
Учитель информатики МБОУ Петраковская СОШ, Темаев З. Б.

Сегодня на уроке

Сегодня на уроке

Сегодня на уроке

Источники звука
Источники колебаний
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Частота
16 Гц
22000 Гц

Звуки различной громкости
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Тихий звук
Громкий звук

Звуки различной высоты
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Низкий звук
Высокий звук

Обобщаем знания о звуке
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Звук – это колебания частиц среды, которые воспринимает человеческое ухо
Громкость звука определяется амплитудой колебаний
Высота звука определяется частотой колебаний

Схема преобразования звуковой волны в двоичный код
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Звуковая плата (аудиоадаптер)
Звуковая волна
Память ЭВМ
Микрофон
Двоичный код
Электрический ток
?
Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой код называется временной дискретизацей (оцифровкой)
Оцифровка

Громкость
Временная дискретизация
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Т
2Т
Время

Громкость
Временная дискретизация
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Т
2Т
Время

Громкость
Временная дискретизация
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Т
Время

Громкость
Временная дискретизация
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Т
Время

Громкость
Временная дискретизация
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Количество измерений уровня звукового сигнала за 1 секунду называют частотой дискретизации
Т
Время

Влияние частоты дискретизации на изменение звукового сигнала
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
ν
ν
ν
ν

Какую частоту дискретизации выбрать?
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Теорема Котельникова-Шеннона: для правильного восстановления исходного сигнала, спектр которого лежит в пределах от 0 до f max , достаточно осуществлять его дискретизацию с частотой f ≥ 2 f max
2
22000 Гц

N → ∞
Количество уровней громкости при дискретизации по времени
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Громкость
Т
Время

N → ∞
N = 4
Изменение звукового сигнала при дискретизации по уровню
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Громкость
Т
Время

N = 4
N = 8
Изменение звукового сигнала при дискретизации по уровню
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Громкость
Количество информации, которое используется для хранения значения одного измерения уровня звукового сигнала называют глубиной кодирования звука (разрядностью кодирования звука)
Т
Время

Влияние глубины кодирования на изменение звукового сигнала
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Глубина кодирования

Соответствие звуков различных характеристик некоторым источникам звука
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
AudioCD
DVD - Audio
Радиотрансляция
4 4 ,1 кГц
8 кГц
192 кГц
8 бит
16 бит
24 бит

Расчёт объёма звукового файла
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
V=k · f · I · t
где V – размер (объём) звукового файла (в битах)
k – количество дорожек в записи
( k =1 – моно, k =2 – стерео)
f – частота дискретизации (в Герцах)
I – глубина кодирования (в битах)
t – время звучания (в секундах)

Оценка объёма звукового файла
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Ю. Антонов «Белый теплоход», время звучания 3 мин 18 сек, качество аудио -CD диска, стерео
Для 1 минуты около 10 Мб!
Дано:
f = 44,1 кГц
I = 16 бит
t = 3 мин 18 с
k = 2
Решение:
44,1 кГц = 44100 Гц
3 мин 18 с = 198 с
V = k f I t = 2·44100 Гц·16 бит·198 с = = 279417600 бит = 34927200 байт ≈ ≈ 34108,6 Кб ≈ 33,3 Мб
Ответ: V = 33,3 Мб
Найти:
V

Изменение звукового сигнала при сжатии звуковых файлов
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Спектрограмма несжатого звука ( формат WAV)
Спектрограмма сжатого звука ( формат mp3)
Спектрограмма сжатого звука ( формат WMA)
18
22,5
6
4
8
14
5
10
12
16
Частота звука, кГц

Наиболее распространённые форматы звуковых файлов
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
- WAV ( Waveform Audio File Format) – стандартный формат звуковых файлов в ОС Windows
- MP3 ( MPEG-1 Audio Layer 3) – наиболее популярный формат, использующий сжатие с потерями
- WMA ( Windows Media Audio ) – формат звуковых файлов со сжатием, разработанный фирмой Microsoft
- OGG ( Ogg Vorbis) – свободный формат сжатия звука с потерями

Выбор формата звукового файла
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010

Схема воспроизведения звука, сохранённого в памяти ЭВМ
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Звуковая плата (аудиоадаптер)
Динамик
Память ЭВМ
Звуковая волна
Двоичный код
Электрический ток

Изменение звукового сигнала после ЦАП
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Громкость
воспроизведённый
записанный
Т
Время

Звук «живой» и оцифрованный
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010

Звуковой редактор « Audacity »
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010

Инструментальное кодирование
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
MIDI -клавиатура
MIDI ( Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов). В памяти звуковой карты хранятся образцы звуков музыкальных инструментов. Формат звука - mid

Способы кодирования
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Инструментальное кодирование
Оцифровка
Кодирование любого звука
Только звуки муз. инструментов
Большой размер файла (сжатие)
Файлы небольшого размера
Нет потерь информации, но звучание зависит от аппаратуры
Есть потеря информации

Сегодня на уроке

Сегодня на уроке

Сегодня на уроке

Решение задач
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
- Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске примерно 1,26 Мб, разрядность звуковой платы – 8, режим записи – «моно». С какой частотой дискретизации записан звук?
- Две минуты аудиозаписи занимают на диске примерно 10,1 Мб. Частота дискретизации 22,05 кГц, режим записи – «стерео». Какова разрядность аудиоадаптера?

