведения
32..33 (2 байта) количество байт для одного сэмпла, включая все каналы.
34..35 (2 байта) количество бит в сэмпле, “глубина” или точность звучания. 8 , 16 бит и т.д.
36..39 (4 байта) содержит символы “data”
40..43 (4 байта) количество байт в области данных = длина файла-44
Свежее замечание. А КАК ОБСТОЯТ ДЕЛА В ВИЗУАЛ БЕЙСИКЕ?
В среде VB6 шапку WAV файла для стереозвука со скоростью раздачи 44100 сэмпл/сек можно записать в файл "T.wav" следующим образом:
'___________________________
Dim Header(10) As Long
ВЕРНЁМСЯ К ТУРБО БЕЙСИКУ
Теперь обратимся к практике. Сделаем звук и запишем его в WAV файл.
Эта (см. ниже) программа на Турбо бейсике поможет вам понять как всё работает. Не будем пока писать музыку, но будем создавать звуковые сэмплы для звука заданной частоты.
Вы запускаете эту программу и оператор INPUT выводит на экран знак вопроса, спрашивая Вас, что делать? Хотите выйти из программы (exit) - печатаете "e" и Enter
Прежде всего нужно открыть файл (open) - вводите "or", откроется файл "r.wav"
Можете поэкспериментировать -
"l" покажет длину файла LOF и положение поинтера LOC
"s44" установит поинтер на 44-й байт файла
"p123" считает (от положения поинтера) в виде символов 123 байта в переменную S$
"g" запишет в файл (от положения поинтера) значение переменной S$
Но давайте записывать звук - напечатайте "w" и нажмите Enter. Мы попадаем на участок программы, в котором идет многократное обращение к функции, вычисляющей амплитуду звука для каждого семпла - FNSS2(260.74,1). В программе записывается два звука - звук с частотой 260.74 Гц ( До первой октавы), определяемый, по тембру и особенностям звучания, параметрами таблицы под номером 1, и следом - второй звук, звук чистой синусоиды той же частоты для сравнения (таблица параметров 0). Перед началом записи звуков функция FNSS2, их создающая, устанавливает по умолчанию свои внутренние переменные, это происходит при обращении к ней с F=0.
После того, как записывающая звук функция отработала, и на экране появился знак вопроса, нужно ввести "h" и записать этим действием "head" WAV файла. Подпрограмму 100, записывающую "head", Вы видите чуть выше.
MKI$(. ) функция, переводящая целое число в его двухбайтовое символьное представление,
MKL$(. ) функция, переводящая вещественное число в его 4-х байтовое символьное представление. Эти функции есть в Турбо бейсике.
Затем нужно закрыть файл (close) - введите "c", и выйти из программы - введите "e".
Теперь можете экспериментировать - просматривать файл в редакторе и прослушивать его.
Конечно, интересно знать, как устроена делающая звук функция FNSS2(F,K).
О той, которую сделал я, хочу рассказать, и порассуждать о возможностях компьютерного моделирования звука, в следующей статье. А здесь приведу более простой пример.
DEF FNSS2( F,K)
STATIC FS,KS,A0,A1,A2,MA2,X,DX,D
LOCAL A,Z,ZZ
IF F=0 THEN 'first setup
FS=F : KS=K
FNSS2=0 : EXIT DEF
END IF
IF NOT(F=FS AND K=KS) THEN
'new frequency
FS=F : X=2 : DX=2*FS/VEL
'new parameters
KS=K : A0=1 : A1=0 : A2=0 : MA2=0 : D=1 'параметры по умолчанию
SELECT CASE K
CASE 0 : A0=1 : A1=0 : A2=0 : D=1
CASE 1 : A0=0 : A1=1 : A2=0 : D=0.99
CASE 2 : A0=0 : A1=0 : A2=1 : MA2=1 : D=1
END SELECT
END IF
IF X<1 THEN Z=X*2-1 ELSE Z=(X-1)*2-1 : Z=-Z
ZZ=1-Z*Z : A=A0*(ZZ*3+ZZ*ZZ)/4+A1*ZZ*(1-2.3*Z)
IF MA2=1 THEN A=0 : IF X>1-2*DX AND X<1+2*DX THEN A=A2
IF X<1 THEN A=-A
Как видно, начальное обращение к функции устанавливает параметры набора K=0, а следующее обращение с другой частотой или с другим K вызывает переустановку начальных условий и определение шага изменения фазы по формуле:
ШАГ = 2*(Частота звука)/(Частота дискретизации)
Переменная X, изменяемая при каждом обращении на шаг DX, всё время находится в интервале (0,2), что соответствует привычному нахождению фазы в интервале от 0 до 2*Пи.
