Інформація про новину
  • Переглядів: 99
  • Дата: 1-03-2021, 19:30
1-03-2021, 19:30

12. Поняття мультимедіа. Кодування аудіоданих

Категорія: Інформатика





Попередня сторінка:  11. Опрацювання документів на хмарному ...
Наступна сторінка:   13. Кодування відеоданих

Найдавніші інформаційні «сигнали», які через тисячоліття надійшли від наших предків, — це зразки графічної (наскельні малюнки, настінні розписи) і текстової (стародавні написи і документи) інформації. А от історія запису звуку та відео налічує ледь більше ніж 100 років. Проте уявити без них сучасний інформаційний простір неможливо.

Мультимедіа

В історії розвитку комп’ютерів також простежуються подібні етапи. На перші комп’ютерні монітори виводилась текстова інформація. Пізніше з’явились відеосистеми з підтримкою виведення графіки. А подальше зростання обчислювальних можливостей дозволило опрацьовувати звукові та відеодані: комп’ютер став мультимедійним.

Мультимедіа (лат. multum + medium) — комбінування в одному інформаційному продукті різних форм подання інформації: текстової, графічної, звукової, відео, з можливістю її інтерактивного використання

Кодування звуку

Людина отримала змогу зберігати і відтворювати звукові повідомлення, коли навчилася записувати звуковий «слід» на грамплатівках (рис. 12.1), магнітофонних стрічках тощо. Такий звукозапис називають аналоговим

Цифровий звукозапис — це процес подання звуку у вигляді двійкового коду, а також результат цього процесу

Ви вже знаєте, як кодують числами текст і малюнки. Але як закодувати звук?

Звук — це хвиля, тобто коливання, які поширюються в просторі (докладніше про це ви дізнаєтесь на уроках фізики). Зобразимо ці коливання у вигляді графіка зміни рівня сигналу з часом (рис. 12.2).

Щоб закодувати звук, потрібно описати числами форму отриманої лінії. Для цього виміряємо через однакові проміжки часу рівень сигналу, тобто відстані від горизонтальної осі до точок кривої (жовті відрізки на рис. 12.3).

Якщо для зберігання одного значення виділити 2 байти (16 біт), то можна закодувати 216 = 65 536 різних значень рівня, від -32 768 до 32 767

Процес кодування неперервного сигналу послідовністю окремих значень його рівня називають дискретизацією сигналу.

Зображений на рис. 12.3, а, фрагмент звукової хвилі можна закодувати такою послідовністю чисел: 0, 19 630, 24 274, 18 180, 16 457, 4672, -735, -9997, -12 928, -11 681, -13 815, -12 444, -13 128, -7928, 0. За цими числами можна приблизно відновити початкову форму хвилі (рис. 12.3, б).

За такого способу кодування неминучими є певні втрати форми початкової хвилі, а отже, і якості звуку. Адже за час між двома відліками рівень може різко змінитись і цю зміну не буде зафіксовано (див. червоні ділянки графіка на рис. 12.3, б). Це означає, що збережений звук трохи відрізнятиметься від того, який записували

Частота дискретизації — число відліків рівня сигналу, які виконуються за 1 с.

Збільшення частоти дискретизації дозволяє отримати вищу якість збереженого чи переданого звуку, проте призводить до збільшення обсягу даних, які слід зберегти або передати. Під час розкодовування за послідовністю чисел відтворюється форма звукової хвилі і надсилається на посилювач звуку і, наприклад, звукові колонки

Для передавання людського мовлення достатньо виконувати 8000 відліків на секунду (частота дискретизації 8000 Гц). На звукових дисках стандарту CD-DA застосовують частоту дискретизації 44 100 Гц, а DVD-Audio — до 192 000 Гц.

Іноді під час телефонної розмови можна почути, що якість звуку знижується. Це означає, що через перевантаження ліній або погіршення передавального каналу зменшується частота дискретизації. Завдяки цьому вдається зменшити обсяг даних, які передаються, і не переривати розмову

Формати аудіофайлів

Для зберігання оцифрованого звуку в аудіофайлах можуть використовуватися різні технології стиснення

Розглянемо деякі формати аудіофайлів (див. таблицю):

Відтворення звуку в програмах

Закодований звук із файлу можна відтворити у програмі мовою Python. Найпростіше це зробити за допомогою функції playsound, яка доступна в модулі з такою самою назвою

Після запуску цієї програми буде відтворено вміст файлу Гарна музика.одд, якщо він є в одній папці з програмою:

Якщо ж файлу немає, то буде виведено повідомлення про помилку.

Після виклику функції playsound звук із файлу відтворюється до кінця, а потім продовжується виконання програми. Для повноцінного керування відтворенням (пауза, примусова зупинка) слід використовувати інші модулі.

Складемо програму для озвучення введеного числа. Для цього знадобляться звукові файли з назвами цифр (O.ogg, l.ogg, 2.ogg і т. д.).

Після запуску програми можна ввести рядок цифр і прослухати його

Як бачимо, кодування, збереження і подальше використання звукової інформації значно розширили можливості комп’ютерів.

Питання для самоперевірки

1. Що таке цифровий звукозапис?

2. Поясніть принцип кодування звуку.

3. У чому полягає дискретизація звукового сигналу?

4. Якими форматами аудіофайлів ви користуєтесь?

5. Як запрограмувати відтворення звукового файлу?

6. Поясніть докладно, як виконується програма, складена у прикладі 5.

Вправа 12

1. Відтворіть на комп’ютері музичний аудіофайл. Запишіть у зо

шит, які дані (окрім власне звукових) відображаються медіа-плеєром під час прослуховування.

2. Складіть програму для озвучення введеного рядка великих

англійських букв абеткою Морзе. Звукові файли можна завантажити на сторінці

https://bit.ly/38sXzRs

.

3. Скориставшись файлами зі звуками нот, складіть програму для

відтворення мелодії, закодованої рядком із назвами нот (наприклад, "до мі соль мі до").

Комп’ютерне тестування

Виконайте тестове завдання 12 із автоматичною перевіркою результату

 

 

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Бондаренко (2021)

 



Попередня сторінка:  11. Опрацювання документів на хмарному ...
Наступна сторінка:   13. Кодування відеоданих



^