Звуковые файлы какое это обеспечение

Обновлено: 06.07.2024

С учётом специфики отечественного рынка и приоритетов его покупателей под словом «компьютер» будет подразумеваться машина архитектуры X86 (привычный ПК), работающая под управлением операционной системы Windows XP.

Структура аудиотракта ПК

По своей внутренней структуре персональный компьютер (ПК) во многом схож со стационарным аудиооборудованием, однако ПК – модульная конструкция, что позволяет нам гибко варьировать конфигурацию в рамках одного устройства (системного блока). В этом заключается одно из главных преимуществ компьютерных систем перед готовыми аудиокомпонентами: вместо того чтобы покупать новый аппарат, можно поменять один или несколько узлов, что обойдётся значительно дешевле.

В большинстве случаев схема формирования звука посредством ПК выглядит следующим образом: цифровой аудиопоток с какого-либо носителя (CD, DVD), жёсткого диска или через локальную сеть попадает в компьютер. Точнее – в его системную (или, как её ещё называют, материнскую) плату, на которой установлены центральный процессор, оперативная память, чипсеты, контроллеры и прочее. Благодаря взаимодействию звуковой подсистемы и программного обеспечения с основной частью, костяком, компьютера звуковой поток проходит обработку или же подаётся как есть в звуковую подсистему, где преобразуется в аналоговую форму и выводится на активные колонки, наушники или иное оборудование.

Звук на ПК: структура аудиотракта. Упрощённая схема

Основная часть компьютера по большому счёту остаётся неизменной (смена процессора или системной платы прямого влияния на качество звука не оказывает, точнее – не должна оказывать, хотя и тут есть свои подводные камни, о которых мы поговорим ниже). Соответственно, возможные направления для улучшения качества звука – подбор соответствующей звуковой карты и акустических систем. Не считая акустической обработки помещения и правильного размещения как слушателей, так и громкоговорителей в комнате (в случае использования наушников пункты про акустику помещения можно исключить).

Звуковые карты

Как подобрать звуковую карту? Первым делом стоит определиться – для каких целей приобретается этот компонент ПК и надо ли его вообще покупать. Ведь если ваша цель – слушать фоновую музыку через недорогие пластиковые колоночки, то смысла в покупке отдельной аудиокарты нет никакого – хватит и звукового чипа, встроенного в системную плату компьютера или ноутбука. Да, качество звука не будет высоким, но на дешёвой акустике эти изъяны едва ли проявят себя, поскольку звук в целом будет задушен искажениями из-за некачественных динамиков, корпусными резонансами и усилителя таких колонок. Во всех остальных случаях реализация качественного аудиотракта на ПК невозможна без хорошей звуковой подсистемы, которую пользователь приобретает в соответствии с собственными предпочтениями.

Основные «тематические» направления, по которым подразделяются аудиокарты, – «для компьютерных игр», «для работы со звуком» (они же для прослушивания музыки) и «универсальные». Рассматривать последние особого смысла нет, так как принципиально разные требования в подавляющем большинстве случаев не позволяют в должной мере реализовать и игровые, и, так сказать, музыкальные способности в рамках одного устройства. Ведь для корректной реализации объёмного звука в играх требуется производительный DSP (сигнальный процессор), выполняющий сложную обработку звука. Часто сигнал проходит довольно длинный путь, прежде чем добраться до цифро-аналоговых конвертеров, которые в «игровых» картах обычно являются второстепенным звеном: «мощный» процессор, поддержка многоканального звука, обильные коммутационные возможности и множество программных фишек привлекательнее для рядового покупателя, чем какой-то непонятный ЦАП. Тем не менее существуют ли универсальные карты, которые не только полностью удовлетворяют потребности геймера, но и могут служить достойной платформой для построения музыкальной системы? Да. Как нетрудно догадаться, речь идёт о семействе X-Fi компании Creative. На сегодняшний день это самые прогрессивные звуковые карты – как по наворотам и вычислительной мощности, так и по качеству звука. Разумеется, среди «домашних» моделей. Нельзя сказать, что X-Fi – панацея, но более интересных с точки зрения универсальности предложений на рынке пока нет.

Звук на ПК: звуковые карты Creative серии X-Fi

Но за удовольствие приходится платить: базовая модель с поддержкой восьмиканального звука (актуально для игр и домашнего кинотеатра) стоит примерно полторы сотни долларов, а варианты с блоком для отсека 5,25”, на котором расположены входы/выходы, а также усилитель для наушников, стоят более $200. Наконец, флагманская модель X-Fi Elite Pro, сочетающая «игровые» возможности и высококлассные ЦАП, оснащённая к тому же удобным внешним блоком, стоит более $300.

Если же речь идёт о качественном воспроизведении звука (например, когда компьютер используется как источник в стационарной аудиосистеме), то имеет смысл обратить внимание на карты класса professional. В отличие от мультимедийных, «игровых», эти модели устроены гораздо проще: как правило, в них нет мощных DSP для формирования эффектов, нет поддержки многоканальности, необходимой геймерам и любителям домашнего кинотеатра. И вообще – минимум «лишнего». Акцент делается исключительно на качество аудиотракта в режиме стерео. Это подразумевает не только применение более высококлассных ЦАП, но и более эффективную фильтрацию питающего напряжения для предотвращения проникновения помех, а также более корректную обработку аудиопотоков для максимальной точности их вывода. Также в «профессиональных» картах обычно присутствует возможность вывода и ввода сигнала по балансной схеме, существенно уменьшающей наводки при использовании кабелей большой длины и/или в местах с большим количеством различного оборудования. Карты названы «профессиональными» потому, что изначально область их применения – домашняя студия: звукозапись, работа с виртуальными инструментами/синтезаторами, секвенсорами и так далее. Так что ещё одно отличие «профессиональных» карт от мультимедийных – поддержка стандартов ASIO2, GSIF и прочих, которая обеспечивает минимальные задержки при обработке сигнала, что особенно важно в домашней студии. С точки зрения прослушивания музыки этот параметр значения не имеет.

