Question

В сети Интернет найдите информацию о записи музыкальных произведений в формате MIDI. Почему запись звука в этом формате считают аналогичной векторному методу кодирования графических изображений?

Answer 1

Відповідь:

Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканье часов и гул моторов, завывание ветра и шелест листьев, пение птиц и голоса людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют люди начали догадываться очень давно. Еще древнегреческий философ и ученый - энциклопедист Аристотель, исходя из наблюдений, объяснял природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то разряжает, то уплотняет воздух, а из-за упругости воздуха эти чередующиеся воздействия передаются дальше в пространство - от слоя к слою, возникают упругие волны. Достигая нашего уха, они воздействуют на барабанные перепонки и вызывают ощущение звука.

На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где-то в пределах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц - 1 колебание в секунду). В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В учении о звуке важны такие понятия как тон и тембр звука. Всякий реальный звук, будь то игра музыкальных инструментов или голос человека, - это своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот.

Колебание, которое имеет наиболее низкую частоту, называют основным тоном, другие - обертонами.

Музыкальный звук можно характеризовать тремя качествами: тембром, т. е. окраской звука, которая зависит от формы колебаний, высотой, определяющейся числом колебаний в секунду (частотой), и громкостью, зависящей от интенсивности колебаний.

 Компьютер широко применяют в настоящее время в различных сферах. Не стала исключением и обработка звуковой информации, музыка. До 1983 года все записи музыки выходили на виниловых пластинках и компакт-кассетах. В настоящее время широкое распространение получили компакт-диски. Если имеется компьютер, на котором установлена студийная звуковая плата, с подключенными к ней MIDI-клавиатурой и микрофоном, то можно работать со специализированным музыкальным программным обеспечением.

 Условно его можно разбить на несколько видов:

     1) всевозможные служебные программы и драйверы, предназначенные для работы с конкретными звуковыми платами и внешними устройствами;

     2) аудиоредакторы, которые предназначены для работы со звуковыми файлами, позволяют производить с ними любые операции - от разбиения на части до обработки эффектами;

     3) программные синтезаторы, которые появились сравнительно недавно и корректно работают только на мощных компьютерах. Они позволяют экспериментировать с созданием различных звуков;

     и другие.

 К первой группе относятся все служебные программы операционной системы. Так, например, win 95 и 98 имеют свои собственные программы микшеры и утилиты для воспроизведения/записи звука, проигрывания компакт-дисков и стандартных MIDI - файлов. Установив звуковую плату можно при помощи этих программ проверить ее работоспособность. Например, программа Фонограф предназначена для работы с wave-файлами (файлы звукозаписи в формате Windows). Эти файлы имеют расширение .WAV . Эта программа предоставляет возможность воспроизводить, записывать и редактировать звукозапись приемами, аналогичными приемам работы с магнитофоном. Желательно для работы с Фонографом подключить микрофон к компьютеру. Если необходимо сделать звукозапись, то нужно определиться с качеством звука, так как именно от нее зависит продолжительность звукозаписи. Возможная продолжительность звучания тем меньше, чем выше качество записи. При среднем качестве записи можно удовлетворительно записывать речь, создавая файлы продолжительностью звучания до 60 секунд. Примерно 6 секунд будет продолжительность записи, имеющая качество музыкального компакт - диска.

А как же происходит кодирование звука? С самого детства мы сталкиваемся с записями музыки на разных носителях: грампластинках, кассетах, компакт-дисках и т.д. В настоящее время существует два основных способах записи звука: аналоговый и цифровой. Но для того чтобы записать звук на какой-нибудь носитель его нужно преобразовать в электрический сигнал.

 Это делается с помощью микрофона. Самые простые микрофоны имеют мембрану, которая колеблется под воздействием звуковых волн. К мембране присоединена катушка, перемещающаяся синхронно с мембраной в магнитном поле. В катушке возникает переменный электрический ток. Изменения напряжения тока точно отражают звуковые волны.

 Переменный электрический ток, который появляется на выходе микрофона, называется аналоговым сигналом. Применительно к электрическому сигналу «аналоговый» обозначает, что этот сигнал непрерывен по времени и амплитуде. Он точно отражает форму звуковой волны, которая распространяется в воздухе.

Пояснення:

Answer 2

Формат MIDI (Musical Instrument Digital Interface) является стандартом для представления музыкальной информации в цифровой форме. Он отличается от аудиоформатов, таких как MP3 или WAV, которые записывают звуковые волны, тем, что MIDI записывает музыкальные события и команды, такие как ноты, длительности, инструменты, громкость и т. д., вместо самих звуковых сигналов. Поэтому MIDI-файлы обычно очень компактные и не содержат сами звуки, а лишь инструкции для синтезаторов или программных инструментов о том, как воспроизвести музыку.

Запись музыкальных произведений в формате MIDI имеет некоторое сходство с векторным методом кодирования графических изображений по следующим причинам:

1. Абстрактность: Как и векторные изображения, MIDI-файлы представляют информацию в абстрактной форме, используя математические описания и команды для воспроизведения музыки. Это позволяет достичь высокой гибкости и масштабируемости при редактировании и воспроизведении музыки.

2. Масштабируемость: MIDI-файлы могут быть легко масштабированы без потери качества, так как они содержат информацию о нотах, длительностях и других параметрах, а не конкретные аудиозаписи. Это позволяет изменять темп, транспонировать, редактировать инструменты и другие аспекты музыкальной композиции без необходимости повторной записи.

3. Эффективность хранения: Как и векторные изображения, MIDI-файлы обычно являются компактными и требуют меньше места для хранения, чем аналогичные аудиофайлы, потому что они не содержат звуковых данных, а только инструкции для воспроизведения.

Однако важно отметить, что MIDI-файлы не заменяют аудиофайлы, а дополняют их. MIDI используется для представления музыкальных композиций и позволяет музыкантам и композиторам легко редактировать и аранжировать музыку. Для окончательного прослушивания и распространения музыки часто используются аудиоформаты, чтобы записать звуковые сигналы, созданные на основе MIDI-инструкций.