Suara Komputer Multimedia
Suara • Elemen multimedia yang paling memiliki sensasi • Speech, musik, tone • Pemilihan suara yang tepat dapat membuat perbedaan nyata antara produk multimedia standar dan profesional • Salah penggunaan dapat menghancurkan proyek
Sound is different • Kebanyakan media adalah visual, sound -> aural • Hearing perception – Dapat mendengar dari sembarang arah, namun sulit memastikan arah tersebut – Sangat sensitif terhadap suara tertentu (bahaya, suara yang dicintai...) – Dapat mendengar meski terdapat noise – Adaptasi – Beberapa fenomena ganjil
Kekuatan suara • Getaran di udara menciptakan gelombang tekanan • Tekanan menyebar sampai ke gendang telinga • Pengalaman perubahan tekanan/vibrasi suara • Kecepatan 750 mil/jam = 1 mach (sea level)
Kekuatan suara • Gelombang suara bervariasi pada tingkat tekanan suara (amplitudo) dan frekuensi pitch • Akustik : cabang ilmu fisika yang mempelajari suara • Tingkat tekanan suara (kekerasan/volume) diukur dalam decibels (dB) – ngobrol (voice) ~70db, – Bisikan 30db, – Tangisan bayi/Penumbuk jalan: 120db
Db 195 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
Watts Example 25-40 million Saturn Rocket 100,000 Jet engine with afterburner 10,000 Turbojet engine at 7000-pounds thrust 1,000 ALSETEX splinterless stun grenade 100 2 JBL226 speakers pulling 2400 watss inside an automobile 10 75-piece orchestra, at fortasimo 1 Large-chipping hammer 0.1 Riveting machine 0.01 Automobile on highway 0.001 Subway train, a shouting voice 0.0001 Inside a 1952 corvette at 60 mph 0.00001 Voice conversation; freight train 100 feet away 0.000001 Large department store 0.0000001 Average residence or small business office 0.00000001 Residential ares of chicago at night 0.000000001 Very soft whisper 0.0000000001 Sound studio Source: Vaughn, Multimedia How it Works, 2002
Physical measures vs. percepts • amplitude (decibels) vs. loudness (sones) – Tombol loudness pada stereo receivers
• frequency (Hz) vs. pitch (notes) • timbre – Persepsi tanpa pengukuran fisik yang baik – babbling brook vs. footsteps on leaves – guitar vs. piano
System Sound • • •
Gunakan yang sudah ada di PC Anda Biasanya disimpan di \Windows\Media Diset untuk keperluan-keperluan event tertentu
• Berikan contoh lainnya!
Digital Audio • Dibuat saat mengubah gelombang suara ke dalam angka. (digitizing) • Dari microphone, synthesizer, tape recorder, CD dll. • Kualitas tergantung dari berapa sering sample diambil (sampling rate / frekuensi kHz)
Digital Audio • Juga berapa besaran yang digunakan untuk merepresentasikan nilai tiap sample (sample precision/bitdepth/sample size/resolution/dynamic range) • Makin sering & banyak makin baik kualitas suara untuk dimainkan kembali • Digital audio device independent
DA • Frekuensi yang paling sering dipakai adalah – 44.1 kHz – 22.05 kHz – 11.025 kHz
• Sample size : 8 bit atau 16 bit
Music • Menggunakan range frekuensi penuh • Musical notes: basic conceptual unit – attack, steady-state, decay – amplitude berubah tidak seragam dengan frequencies – attack imerupakan persepsi instrumen yang penting
• Membutuhkan sekurangnya 40k samples/s dan 16 bits untuk HQ, double u/ stereo • Sensitive terhadap data loss
Speech • • •
Much more complex waveforms than music Narrow frequency range: 100 Hz – 10 kHz Speech representation: 8 bit samples – 3 kHz range on telephone (200–3400) – 8 kHz often used in computers (64 kbps)
• Speech perception is robust w.r.t. lost data
Digitasi
• •
Sampling frequency/rate: berapa sering contoh suara diambil Sampling size: berapa banyak informasi yang disimpat tiap contoh
Quantization
Audio Sampling
Time Multimedia Systems and Applications