Ценовой диапазон специализированных карт для работы со звуком (они же – для прослушивания музыки) – от 150 до нескольких тысяч долларов. Совсем уж дорогие модели, как правило, обладают особым функциональным оснащением, поэтому «для дома» не слишком привлекательны: зачем переплачивать? Наиболее рациональным по соотношению цены и качества звука является класс устройств стоимостью от $150 до 400. Тут правят бал две компании: E-Mu (подразделение Creative) и ESI, бывшая EgoSys. Первая смогла завоевать популярность благодаря серии карт, из которых наибольшего внимания заслуживают модели 1616M и 1212M.

E-Mu 1616M PCI представляет собой внутреннюю PCI-карту и внешний коммутационный блок, содержащий также микрофонный предусилитель и актуальный для меломанов усилитель для наушников, причём вполне приличного качества. Модель превосходно звучит, поэтому её вполне уместно сравнивать с блочными (Hi-Fi) источниками звука категории «более $1000».

Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1616M с внешним коммутационным блоком

E-Mu 1212M примечательна тем, что при цене менее $200 обладает великолепными конвертерами, каких нет у конкурентов. По сути, это та же 1616M, только без внешнего блока. С точки зрения меломана, такой вариант даже предпочтительнее, поскольку на сэкономленные деньги (порядка $200) можно купить компактный микшерный пульт. Чем пульт лучше выносного блока? По качеству микрофонных предусилителей – даже хуже. Но если рассматривать систему только как музыкальную, компактный пультик обеспечит не только выход на наушники с отдельным регулятором (какой есть и в блоке 1616M PCI), но также предоставит удобную регулировку уровня громкости основного выхода, что актуально при использовании активных колонок. Ведь, как известно, аппаратная регулировка громкости не только удобнее (всегда под рукой, не надо открывать окна на экране, водить мышкой), она не снижает качество звука, в отличие от большинства программных регуляторов.

Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1212M

Из продукции компании ESI стоит отметить прежде всего знаменитую карту Juli@, которая по характеристикам своего аудиотракта хоть и уступает E-Mu 1212M (отличия на уровне нюансов), однако обладает более удобным управлением, да и цена её на четверть ниже. Cама по себе Juli@, как и E-Mu 1212M, имеет лишь линейные выходы/входы (не считая цифровых), поэтому для подключения наушников к ней также придётся докупать небольшой микшерный пульт.

Звук на ПК: звуковая карта ESI Juli@. Общий вид

Одна из уникальных особенностей ESI Juli@ – конструкция-трансформер: по-разному соединяя две половинки карты, можно получить либо выходы TRS (балансные), либо привычные «бытовые» RCA.

Звук на ПК: трансформация ESI Juli@. Разъёмы TRS или RCA на одной карте

Вторая интересная карта ESI – Maya44. Она сделана «по мотивам» Juli@ и очень похожа на неё внешне. В Maya44 нет трансформируемой конструкции, используются немного более простые конвертеры. Зато тут имеется встроенный усилитель для наушников. Пусть подключать наушники будет не слишком удобно, пусть регулировка уровня – только программная, зато микшерный пульт докупать вовсе не обязательно. А сама карта стоит в районе $100. Очень удачный бюджетный, но отнюдь не плохо звучащий вариант.

Звук на ПК: звуковая карта ESI Maya44. Удачный и недорогой вариант «всё в одном», правда, не без компромиссов

Озвучиваем ноутбук

Не редко случается так, что единственный компьютер в доме – ноутбук, при этом его владелец хочет получить максимально качественное звучание музыкальной коллекции, которая хранится на жёстком диске аппарата. Многие также хотели бы, работая в офисе, наслаждаться любимой музыкой в наушниках, получив при этом качество звука на уровне стационарной аппаратуры или «профессиональных» звуковых карт для стационарных компьютеров. Выход простой – покупка внешней звуковой карты. Большинство из них подключаются к ноутбуку через USB, хотя немало также моделей с FW-интерфейсом и PCMCIA. Достойных моделей немало. На этом рынке успешно работают такие производители, как E-Mu, Terratec, M-Audio, Echo, Audiotrak и другие. Подавляющее большинство моделей оснащены не только всеми необходимыми входами/выходами, но и усилителем для наушников. Цена вопроса – от $150 до 400 (более дорогие карты не имеет смысла приобретать, так как увеличение стоимости связано в основном с расширением количества входов, нужных для работы в домашней студии). Хитом последних месяцев можно назвать карту 0404USB производства всё той же E-Mu. Конечно, она не во всём идеальна (самое главное неудобство – невозможность запитываться от шины USB, карта работает только с адаптером питания от сети 220 В), однако по качеству звука она «делает» многих конкурентов в своей категории. Хотя, разумеется, свет клином на 0404USB не сошёлся – достойных вариантов немало.

Звук на ПК: внешняя звуковая карта E-Mu 0404USB. Наиболее «музыкальная» среди аналогов в данной ценовой группе

Микшерный пульт

Наверняка при прочтении статьи многие задались вопросом – о каких микшерных пультах идёт речь, если говорить о них как о добавке к PCI-карте компьютера?

