Learning Outcomes Matakuliah Tahun
: T0732 / Sistem Multimedia : 2007
Sound Pertemuan 6
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : • Menunjukkan Penggunaan Suara pada Aplikasi Multimedia
Bina Nusantara
Sound
Outline Materi • • • • • •
Sound Waveforms Analogue to Digital Converter (ADC) Digital Audio MIDI (Musical Instrument Digital Interface) Using Sound
• Suara adalah vibrasi (getaran) cepat yang ditransmisikan sebagai variasi dalam tekanan udara • Saat suara bervibrasi, suara membentur molekul dari media yang ada di sekitarnya yang menyebabkan tekanan gelombang berpencar ke semua arah • Suara terdiri dari kata-kata yang diucapkan (spoken words), suara manusia, musik, dan bahkan suara gangguan (noise) • Tipe-tipe suara dalam Multimedia : – Ucapan (Speech) – Musik – Efek suara
Bina Nusantara
Bina Nusantara
Waveforms
Waveforms
• Gelombang suara digambarkan dalam bentuk waveforms
Time for one cycle
– Sebuah waveform yang mengulang dalam interval reguler disebut sebagai periodic waveform – Waveforms yang tidak memperlihatkan ke-reguler-an (interval) bisa dikategorikan sebagai noise
Cycle
distance along wave
• Unit ke-reguler-an (Unit of regularity) disebut sebagai sebuah cycle – Dikenal sebagai Hertz (atau Hz) mengikuti Heinrich Hertz • 1 cycle = 1 Hz • Kadang ditulis sebagai kHz atau kiloHertz (1 kHz = 1000 Hz) Bina Nusantara
Bina Nusantara
1
Karakteristik dari gelombang suara •
Karakteristik dari gelombang suara
Suara dideskripsikan dalam dua karakteristik : – Frekuensi – Amplitudo (atau loudness)
•
distance along wave
pitch
Frekuensi – – – –
•
Time for one cycle
Amplitude
rate yang digunakan untuk mengukur suara Jumlah cycle dalam 1 detik / Hertz (Hz) Menentukan jangkauan (pitch) suara yang didengar oleh telinga kita Semakin tinggi frekuensi, semakin jernih dan tajam suara yang kita dengar Æ jangkauan (pitch) suara semakin tinggi
Cycle
Amplitudo – Intensitas suara atau loudness (tingkat kekuatan) – Semakin kuat suara, semakin lebar amplitudo
•
Sebagai tambahan, semua suara memiliki durasi dan suara musikal yang mengikuti yang disebut sebagai rhythm (irama)
Bina Nusantara
Bina Nusantara
Example waveforms
Menangkap dan Memainkan digital audio Air pressure variations
Piano
Pan flute
Snare drum Bina Nusantara
Converts back into voltage
Captured via microphone
Analogue to Digital Converter
ADC
Signal is converted into binary (discrete form) 0101001101 0110101111
Digital to Analogue Converter
DAC
Air pressure variations
Bina Nusantara
Analog ke Digital Converter (ADC) •
Sebuah ADC adalah suatu alat yang mengkonversi sinyal analog ke sinyal digital
•
Sebuah sinyal analog adalah sebuah continuous value (nilai yang berkelanjutan)
•
Sebuah sinyal digital ada sebuah discrete value (nilai yang terpisah / terputus)
•
Sebuah ADC disinkronisasikan ke suatu clock
•
Clock akan memonitor sinyal analog yang berkelanjutan pada rate yang sudah ditentukan dan mengkonversikannya ke suatu nilai diskrit pada waktu tertentu
•
Proses konversi analog ke suara digital disebut sebagai Sampling. Menggunakan PCM (Pulse Code Modulation)
Digital sampling - Sampling frequency
– Dapat berupa nilai manapun dalam skala tak terbatas
– Memiliki nilai yang pasti (biasanya sebuah integer)
Bina Nusantara
Bina Nusantara
2
Digital sampling - Sampling frequency
Sampling Parameters • Sampling Rate – Frekuensi dari sampling – Diukur dalam Hertz – Semakin tinggi sampling rate, semakin tinggi kualitas suara tetapi tempat penyimpanan juga semakin besar – Standard Sampling rate: • 48.000 kHz (DAT) - Digital Audio Tape, also DVD • 44.100 kHz (CD) - Compact Disk - typical quality of most sound cards • 22.255 kHz - Medium quality • 11.025 kHz - Low quality (banyak digunakan untuk speech)
Bina Nusantara
Bina Nusantara
Size sample
Sampling Parameters • Size sample – Resolusi dari suatu sample adalah jumlah bits yang digunakan untuk menyimpan nilai amplitudo, contoh: • 8 bits (256 nilai/level yang berbeda) • 16 bits (65536 nilai/level yang berbeda)
– Semakin tinggi resolusi akan menghasilkan suara dengan kualitas yang semakin tinggi tetapi membutuhkan lebih banyak memory (atau disk storage) Bina Nusantara
Bina Nusantara
Quantisation
Quantisation Hasil quantisation : 7. 9, 11, 12, 13, 14, 14, 15, 15, 15, 14, 14, 13, 12, dst.