Первый полупериод колебания программируется по формулам для -1<Z<1 :
Y = (1 - Z^2) *3/4 + (1 - Z^2)^2 *1/4 - очень хорошее представление синусоиды
Y = (1 - Z^2)*(1-2.3*Z) - колебание с отрицательным выбросом в конце полупериода
Второй полупериод колебания программируется по этим же формулам, но проходится в противофазе по Z и знак A меняется на противоположный. Противофазное прохождение второго полупериода позволяет плавно "сшивать" выбросы между собой.
Набор параметров CASE 2, который вы можете видеть внутри функции, предназначен для генерирования короткого импульса. Имея такой импульс удобно изучать функцию ревеберации (я её сделал, но о ней речь пойдёт в дальнейшем).
Если некоторые формы импульса уже созданы случаями CASE, то совсем нетрудно создать и промежуточную форму, задав новое CASE с иными значениями начальных амплитуд A0, A1 и A2. Можно задать и различные D - параметры ослабления для каждой амплитуды. Таким образом, создавая различные случаи CASE, можно математическим путём варьировать как общую форму звукового колебания, так и изменять звук (тембр и громкость) в процессе его звучания.
Алгоритм, как мне представляется, достаточно эффективный. Рисунок над заголовком статьи демонстрирует это, на нём в окне редактора звука Wave Editor показаны последовательно - моделированный звук рояля, и, вслед за ним, просто синусоида.
Давайте сейчас немного пообсуждаем то, как представляются числа в файле формата WAV.
Они следуют друг за другом в байтах, каждый из которых может быть прочитан как символ.
Двухбайтовое число читается так -
если оно положительно, то код второго символа оказывается меньше чем 128. Тогда этот код умножается на 256 и к полученному числу прибавляется код первого символа.
если оно отрицательно, то код второго символа оказывается больше чем 127. Тогда из этого кода вычитается число 256, полученное отрицательное число умножается на 256, и к полученному отрицательному результату прибавляется (со знаком плюс!) код первого символа.
В стереозаписи двухбайтовые числа-амплитуды двух каналов перемежают друг друга.
Многие сталкиваются с понятием «чемпион». И им не обязательно быть компьютерщиками или музыкантами. Но, поскольку мы сосредоточимся на компьютерных технологиях, используемых в музыкальных программах, давайте попробуем рассмотреть, что такое чемпион с этой точки зрения. Однако, идя немного дальше, стоит сказать, что практически у всех есть общее понимание этого термина. Разве что многие никогда не задумывались о его применении применительно к музыкальному творчеству.
Сэмпл: общее понятие
Так что же такое чемпион? Чтобы получить общее представление об этом термине, вам просто нужно перевести соответствующее английское слово. Образец означает «образец», «пример», «образец», «модель» и так далее. Значение основного слова может варьироваться в зависимости от области использования. Говоря конкретно о музыке, мы остановимся исключительно на этом аспекте.
Что такое сэмплы в музыке?
В музыкальных терминах сэмпл обычно называется сэмплом или примером звука инструмента или звукового эффекта, записанного в определенном формате (аудио, MIDI, SoundFont и т.д.). Многие виртуальные программы и инструменты, основанные на использовании таких звуковых сэмплов (на основе сэмплов), позволяют набирать целые инструментальные партии из готовых сэмплов, создавая как отдельные звуковые дорожки, так и целые композиции. Для более четкого понимания того, что такое сэмпл, вы можете принести виртуальный сэмплер Kontakt.
Загрузите собственные эффекты и файлы инструментов NKI, NKC и NKX. Но они построены из оригинальных кусочков (сэмплов) формата WAV. Они похожи на контейнеры с упакованным содержимым.
Что такое сэмплы и лупы: основные различия
Все сэмплы условно можно разделить на два основных типа: single (one-shot) и multi-sample (multi-sample). Первый тип обычно можно наглядно продемонстрировать на примере батареи.
Удар по малому барабану, тарелке, бас-барабану можно назвать единичным сэмплом. Если есть возможность загрузить солидный сетап для трека, отдельные сэмплы которого распределены на виртуальной клавиатуре, как, например, в барабанных сэмплерах, то это уже мультисэмпл. Созданная деталь или конкретная деталь, часто называемая шаблоном, считается петлей (повторяющейся петлей) или последовательностью.