Требований к такому устройству не много: хорошие характеристики аудиотракта (минимум шумов и искажений, минимальное взаимопроникновение каналов), нужные вам входы/выходы и хороший усилитель для наушников. Этим требованиям вполне отвечают большинство компактных аналоговых моделей от именитых производителей: Samson (серия MDR), Mackie, Yamaha (серия MG), Soundcraft (серия Compact), Behringer (серии Xenyx). Продукцию последнего бренда стоит иметь в виду как бюджетный вариант. Средняя стоимость компактного микшерного пульта составляет $90-200.

Часто задаваемые вопросы

Насколько балансное подключение эффективнее небалансного?

Если речь идёт о хороших * кабелях длиной 1-3 метра, то тип подключения особого значения не имеет. Если же в комнате много техники или необходимо проложить кабельную трассу длиной более 3 метров, то предпочтительно балансное подключение, поскольку оно лучше защищает сигнал от внешних наводок. Подробности – в следующей статье.

* Для коммутации стоит применять качественные «инструментальные» или «микрофонные» кабели известных брендов. Цена таких проводников - $1-2 за метр. В профессиональной среде такая цена провода считается нормальной, в отличие от аудиофильской среды, где кабель дешевле $300 считается «проводом для настольной лампы». Подробнее – в следующей статье.

Что выбрать – внешнюю карту или внутреннюю?

Внутренние решения имеют более привлекательное соотношение цены и качества. Говоря другими словами, при одинаковой стоимости внутренняя карта всегда будет звучать лучше, а при одинаковом звучании внешняя будет всегда дороже. К тому же внешняя карта обеспечивает бОльшие задержки сигнала при работе с профессиональными звуковыми программами.

Говорят, внутри ПК много электромагнитных помех и внешняя карта будет звучать лучше вне этого сгустка наводок. Правда ли это?

Так могут рассуждать люди, совершенно не владеющие информацией. Качественные внутренние звуковые карты безо всякой дополнительной экранировки могут выдавать феноменально малые искажения (десятитысячные доли процента) и шумов. Множество записей сделано именно при помощи внутренних карт. Причём это относится даже к серьёзным студиям. Что реально может подпортить звук – так это плохая экранировка цепей питания карты (обычно встречается у недорогих мультимедийных моделей), некорректная разводка дорожек на материнской плате или «грязный» ток от некачественного блока питания. Такие помехи могут проявляться не явно (вроде бы меньше ясности на высоких частотах, чем должно быть) или явно (в колонках или наушниках слышны потрескивания при движении мышки или во время перемещения головок жёсткого диска). Решить проблему обычно удаётся путём перестановки карты в другой слот, заменой блока питания или материнской платы. Проверить систему на наличие паразитных наводок можно, например, программой RMAA, которая выдаст на графике нехарактерные для карты помехи. Также желательно обеспечить для «музыкального» компьютера корректное заземление и «посадить» его на отдельную фазу в электрощите. Но будьте осторожны! Соблюдайте меры предосторожности и не проводите никаких работ, если не имеете соответствующей квалификации.

Аудиопроигрыватели предназначены для воспроизведения аудиофайлов. В Windows 2000 в качестве аудиопроигрывателя может использоваться универсальный проигрыватель (Media Player), CD-плеер (или лазерный проигрыватель, CD Player). Media Player позволяет воспроизводить, редактировать и внедрять аудиофайлы в различные документы, а также - организовывать коллекцию мультимедийных файлов и поиск мультимедиа-файлов в Интернете.

Музыкальные редакторы предназначены для ввода, редактирования и вывода музыкальных произведений. По своим возможностям музыкальные редакторы делятся на игрушки (muzmaker, музыкальный редактор МГУ), любительские редакторы (SkreamTreaker) и профессиональные редакторы (Cake Walk Pro, Cool Edit и др.). В их основе лежит работа с сэмплами.

В музыкальной компьютерной литературе у термина “сэмпл” три совершенно различных значения. Какое из них имеется в виду, можно определить только из контекста излагаемого материала.

Во-первых, сэмпл - это фрагмент звукового сигнала, который в течение некоторого промежутка времени не изменяется по амплитуде. Это понятие связано с процессом “сэмплирования”, то есть перевода сигнала из обычного вида (аналоговый сигнал) в цифровой.

Во-вторых, сэмпл - это музыкальный тембр синтезатора или сэмплера, основанный на записанном (живом) звуке.

В-третьих, сэмпл - это обычный звуковой файл с записанным в него небольшим музыкальным фрагментом, рисунком, фразой (а иногда и просто одним звуком).

Будем считать, что сэмпл - это элементарный оцифрованный звук, который может быть получен с помощью музыкального редактора или другим путем. Сэмплы объединяются в библиотеки, из них набирается музыка. Любительское использование музыкальных редакторов в основном характерно для лиц, получивших музыкальное образование, но не ставших профессиональными музыкантами. Для них основная задача - “услышать свою внутреннюю музыку” и заставить ее звучать с помощью ЭВМ.

Основные возможности музыкальных редакторов представлены в табличном виде (табл. 3.1).

