VLASTNOSTI ZVUKU A ZVUKOVÝCH ZÁZNAMŮ

VLASTNOSTI ZVUKU A ZVUKOVÝCH ZÁZNAMŮ Hana Hoffmanová, David Krejbich

OBSAH PREZENTACE Definice a šíření zvuku  Zdroje zvuku  Vlastnosti zvuku  Dělení zvukových záznamů  Zajímavosti 

DEFINICE ZVUKU Zvuk = mechanické vlnění v látkovém prostředí, vyvolávající zvukový vjem  Akustika = věda zabývající se ději spojenými se vznikem, šířením a vnímáním zvuku  Slyšitelnost obvykle v rozsahu 16 Hz až 16 000Hz 

< 16 Hz = infrazvuk  > 16 kHz = ultrazvuk 



Rozdělení zvuku Zvuky nehudební = hluk  Zvuky hudební = tóny 

INFRAZVUK Nižší než 16 Hz  K dorozumívání např. mezi slony  V mořských a přímořských oblastech, proudění vody, uragány, zemětřesení  2 překážky – vakuum a dostatečná vzdálenost  Polární záře 

ULTRAZVUK Vyšší než 16kHz  V přírodě – delfíni, netopýři  Lékařská diagnostika  Defektoskopie v průmyslu  Zkoumání mořského dna, polohy ledovců 

ZDROJ ZVUKU 

Zdroj zvuku= zdroj zvukového vlnění 

Pro šíření nutné pružné prostředí 

Vakuum je dokonalou zvukovou izolací

Každé chvějící se těleso zdrojem zvuku  Zdroj nemusí být těleso kmitající vlastními kmity, ale může to být těleso kmitající kmity vynucenými 



Zařízení pro generování nebo reprodukci zvuku

RYCHLOST ZVUKU Závísí na teplotě  Ve vzduchu za standardních podmínek (0 C°): 331,82 m/s  V mořské vodě 1 500 m/s  V oceli 5 000-6 000 m/s 

TÓN Hudební zvuk  Vznik při pravidelném (periodickém) kmitání  Při poslechu vzniká v uchu vjem výšky –využití v hudbě  má svou výšku, barvu, intenzitu (hlasitost)  Základní tón 

 

je zvuk, jehož zvukovou intenzitu lze v závislosti na čase popsat sinusoidou

Složený tón (nebo jen tón) 

lineární kombinací základních tónů

HLUK Nehudební zvuk  Nepravidelné vlnění vznikající jako složitější nepravidelné kmitání těles nebo krátké nepravidelné rozruchy  Také využívány v hudbě –např. bicí  Více než 75 dB škodí  Hluk nad 100 dB vnímán jako bolest  Nad 140 dB dochází při jednorázovém působení i ke sluchovému poškození, protržení bubínku. 

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI ZVUKU 

Barva zvuku 



tvořena celistvými násobky základního kmitočtu tónu vyšší harmonické kmitočty

Hlasitost zvuku subjektivní hodnocení sluchového vjemu  jednotka hlasitosti – fon (Ph) 



Intenzita zvuku zvuková energie dopadající na jednotku plochy za jednotku času  jednotka intenzity – bel (B) 



Výška zvuku dána jeho frekvencí, čím vyšší frekvence, tím vyšší výška  jednotka výšky – herz (Hz) 

ZVUKOVÉ ZÁZNAMY – DĚLENÍ 

1. Digitalizovaný záznam 

získán vzorkováním a kvantováním

Bez komprese (WAV)  S kompresí 

ztrátová komprese (MP3, Real Audio, WMA, Vorbis, AAC, AC3, DTS)  bezztrátová komprese (FLAC, AAC Lossless, WMA9 Losseless) 



2. MIDI

JAK FUNGUJE BEZEZTRÁTOVÁ KOMPRESE 



Petr požádal Petru o ruku. Petra však Petra odmítla a Petr nevěděl, jestli ji má požádat později znova.

Čeho si všimneme?


Petr požádal Petru o ruku. Petra však Petra odmítla a Petr nevěděl, jestli ji má požádat později znova.

Opakující se (redundantní) slova  Použijeme Lempelův a Zivův přizpůsobivý slovníkový postup 

Slovo

Výskyt

Kódové slovo

Petr

2x

1

Petra

2x

2


1 požádal Petru o ruku. 2 však 2 odmítla a 1 nevěděl, jestli ji má požádat později znova.

Původně: 103 znaků  Nyní: 100 znaků 



Jiný postup… Posloupnost

Výskyt

Kódové slovo

Petr

5x

1

_požáda

2x

2


12l 1u o ruku. 1a však 1a odmítla a 1 nevěděl, jestli ji má2t později znova.

