Spracovanie hudby

Spracovanie hudby

Hudba je súčasťou nášho každodenného života. Je všade okolo nás. Počúvame ju v rádiu, v mp3 prehrávači, znie ako hudobný podklad každého filmu, je súčasťou mnohých počítačových hier.

Hudby v počítači môže byť uložená v množstve formátov. Najznámejšie hudobné formáty sú mp3, wma, ogg, wav. Prvé tri sú ponúkajú komprimovanú hudbu, posledný nekomprimovanú. Rozdiel medzi nimi je pomerne veľký. Ak si kúpite originálne hudobné CD, je na ňom možno 15 pesničiek, ktoré zaberajú kapacitu celého CD, teda 650 – 700 MB. Ten istý album však môžete mať aj v podobe mp3 súborov s veľkosťou približne 60 MB. Ako je to možné? Formát MP3 „oseká“ približne 90% „nepotrebnej“ zvukovej informácie.

Napríklad tóny s frekvenciou, ktorú ľudské ucho nepočuje, ale nahrávka ich obsahuje. Bežný poslucháč (nehudobník) často nedokáže rozpoznať rozdiel medzi mp3 a originálnym zvukovým CD. Internetová a mobilná doba tak priniesla v istom zmysle degradáciu (úpadok) hudobnej kvality. Pred desiatimi rokmi ľudia kupovali drahé HI-FI aparatúry, aby mali čo najkvalitnejšiu reprodukciu hudby. Dnes väčšina ľudí počúva hudbu v počítači, mp3 prehrávači či v mobilnom telefóne.

Spôsobov ako dostať v bežných podmienkach zvuk do počítača je niekoľko. Prvou podmienkou je, aby sme mali zvukovú kartu, ktorá má vstup pre mikrofón (mic in), alebo pre pripojenie pomocou kábla (line in). O ďalšom postupe rozhoduje to, aký zvuk chceme do počítača nahrať. Ak je to hovorené slovo alebo spev, potrebujeme mikrofón. Na jednoduché nahrávanie poslúžia aj obyčajné slúchadla s mikrofónom, ktoré bežne máme pri počítači. Pre lepšiu kvalitu musíme použiť kvalitný externý mikrofón. Ak chceme nahrať zvuk z hudobného nástroja môžeme použiť opäť mikrofón, alebo priame spojenie hudobného nástroja a počítača (ak to umožňujú). Na nahrávanie musíme použiť hudobný softvér. Súčasťou operačného systému Windows je program Nahrávanie zvuku. Spustíme ho pomocou štart – všetky programy – príslušenstvo – nahrávanie zvuku. Tento program slúži naozaj iba na základnú nahrávku. V starších verziách Windows bola dĺžka nahrávka obmedzená na 60 sekúnd.

Formáty digitálneho zvuku

Bezstratová kompresia zvuku

• flac – najbežnejší formát, malý kompresný pomer, veľmi nenáročný na dekódovanie; z bezstratových kodekov najlepšia podpora v počítačových i prenosných prehrávačoch; vzork. frekvencia 1 Hz – 1048.57 kHz
• wav – (waveform – audio formát); veľmi veľké súbory
• APE – nazývaný Monkey's Audio, výbornú kompresia, nemá dobrú rýchlosť dekódovania ako flac; vzork. frekvencia 8 Hz – 48kHz
• TAK – nový formát, uverejnený v roku 2007; výborná kompresia APE, nenáročnosť dekódovania formátu
• WavPack – má tiež hybridnú a stratovú kompresiu, technologicky veľmi pokročilý formát.
• Lossless Audio (LA)
• True Audio (TTA)

OptimFROG Stratová kompresia zvuku

• MP3 – kompresný algoritmus je odvodený z algoritmu MPEG pre kompresiu videa; celým názvom MPEG-1/2/2.5 layer 3; vďaka kodeku LAME pri správnom nastavení dosahuje výbornú kvalitu zvuku, vhodný pre bit rate 128-256 kbps; oproti formátu WAV môže obsahovať tzv. ID3 TAG; vzorkovacia frekvencia 8- 48kHz; 5min. pesnička sa koduje cca 10min. kompresný pomer 12:1
• VQF – vyvinuté v Japonsku; dosahuje lepších kompresné pomery ako MP3.Najpoužívanejší bitrate u MP3 je 128kb/s u VQF zodpovedá bitrate 80kb/s; ešte lepšie je na tom VQF pri bitrate 96kb/s, ktorá kvalitou prekoná 256kb/s u MP3, čo je v podstate CD kvalita; VQF súbory sú asi o 30% menšie ako MP3 pri ešte lepšej kvalite; kódovanie je pomalé; 5min pesničkainút trvá s VQF enkóderom trvá cca 45 minút.
• WMA – formát Microsoftu; veľmi nízka kvalita v porovnaní s vyššie uvedenými kompresiami, nepoužíva

• Ogg Vorbis – favorit medzi stratovými kompresiami hudby; je zdarma; špičková kvalita zvuku, široká podpora v prehrávačoch, kvalitné prenosné prehrávače Ogg Vorbis podporujú, vhodný pre bit rate 64- 500 kbps; pri 96 kbps dosiahne kvalitu 128 kbps MP3; kopíruje pôvodný záznam a od istej frekvencie, závislej na použitom bitrate, veľmi rýchlo klesá zastúpenie frekvencie; vzork. frekvencia 1 Hz – 200 kHz
• WMA Pro – vylepšená verzia WMA; veľmi dobrá kvalita, porovnateľná s AAC, problém s vytváraním WMA Pro súborov a s ich prehrávaním; minimálna podpora v SW i HW prehrávačoch.
• AAC – celým názvom MPEG-4 AAC; pôvodná verzia Atrac3; vzork. frekvencia 8 Hz – 192 kHz
• MPC – veľmi kvalitný formát, vyvíjaný veľmi pomaly, veľmi málo známy; dobrá podpora SW, HW podpora minimálna; zaujímavá alternatíva k Ogg Vorbisu a
• AC3 – alebo Dolby Digital; používanie výhradne na DVD, slabá kvalita pri nižšom bit rate, ideálne je 192-256 kbps (u sterea).
• MP2, DTS – ďalšie formáty používané takmer výhradne na DVD, nemajú veľký význam

Špeciálny prípad

• MIDI – komunikácia prebieha pomocou digitálnych správ na 1 až 16 kanáloch; vlastnosti midi stôp sú zapísané v textovej podobe; súbory majú malinkú veľkosť (rádovo desiatky kB; sú vhodné pre web, prezentáciu a pod. Zvuková karta je kľúčové miesto celého reťazca, lebo tá určuje výstupnú kvalitu MIDI súboru (mala by mat GM).