Slide 1

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 2

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 3

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 4

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 5

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 6

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 7

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 8

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 9

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 10

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 11

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 12

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 13

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 14

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 15

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 16

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 17

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 18

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 19

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 20

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]


Slide 21

INFORMATIKA

ZVUK a jeho digitalizácia
2. roč. gymnázium
Hudba: Nahrané v projekte Zaspievajme si spolu
Sedmokrásky Gymnázium Giraltovce

OBSAH
Čo hovorí fyzika?
 Základné pojmy
 Digitalizácia
 Potrebné vybavenie
 Výpočty
 Formáty
 Nahrávanie – záznam zvuku
 Zdroje
 Kontakt


FYZIKA


Fyzikálnou príčinou vzniku zvuku
je chvejúce sa teleso.



Kmitanie zdroja zvuku
Pravidelné - t.j. hudobný zvuk.
 Nepravidelné - hluk, napr. vŕzanie,
šramot, hukot a praskot.


Menu



Znázornenie zvukových vĺn pomocou
tzv. vlnových funkcií alebo vlnoplôch.

Ak si zvuk predstavíme ako
vlnenie napr. na povrchu jazera
pohľad na vlny z
boku

pohľad zhora.
Menu

Vlnová funkcia

Menu

Rýchlosť zvuku
Zvuk sa šíri v rôznych prostrediach
rôznou rýchlosťou
 Plyny:
0°C - 331 m/s
 20°C - 343 m/s.


Menu



Kvapaliny:




čistá voda - 1482 m/s.

Pevné Látky:


Oceľ - (5960 m/s)

Úlohy

Menu



Existuje prostredie, v ktorom sa zvuk
nešíri? Svoju odpoveď zdôvodnite.



Prečo vo westernoch cowboyi
prikladajú uši na koľajnice? resp.
prečo ľudia počas vojny prikladali
ucho k zemi?

Zvukové formáty

Menu



WAV je formát, či metóda ukladanie zvukov v systéme MS
Windows, signál je uložený v takej forme, ktorú je počítač schopný
priamo spracovať.



MPEG Layer-3 je spôsob ukladania zvuku pomocou stratovej
kompresie. Kompresný pomer sa pohybuje v rozmedzí od 1:12
(takmer CD kvalita) až po 1:96.



RA (Real Audio) formát používaný na sieti Internet na
prehrávanie zvukov v reálnom čase. Je potrebné mať rýchle a
hlavne stabilné pripojenie



AU (Audio) je formát používaný najmä na počítačoch typu
Macintosh, dnes je tento formát rozšírený aj na PC

Úlohy:
1.
2.

Vyhľadajte na pevnom disku vášho počítača zvukové súbory zaznamenané v
rôznych zvukových formátoch.
Vyhľadajte na Internete zvukové súbory vo formáte mp3. Uložte si ich na
disk počítača prehrajte.

Základné pojmy
Vzorkovacia frekvencia – hustota
akou sa meria výška vlny
 A/D - analógovo - digitálny
prevodník. - zabezpečuje prevod
zvuku z analógovej podoby do
digitálnej
 PCM -pulzná kódová modulácia Najrozšírenejšia forma kódovania
 Sampolovanie- proces digitalizácie
zvukovej vlny pomocou zvukovej
karty


Menu

PCM - pulzná kódová modulácia
VZORKOVANIE
 KVANTOVANIE
 KÓDOVANIE


Menu

CD prehrávač
 Zhrnutie


VZORKOVANIE a KVANTOVANIE


Vzorkovač zaznamenáva aktuálne hodnoty
analógového signálu v pravidelných
intervaloch s istou frekvenciou
pri frekvencii 10kHz
sa zaznamená hodnota
signálu 10 000 krát za
sekundu.

Menu
PCM

Namerané hodnoty sa "zaokrúhľujú" na
najbližšiu úroveň amplitúdy každej vzorky
Otázka: Čím je frekvencia vyššia tým je kvalita vyššia


KÓDOVANIE

Menu
PCM



zvuku hudobného CD
=16 bitové kódovanie



hovor v telefóne= 8
bitmi rozlišuje 256
napäťových úrovní



stereofónny signál 2 kanály = 2 prúdy
digitálnych hodnôt.
Tabuľka hodnôt

kódovanie


Menu
Menu
PCM

Výpočet

- t.z že každú vzorku zakódujeme
16 - ticou jednotiek a núl všetkých možných napäťových
úrovní signálu teda môže byť
216=65536

Kvalita digitálneho
záznamu

vzorkovacia rozlišenie,
frekvencia
kanály

Telefóna kvalita

11 025Hz

8 bit – mono

Rozhlasová kvalita

22 050Hz

8 bit – mono

CD kvalita

44 100Hz

16 bit –stereo

DVD kvalita

192 000Hz

24 bit -5.1 surround
sound

Laserový lúč číta stopu v podobe binárneho kódu (ako série
jamôk a prázdnych miest na povrchu disku reprezentujúce 0
a 1) a ten potom D/A prevodník prevedie na akustický
signál.
Otázka: Aké zariadenie počítača zohráva úlohu prevodníka

Menu
PCM

Vznik PCM signálu
Pôvodný signál

Vzorkový signál

Menu

Kvantový signál

Signál PCM

Výpočty


Ak chceme zakódovať

1 minútu stereo

vzorkovacej frekvencie
nahrávky s použitím CD kvality

, tak takýto PCM zvuk bude zaberať
60x2x44100x16 bitov čo je asi 10MB pamäte.
Menu
ÚLOHA:
Vypočítajte dĺžku zvukovej nahrávky (5+1 kanálový zvuk), ktorá na DVD zaberá
64MB a je nahraná v DVD kvalite. Porovnej s CD kvalitou.
Tabuľka
hodnôt

Potrebné vybavenie




Menu

mikrofón- prevod mechanického
vlnenenia na spojitý elektrický signál,
zvukovú kartu- prevod spojitého
elektrického signálu na digitálnu informáciu
softvér -komunikácia so zvukovou kartou,
Reproduktory- umožnia počuť výsledok
nášho snaženia počuť.

Úlohy
1. Zistite, aký typ zvukovej karty je nainštalovaný na vašom počítači.
2. Pripojte mikrofón a slúchadlá (reproduktory) k zvukovej karte.

Štart-programy- prislušenstvo-zábava-nahrávanie zvuku

Veľkosť
výsledných
súborov

Menu

Audacity



Menu

Na tomto mieste
malo byť video
znázorňujúce prácu
v programe
audacity.
Aby som mohla
poslať zadanie
musela som ho
odstrániť

Veľkosť
výsledných
súborov

ZDROJE
http://greaty.host.sk/akustika/
 http://www.gphmi.sk/machova/zvuk/
 Študijné materiály CCV/Využitie
multimédií vo vzdelávaní - dVMV



Menu

Digitálne spracovanie zvuku na počítači

KONTAKT
Ing. Ingrid Meščanová
Gymnázium Giraltovce
 www.gymgir.edu.sk
Menu

[email protected]