Původně: 109 znaků  Nyní: 89 

BEZ KOMPRESE 

WAV    

„Waveform Audio Format“ Velikost souboru je omezena na 4GB (6,6 h záznamu v CD kvalitě*) Vhodné pro zpracování zvuku CD kvalita Vzorkovací frekvence 44,1 kHz  Bitová hloubka 16 bit (dnes už i 24) 

BEZZTRÁTOVÁ KOMPRESE 

FLAC Otevřený formát  Princip jako komprimační formáty RAR/Zip  Velikost nového souboru asi 60% z původního  Vysoká kvalita 

BEZZTRÁTOVÁ KOMPRESE 

AAC Lossless   



Rozšíření standardu MPEG-4 Part 3 Přirovnáván k FLAC .m4a

WMA 9 Lossless  

Až 6 kanálů Komprese 1,7:1 –3:1

ZTRÁTOVÁ KOMPRESE 

MP3  

pro archivaci či ukládání zvukových záznamů velikost souboru závislá na: vzorkovací frekvenci  rozsahu sledovaných hodnot 

záznam připraven o zvukové rozsahy a vlastnosti, které lidské ucho neslyší  úprava frekvenčního spektra  kvalita záznamu určena kompresním poměrem 

velká komprese = malý soubor a nízká kvalita zvuku  malá komprese naopak 


WMA „Windows Media Audio“  Do verze 8 (WM Player) velice nekvalitní  Verze 9.1 umí i bezztrátovou kompresi a multikanálovou kompresi  Mělo nahradit MP3 (MS za MP3 musí platit) 


OGG Vorbis Svobodný, open source  Původně náhrada za MP3  Kvalita jako WMA, i vícekanálový zvuk 


AAC Následovník MP3  Patentován skupinou MPEG  Obrovský rozsah bitrate  Pokročilý kodek 


AC3 Pro DVD, následník DolbyStereo  Špatný poměr kvality zvuku a komprese  Více možných konfigurací (1.0, 2.0…5.1…) 



DTS vícekanálový formát, prostorové ozvučení  Pro DVD, kompresní poměr 4:1 až 8:1  Kina, dvd 

MIDI „Musical Instrument Digital Interface“  standard pro komunikace mezi hudebními nástroji, bicími moduly…  Digitální zvukový záznam > MIDI je jeho digitálním popisem > zpracováno výstupním zvukovým zařízením  MIDI signál neobsahuje vlastní zvuk  Skvělá editace  Data lze přenášet i bezdrátově 

ZAJÍMAVOSTI Zvuk se šíří čtyřikrát rychleji ve vodě než ve vzduchu.  Poslouchá-li člověk příliš dlouho hlasité zvuky, poškozuje si sluch. Proto si lidé, kteří pracují v hlučném prostředí, sluch chrání chrániči.  Ze všech zvířat vydává nejhlasitější zvuky modrá velryba. 

 

Její hlasitost byla zachycena až do vzdálenosti 850 km.

Ne všichni živočichové „poslouchají ušima“. Například kobylka zelená „slyší“ nohama. Mává s nimi tak, aby slyšela, odkud zvuk jde.

ZAJÍMAVOSTI Ryby „poslouchají“ zvuky celým tělem.  Netopýři používají zvuk k orientaci v prostoru. Vysílají vysoké písklavé zvuky a zachycují jejich odraz od různých předmětů. Říkáme tomu echolokace.  Velryby stejným způsobem poznají v moři, jaké objekty jsou kolem nich.  Echolokace se používá i k testování materiálu. Například k testům v letadlech, zda v kovu nejsou trhliny. 

ZAJÍMAVOSTI 

Test sluchu 20 Hz - 20 000 Hz v jedné minutě  https://www.youtube.com/watch?v=4nUkNvl8mQw 



Nejvyšší zazpívaný tón 



Jak rozbít hlasem skleničku 



https://www.youtube.com/watch?feature=player_detai lpage&v=Kdp4NHWr7G8#t=128 https://www.youtube.com/watch?v=z6oqPB07X3o

„Viditelný zvuk“ https://www.youtube.com/watch?v=9XTqD44Q9WA  https://www.youtube.com/watch?v=3zoTKXXNQIU 

ZAJÍMAVOSTI 

Jak daleko je bouřka? Blesk vyvolává dva jevy, světelný záblesk a zvukové zahřmění  Světlo blesku se šíří rychlostí 300 000 km/s, zvuk hromu rychlostí jen 340 m/s  Blesk vidíme hned, zvuk hromu slyšíme později  Měříme v sekundách dobu, která uplyne mezi bleskem a zahřměním, a tento údaj dělíme třemi (výsledek v km) 

Děkujeme za pozornost

VLASTNOSTI ZVUKU A ZVUKOVÝCH ZÁZNAMŮ

Recommend Documents