54     Poprzednia strona Spis treści Nastepna strona     PORADNIA SS-NG: Muzyka na komputerze





Codziennie spotykamy się z takim magicznym zjawiskiem, jakim jest muzyka. Odtwarzamy ją różnie. Najczęściej jednak z komputera, a to dzięki kolegom, sieciom P2P i Internetowi. Ale to jest już inna bajka. Najgorsze jest to, że świadomość muzyczna zwykłego użytkownika komputera kończy się na tym, że istnieją trzy formaty muzyczne na komputerze – MP3, MID i CD-Audio. Prawda jednak jest zakorzeniona głębooooko dalej. Wyliczając wszystkie typy plików prawdopodobnie zająłbym 25% miejsca w magazynie, więc podam tylko „formaty” i najprostsze typy plików. Ale na początek zajmijmy się parametrami dźwięku.



Parametry dźwięku
Oprócz tego, że dźwięk normalnie słyszymy, to na dodatek ten dźwięk ma parametry. W ich skład wchodzą: częstotliwość dźwięku (da przeciętnego zjadacza chleba - wysokość dźwięku), częstotliwość próbkowania, jakość i długość. Częstotliwość dźwięku to wysokość tonów, które są na fali dźwiękowej. Tak np. basy rozciągają się na widmie od 5Hz do 150Hz, średnie dźwięki są w zakresie 151Hz do 11KHz, a dźwięki wysokie od 11001Hz do 22KHz. Próg 22KHz jest granicą dźwięków, które są słyszalne dla człowieka, więc, jak by nie patrzeć, nie ma sensu nagrywać wyżej. Za to Częstotliwość próbkowania to zupełnie inna zabawka. Żeby ją zrozumieć, trzeba wkroczyć w elektronikę. Dźwięk jest przetwarzany na falę analogową systemem „Mikrofon Przetwornik Wzmacniacz”, gdzie mikrofon to oczywiście mikrofon, którego membrana przekazuje nam dźwięk pod postacią jej drgania, które to z kolei jest zamieniane na system elektryczny (membrana wysoko – napięcie dodatnie, membrana nisko – napięcie ujemne). Ten system z kolei jest zamieniany dzięki przetwornicy na falę analogową (jak przy telefonie), która jest przekazywana do wzmacniacza, który oczywiście ją wzmacnia. Co dalej? Komputer musi zamienić falę analogową na cyfrowy system zapisu. Częstotliwość próbkowania jest częstością pobierania danych przez komputer o kształcie fali. Tak więc, jeśli częstotliwość próbkowania ma np. 22050Hz, to oznacza, że komputer pobiera informacje o kształcie fali 22 tysięcy razy w ciągu sekundy. Ale, aby częstotliwość dźwięku została zachowana, częstotliwość próbkowania musi być co najmniej dwukrotnie wyższa. Jakość natomiast, jest to ilość danych, jaka może zostać zapisana w pojedynczej próbce. Stosuje się obecnie kilka systemów – 8bit, 16bit i wyższe. Przy ośmiobitowym systemie zapisu mieliśmy 255 możliwości kształtu fali – jak łatwo się domyślić, niezbyt efektywnie. Przy szesnastobitowym systemie mamy już 65535 możliwości – to całkiem sporo, a i dzięki temu jakość jest o wiele wyższa. Długość to oczywiście możliwa długość zapisu. Dziś jest nieograniczona, więc nie ma potrzeby wkraczać w szczegóły.


Formaty dźwiękowe
Takie formaty odznaczają się tym, że zapisują falę dźwiękową. Tym sposobem mamy najdokładniejsze odwzorowanie muzyki.
Na początek WAV – Windows Wave File: Najprostszy format zapisu dźwięku. Uwieczniamy w nim falę dźwiękową z różnymi parametrami, takimi jak częstotliwość próbkowania, jakość itp. Jako format niezwykle wprost dziwaczny – nie jest skompresowany. Dzięki temu wszakże nie tracimy na jakości, ale... no cóż – tracimy miejsce na dysku. Sławny pan MP3 – Mpeg Layer 3: trzeba się jemu bliżej przyjrzeć. Czym jest Mp3? Jest to stratny format kompresji wymyślony przez instytut Fraunhofer IIS przy współpracy z Uniwersytetem w Erlangen w projekcie EUREKA. Gdy normalnie (jak w WAV`ie) potrzeba nam dwukrotnie wyższej częstotliwości próbkowania, aby dźwięk pozostał takim dźwiękiem, jakim był, instytut Fraunhofer wymyślił, że, choć częstotliwość próbkowania MUSI być dwukrotnie wyższa, to przecież dźwięk niekoniecznie. Dlatego Mp3 wycina każdą falę, która ma częstotliwość wyższą od wybranego progu (zaleca się 22KHz). Potem lekko „stroi’ falę, aby była znośniejsza dla kompresji. Po całym procesie „edycji” dźwięku następuje faza kodowania. Stosowany jest algorytm ISO-MPEG Audio Layer-3 (IS 11172-3 i IS 13818-3). Pozwala uzyskać (przy różnych wersjach) nawet jedną dwunastą oryginalnego (nieskompresowanego oczywiście) pliku. Stał się bardzo popularny, ale już szykuje nam się następca: MPC (ale o nim nic nie powiem – za mała wiedza na razie). CD-Audio – właściwie to jest Wave, ale zapisany specjalnym standardem, aby mógł być odczytany przez wszelki sprzęt Audio, jak wieże, magnetofony itd.


