Акустические саги. Как создавался формат MP3?

Успешно прошедшая операция по записи оцифрованного звука на CDA (Compact Disc Audio) возвестила миру о начале новой эры в записи звука.

*В 1982 г. в Лангенхагене близ Ганновера было открыто массовое производство компакт-дисков. Бурное развитие компьютерной техники и цифровых технологий, начавшееся несколько позже, привело к необходимости компрессии цифрового звука. Причин для этого была масса. Экономия дискового пространства, повышение скорости передачи цифровой информации, необходимость создания формата записи звука, удобного для использования в программном обеспечении.

В 1987 году немецкий институт Фраунхофера (Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen) начал всесторонние исследования проблемы кодирования цифрового звука. Именно этому институту принадлежит патент на технологию MP3. "Отцом" этого формата звука называют Карл-Хайнца Бранденбурга (Karl-Heinz Brandenburg), математика и специалиста по электронике, изучавшего методы сжатия уже с 1977 года. В 1989 году, когда был получен патент на формат, ни одного файла MP3 в природе еще не существовало.

В 1993 году MP3-файлы были признаны соответствующими международному стандарту MPEG-1.

*Какие же принципы легли в основу кодирования цифрового звука в этот формат? Исходный звуковой файл делится на фреймы (англ. frame – кадр) продолжительностью 0,05 сек. каждый. Затем проводится анализ каждого фрейма. При этом все частоты звука, лежащие вне диапазона восприятия ухом человека, отбрасываются. Кроме того, отбрасываются колебания со слишком высоким либо низким значением амплитуды. Как известно, ее верхняя граница восприятия человеком составляет 96 дБ. Нижняя граница восприятия сильно зависит от частоты звука. Высокие и низкие частоты имеют более высокий амплитудный порог восприятия.На первом этапе сигнал каждого фрейма математическим преобразованием Фурье представляется в виде суммы синусоид различной амплитуды и частоты (ведь графически звук любой частоты представляет собой именно синусоиду). В память записываются значения амплитуд и частот, входящих в результирующую формулу.

*Второй этап обработки основан на использовании психоакустической модели восприятия звука ухом человека. К примеру, отбрасываются незначительные последовательные изменения в частоте звука (сигнал частотой 5000 Гц и следующий за ним сигнал 5100 Гц записываются как один с частотой 5000 Гц и суммированной продолжительностью). Другая особенность уха приводит к эффекту частотной маскировки. Звук с определенной частотой маскирует другие звуки с близкой частотой, но меньшей амплитудой, которые отбрасываются. Инерционность восприятия звука ухом приводит к тому, что, скажем, некоторое время после громкого хлопка звук высокой частоты и низкой амплитуды просто не слышен. Такие звуки тоже отбрасываются фильтром.

*Третий этап представляет собой сжатие обработанного сигнала известными математическими методами. Сжатие данных в MP3 осуществляется по немного модифицированному варианту алгоритма Хаффмана (Huffman), применяющемуся при создании архивов формата PKZIP, LHA, ZOO, ARJ.В итоге всех трех преобразований информация, содержащаяся в исходном звуковом файле, ужимается в несколько раз. Степень сжатия в современных кодерах измеряется в килобитах в секунду (kbps), и может быть задана самим пользователем. При этом он должен помнить, что бесконечное стремление к понижению размера файла с повышением степени сжатия приводит к тому, что второй этап обработки звука (именно он регулируется без особых ограничений) становится более агрессивным. «Под нож» начинают идти звуки, различимые ухом человека.

*Нет однозначного мнения о минимальной степени сжатия звука, допустимой при его обработке. Одни говорят о том, что 128 kbps (степень сжатия – приблизительно 10:1) – вполне достаточно, другие предпочитают величину, вдвое большую. Сегодня в большинстве проигрывателей и кодеров установлена верхняя граница – 320 kbps, которая способна удовлетворить любого эксперта. *Напоследок отмечу, что кодирование звука в MP3 относится к типу lossy (происходит потеря информации о звуке). Способы, относящиеся к типу lossless, в которых исключен второй этап «психоакустического ножа», а сжатие основано исключительно на математических методах, полностью сохраняют исходную информацию в итоговом сжатом файле.

Как сделать качественный сабвуфер в автомобиле?