• Sample biasanya menampilkan sample audio dalam bentuk integer (angka diskrit) atau digital
Encoding dari quantisation diatas dalam binary form adalah 0111, 1001, 1011, 1100, 1101, 1110, 1110, 1111, 1111, 1111, 1110, 1110, 1101, 1100, dst
15
0
Bina Nusantara
Sample points
Sampling and quantization of a signal (red) for 4-bit PCM Bina Nusantara
3
Menghitung besar file digital audio • Rumus sebagai berikut :
Menghitung besar file digital audio • Contoh:
rate × duration × resolution × number of channels 8
– Hitung besar file untuk audio sepanjang 1 menit, 44.1 KHz, 16 bits, suara stereo – Dimana : • • • •
• Hasil dalam bytes • Dimana : – – – –
sampling rate dalam Hz Duration/time dalam detik (seconds) resolution dalam bits (1 untuk 8 bits, 2 untuk 16 bits) number of channels = 1 untuk mono, 2 untuk stereo
sampling rate adalah 44,100 Hz duration/time adalah 60 detik resolution adalah 16 bits number of channels untuk stereo adalah 2
rate × duration × resolution × number of channels 8
44100 * 60 * 16 *2 Bina Nusantara
Bina Nusantara
8
Digital audio editing software •
Salah satu software berbasis PC yang cukup powerful dan profesional, dulu dikenal dengan Cool Edit. Sekarang dikenal dengan Adobe Audition. Program yang sama, perusahaan yang berbeda.
Bina Nusantara
Bina Nusantara
Editing Digital Audio • Software untuk mengedit audio yang sederhana, memungkinkan untuk: – – – – – –
Merekam segmen-segmen digital audio Trimming Splicing dan assembly Pengaturan volume untuk seluruh segmen Membalik suara Copy, cut, paste dan delete segmen digital audio
• Software untuk mengedit audio yang lain adalah:
Bina Nusantara
– – – –
Sound Forge Gold Wave PROSONIQ SonicWORX Samplitude Studio
Audio formats • .WAV (Developed by IBM and Microsoft) • • • • • • •
.AU (UNIX) .AIFF (Audio Interchange File Format) .MP3 (MPEG layer 3) .SND (Mac) .RA (RealAudio) .WMA (Windows Media Audio) .VOC (SoundBlaster)
Bina Nusantara
4
MIDI (Musical Instrument Digital Interface)
MIDI Setup
• MIDI adalah sebuah standar untuk mengidentifikasi sebuah musical performance • Memungkinkan berbagai alat elektronik untuk berkomunikasi bersama – Daripada mengirimkan file digital audio mentah, MIDI mengirimkan instruksi ke alat musik dan memberitahu note yang akan dimainkan, seberapa besar volume, menggunakan suara apa, dan sebagainya • Synthesizer yang menerima MIDI events bertanggungjawab untuk men-generate suara yang sebenarnya. Contoh : Keyboard Piano • Data MIDI bukan merupakan suara yang terdigitasi : datanya berupa representasi pendek dari musik dalam bentuk numerik Bina Nusantara
Bina Nusantara
MIDI sequencers •
Keuntungan MIDI • File MIDI sangat padat (compact); ukuran file sangat tergantung dengan kualitas playback
Sebuah MIDI sequencer memungkinkan musisi untuk mengedit dan membuat komposisi musik seperti sebuah word processor
• Dalam beberapa hal, MIDI mungkin terdengar lebih baik daripada digital audio (jika suara sumber MIDI memiliki kualitas yang baik)
– Cut and paste – Insert / delete
• Data MIDI dapat diedit; Anda dapat mengubah panjang file MIDI dengan memvariasikan tempo tanpa mengubah pitch • Masih banyak digunakan di lingkungan studio untuk menghubungkan synthesizers dan alat lainnya
Bina Nusantara
Bina Nusantara
Kerugian MIDI • MIDI tidak merepresentasikan suara tetapi alat musik, sehingga playback sering kurang akurat (biasanya score yang sama, instrument yang salah)
MIDI Versus Wav • Kualitas rekaman, MIDI tergantung pada tools • Audio .wav lebih mudah dibuat daripada MIDI • Keuntungan MIDI – Ukuran file kecil – Ukuran tempat penyimpanan juga kecil
• MIDI tidak dapat digunakan dengan mudah untuk memainkan komunikasi (spoken dialog) • Format lama, sudah mulai dilupakan Bina Nusantara
• Kerugian MIDI – Playback – Cost dan Skill Bina Nusantara
5
Bagaimana menggunakan audio secara efektif • Cautions dan warnings
Bagaimana menggunakan audio secara efektif • Sound-related data. – Contoh :
– Media yang baik untuk memperingatkan (alert) user pada informasi kritis. Contoh :
• Membantu mekanik untuk mendiagnosa masalah mesin • Melatih mahasiswa kedokteran untuk mengenali perbedaan suara pernapasan
• Menyuarakan alarm saat suatu batas tercapai • Mengingatkan users ketika salah dalam meng-entry data
• Music dan Sound Effects
• Direct voice communication – Contoh :
– Membuat interaksi multimedia lebih nyata. Contoh :
• Meninggalkan pesan suara untuk user lain pada aplikasi tertentu • Konsultasi dengan ahli pada suatu prosedur troubleshooting
• Background musik untuk sebuah segmen video • Suara nyanyian burung melatarbelakangi foto-foto dalam rangka training biologi Bina Nusantara
Keuntungan dan kerugian menggunakan audio
Bina Nusantara
Menambah Suara pada Proyek Multimedia
• Suara menambah nyata suatu aplikasi multimedia dan memainkan peranan yang penting dalam presentasi marketing yang efektif
• Tentukan jenis suara yang dibutuhkan dan kapan akan digunakan
• Keuntungan : – Memastikan kepentingan informasi terlihat – Menambah minat – Dapat berkomunikasi lebih langsung dari media lain
• Tentukan kapan menggunakan MIDI dan kapan menggunakan digital audio
• Kerugian : – Mudah disalahgunakan – Membutuhkan peralatan khusus untuk produksi yang berkualitas – Media visual lebih mudah diingat
• Edit suara sesuaikan dengan proyek
Bina Nusantara
• Dapatkan materi sumber
• Test suara untuk memastikan digunakan (secara waktu) dengan tepat Bina Nusantara
6