Formaty sekwencjonowane.
Są to formaty, które zawierają w sobie nie falę, lecz kompozycję, którą odgrywa program przy użyciu standardowych lub własnych instrumentów.
MID – General MIDI File: We Wrześniu 1991roku „Wspólnota producentów MIDI” (MMA) i Japoński komitet ds. standardu MIDI (JMSC) stworzyli nową erę w technologii MIDI, tworząc „General MIDI System Level 1” (później nazwany „General MIDI Level 1”), również znany jako "GM" (lub "GM1"). Ale... co to właściwie jest MIDI? MIDI, jest to system przekazu danych między dwoma urządzeniami muzycznymi (np. sekwencer i klawiatura muzyczna), zachowujący się podobnie, jak protokoły sieciowe (np. TCP/IP). MID to po prostu jak gdyby „log” informacji przesyłanych między instrumentem, a sekwencerem.
Możemy „przejrzeć” jakie „informacje” były przesyłane między narzędziami. MID może być odtwarzany trzema sposobami: Syntezą FM, Dźwiękami z tablicy dźwięków (WaveTable), lub, gdy karta muzyczna jest podłączona do jakiegoś „sprzętu”, odtwarzany np. na klawiaturze. Synteza FM, to po prostu system nakładających się na siebie fal, mających imitować instrumenty (dość prymitywnie, przyznaję). Tablica dźwięków, to system „przechowalni” dźwięków z prawdziwych instrumentów, odpowiednio dostosowany do odtwarzania. Trzeciego sposobu nie trzeba wyjaśniać. MID, razem z jego rozwinięciami (RMI, XMI i inne), stanowiły początki muzyki odtwarzanej na komputerze. Dzięki małym rozmiarom (czterominutowa kompozycja zajmuje dziesięć kilobajtów!) szybko przyjął się w informatycznym świecie.


Formaty Trasowe
Teoretyczne rozwinięcie MIDI – połączenie dwóch właściwości formatów sekwencjonalnych i dźwiękowych, czyli kompozycja plus dźwięki.
MOD – ProTracker Module: Jeszcze w czasach Amigi, ciężko było wymyślić standard muzyczny, z prostego powodu braku jakichkolwiek standardów. Muzyki, albo nie było, albo była kulawa. Z pomocą przyszła nam nowa era w muzyce na komputerze – ProTracker. Cztery kanały dźwięku, stereo i największa wolność – możliwość wstawienia JAKIEGOKOLWIEK dźwięku do kompozycji. Dawało to ogromne możliwości na tworzenie muzyki, bo gdy ludzie na PC w tamtych czasach męczyli się z „bzyczkiem” (PC-Speaker), na Amidze dostępny był szesnastobitowy format muzyki, który tak ją zrewolucjonizował. Potem przyszły jego rozwinięcia na PC, takie jak...
S3M – Scream Tracker 3 Module: rozwinięty MOD. 16 kanałów, stereo.
XM – FastTracker 2 eXtended Module: jeszcze bardziej rozwinięty MOD, 32 kanały, stereo, możliwość wstawienia 16bitowych sampli (dźwięków) i tzw. Instrumenty, czyli możliwość sterowania dźwiękiem bez dawania parametrów na trasie.
IT – Impulse Tracker 2.14 Module: na razie najbardziej rozwinięty z plików formatów trasowych. 64 kanały, 16bitowe sample, stereo, instrumenty.
Te formaty miały ogromną przewagę nad pozostałymi, gdyż, przy zachowaniu niskich rozmiarów (przeciętnie koło 400kB na cztery minuty muzyki), można było tworzyć prawdziwe symfonie, bez użycia gotowych i czasem zupełnie słabo brzmiących instrumentów ze standardu MIDI. Do dzisiaj są rozwijane na potęgę, stosuje się je wszędzie, w komputerach PC, Macintosh`ach, konsolach do gier – ba, nawet w Internecie. Szkoda tylko, że wszyscy są wciąż pod wrażeniem MP3...


Konkluzje
Czy dowiedziałeś się czegoś nowego? Mam nadzieję, że tak. Jest sporo rzeczy w tym naszym informatycznym świecie, o których niewiele ludzi ma jakiekolwiek pojęcie – z czystym sumieniem stwierdzam, że takim miejscem jest muzyka komputerowa. Na szczęście są sposoby, aby poszerzyć swoją wiedzę

Typy plików
A teraz zrobię małą wyliczankę
Formaty Dźwięku:
DBL, SAM, WAV, IFF, SVX, AIF, SND, CDA, CEL, VOC, VOX, DWD, MP3, MPC, MPP, MP+, AU, SND, SMP, WMA, ASF, ASX, PCM, RAW, OGG, AAC,
Formaty Sekwencjonowane:
MID, RMI, KAR, HMP, HMI, XMI, MSS, MUS, CMF, GMD, MIZ, HMZ
Formaty Trasowe:
MOD, STM, S3M, IT, XM, MTM, ULT, 669, FAR, AMF, OKT, PTM, PSM, DSM, CMC
Oczywiście to nie są WSZYSTKIE typy plików – to są tylko te najbardziej znane.


54     Poprzednia strona Spis treści Nastepna strona     PORADNIA SS-NG: Muzyka na komputerze