Домашнее задание
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
- § 17
- Практическое задание: Засеките время исполнения Вами припева какой-либо песни. Рассчитайте, какой объём будет иметь звуковой файл если вы его запишите с качеством аудио -CD диска (4 4 ,1 кГц, 16 бит) в режиме «стерео»
Список использованных источников
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
А) Список использованных печатных источников Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса: в 2ч. Ч.1/К.Ю. Поляков, Е.А. Еремин. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013
Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003
Б) Ссылки на использованные изображения и музыкальные фрагменты
Рояль http://images.gofreedownload.net/vector-music-instruments-243088.jpg
Музыканты https://say-hi.me/wp-content/uploads/2014/10/edited_jazz_music_wallpaper_by_youreeghos-d53xnui1.jpg
Монитор https://c1.hotpng.com/preview/288/852/30/imac-silver-imac-illustration-thumbnail.jpg
Гусь https://thumbs.gfycat.com/GaseousGloriousFlamingo-size_restricted.gif
Камертон https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=5c8645eecf1d4ebc67c5723cb03c0073-sr&n=13
Пчела https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=9c50398a7caa0013a12e2afaa4f416dc-sr&n=13
Тарелки http://guitartime.ru/images/af/drums/high_hat_playing.gif
Скрипка https://cs8.livemaster.ru/storage/fe/91/0c344a66c1e63ca70d300590b0y3.gif
Колокольчик https://uvat-shkola.tmn.eduru.ru/media/2018/07/18/1239747653/image_image_204817.gif
Мышь http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2007/08/06/007.jpg
Бабочка https://img1.picmix.com/output/stamp/thumb/0/9/2/8/188290_d544d.gif
Человек http://sk0rnyakov66.narod.ru/Knopki/muzyka_igraet.gif
Камертон https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=5c8645eecf1d4ebc67c5723cb03c0073-sr&n=13
Большой барабан http://guitartime.ru/images/af/drums/caveman_beating_drum.gif
Маленький барабан http://guitartime.ru/images/af/drums/boy_playing_snaredrum.gif
Колокольчик https://www.inpresent.ru/pics/best/1/ct/mister-christmas/ukrashenie-kolokol-mister-christmas-b_80-bell-201.jpg
Колокол https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=7209ef38583034a793d0cd4de4cd1a4a&n=13&exp=1
Флейта http://gorod.tomsk.ru/uploads/4172/1234690948/blok.jpg
Гитара https://www.kindpng.com/picc/m/502-5023565_ibanez-gsr-200-hd-png-download.png
Шмель https://playroom.ru/wp-content/uploads/2010/02/obrazovanie_132938.jpg
Комар https://s3.amazonaws.com/s3.timetoast.com/public/uploads/photos/7894103/image.jpeg
Певец http://www.peoples.ru/art/music/stage/kobzon/kobzon_200804141037070.jpg
MIDI -клавиатура http://static.pleer.ru/i/gp/190/867/norm.jpg
Список использованных источников
© Ю.А. Чиркин МОУ СОШ №19 г. Мичуринск, 2009-2010
Микрофон http://cdn.e96.ru/assets/images/thumbs/catalog/audio_video_dvd/microphones/68011/140x140/Defender_MIC_142_Black_76529.jpg
Аудиоадаптер https://ds02.infourok.ru/uploads/ex/0242/0000eca1-8da22174/img4.jpg
Память https://s0.slide-share.ru/s_image/c6160e580e67c305e6eb0786ad465185/0050d013-de1a-4d46-a194-5e014ec7b3c5.jpeg
Радиоприёмник http://www.golos.com.ua/images_upload/2010/03/190310/radio.jpg
Плеер https://d1aeri3ty3izns.cloudfront.net/media/7/7101/1200/preview.jpg
Плеер https://www.avito.ru/img/share/auto/6137205410
Диск https://aicon.ngfiles.com/675/675649_raw.jpg?f1458164207
Диск https://www.kimnezamanicatetti.com/wp-content/uploads/2016/12/optik-disk.jpg
Певец https://otvet.imgsmail.ru/download/5ab119a2bb466ee2bcd0cf8c2b04c39f_i-3.jpg
Теплоход https://www.ilgiornale.it/sites/default/files/foto/2010/04/20/att_629018_0
Динамик http://www.bassclub.ru/forum/uploads/monthly_2019_02/avatar14954_1.thumb.gif.e259ba15a0484475849464e26931cf32.gif
Гитара https://www.clipartmax.com/png/middle/22-226082_фото-автор-soloveika-на-яндекс-kay-b10-acoustic-sunburst-guitar.png
Скрипка https://baza-shop.ru/data/products/images/9/3/pierre_cesar_pierre_cesar_mv1413_1_16_original.jpg
Труба https://www.rasittunca.org/rasituploads/Png_MuzikAletleri_Resimleri_V301220170854_N14.png
Бубен https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=98e2ff62c4ab9485ddaf087d3dba622d&n=13
Барабан https://img-fotki.yandex.ru/get/764457/200418627.228/0_1bd73d_91ad2d20_orig.png
Мандолина https://c7.uihere.com/files/693/477/242/lute.jpg
Барабан https://st.depositphotos.com/2392933/3593/v/950/depositphotos_35934771-stock-illustration-drums.jpg
Труба https://i.pinimg.com/736x/2d/05/2b/2d052b9017b1007667f164ff2fa2781e--clipart-music-instruments.jpg
Рояль https://w7.pngwing.com/pngs/770/739/png-transparent-black-and-white-grand-piano-illustration-piano-piano-digital-piano-music-download-musical-keyboard-thumbnail.png
Фрагмент песни Ю.Антонова «Белый теплоход» http://ru-drivemusic.net/song/211050-jurijj-antonov-belyjj-teplokhod.html
Также в презентации использованы авторские изображения