Прежде чем приступить к покупке низкочастотного динамика (другими словами: сабвуферная головка; НЧ-головка), изготовлению и установке всего сабвуфера в автомобиль, вы должны чётко себе представлять, как будет выглядеть ваша акустическая система (давайте условимся: акустической системой мы будем называть тот самый короб для сабвуферной головки, который нам, в конечном итоге, и надо изготовить). «Акустическое оформление, или короб, который вы выбрали для сабвуфера, будет определяющим фактором в достижении качественного звучания в низкочастотной области баса». Теория: Но для начала немного о предназначении и функции какого бы то ни было ящика. Акустическая головка излучает звук не только «вперед» но и назад, при этом фронтальная и тыловая звуковые волны противоположны по фазе. Такие волны гасят друг друга, соответственно, звуковое давление низкое и как следствие – низкая громкость! Акустическое оформления НЧ-головки предназначено для ликвидирования такого акустического замыкания.Различают 4 основных вида акустического оформления:• закрытого типа (ЗК); • корпус с фазоинвертором (ФК); • полосового типа (ПК); • бесконечный акустический экран (free air).Звуковое давление сабвуферной головки в ЗК меньше давления, оказываемого этим же динамиком, помещённым в ФК, на 3 ДЦ и на 6, чем в ПК. Увеличение звукового давления на 3 ДЦ приводит к увеличению громкости звучания в два раза, следовательно, повышение на 6 ДЦ – в 4! Таким образом, применение более сложной акустической системы позволяет применять менее мощные усилители при равной громкости звучания! И это очень важно, ведь цена на усилители растёт пропорционально их мощности.Теперь подробнее о каждом виде акустической системы.

Закрытый корпус (ЗК) - Самый простой вид акустической системы! В данном случае низкочастотный динамик монтируется в некоторый короб лицевой стороной наружу. В таком ящике разность фаз колебаний звука от лицевой и тыльной стороны динамика ликвидируется очень просто. Звук от тыльной стороны громкоговорителя гасится в закрытом объёме ящика. Эта звуковая волна уже не может затмевать звук от фронтальной части динамика.Безусловно, такая акустическая система проста в изготовлении, но есть и несколько существенных минусов. Во-первых, низкий, так сказать, КПД, ведь полезную «работу» совершает только фронтальная часть динамика. В связи с этим необходим более мощный усилитель, что, конечно же, скажется на финансовах затратах. Во-вторых, есть вероятность того, что динамик сгорит! Закрытый объём ящика гасит звуковую волну, обладающую энергией, в результате чего повышается внутренняя энергия всей системы и, она нагревается. Следует обшивать внутренние стенки такого короба звукоизолирующими материалами, гасится звук– поглощается тепло.

Корпус с фазоинвертором (ФК) - Более сложная система акустики. Конструктивно мало чем отличается от закрытого корпуса, с той лишь разницей, что имеет отверстия с полыми трубками определённой длины-порты фазоинвертора. Звукотехническая разница же огромна. Сам фазоинвертор представляет собой полую цилиндрическую трубку определённого диаметра и определённой длины. С помощью фазоинвертора соединяется замкнутый объём с окружающим пространством.Как работает фазоинвертор? Тоннель фазоинвертора задерживает звуковую волну, образовавшуюся внутри сабвуфера на строго определённое время. Благодаря этому звуковые волны от «лицевой» стороны динамика и тыльной встречаются за пределами саба в одной фазе. Давление звука резко увеличивается! Минусом является конструктивное усложнение системы, а также высокая чувствительность к параметрам динамика и геометрическим параметрам короба и самого фазоинвертора.

Корпус полосового типа (ПК); (Band-Pass). При таком подходе достигается максимальное звуковое давление. НЧ-головка находится целиком в коробе и поэтому защищена от механических повреждений. Капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Поскольку динамик находится внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке ящика так, чтобы наличие съемной панели не нарушало жесткости и герметичности конструкции. Конструкция короба, позволяющая управлять амплитудной характеристикой как в области нижней, так и верхней частоты благодаря использованию корпуса с двойной камерой.Бесконечный акустический экран (free air)Самое простое акустическое оформление: коробом является какое-либо помещение или ограниченное пространство! В машине таковым может быть багажник (ну, конечно же, если класс машины – седан). По типу кузова машины можно разделить на три класса:1. Салон объединён с кузовом (хэтчбек, универсал).2. Салон изолирован от багажника (седан).3. Открытый кузов (кабриолет). Каждый класс автомобилей имеет свои особенности установки акустики, и не всякая акустика может быть установлена в той или иной машине! Глупо и безумно пробовать поставить сабвуфер типа Бесконечный Акустический Экран в машину класса хэтчбек.

Как создать пассивный доход с помощью Google AdSense?

