Zvuk

  • Zvuk – fyzikální podstata, vznik, šíření
  • Parametry zvuku – fyzikální veličiny, sluchový vjem
  • Digitalizace zvuku – vzorkování, kvantizace
  • Zvukové soubory – rozdělení, typy, možnosti využití

Zvuk:

základní pojmy

digitalizace

přehled formátů

audacity

Zvuk

Fyzikální podstata

  • Mechanické vlnění pružného prostředí – plyn, kapalina, pevná látka
    • slyšitelný zvuk – frekvence 16 až 20 000 kmitů za sekundu
    • infrazvuk – frekvence pod 16 kmitů za sekundu
    • ultrazvuk – frekvence nad 20 000 kmitů za sekundu

Vznik – nejčastěji pohybem tělesa ve vzduchu

  • pravidelné kmitání generuje zvuk určité výšky
    • rozkmitání struny nebo plátku hudebního nástroje
  • nepravidelný pohyb tělesa generuje mluvené slovo, hudbu nebo hluk
    • membrána reproduktoru nebo sluchátka – proměnné výšky a hlesitosti
    • spalovací motor – mechanický hluk a hluk expanze plynů
Šíření

  • Rychlost šíření – závisí na těsnosti vazeb mezi částicemi prostředí
    • nejpomalejší v plynech – vzduch 343 m/s, voda 1482 m/s, ocel 5960 m/s
  • Útlum zvuku – se vzdáleností od zdroje se snižují rozdíly v tlaku částic
    • v pevných látkách nejnižší útlum, ve vzduchu vysoký, vakuem se zvuk nešíří
    • každá změna prostředí působí jako překážka šíření – stěna , okno
  • Ohyb zvukových vln – difrakce
    • za překážkou se může zvuk šířit díky ohybu a odrazu zvukových vln
    • způsob překonání závisí na vlnové délce a rozměru překážky
  • Odraz zvuku
    • dozvuk – odraz v menším prostoru – prodlužuje zvuk, zlepšuje zvukový vjem
    • ozvěna – odraz vrací zvuk nejméně po desetině sekundy (17 + 17 metrů)
  • Skládání zvuku – interference
  • Šíření zvuku
Zvětšit

Parametry zvuku

Výška zvuku– závisí na frekvenci vlnění – f[Hz]<br /> Itenzita zvuku– závisí na aplitudě vlnění a na hladině akustického tlaku

  • L = 20.log(p/p0)[dB]
  • změna 6 dB odpvídá dvojnásobnému zvýšení intenzity
  • změna 20 dB – odpovídá desetinásobnému zvýšení intenzity
  • šustění listí – 20dB, rušná ulice – 70dB, bouřka – 120dB, práh bolesti – 130dB

Sluchový vjem

  • individuální schopnost lidského ucha slyšet zvuk
  • citlivost ucha závisí na věku člověka a na frekvenci zvuku
  • nejvyšší citlivost kolem 2 000 Hz
  • Zvukové pole ucha
Zvětšit

Digitalizace zvuku

  • Analogové informace spojitá zvuková informace – mikrofon, magnetický pásek
  • Digitální informace – nespojitá informace – vzorky uložené v paměti PC
  • Digitalizace – informace analogové na digitální pomocí A/D převorníku
  • vzorkování – rychlé snímání vzorků úrovně signálu
    • vzorkovací frekvence je dvojnásobná oproti max. frekvenci zvuku
  • kvantizace – přiřazení nejbližší kódované úrovně
    • kódování informace o intenzitě – 8 bit(256 úrovní)/16/32/48 bit
  • Kvalita digitálního zvuku
    • mluvené slovo 22 kHz / 8 bit
    • CD audio – 44,1 kHz / 16 bit
    • DVD audio – 96 kHz / 24 bit
    • studio – 194 kHz / 32 bit
  • Vzorkování a kvantizace
Zvětšit

Zvukové soubory

ztrátové a bezeztrátové uložení zvukové informace

  • Bezeztrátové – WAV, FLAC, MIDI
  • Ztrátové – MP3, AAC, WMA, Vorbis(OGG)
    • ze zvukového signálu odeberou méně důležité informace
  • omezení nízkých a vysokých frekvencí a rozsahu úrovní
  • snížení sytosti a dynamiky zvuku

WAV ( Waveform audio file format)

  • možno ukládat i komprimovaně
  • používá se pro Audio CD a základní zpracování zvuku

FLAC (Free Lossless Audio Codec)

  • bezeztrátová komprimace, součást projektu Ogg (Xiph.org)
  • využití pro archivní a vysoce přesná zvuková data

MIDI (Musical Instrument Digital Interface)

  • mezinárodní standard v hudebním průmyslu
  • slouží pro vzájemnou komunikaci mezi hudebními nástroji a počítačem

MP3 (kompresní algoritmus MPEG)

  • při zachování celkem vysoké kvality má zhruba 1/10 velikosti běžné CD stopy
  • široce používaný při uchovávání a přehrávání hudby na počítačích i přenosných a stolních přehrávačích

AAC (Advanced Audio Coding)

  • jeden z nejpokročilejších formátů komprese zvuku
  • slabá softwarová podpora – například Apple iPod

WMA (Windows Media Audio)

  • v současné době jeden z nejvyspělejších kodeků, součást Windows Media Playeru
  • použití u DVD přehrávačů
  • Software – AudaCity

Zdroje: Zvuk [online]. [cit. 2020-10-07]. Dostupné z: http://info.spsnome.cz/Maturita/PVY-22-mum

Program AudaCity

  1. Úvod (video česky)
  2. Panel nástrojů a efekty, odstranění šumu (video česky)
  3. Nahrávání zvuku, efekty, šum, výška, dozvuk (video česky)

  4. Mixování zvukových stop (video slovensky)

  5. Jak nahrát zvuk do nové stopy (kytara hraní, kytara vybrnkávání)