Основные возможности музыкальных редакторов

Режим работы программы

Ø Работа с файлами

Ø Работа в режиме реального времени

Запись, воспроизведение и редактирование файла

Например, вы поете в микрофон, подключенный к звуковой карте, а на ее выходе уже звучит ваш голос с реверберацией или другой обработкой

Операции с файлом

Обычно они находятся в меню File программы

Ø Запись файла / Новый файл

Ø Открытие или импорт файла

Ø Предварительное прослушивание

Ø Предварительная информация о файле

Ø Число одновременно открытых файлов

Ø Информация, сохраняемая в файле

Запись производится с микрофонного линейного или цифрового входа звуковой карты (это определяется при установке программы выбором соответствующего порта и драйвера). Когда записывается новый файл, его формат (частота сэмплирования, битность, число каналов) определяется непосредственно перед записью

Эта функция иногда еще называется загрузкой файла. Стандартным для всех программ Windows является WAV -файл. Но звуковая информация может храниться в файлах и других форматов. Программа может читать такие файлы (а значит, переводить их в формат WAV ), но может и игнорировать (не распознавать)

Проигрывание записанного или загруженного файла

Сохранение файла в формате WAV (с выбранными параметрами), в собственном формате программы (если таковой существует), а иногда и экспорт в звуковой файл другого формата

Прослушивание звукового файла до его загрузки в программу (обычно делается в окне open ). Некоторые программы позволяют предварительно прослушивать весь файл, другие - первые несколько секунд

Еще до загрузки файла программа определяет (и показывает в окне open ) некоторые параметры файла: частота сэмплирования, битность, стерео, моно, наличие регионов, петли и т.д. Число предварительно показанных параметров и какие именно зависят от самой программы

Большинство программ позволяет открывать несколько файлов, каждый в своем окне. Но все операции и обработки в данный момент времени производятся только с одним файлом (с тем, что находится в активном окне). Некоторые программы позволяют производить пакетную обработку файлов, т.е. несколько указанных файлов друг за другом

Некоторые программы сохраняют (и читают) в файле не только звуковые данные, но и отметки маркеров, петли, информацию о создателях файла, времени и условиях записи и многое другое

Для многих операций редактирования необходимо сначала выбрать участок файла (или весь файл), с которым будет проводиться операция. Некоторые операции - Paste , Mix и другие - работают с данными, находящимися в буфере. Это означает, что сначала нужно что-то скопировать или вырезать в буфер

Ø Стандартные операции редактирования

Ø Insert Silence

Ø Reverse / Revert

Copy - копировать, Cut - вырезать, Paste - вставлять, Undo - отменить последнюю операцию, Redo - восстановить последнюю операцию, Repeat - повторить последнюю операцию, Select All - выбрать все

Постепенное увеличение ( Fade In ) или уменьшение ( Fade Out ) амплитуды (громкости)

Смешивание двух файлов. Обычно к файлу, находящемуся в активном окне программы, добавляются звуковые данные из буфера

Перекрестное постепенное изменение амплитуды. Применяется при смешивании файла в окне и файла из буфера. Например, файл в окне постепенно затихает, а файл из буфера с той же скоростью увеличивает громкость

Из окна удаляются все данные, кроме выбранного участка

Вставляется новый участок файла с нулевой амплитудой сигнала (тишина)

Инвертирование (сэмпл в файле меняет свой знак)

Реверс - симметричная перестановка сэмплов файла (конец и начало меняются местами)

Иногда обозначается как Transform , Process , Tools или еще как-нибудь. Операции обработки по общему смыслу схожи с операциями редактирования, но из-за более сложных действий, производимых с данными, выделяются в отдельные пункты меню

Ø Normalize / Normalization

Эта операция пересчитывает файл так, чтобы максимальное значение амплитуды соответствовало заранее определенному максимальному значению

Задержка звукового сигнала на небольшой (от микросекунд до долей секунды, определенный интервал времени)

Музыкальный эффект хора, при котором сигнал несколько раздублируется, каждая копия чуть задерживается по времени, а затем все копии смешиваются. Если за сигнал взят человеческий голос, то создается ощущение хора

Ø Equalizer / Equalize

Ø Time Compress / Expand или Time Stretch

Музыкальных эффект Флэнжер, при котором копия сигнала сдвигается не на постоянный отрезок времени, а на циклически меняющийся. Когда сам сигнал и эта копия смешиваются, создается ощущение двигающегося или вращающегося источника звука

Музыкальный эффект Дистошн (искажение), применяемый гитаристами в поп- и рок-музыке - звуковой сигнал ограничивается по амплитуде на определенном уровне

Задается (а значит, и изменяется) амплитудная огибающая звукового сигнала - параметры атаки, спада и т.д.

Создаются копии звукового сигнала, которые с затиханием сдвигаются на увеличивающийся интервал времени, создается впечатление, что источник звука находится в большой пустой комнате

Этот эффект схож с предыдущим, но отличается большим временем задержки. Он создает впечатление повтора сигнала (примерно, как эхо в горах)

Создает ощущение качания или вибрации звука. Существуют различные виды вибрато: амплитудное (тремоло), частотное (по высоте звука), фазовое (флэнжер или фэйзер), тембровое (“вау-вау”)

Возможность менять амплитуду сразу для всего файла, но в зависимости от высоты звука. Существуют разные типы этой операции: графический эквалайзер, параметрический эквалайзер и др.

Изменение времени звучания без изменения высоты звука

Изменение высоты звука без изменения времени звучания

Изменение параметров звукового файла

Ø Синхронизация по MIDI - коду с MIDI - секвенсором или другой программой

Ø Возможность проигрывать создаваемые музыкальные сэмплы с внешней MIDI - клавиатуры

Ø Наличие собственной виртуальной MIDI - клавиатуры

Одновременный запуск двух программ: данной программы звукового редактора − и, например, MIDI - секвенсора

Нажимая мышью на клавиши виртуальной MIDI - клавиатуры, вы можете играть звуком создаваемого сэмпла (или обычного WAV - файла). В этом случае внешняя MIDI - клавиатура не требуется

В литературе особенности использования программных средств для создания музыкальных произведений характеризуются следующим образом.

Секвенсоры служат для программирования, т.е. для кодировки музыкальных пьес. Именно с их помощью создаются аранжировки: “прописываются” отдельные партии, назначаются тембры инструментов, выстраиваются уровни и балансы каналов (треков), вводятся тонкие нюансы, музыкальные штрихи (акценты громкости, временное смещение, отклонения от настройки, модуляция и т.д.). Эффективное использование секвенсора требует от композитора-аранжировщика специальных инженерных знаний, что сильно отличает его работу от труда академического музыканта.

Другой вид программного музыкального обеспечения ориентирован на аудиотехнологии записи музыки. Значительный рост производительности обычных компьютеров и емкости устройств хранения данных сделал для рядового пользователя возможной запись звука на жесткий диск в реальном времени. Новые технологии позволяют музыканту существенно экономить на оборудовании. Сам компьютер теперь является цифровым многоканальным магнитофоном, заветной мечтой многих музыкантов. Кроме записи и воспроизведения программы стали дополняться опциями редактирования звука: отрисовкой кривых громкости, регулировкой баланса, функциями копирования, удаления, вставки, фильтрации и пр. Известно, что обычно “комбайны” удобны в работе, но их отдельные функции не так мощны, как в специализированных продуктах. Поэтому, работая со звуком, профессионалы, да и любители, пользуются некоторым “джентльменским набором” программ. Так, если многоканальная запись осуществляется программой SAW, то обработку сигналов выполняют в специализированных звуковых редакторах, например, в Cool Edit, Sound Forge. Некоторые функции новейших редакторов звука, такие, как смещение настройки без изменения времени звучания (темпа) или гармонизация (синтез аккорда из одной ноты), кажутся фантастическими. А ведь студийные аппаратные аналоги таких программных функций стоят сотни и даже тысячи долларов. Проблема одна: многие сложные операции в звуковых редакторах не выполняются в реальном времени. Но это, очевидно, вопрос времени, если учесть, как быстро растет вычислительная мощность персональных машин.

Сейчас MIDI- и аудиотехнология идут рука об руку. Ведущие производители предлагают программные продукты, в которых обе технологии интегрированы. В процессе создания музыки часть партий “прописывается” в MIDI и воспроизводится звуковыми модулями, а часть представляет собой акустическую запись. Как видим, два главных подхода вовсе не конфликтуют, а дополняют друг друга.

Сочинение музыки на компьютере потребует от пользователя понимания ее структуры и основных законов, и многого другого. Но разработчики программного обеспечения и тут смогли упростить жизнь пользователям. Существуют программные продукты, называемые еще генераторами стилей, основанные на различных алгоритмах построения музыкальной партитуры. Часто музыку генерируют на основе исходных данных: гармонии и выбранной стилевой модели. По этому принципу построены такие продукты, как Jammer Professional for Windows, Yamaha Visual Arranger for Windows, Voyetra Digital Orchestrator Plus, SuperJam, Rhythm Brainz Plus. Мнения композиторов о таких программах неоднозначны. Одни считают, что автогенерация сковывает творческую фантазию, другие видят положительные стороны в том, что каждый такой продукт включает колоссальную базу музыкальных данных. В конце концов, это неплохой способ развивать собственные художественные ориентиры, изучать отлаженные профессионалами музыкальные модели.

Таким образом, наиболее благоприятный путь для начинающих компьютерных композиторов выглядит следующим образом: использовать генератор стилей для создания музыкальной основы произведения - ритмического рисунка и рефренов в выбранном стиле, а затем добавить мелодию с помощью одной из программ-секвенсоров.

Разработка мелодии потребует от пользователя большого труда, творческих способностей и интуиции. На общем фоне выделяется программа Jammer Professional for Windows. Возможности функций создания мелодий генераторов стилей остальных программ значительно беднее.

Программа Koan X Silver предоставляет достаточно простой способ создания небольших музыкальных пьес. Основным инструментом является мышь. Никаких MIDI-клавиатур или их замены с помощью обычной компьютерной клавиатуры. Все значительно проще. В центре экрана находится прямоугольник с надписью “Koan X”. Справа от него расположены шаблоны с записями звуков конкретных музыкальных инструментов.

При этом также доступны различные средства управления инструментами: автоматическое смешивание фрагментов, различные регулировки и индивидуальное управление функциями реверберации и хора для каждого шаблона. Включены 30 шаблонов музыкальных инструментов, существует возможность сохранить произведение в формате SKP, который может быть воспроизведен любым браузером с помощью специально подключаемых модулей.

Сочинение музыки на компьютере - тема интересная и многообразная, но перейдем к программному обеспечению для обработки звука.

Программное обеспечение для многодорожечной записи на жесткий диск является неотъемлемой частью любой музыкальной студии на базе персонального компьютера. Именно с помощью таких программ можно от начала до конца записать готовую музыкальную композицию, выполняя все операции, связанные с записью, нелинейным монтажом, наложением эффектов, компоновкой дорожек, сведением и архивированием записанного материала. Одним из лидеров в этой области является редактор SAW, выпускаемый в различных модификациях.

Неплохими возможностями обладает редактор WaveLab компании Steinberg, позволяющий вести обработку звука в реальном времени. Особый интерес для пользователей может представлять программа для улучшения качества фонограмм CoolEdit, которая обладает всеми основными возможностями профессиональных звуковых редакторов.

Поскольку человечество уже много лет имеет дело с различными проигрывателями, магнитофонами и плеерами, основные функции при работе со звуковыми файлами - запись и воспроизведение - не являются сложными даже для начинающего пользователя.