Практическое использование сэмплов
На практике все очень просто. Для лучшего понимания проблемы одним из примеров является музыкальный секвенсор FL Studio (ранее Fruity Loops), который изначально был ориентирован исключительно на создание барабанных петель на основе отдельных сэмплов и в конечном итоге превратился в виртуальную студию со всеми эффектами.
Если вы посмотрите на новый проект, созданный по умолчанию, то отдельные семплы устанавливаются в секвенсоре для каждой дорожки, а часть (паттерн), созданная на основе их комбинации (чередования звука), представляет собой петлю. А из шаблонов, как из кирпичиков, можно набрать полную композицию в плейлист. Но это только простейший пример, так как возможности использования как отдельных звуков, так и целых звуковых последовательностей намного шире.
Семплинг (Сэмплинг)(англ. sampling) — в музыке, использование части одной звукозаписи, семпла, в качестве одного инструмента или отдельной части в новой записи. Обычно это делается с помощью семплера (англ. sampler), который может быть частью звукозаписывающего оборудования или компьютерной программой.
Семпл (Сэмпл)(англ. sample) — относительно небольшой оцифрованный звуковой фрагмент. Семплы широко используются при написании современной музыки. На сегодняшний день существует огромное количество всевозможных семплеров, ромплеров и подобных устройств, которые значительно оптимизируют работу с сэмплами.
Сэмплы — это существенная часть модулей. Хорошие сэмплы определяют различие между нормальным и отличным модулем. Т.к. выбор и использование качественных сэмплов — это важный раздел в записи любого трэка/модуля, то нужно уделять большое внимание выбору сэмплов.
Важно знать две важных характеристики сэмплов: разрешение, т.е. число битов, и частота дискретизации (сэмплирования). Число битов сэмпла определяет его способность различасть уровни амплитуды сигнала, большое число битов воспроизводит оцифрованный звук более качественно и точно. Частота сэмплирования напрямую связана с наивысшей частотой, которая может быть воспроизведена сэмплом. Например, сэмпл с частотой дискретизации 40kHz (40.000 Hz) может воспроизвести звук с частотами до 20kHz. Это означает, что низкий коэффициент сэмплирования может быть использован для оцифровки басов, низкочастотных звуков. В то время как для воспроизведения высокочастотных звуковых сигналов (тарелки, хэт, фортепиано) требуется высокой частоты сэмплирования.
Другой аспект модуля/трэка — это максимальный размер сэмпла, который нужно использовать в трэке. В настоящее время некоторые редакторы и трэкеры поддерживают от минимальных 64Kb до виртуально неограниченного размера сэмпла. Из основных характеристик трэкеров можно увидеть, что в большинстве случаев они имеют ограничения на размер сэмпла, а не тип модулей, в которые могут сохранять данные. Существует один из приемов, решающих проблему невозможности использовать сэмпл большой длины — это loop (петли). Хорошо размещенная петля на сэмпле может использоваться для увеличения длины звучания сэмпла. Если границы loop области отмечены аккуратно, то «место склейки» практически незаметно. Часто можно применять эффект sustain.
Каждый мало-мальски знакомый с музыкальными программами человек не раз встречался с понятиями сэмпла и сэмплирования. Правда, далеко не каждый в полной мере осознает, что это такое на самом деле. Сейчас мы и попробуем в этом разобраться.
Сэмпл: основные понятия
В переводе с английского языка слово sample означает «образец». Применительно к звуку и музыкальным секвенсорам сэмпл – это какой-то оцифрованный фрагмент звучания инструмента.
Если говорить о понятии сэмплирования, оно сводится к созданию новых звуков на основе применения разного рода фильтров, огибающих и т. д. На заре появления синтезаторов с функцией преобразования звука очень активно начали использоваться и специальные устройства, впоследствии получившие название сэмплеров.
Как уже понятно, с помощью множества действий какой-либо начальный звуковой фрагмент можно было изменить до неузнаваемости, вплоть до создания футуристических звуков, не существующих в природе, а затем сохранить его для дальнейшего использования.
Более всего в этом преуспели компании KORG, Roland, AKAI и многие другие. Именно тогда само понятие сэмпла несколько изменилось. Теперь можно было сказать, что сэмпл – это какой-либо «родной» звук синтезатора или сэмплера, используемый для создания определенной музыкальной партии.
Звуковые характеристики
Одними только «железными» синтезаторами и сэмплерами дело не обошлось. С развитием компьютерных технологий стало появляться множество виртуальных инструментов, секвенсоров и даже целых виртуальных студий для создания музыки, звукозаписи, мастеринга и т. д.
Однако в самых первых версиях такого программного обеспечения использовались исключительно звуковые фрагменты, записанные с «живых» инструментов. Как правило, изначально они сохранялись в формате .wav, а чуть позже на смену ему пришли форматы .mp3, .aiff, .ogg и некоторые другие.
Каждый такой сэмпл можно было представить в виде волны и исходя из этого различать их по характеристикам типа частоты дискретизации, глубины звука (уровня амплитуды сигнала), битрейта и т. д.
В современном компьютерном звуке стандартом считаются показатели в 44100 Гц, 16 бит, 128 кбит/с. Но этот стандарт давно уже устарел, хотя, например, некоторые сэмплы для FL Studio до сих пор имеют такие характеристики. Связано это только с размером сэмпла, ведь при более высоких параметрах вес файла, естественно, будет намного больше. Однако сейчас практически вся музыка имеет характеристики на уровне 320 кбит/сек, 48 кГц, 24 бита.
Сэмплы для FL Studio
Что касается одного из самых популярных музыкальных секвенсоров FL Studio, он, как и любой синтезатор, имеет собственный набор сэмплов. Здесь они распределены по группам и типам. Просмотреть их можно в левой панели звукового браузера.
Сразу же можно заметить, что тут присутствуют и wav-файлы, и формат .ogg, и сэмплы типа .fsc, и .sf2 (Sound Fonts). Последние являлись когда-то достаточно популярными, но ввиду их низких частотных характеристик уже практически не используются. Уж лучше применять формат AKAI.
Кстати сказать, если кто не знает, изначально программа называлась Fruity Loops и предназначалась для создания петель (лупов) ударных. Loop по-английски - «петля». Как раз в то время понятие сэмпла опять несколько трансформировалось. Теперь можно было считать, что сэмпл – это даже музыкальный фрагмент: целый либо повторяющийся несколько раз, либо даже представляющий собой целую партию для определенного трека.
Сегодня различают единичные сэмплы (one-shot) и петли (loops). Примером первого может служить, скажем, звук удара по рабочему барабану или бас-бочке на ударной установке.
Сэмплы для виртуальных синтезаторов и сэмплеров
Сегодня можно найти достаточно много инструментов, в которых имеются бесплатные сэмплы в виде коллекций или библиотек.
В качестве примера можно привести мощнейший популярный Kontakt, в свое время разработанный компанией Native Instruments. Для него в интернете выложено столько звуков, что просто диву даешься. Да взять, к примеру, trap-сэмплы. На множестве интернет-ресурсов они представлены в огромных коллекциях, причем от разных производителей, но в универсальных форматах .nki, .nkr, .nkx и .nkc.
Естественно, каждый программный синтезатор или сэмплер имеет свои собственные наборы звуков с оригинальными форматами. Однако некоторые разработчики поступают таким образом, что сохраняют библиотеки в универсальном виде типа библиотек .fxb, что позволяет загружать их в разные виртуальные инструменты.
Практическое использование
Если говорить о практическом использовании, те же trap-сэмплы просто загружаются на выбранные каналы или треки в студийной программе.
Конечно, если это обычные звуковые файлы типа .wav, особо с ними не поработаешь. В принципе, даже изменить темп или основную тональность звучания можно только при наличии специальных средств. Добиться определенного результата можно при использовании слайсеров (от английского slicer), в которых предусмотрено редактирование исходного сэмпла для создания звуковой петли.
Зато «родные» сэмплы синтезаторов или универсальные библиотеки в этом отношении выглядят очень интересно. В каждом инструменте, как уже говорилось выше, имеются собственные средства обработки сигнала типа осцилляторов, фильтров или LFO-огибающих. При желании даже в "родном" звуке можно «накрутить» столько изменений, что сами создатели его не узнают.
Вместо заключения
Думается, теперь становится понятным, что сэмпл – это не только какой-то один звук инструмента, а даже целые комплексные сочетания, полученные путем смешивания нескольких начальных звуков и массы эффектов, не говоря уже о том, что под это определение попадают и петли, и даже целые вокальные партии. И разнообразие их сегодня таково, что использовать абсолютно все при создании музыкальной композиции просто нереально.
Читайте также: