Zvuk na racunaru

Maturski, seminarski i diplomski radovi iz informatike.

Na pocetku ćemo se malo pozabaviti osnovnim pojmovima o zvuku na našem PC-u... Danas,gotovo svaki PC,sadrži tzv. zvučnu karticu i najmanje par zvucnika..Zvucna kartica u kombinaciji sa odgovarajućim zvučnicima predstavlja audio interfejs našeg računara,koji nam omogućava da uživamo u zvucima nama omiljenih pesama...

Medjutim,nije oduvek bilo tako..Još od nastanka prvog PC-a težilo se da on zaista postane personalna “svemoguća“ mašina koja će nam pomoći da obavimo naš posao,ali isto tako koja će nam približiti svet multimedije i digitalne “zabave“ kao nijedna mašina do tada..U vreme ranih PC-a zvuk kakav danas imamo na računaru je bio gotovo fizički nemoguće zamisliti...
Pre svega,prvo se morala desiti digitalizacija zvuka...

1. Digitalizacija zvuka

Zvuci koji dolaze iz zvučnika su,u stvari,talasi kompresovanog vazduha. Ljudsko uho je sposobno da razazna te talase tako što ih razlaže po frekvencijskom opsegu koji čovek može da čuje,a to je od 20Hz do 20KHz,respektivno...Ovi talasi su po svojoj prirodi kontinualni,tj. analogni. Da bi kompjuter mogao da razazna zvuk,potrebno je da te neprekidne,analogne talase pretvorimo u format koji će kompjuter razumeti,a to je binarni format --> 0 i 1. Taj proces se naziva digitalizacija. Za proces digitalizacije nam je potrebna zvučna kartica koja sadrži tzv. ADC konvertore (Analog To Digital Converter). ADC konvertor prebacuje elektricne (ali analogne) signale zvuka u 1 i 0 u odredjenom,konačnom broju vremena (perioda) i tako “seče“ zvuk u samplove... Što je više sample-va u sekundi,precizniji je zvuk koji se ponovo propušta kroz DAC konvertor..DAC konvertor (Digital To Analog Converter) omogućava nam konvertovanje iz datog digitalnog sistema,ponovo u analogni signal koji se propušta kroz zvučnike (sa pojačivačem zvuka) i omogućava nam da čujemo isti zvuk.
Kada govorimo o sample-ovima u sekundi (tzv. Sample Rate) potrbno je da on bude što veći kako bi zvuk bio što precizniji,a samim tim i kvalitetniji..

Sample Rate od 44100 Hz se koristi za većinu audio CD-a, a 48000Hz za DVD-e. Uredjaji za reprodukcija zvuka,a pretežno muzike koji nas “čekaju“ u budućnosti imaju sample rate od 96KHz,tj. 96000Hz.
Zanimljivo je napomenuti da običan razgovor putem telefona i prepoznavanje govora čoveka koristi samo 8000Hz (8KHz)..
Napomenuli smo..Što je veći sample rate,bolji je kavlitet zvuka,ALI veći sample rate trži i veći prostor na memoriji računara,pa je za sada,96 KHz ( i više) korišćeno samo u svrhe produkcije muzike i filmova gde je potrebno imati veći sample rate.
Veličina datog sample-a (Sample Size) predstavlja preciznost merenja veličine sample-a i izražava se u bitima.

Za sada se masovno koriste veličine od 8 i 16 bita i one su “mainstream“,ako ih možemo tako osloviti..Skala od 0 do 255 predstavlja 8 bita,a od 0 do 65535 je 16 bita..Audio CD kvalitet koristi sample size od 16 bita,kao i DVD. Noviji audio sistemi i zvučne kartice podržavaju sample size i od 24 bita,što garantuje bolji zvuk,pod uslovom da je izvor zvuka pogodan za reprodukciju na tako visokom nivou.

Zadnja fundamentalna karakteristika digitalnog zvuka,svakako ne manje važna,je broj kanala. Broj može biti jedan (mono), dva(stereo), 4 (kvadrofonija), 6 (Dolby 5.1) i 8(Dolby 7.1). Veći broj kanala omogućava realističniji zvuk jer ima više izvora zvuka rasporedjenih u više kanala i danas je rasprostranjen Dolby 5.1 koji se koristi uglavnom u DVD filmovima i igrama.

2. Kompresija

Kada govorimo o današnjim računarima u “Internet eri“,normalno je poimanje multimedije kao svakodnevice u našem životu. Okružuju nas multimedijalni fajlovi različitih ekstenzija na svakom koraku..Te ekstenzije predstavljaju formate (o kojima će kasnije biti reči) izmedju kojih preovladavaju kompresovani formati koji su pogodni za skladištenje na Internet,ali i u naše računare,kako bi sačuvali što više mesta na dragocenom nam,hard disku
Kada govorimo o kompresiji,sama reč nam sugeriše da je to kompriminovanje fajlova,tj njihovo smanjenje u cilju uštede memorije na našem nosaču medija.Naravno ta kompresija mora da ima i lošu stranu: to je gubitak kvaliteta,ALI da li svaka kompresija mora da dovede do gubitka kvaliteta? Odgovor je ,ne mora.. Postoje dve različite vrste kompresije medija/zvuka : Loseless i CODEC Compression(Lossy algorithm) ...
Loseless kompresija nam omogućava manji fajl uz isti kvalitet zvuka kao original..Jedan od najpopularnijih i najboljih formata za loseless kompresiju je FLAC (Free Loseless Audio Codec) ..Potrebno je napomenuti da je beskorisno kompresovati u loseless kompresiji fajl koji je prethodno kompresovan nekim od losszbeskorisno kompresovati u loseless kompresiji fajl koji je prethodno kompresovan nekim od lossy formata (kao što je
.mp3,recimo) jer necemo dobiti bolji zvuk!
Kada je reč o lossy kompresiji,svakako je najpopularniji .mp3 format,ali je upitno da li je on i najbolji/najpogodniji...Postoji i mnoštvo drugih formata kao što su Ogg Vorbis (.ogg), Windows Media Audio (.wma), Real Audio (.ra), Advanced Audio Coding (.aac , koji je verovatno najnapredniji od svih nabrojanih).
Detaljnije ćemo objasniti .mp3 koji je najpopularniji i njegovog naslednika .aac lossy formate...