В то же время редактирование записанного звука всегда было уделом высоких профессионалов. Оно требовало больших студий и дорогого оборудования. Но компьютерная технология, ворвавшись в сферу работы со звуком, произвела настоящую революцию. Разумеется, для качественной обработки звука нужны достаточно мощный компьютер и хорошая программа, но речь уже не идет о десятках и сотнях тысяч долларов.

Кроме того, многие программы обладают универсальностью и многофункциональностью. Уже нет необходимости изучать несколько различных узкоспециализированных устройств, и достаточно порой освоить всего одну из программ. А большинство из них включают в себя развитые средства по изучению их работы - интерактивные видеошколы, руководства, презентационные ролики. Единственное, что, пожалуй, не купишь - это опыт и навыки работы.

В начале своего развития звуковые редакторы были весьма непохожи друг на друга. Но одинаковые цели, схожие средства, команды и инструменты постепенно сближают идеологию и внешний вид как текстовых, так и звуковых программ.

Не существует “официального” определения, что такое звуковой редактор. Под этим термином обычно понимают программу, которая позволяет производить над файлом стандартные редакторские функции: выделить, копировать, вырезать и вставить. Но чаще программа помогает осуществлению над файлом и специфической “звуковой” обработки: реверберации, изменения тембра, частотного спектра и так далее. И третий вид действий, который обычно имеется в арсенале звуковых редакторов,- работа с форматом звукового файла, то есть изменение частоты сэмплирования, числа каналов (стерео - моно), переводов в другой формат и т.п.

"Говорящая машина" представляет собой программу, управляющую акустической аппаратурой. Она выполняется либо в виде резидентной программы, либо в виде драйвера. Перед началом работы такая программа должна быть активизирована. Обычно говорящая машина работает в паре с синтезатором речи.

Синтезатор речи - это программа, преобразующая текстовую информацию в сигналы управления говорящей машиной. Простые синтезаторы речи воспроизводят в виде речи указанный им текст (в виде строки символов на экране или в виде текстового файла). Более сложные способны реализовать часть функций речевого редактора, например, позволяют оперативно регулировать параметры речи.

Речевые редакторы предназначены, в основном, для установки таких параметров, как громкость, темп речи, высота и тембр голоса, скорость воспроизведения текста и др. Причем в процессе установки осуществляется демонстрация того, как будет звучать речь в данном режиме.

Аудиоредакторы предназначены для общей обработки звука: ввести голос, убрать шумы, переставить слова местами, наложить речь на фоновую музыку, включить звуковые эффекты и так далее. Именно эти функции выполняются аудиоредакторами, например, такими, как программа "Звукозапись" (Sound Recorder) операционной системы Windows 2000.

Утилиты предназначены для специальной обработки звуковых сигналов: шумоподавление, смешивание разных видов аудиосигналов, преобразование форматов, организация и ведение звуковых библиотек. Существуют, например, утилиты, позволяющие создавать волновые таблицы с их помощью можно создать сэмплы, содержащие не отдельные звуки, а целые слова, произнесенные своим голосом.

Тема программного обеспечения очень широка, поэтому здесь мы только вкратце обсудим основные представители программ для обработки звука.

Наиболее важный класс программ – редакторы цифрового аудио. Основные возможности таких программ это, как минимум, обеспечение возможности записи (оцифровки) аудио и сохранение на диск. Развитые представители такого рода программ позволяют намного больше: запись, многоканальное сведение аудио на нескольких виртуальных дорожках, обработка специальными эффектами (как встроенными, так и подключаемыми извне – об этом позже), очистка от шумов, имеют развитую навигацию и инструментарий в виде спектроскопа и прочих виртуальных приборов, управление/управляемость внешними устройствами, преобразование аудио из формата в формат, генерация сигналов, запись на компакт диски и многое другое. Некоторые из таких программ: Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg).

Основные возможности редактора Cool Edit Pro 2.0 (см. скриншот - пример рабочего окна программы в многодорожечном режиме): редактирование и сведение аудио на 128 дорожках, 45 встроенных DSP-эффектов, включая инструменты для мастеринга, анализа и реставрации аудио, 32-битная обработка, поддержка аудио с параметрами 24 бит / 192 КГц, мощный инструментарии для работы с петлями (loops), поддержка DirectX, а также управление SMPTE/MTC, поддержка работы с видео и MIDI и прочее.

Основные возможности редактора Sound Forge 6.0a (см. скриншот - пример рабочего окна программы): мощные возможности не деструктивного редактирования, многозадачная фоновая обработка заданий, поддержка файлов с параметрами до 32 бит / 192 КГц, менеджер предустановок, поддержка файлов более 4 Гб, работа с видео, большой набор эффектов обработки, восстановление после зависаний, предпрослушивание примененных эффектов, спектральный анализатор и прочее.

Не менее важная в функциональном смысле группа программ – секвенсоры (программы для написания музыки). Чаще всего, такие программы используют MIDI-синтезатор (аппаратный внешний или встроенный почти в любую звуковую карту, либо программный, организуемый специальным программным обеспечением). Такие программы предоставляют пользователю либо привычный нотный стан (как, например, программа Finale от CODA), либо более распространенный способ редактирования аудио на компьютере, так называемый, piano-roll (это более понятное представление музыки для людей, не знакомых с нотами; в таком представлении вертикально имеется ось с изображением клавиш пианино, а горизонтально откладывается время, таким образом, ставя на пересечении штрихи разной длинны, добиваются звучания определенной ноты с определенной продолжительностью). Встречаются и программы, позволяющие просматривать и редактировать аудио в обоих представлениях. Развитые секвенсоры помимо редактирования аудио во многом могут дублировать возможности редакторов цифрового аудио – осуществлять запись на CD, совмещать MIDI-дорожки с цифровыми сигналами и осуществлять мастеринг. Яркие представители такого класса программ: Cubase (Steinberg), Logic Audio (Emagic), Cakewalk (Twelve Tone Systems) и уже упомянутый Finale.

