Справочник по компьютерной графике и звуку
Оцифровка аналогового сигнала
Рис. 3.1. Оцифровка аналогового сигнала
Такая же ситуация и с уровнями сигналов - чем чаще идут горизонтальные линии, тем точнее узелки попадают на кривую. Но компьютер может записать напряжение на входе звуковой карты только с определенной точностью, зависящей от размеров числа, которым может быть представлена громкость. Если для этого отводится 1 байт (8 бит), - это одна точность (256 горизонтальных линий), если 2 байта (16 бит), - совсем другая (65 536 линий), а если 4 байта (64 бита, 18 446 744 073 709 551 616 линий), то уж совершенно и несравненно другая. Вот этот параметр и называется глубиной звука (bit rate).
На аудиодисках (обычных компактах с музыкой) частота дискретизации всегда 44,1 кГц (вдвое выше того, что может слышать человеческое ухо), а глубина звука 16 бит (2 байта). Таково же наивысшее качество звука большинства звуковых карт. Но профессиональные и даже полупрофессиональные карты нового стандарта могут писать и с частотой 96 кГц, глубину звука иметь 4-байтную и даже выше, что обеспечивает супервысокое качество сигнала, а главное - минимум специфических цифровых искажений при его обработке.
Не надо только творить себе кумира из всех этих циферок, понимая, что в конце работы звук все равно приходится писать на компакт-диск, где царит магическое «44x16». Только на DVD может быть что-то другое. Но, наверное, один человек из тысячи способен на слух определить, где «44x16», а где «96x32». Все остальные замечают только бешеную разницу в размерах файлов и, конечно, в цене.
Про размеры, кстати, тоже надо поговорить. С ростом качества звука размеры файлов растут очень быстро. Одно дело записывать на диск каждую секунду по
11 КБ, что бывает при частоте дискретизации 11 кГц, 8-битной глубине и моносигнале (11 кГц х 1 Б х 1 канал - моно), и совсем другое - 172 КБ1 (44,1 кГц х х 2 Б х 2 канала - стерео). Разница, как видите, в пятнадцать с лишним раз.
Если же взять файлы при частоте 96 кГц и глубине звука 24 бит, то выйдет и вовсе сумасшедшая цифра - около 4,5 МБ в секунду. Это значит, что каждая минута звучания будет весить 270 «метров», а 50-минутный альбом потянет уже 1,4 ГБ! Файлам такого размера места хватит только на DVD.
Для справки привожу табличку, в которой показано, на сколько мегабайт потянет одна минута звука при использовании самых распространенных форматов звука.
| Частота дискретиза- ции, кГц |
Глубина звука, бит |
Моно или стерео |
Размер файла длиной 1 мин, МБ |
Применение |
| 11 |
8 |
Моно |
5,2 |
Используется при записи речи |
| 22 |
8 |
Моно |
10,3 |
|
| 22 |
8 |
Стерео |
20,6 |
|
| 22 |
16 |
Моно |
20,6 |
Используется при записи речи и простых звуков |
| 22 |
16 |
Стерео |
41,3 |
|
| 44,1 |
16 |
Моно |
41,3 |
Стандарт CD и большинства звуковых карт |
| 44,1 |
16 |
Стерео |
82,5 |
|
| 48 |
16 |
Моно |
45 |
Стандарт некоторых звуковых карт |
| 48 |
16 |
Стерео |
90 |
|
| 44,1 |
24 |
Моно |
61,9 |
Используется при записи на высококачественном оборудовании |
| 44,1 |
24 |
Стерео |
123,8 |
|
| 48 |
24 |
Моно |
67,5 |
|
| 48 |
24 |
Стерео |
135 |
|
| 96 |
24 |
Стерео |
270 |
Стандарт DVD |
Но вся эта арифметика работает только до тех пор, пока в действие не вступает царица наук - высшая математика. Я имею в виду математические и акустические алгоритмы компрессирования звука в файлах формата Windows Media, Ogg Vorbis или МРЗ. Компрессия уменьшает размеры файла в десятки раз. Так, при качестве звука 44 кГц стерео и потоке 64 КБ/с, который в проигрывателе Windows Media назван «лазерным качеством», секунда звучания «весит» всего 7 кило, а при максимальном потоке в 128 КБ/с - 15.
Конечно, компрессия ухудшает качество звучания. Для аудиофилов это заметно, а иной раз и нестерпимо, для любителей заметно, но терпимо, а иной раз даже и незаметно. Зато такие файлы можно скачивать из Интернета не сутками и месяцами, а гораздо быстрее - за минуты, в крайнем случае - десятки минут. И на один компакт-диск поместится не один альбом любимой группы, а вся дискография за десять лет интенсивной работы.
Или 176 тысяч байтов.
 |
 |
 |