Тема пассивного дохода постепенно завладевает умами наших соотечественников. Ещё бы! Помучившись один раз или какое-то время, Вы отходите от дел, а денежки идут. Совершенно независимо, просто льются в Ваш карман. Вот здорово! Не надо вставать утром, гробить время, здоровье, нервы. Думать, что кушать завтра, наконец! Если человек сделал себе источник (а ещё лучше источники, чем больше, тем лучше), пассивного дохода, он, наконец-то, получает возможность жить так, как ему хочется. Даже, если при этом он продолжает «работать на дядю», то делает он это уже не столько из-за денег, сколько просто из интереса.

Итак, что же такое пассивный, по-научному, резидуальный доход? Это доход, который приходит к человеку независимо от его усилий.А вот как сделать это, запустить систему? Многие думают, что это обычному, «нормальному» человеку просто невозможно. Ну, например, можно жить на проценты с денег, вложенных в… Но сколько надо для этого денег! Можно сдавать в аренду …, но для этого надо иметь то, что сдавать. Можно иметь доход с патента, но… Можно…, но…

Вот так всегда! Ничего, кто ищет, всегда находит возможности. Например, в Интернете. 21-й век на дворе.Итак, есть такая система рекламы в Интернете – Google AdSense. Система работы её до безобразия проста – анализируется контент, выводятся контекстные, примерно совпадающие по тексту с основным контентом (содержанием сайта) рекламные объявления и, если кто-то кликнет на них, приходит Вам денежка… Стодолларовыми чеками (в последнее время – почтовыми переводами). Стоимость клика в Google AdSense у меня была до 1,75$. Одного клика! В десятки раз больше, чем в любой русской рекламной системе. Круто! Сделать такое может каждый человек, у кого есть доступ в Интернет.

Запустить систему. Схема до безобразия проста.1. Сделать сайт или блог по какой-нибудь интересной тематике.2. «Раскрутить» его, т.е. привлечь на сайт посетителей, которые и будут потребителями Гугловской рекламы.3. «Повесить» рекламные объявления в нужных местах сайта.4. Всё!

Правда, дьявол всегда в мелочах. Многие ведут сайт или блог, но посетителей… Многие бесплатные хостинги не позволяют устанавливать код Google AdSense. Многие просто ждут, что сразу разбогатеют. А не получается.Вот несколько рекомендаций из своего личного опыта получения доходов от Google AdSense.1. Сделайте блог или зеркало своего блога на гугловском бесплатном хостинге www.blogger.com. Тогда товарищ Гугл каждый раз при написании нового поста будет предлагать Вам вставить его рекламу в Ваш блог. Ну, уважьте его, вставьте.2. Внимательно ознакомьтесь с правилами системы Google AdSense. И постарайтесь их не нарушать. Все сайты, где стоит гугловский код, регулярно проверяются модераторами Гугла.3. Одного сайта для получения пассивного дохода мало. Сделайте целую сетку тематических сайтов и перелинкуйте их между собой. Т.е. с каждого сайта обязательно должны идти ссылки на другой Ваш сайт. А другие сайты оформите в другом стиле. Так вот и делаются целые состояния! Кстати, а почему бы не сделать несколько таких сеток?4. Никогда не кликайте сами на своих сайтах! «Банится» аккаунт быстро, а разблокировать его – дело практически невозможное, говорю Вам по личному опыту. Уже полгода веду переписку с Гуглом по просьбе женщины, у которой сын решил «покликать» на мамином сайте. Пока безрезультатно. Если это всё-таки случилось, сразу напишите письмо в службу поддержки Google AdSense с просьбой не учитывать эти клики.5. Кстати, современные технологии позволяют сделать Ваш сайт… автонаполняемым, т. е. Вы только создаёте сайт, а контент создаётся автоматически. Кому интересна эта система, ищите инфу в том же Гугле.6. Если сайт не новостной, уберите даты и архив блога, оставив лишь облако тегов. Посетитель, пришедший на Ваш сайт, тогда будет искать нужную ему информацию по рубрикам, а не ковыряясь в архиве. К тому же, к сайтам, на которых долго не обновляют информацию, обычно возникает предубеждение, и зашедший серфер обычно покидает их, не читая.7. Ведите, если Вам это интересно, сайты по «дорогим» тематикам. Финансы, недвижимость, туризм… Клики по рекламным объявлениям этих тематик обычно дороже других. Следовательно, при одинаковом количестве щёлканий такая «дорогая» тематика денег даст больше, чем не такая дорогая. Хотя, если Вам интересно что-то другое, пишите лучше об этом. О том, что Вы знаете и любите. 8. И т.д.Запустив такую сетку сайтов по кулинарии, моя знакомая, при зарплате на производстве в 6000 руб (чуть больше 200 долларов), имеет ещё, по её словам, примерно столько же с Гугла. При этом добавляет новые рецепты она по мере собственного вдохновения, иногда не трогая эти сайты по нескольку месяцев. И сейчас она наполняет контентом новую сетку сайтов. С работы, где платят жалкие копейки, но Интернет бесплатен! А денежки с Гугла всё идут и идут, всё больше и больше! Попробуйте! Сделать это совсем не трудно, а «набив руку» Вы сможете делать такие «денежные ручейки» не только себе, даже на продажу! А самое главное, Вы будете получать деньги, практически ничего не делая. А ради этого стоит и поучиться, и потрудиться. Не так ли?

Акустические саги. Как звук положили на полку?

Наверняка идея запечатлеть звук впрок для многократного воспроизведения бередила многие умы. Прошло уже более 130 лет с момента первой попытки записи звука на механический носитель американским изобретателем Томасом Эдисоном. Кстати, прорыв в области записи звука произошел практически одновременно с изобретением Эдисона. К началу 20 века были изобретены все способы (или, по крайней мере, методы реализации) аналоговой записи звука. Пожалуй, здесь следует объяснить понятие «аналоговый». Аналоговым считается сигнал, значение которого изменяется во времени непрерывно, плавно. В противоположность аналоговому, цифровой сигнал состоит из множества дискретных значений-ступенек.Схема записи звука практически во всех случаях одинакова. Преобразующее устройство превращает колебания воздуха в какой-то другой вид сигнала (механический, электрический, оптический и т.п.). Преобразованный в новое качество сигнал, содержащий более или менее полную информацию об исходном звуковом сигнале, подается на звукозаписывающее устройство, где фиксируется механическим, фотографическим либо магнитным способом. Обратный процесс также прост и очевиден. Считываемый при помощи звукоснимающего устройства с аналогового носителя сигнал преобразуется, а затем усиливается и превращается в звуковой. Механик, изготовивший диковинную штуковину по заказу Эдисона за 18 долларов, держал пари, что у того ничего не выйдет.Самый старый, механический способ записи подразумевает физическое вырезание или выдавливание канавок с формой, соответствующей звуковым колебаниям в материале, обладающем достаточной мягкостью. В 1877 году Эдисон использовал в качестве носителя оловянную фольгу, которую он поместил на вращающийся цилиндр. Дорожки на фольге формировались иглой, прикрепленной к центру мембраны из пергамента. Пожалуй, в шутку можно утверждать, что тогда-то и родилось понятие soundtrack (звуковая дорожка). Механик, изготовивший диковинную штуковину по заказу Эдисона за 18 долларов, держал пари, что у того ничего не выйдет. Конечно же, механик проиграл спор. Все присутствовавшие на эксперименте ясно услышали исходящий из устройства рассказ Эдисона о Мэри и барашке, который он начитал на мембрану фонографа. До наших дней из всевозможных механических носителей дожила лишь грампластинка.Фотографический способ реализуется изменением формы или интенсивности светового луча в зависимости от звуковых колебаний. Так звук «снимают» на кинопленку в звуковом кино. Особенностью звукового кино является одновременность записи изображения и звука, которым на кинопленке были отведены разные дорожки. Практическая реализация технической мысли совмещения звука и изображения на одной пленке заняла около четверти века с момента первых попыток фотографической звукозаписи в самом начале 20 века. До наших дней из всевозможных механических носителей дожила лишь грампластинка.Магнитофонная аудиокассета, пожалуй, оказалась наиболее живучей из всех бытовых носителей аналогового звука. Принцип записи звука на магнитную ленту прост. Звуковая головка, соприкасающаяся с пленкой, под действием электрических сигналов, обладающих интенсивностью, зависящей от уровня звука, намагничивает участки движущейся ленты, обладающей магнитными свойствами. История магнитной звукозаписи была начата с момента изготовления устройства для записи звука на стальную проволоку датчанином Вальдемаром Паульсеном в 1898 году. Несмотря на то, что аналоговые носители являются источником «живого» звука, существующие очевидные недостатки привели к полному вытеснению их цифровыми носителями в большинстве отраслей звуковой индустрии. Вот эти недостатки: недолговечность (все аналоговые носители подвержены старению), износ при частом использовании, при воздействии факторов окружающей среды (механические повреждения, загрязнения, сильные магнитные поля и т.п.), неудобные размеры, потеря качества при переносе на другие носители и т.п.