Основные возможности редактора Cubase 5.1 (см. скриншот – пример рабочего окна программы в режиме просмотра MIDI дорожек): редактирование музыки в реальном времени используя графическое представление информации, высокое разрешение редактора (15360 пульсов на четверть), практически не лимитированное количество дорожек, 72 аудио канала, поддержка VST32, 4 эквалайзера на канал и другие поканальные эффекты, встроенные инструменты обработки с использованием аналогового моделирования (виртуальные инструменты, эффект процессоры, инструменты микширования и записи) и множество других возможностей.

Основные возможности редактора Logic Audio 5 (см. скриншот – пример рабочего окна программы): работа со звука при точности в 32 бита, высокое временное разрешение событий, самоадаптируемый микшер аудио и MIDI, оптимизируемый интерфейс пользователя, синхронизация с видео, виртуально неограниченное число MIDI-дорожек, обработка звука в реальном времени, полная синхронизация с MTC, MMC, SMPTE, встроенные модули обработки и автоинструменты, поддержка большого количество аппаратного оборудования, а также множество других возможностей.

В наборе программ пользователя, занимающегося обработкой звука, имеется множество разных инструментов, так было раньше и так будет впредь – универсальных комбайнов для работы со звуком не бывает. Однако, не смотря на все разнообразие ПО, в программах часто используются схожие механизмы для обработки звука (например, процессоры эффектов и прочие). На каком-то этапе разработки аудио ПО, производители поняли, что удобнее сделать в своих программах возможность подключения внешних инструментов, чем каждый раз создавать заново инструменты для каждой отдельной программы. Так что многие программы, относящиеся к той или иной группе ПО, позволяют подключать так называемые «плаг-ины» - внешние подключаемые модули, расширяющие возможности обработки звука. Это стало возможным в результате появления нескольких стандартов на интерфейс между программой и подключаемым модулем. На сегодняшний день существуют два основных стандарта на интерфейс: DX и VST. Существование стандартов позволяет подключать один и тот же плаг-ин к совершенно разным программам, не заботясь о возникновении конфликтов и неполадок. Говоря о самих плаг-инах, надо сказать, что это просто огромное семейство программ. Обычно, один плаг-ин является механизмом, реализующим какой-то конкретный эффект, например, реверберацию или низкочастотный фильтр.

Из интересных плаг-инов можно вспомнить, например iZotope Vinyl, - он позволяет придать звучанию эффект виниловой пластинки (см. скриншот – пример рабочего окна плаг-ина в среде Cool Edit Pro), Antares AutoTune позволяет в полуавтоматическом режиме корректировать звучание вокала, а Orange Vocoder являет собой замечательный вокодер (механизм для придания звучанию различных инструментов схожести со звучанием голоса человека).

Обработка звука и написание музыки – это не только творческий процесс. Иногда нужен скрупулезный анализ данных, а также осуществление поиска огрехов их звучания. Кроме того, аудио материал, с который приходится иметь дело, не всегда желаемого качества. В этой связи нельзя не вспомнить о целом ряде программ-анализаторов аудио, специально предназначенных для осуществления измерительных анализов аудио данных. Такие программы помогают представить аудио данные удобнее, чем обычные редакторы, а также внимательно изучить их с помощью различных инструментов, таких как FFT-анализаторы (построители динамических и статических амплитудно-частотных характеристик), построители сонограмм, и прочих. Одна из наиболее известных и развитых программ подобного плана – программа SpectraLAB (Sound Technology Inc.), чуть более простые, но мощные – Analyzer2000 и Spectrogram.

Программа SpectraLAB – наиболее мощный продукт подобного рода, существующий на сегодня (см. скриншот – пример рабочего окна программы, на экране: спектральная картина в трез представлениях и фазовая картина). Возможности программы: 3 режима работы (пост режим, режим реального времени, режим записи), основной инструментарий – осциллограф, спектрометр (двухмерный, трехмерный, а также построитель сонограмм) и фазометр, возможность сравнения амплитудно-частотных характеристик нескольких сигналов, широкие возможности масштабирования, измерительные инструменты: нелинейных искажений, отношения сигнал/шум, искажений и прочие.

Специализированные реставраторы аудио играют также немаловажную роль в обработке звука. Такие программы позволяют восстановить утерянное качество звучания аудио материала, удалить нежелательные щелчки, шумы, треск, специфические помехи записей с аудио-кассет, и провести другую корректировку аудио. Программы подобного рода: Dart, Clean (от Steinberg Inc.), Audio Cleaning Lab. (от Magix Ent.), Wave Corrector.

Основные возможности реставратора Clean 3.0 (см. скриншот – рабочее окно программы): устранение всевозможных потрескиваний и шумов, режим автокоррекции, набор эффектов для обработки скорректированного звука, включая функцию «surround sound» с наглядным акустическим моделированием эффекта, запись CD с подготовленными данными, «интеллигентная» система подсказок, поддержка внешних VST плаг-инов и другие возможности.