15
Sound Wave Sampling Wave is sliced into vertical segments called samples. Analog sound wave is a smooth curve of continuous values. Height of sample is converted to a number. 000000-209 Intro to CS. 10/Multimedia Data
16
Quantisasi • Quantisasi : nilai pembulatan dari tiap sample terhadap bilangan bulat terdekat. • Quantisasi dapat menyebabkan noise (background hissing), dan memotong beberapa bagian suara asli • Lebih banyak sampling dan lebih banyak data meningkatkan kualitas dan resolusi
Recording • Recording is really hard – level setting is important to avoid “clipping” – noise must be minimized
• Notice that recording is: – mechanical -> analog -> digital
• And playback is: – digital -> analog -> mechanical
Menyiapkan berkas digital audio • Menyiapkan segala peralatan • Menyeimbangkan antara kebutuhan kualitas suara dengan sumber daya RAM/harddisk • Menset tingkat rekaman yang pas untuk mendapatkan hasil yang baik dan bagus • Ukuran berkas vs Kualitas
Penghitungan • Mono vs Stereo • Rumus : – Sampling rate * durasi rekaman * (bit resolution/8) * jenis suara – Jenis suara : 1 = mono ; 2 = stereo
• Contoh: 60 detik stereo RedBook Audio – 44.1 * 60 * 16/8 * 2 = 10584 KB ≈ 10.59 MB
Perbandingan Kualitas Sampling Resol Stereo Bytes/ keterangan Rate ution / Mono menit 44.1 kHz
16-bit
Stereo
10.5MB
Kualitas CD, standar kualitas audio
44.1 kHz
16-bit
Mono
5.25MB
HQ recording untuk trade-off mis VO
44.1 kHz
8-bit
Stereo
5.25MB
HQ playback di low end device/sound card
44.1 kHz
8-bit
Mono
2.6MB
Kualitas layak untuk trade-off
22.05 kHz
16 bit
Stereo
5.25 MB
Disukai untuk proyek CD-ROM
22.05 kHz
16 bit
Mono
2.5MB
Cukup baik untuk speech, tapi untuk mempertahankan fidelity, turunkan ke 8 bit
22.05 kHz
8 bit
Stereo
2.6MB
Pilihan baik jika bandwith tidak mencukupi
22.05 kHz
8 bit
Mono
1.3MB
Suara dari TV, dapat dimainkan di hampir semua pc
11 kHz
8 bit
Stereo
1.3MB
Ada beberapa keuntungan menggunakan stereo
11 kHz
8 bit
Mono
650K
Dark and muffled
5.5 kHz
8 bit
Stereo
650K
Stereo tidak efektif
5.5 kHz
8 bit
Mono
325K
Sebaik koneksi telepon yang buruk ☺
Tingkat Perekaman • Gunakan sound bar yang ada • Atur volume penangkapan baik di microphone atau di software • Over peak = ++ distorsi suara
Pengeditan • • • • • •
Multiple tracks Trimming Splicing and Assembly Volume adjustment Format conversion Resampling & Downsampling
Pengeditan • • • • •
Fade in – Fade Out Equalization Time Stretching Digital Signal Processing Reversing sound
MIDI • Notasi yang mirip nada instrumen • Standar komunikasi untuk menggambarkan bagaimana instrumen elektronik dan synthesizers memainkan suara musik • Keuntungan : – – –
Ukuran lebih kecil daripada wav Dapat diedit lebih mudah Menggambarkan baiknya instrumen
• Kekurangan : – Tidak dapat diandalkan, tergantung instrumen – Tidak dapat menjalankan speech
MIDI Software Anvil Studio (free) http://www.anvilstudio.com/ record, write MIDI
000000-209 Intro to CS. 10/Multimedia Data
27
Kapan MIDI • Digital audio tidak bekerja krn tidak cukup RAM, hd space, CPU power, atau bandwith • Punya HQ MIDI sound source • Punya control lengkap terhadap mesin di mana program akan didistribusikan. • Tidak memerlukan spoken dialog
000000-209 Intro to CS. 10/Multimedia Data
28
Kapan DA • Anda tidak memiliki kontrol terhadap playback hardware • Anda memiliki sumber daya komputasi dan bandwith untuk menangani file digital • Anda perlu spoken dialog
000000-209 Intro to CS. 10/Multimedia Data
29
TIPS • Gunakan microfon berkualitas baik – Mengurangi noise saat diam
• Pilih narator yang dapat berbicara dgn jelas – Latih narasi dengan pelafalan dan penekanan
• Pilih sound editor yang cocok dan lebih mudah