Трекеры. Трекеры – это отдельная категория звуковых программ, предназначенных именно для создания музыки. Ранее мы рассмотрели два принципиально отличных способа хранения звуковых данных (музыки): первый - хранение звука в виде сжатого или несжатого потока аудио, второй - хранение музыки в виде MIDI-файлов (в виде набора команд MIDI-синтезатору). Структура и концепция построения трекерных файлов очень похожа на принцип хранения MIDI-информации. В трекерных модулях (файлы, созданные в трекерах, принято называть модулями), также, как и в MIDI-файлах, содержится партитура в соответствии с которой должны проигрываться инструменты. Кроме того, в них содержится информация о том, какие эффекты и в какой момент времени должны быть применены при проигрывании того или иного инструмента. Однако, принципиальное отличие трекерных модулей от MIDI-файлов заключается в том, что проигрываемые в этих модулях инструменты (или, точнее сказать, сэмплы) хранятся в самих модулях (то есть внутри файлов), а не в синтезаторе (как это происходит в случае с MIDI). Такой способ хранения музыки имеет массу преимуществ: размер файлов невелик по сравнению с непрерывной оцифрованной музыкой (поскольку записываются только использованные инструменты и партитура в виде команд), нет зависимости звучания от компьютера, на котором происходит воспроизведение (в MIDI, как мы говорили, есть зависимость звучания от используемого синтезатора), имеется большая свобода творчества, поскольку автор музыки не ограничен наборов инструментов (как в MIDI), а может использовать в качестве инструмента любой оцифрованный звук. Основные программы-трекеры Scream Tracker, Fast Tracker, Impulse Tracker, OctaMED SoundStudio, MAD Tracker, ModPlug Tracker.

Программа ModPlug Tracker является сегодня одним из тех трекеров, сумевших стать универсальной рабочей средой для множества типов трекерных модулей (см. скриншот7 – пример рабочего окна программы, на экране: содержание дорожек одного загруженного модуля и рабочее окно сэмплов другого модуля). Основные возможности: поддержка до 64 физических каналов аудио, поддержка почти всех существующих форматов трекерных модулей, импорт инструментов во множестве форматов, 32-битное внутреннее микширование, высококачественный ресэплирующий фильтр, поддержка MMX/3dNow!/SSE, автоматическое удаление потрескиваний, расширение басов, ревербератор, расширение стерео, 6-полосный графический эквалайзер и другие возможности.

Напоследок следует упомянуть о существовании огромного количества другого аудио ПО: проигрыватели аудио (наиболее выдающиеся: WinAMP, Sonique, Apollo, XMPlay, Cubic Player), подключаемые модули для проигрывателей (из «улучшателей» звучания аудио - DFX, Enhancer, iZotop Ozone), утилиты для копирования информации с аудио CD (ExactAudioCopy, CDex, AudioGrabber), перехватчики аудио потоков (Total Recorder, AudioTools), кодеры аудио (кодеры MP3: Lame encoder, Blade Encoderб Go-Go и другие; кодеры VQF: TwinVQ encoder, Yamaha SoundVQ, NTT TwinVQ; кодеры AAC: FAAC, PsyTel AAC, Quartex AAC), конвертеры аудио (для перевода аудио информации из одного формата в другой), генераторы речи и множество других специфических и общих утилит. Безусловно, все перечисленное – только малая толика из того, что может пригодиться при работе со звуком.

Перспективы и проблематика

Перспективы развития и использования цифрового аудио видятся авторам статьи очень широкими. Казалось бы, все, что можно было сделать в этой области, уже сделано. Однако это не так. Остается масса еще совсем незатронутых проблем.

Например, область распознавания речи еще очень не развита. Давно уже делались и делаются попытки создать программное обеспечение, способное качественно распознавать речь человека, однако все они пока не приводят к желаемому результату. А ведь долгожданный прорыв в этой области мог бы неимоверно упростить ввод информации в компьютер. Только представьте себе, что вместо набора текста его можно было бы просто надиктовывать, попивая кофе где-нибудь неподалеку от компьютера. Имеется множество программ якобы способных предоставить такую возможность, однако все они не универсальны и сбиваются при незначительном отклонении голоса читающего от заданного тона. Такая работа приносит не столько удобств, сколько огорчений. Еще куда более сложной задачей (вполне возможно, что и неразрешимой вовсе) является распознавание общих звуков, например, звучания скрипки в звуках оркестра или выделение партии рояля. Можно надеяться, что когда-нибудь такое станет возможным, ведь человеческий мозг легко справляется с такими задачами, однако сегодня говорить о хотя бы малейших сдвигах в этой области рано.

В области синтеза звука также есть пространство для изучения. Способов синтеза звука сегодня существует несколько, однако ни один из них не дает возможности синтезировать звук, который нельзя было бы отличить от настоящего. Если, скажем, звуки рояля или тромбона еще более-менее поддаются реализации, до правдоподобного звучания саксофона или электрогитары добиться еще так и не смогли – существует масса нюансов звучания, которые почти невозможно воссоздать искусственно.

Таким образом, можно смело сказать, что в области обработки, создания и синтеза звука и музыки еще очень далеко до того решающего слова, которое поставит точку на развитии этой отрасли человеческой деятельности.

Глоссарий терминов

1) DSP – Digital Signal Processor (цифровой сигнальный процессор). Устройство (или программный механизм) предназначенное для цифровой обработки сигналов.

2) Битрейт – применительно к потокам данных - количество бит в секунду (bits per second). Применительно в звуковым файлам (например, после lossy-кодирования) – каким количеством бит описывается одна секунда аудио.

3) Звук - акустическая волна, распространяющаяся в пространстве; в каждой точке пространства может быть представлена функцией амплитуды от времени.

4) Интерфейс - совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для организации взаимодействия различных устройств.

5) Интерполяция - отыскание промежуточных значений величины по некоторым известным ее значениям; отыскание значений функции f(x) в точках x, лежащих между точками xo

Читайте также: