какие высказывания относятся к инструментальному кодированию
Содержание урока
§16. Кодирование графических изображений
§17. Кодирование звуковой и видеоинформации
Инструментальное кодирование звука
§17. Кодирование звуковой и видеоинформации
Инструментальное кодирование звука
Существует еще один, принципиально иной способ кодирования звука, который можно применить только для кодирования инструментальных мелодий. Он основан на стандарте MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов). В отличие от оцифрованного звука в таком формате хранятся последовательность нот, коды инструментов (можно использовать 128 мелодических и 47 ударных инструментов), громкость, тембр, время затухания каждой ноты и т. д. Фактически это программа, предназначенная для проигрывания звуковой картой, в памяти которой хранятся образцы звуков реальных инструментов (волновые таблицы, англ, wave tables).
Современные звуковые карты поддерживают многоканальный звук, т. е. в звуковом файле может храниться несколько «дорожек», которые проигрываются одновременно. Таким образом, получается полифония — многоголосие, возможность проигрывать одновременно несколько нот. Количество голосов для современных звуковых карт может достигать 1024.
Звук, закодированный с помощью стандарта MIDI, хранится в файлах с расширением mid. Существуют специальные клавиатуры, которые позволяют вводить звук и сразу сохранять его в формате mid.
Для проигрывания MIDI-файла используют синтезаторы — электронные устройства, имитирующие звук реальных инструментов (рис. 2.28). Простейшим синтезатором является звуковая карта компьютера.
Главные достоинства инструментального кодирования:
• кодирование мелодии (нотной записи) происходит без потери информации;
• файл имеет значительно меньший объём по сравнению с оцифрованным звуком той же длительности.
Однако произвольный звук (например, человеческий голос) в таком формате закодировать невозможно. Кроме того, производители сами выбирают образцы звуков (так называемые сэмплы, от англ, samples — образцы), которые записываются в память звуковой карты (нет единого стандарта). Поэтому звучание MIDI-файла может немного отличаться на разной аппаратуре.
Следующая страница 
Кодирование видеоинформации
Cкачать материалы урока
Инструментальное кодирование, формат MIDI
Вы будете перенаправлены на Автор24
Человек множество столетий передает из поколения в поколение прекрасные музыкальные произведения, созданные великими композиторами, а для этого использует нотную запись, которая есть ничто иное, как способ компактного представления музыки, в котором специальными символами можно указать на то, какой высоты звук, на каком инструменте и как исполнить. Фактически нотная запись представляет собой алгоритм для музыканта, записанный на особом формальном языке. Как уже говорилось ранее, для перевода символьной информации в информацию, понятную компьютеру, достаточно иметь лишь таблицу соответствия между символами этого языка и их двоичными кодами.
В 1983 г. ведущие фирмы-производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, который описал подобную систему кодов. Он получил название MIDI.
Именно с появлением MIDI музыкальным творчеством на компьютере смогли заниматься все желающие.
Что такое MIDI?
Готовые работы на аналогичную тему
Ведущая идея MIDI-технологии очень проста и по своему гениальна: по проводам передается не сам звуковой сигнал, а лишь закодированная (в цифровой форме) команда, которую принимает синтезатор и воспроизводит в соответствии с ней определенный звук. Все действия исполнителя кодируются и превращаются в MIDI-сообщения, которые, в свою очередь, удобно хранятся в памяти, так как они не занимают много места, а также легко редактируются и воспроизводятся с помощью специальных программ, называемых секвенсорами.
Миди и звуковая карта
Звуковая карта включает в себя MIDI-интерфейс, синтезатор, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП). Звучание MIDI-файлов напрямую зависит от параметров конкретной звуковой карты. MIDI-файл не содержит непосредственного оцифрованного звука. Он содержит набор команд, при помощи которых микросхемы звуковой платы способны синтезировать звук. И от того насколько правильно и верно происходит синтез звука в конкретной звуковой карте (он, в свою очередь, зависит от многих параметров), настолько естественно будет звучать MIDI-файл.
Дешевые звуковые карты имеют встроенный FM-синтезатор, который дает довольно некачественное компьютерное звучание. В операционной системе появляется его собственный порт с именем FM Synth, OPL-3 Music Synthesizer, или подобным. Для карт с более мощным волновым синтезатором (WT-синтезатор) появляется порт с именем вроде Wavetable Synth, Advanced Wave Effects и т.п. Звук у такого синтезатора более качественный, но различается у разных звуковых карт, так они могут иметь различные банки готовых звуков. В некоторых картах эти банки можно заменять, редактировать. На данный момент наиболее качественный волновой синтезатор имеется у карты Creative Sound Blaster Live. Существуют и программные синтезаторы, позволяющие программно синтезировать качественные звуки. Например, программный синтезатор Microsoft GS в Windows 98. Если не обнаружили у себя такого программного синтезатора, то можно установить программный синтезатор Roland VSC-88. Лучшие из программных синтезаторов Roland VSC-88 или Yamaha S-YXG50 (его звуки уже несколько другие) можно скачать в Интернете.
Запись и редактирование миди-музыки
Миди-песни – это отличное пособие для начинающих музыкантов: в окне миди-редактора, представленного на рисунке, можно, например, наглядно видеть и одновременно слышать партию гитары, проигрывать ее в любом темпе, самому изменять, транспонировать, играть на любой гитаре (с нейлоновыми струнами или металлическими, джазовой и других) и т.д.
Применение MIDI
Основным применением MIDI является хранение и передача музыкальной информации. Сюда можно отнести:
Преимущества MIDI
Причина, по которой MIDI на протяжении стольких лет имеет огромный успех, достаточно проста и заключается в том, что протокол был очень тщательно разработан, прежде чем его представили пользователям. Требования в нем к аппаратной реализации и взаимодействию устройств были четко определены и трактовались однозначно. Кроме того, MIDI не была детищем одной компании, а явилась продуктом работы целой ассоциации производителей.
Конечно же, данная система кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится лишь для записи инструментальной музыки.
Однако, она все же обладает рядом неоспоримых преимуществ:
Помимо того, качество звучания зависит исключительно от возможностей синтезатора или звуковой платы компьютера, с помощью которых это воспроизводится.
Краткое объяснение кодирования текстовой информации. Информатика
Содержание:
Кодирование текстовой информации — очень распространенное явление. Один и тот же текст может быть закодирован в нескольких форматах. Принято считать, что кодирование текстовой информации появилось с приходом компьютеров. Это и так и не так одновременно. Кодировка в том виде, в котором мы ее знаем, действительно к нам пришла с приходом компьютеров. Но над самим процессом кодирования люди бьются уже много сотен лет. Ведь, по большому счету, сама письменность уже является способом закодировать человеческую речь, для ее дальнейшего использования. Вот и получается, что любая окружающая нас информация никогда не бывает представленной в чистом виде, потому что она уже каким-то образом закодирована. Но сейчас не об этом.
Кодирование текстовой информации
Самый распространенный способ кодирования текстовой информации — это ее двоичное представление, которое сплошь и рядом используется в каждом компьютере, роботе, станке и т. д. Все кодируется в виде слов в двоичном представлении.
Сама технология двоичного представления информации зародилась еще задолго до появления первых компьютеров. Среди первых устройств, которые использовали двоичный метод кодирования, был аппарат Бодо — телеграфный аппарат, который кодировал информацию в 5 битах в двоичном представлении. Суть кодировки заключалась в простой последовательности электрических импульсов:
В компьютерный мир такая кодировка пришла вместе с персонализацией самих компьютеров. То есть в первых компьютерах не было такой кодировки. Но как только компьютеры стали уходить «в массы», то резко обнаружилась потребность обрабатывать компьютерами большое количество именно текстовой информации, которую нужно было как-то кодировать. Тенденция обрабатывать большое количество текстовой информации сохранилась и в современных устройствах.
Так получилось, что двоичное кодирование в компьютерах связано только с двумя символами «0» и «1», которые выстраиваются в определенной логической последовательности. А сам язык подобной кодировки стал называться машинным.
Кодирование текстовой информации и компьютеры
Для справки. Есть уникальный язык программирования, который в качестве своих операторов использует только пробелы, табуляции и переносы строки. Практического применения этот язык не имеет, но он есть.
Мы вводим текст в компьютер при помощи клавиатуры, символы которой мы прекрасно понимаем. Нажимая на какую-то букву, мы отправляем в оперативную память компьютера двоичное представление нажатых клавиш. Каждый отдельный символ будет представлен 8-битной кодировкой. Например буква «А» — это «11000000». Получается, что один символ — это 1 байт или 8 бит. При такой кодировке, путем нехитрых подсчетов можно посчитать, что мы можем зашифровать 256 символов. Для кодирования текстовой информации данного количества символов более чем предостаточно.
Кодирование текстовой информации в компьютерных устройствах сводится к тому, что каждому отдельному символу присваивается уникальное десятичное значение от 0 и до 255 или его эквивалент в двоичной форме от 00000000 и до 11111111. Люди могут различать символы по их внешнему виду, а компьютерное устройство только по их уникальному коду.
Рассмотрите, как происходит процесс. Мы нажимаем нужный нам символ на клавиатуре, ориентируясь на их внешний вид. В оперативную память компьютера он попадает в двоичном представлении, а когда компьютер его выводит нам на экран, то происходит процесс декодирования, чтобы мы увидели знакомый нам символ.
Кодирование текстовой информации и таблицы кодировок
Таблица кодировки — это место, где прописано какому символу какой код относится. Все таблицы кодировки являются согласованными — это нужно, чтобы не возникало путаницы между документами, закодированными по одной таблице, но на разных устройствах.
На сегодняшний день существует множество таблиц кодировок. Из-за этого часто возникают проблемы с переносом текстовых документов между устройствами. Так получается, что если текстовая информация была закодирована по одной какой-то таблице, то и раскодирована она может быть только по этой таблице. Если попытаться раскодировать другой таблицей, то в результате получим только набор непонятных символов, но никак не читабельный текст.
Урок 10
§14. Кодирование звука и видео
Содержание урока
Инструментальное кодирование звука
Инструментальное кодирование звука
Существует ещё один способ кодирования звука, который можно применить только для записи инструментальных мелодий. Он основан на стандарте MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов).
В отличие от оцифрованного звука в таком формате хранятся последовательность нот, коды инструментов, громкость, тембр, время затухания каждой ноты и т. д.
Фактически такая запись звука — это программа для звуковой карты, в памяти которой хранятся образцы звуков реальных инструментов (волновые таблицы, англ. wave tables).
Современные звуковые карты поддерживают многоканальный звук, т. е. в звуковом файле может храниться несколько дорожек, которые проигрываются одновременно.
Существуют специальные MIDI-клавиатуры, которые позволяют вводить звук и сразу сохранять его в стандарте MIDI (рис. 2.34).
Для проигрывания MIDI-файла используют синтезаторы — электронные устройства, имитирующие звук реальных инструментов.
Простейший синтезатор — звуковая карта компьютера. Главные достоинства инструментального кодирования:
• кодирование мелодии (нотной записи) происходит без потери информации;
• файлы имеют значительно меньший объём в сравнении с оцифрованным звуком той же длительности.
Однако произвольный звук (например, человеческий голос) в таком формате закодировать невозможно.
Используя дополнительные источники, найдите ответы на вопросы.
— Сколько различных музыкальных инструментов включено в стандарт MIDI?
— Что такое полифония?
— Какое расширение имеют файлы, содержащие звук, закодированный в стандарте MIDI?
Следующая страница Кодирование видеоинформации
Cкачать материалы урока
Инструментальное кодирование звука
Существует еще один, принципиально иной способ кодирования звука, который можно применить только для кодирования инструментальных мелодий. Он основан на стандарте MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов). В отличие от оцифрованного звука в таком формате хранятся последовательность нот, коды инструментов (можно использовать 128 мелодических и 47 ударных инструментов), громкость, тембр, время затухания каждой ноты и т. д. Фактически это программа, предназначенная для проигрывания звуковой картой, в памяти которой хранятся образцы звуков реальных инструментов (волновые таблицы, англ, wave tables).
Современные звуковые карты поддерживают многоканальный звук, т. е. в звуковом файле может храниться несколько «дорожек», которые проигрываются одновременно. Таким образом, получается полифония — многоголосие, возможность проигрывать одновременно несколько нот. Количество голосов для современных звуковых карт может достигать 1024.
Звук, закодированный с помощью стандарта MIDI, хранится в файлах с расширением mid. Существуют специальные клавиатуры, которые позволяют вводить звук и сразу сохранять его в формате mid.
Для проигрывания MIDI-файла используют синтезаторы — электронные устройства, имитирующие звук реальных инструментов (рис. 2.28). Простейшим синтезатором является звуковая карта компьютера.
Рис. 2.28
Главные достоинства инструментального кодирования:
• кодирование мелодии (нотной записи) происходит без потери информации;
• файл имеет значительно меньший объём по сравнению с оцифрованным звуком той же длительности.
Однако произвольный звук (например, человеческий голос) в таком формате закодировать невозможно. Кроме того, производители сами выбирают образцы звуков (так называемые сэмплы, от англ, samples — образцы), которые записываются в память звуковой карты (нет единого стандарта). Поэтому звучание MIDI-файла может немного отличаться на разной аппаратуре.
Кодирование видеоинформации
Для того чтобы сохранить видео в памяти компьютера, нужно закодировать звук и изменяющееся изображение, причём требуется обеспечить их синхронность (одновременность). Для кодирования звука чаще всего используют оцифровку с частотой 48 кГц. Изображение состоит из отдельных растровых рисунков, которые меняются с частотой не менее 25 кадров в секунду, так что глаз человека воспринимает смену кадров как непрерывное движение. Это значит, что для каждой секунды видео нужно хранить в памяти 25 изображений.
Если используется размер 768 х 576 точек (стандарты PAL/SECAM) и глубина цвета 24 бита на пиксель, то закодированная 1 секунда видео (без звука) будет занимать примерно 32 Мбайт, а 1 минута — около 1,85 Гбайт. Это недопустимо много, поэтому в большинстве форматов видеоизображений используется сжатие с потерями. Это значит, что некоторые незначительные детали теряются, но «обычный» человек (непрофессионал) не почувствует существенного ухудшения качества. Основная идея такого сжатия заключается в том, что за короткое время изображение изменяется очень мало, поэтому можно запомнить базовый кадр, а затем сохранять только изменения. Как только изображение существенно изменится, выбирается новый базовый кадр.
В последние годы часто используются форматы видео высокой чёткости (англ. HD — High Definition) — 1280 х 720 точек и 1920 х 1080 точек, предназначенные для просмотра на широкоформатных экранах с соотношением сторон 16:9.
Наиболее известны следующие видеоформаты:
• AVI (англ. Audio Video Interleave — чередующиеся звук и видео; файлы с расширением avi) — формат видеофайлов, разработанных фирмой Microsoft для системы Windows; может использовать разные алгоритмы сжатия;
• WMV (англ. Windows Media Video-, файлы с расширением wmv) — система кодирования видео, разработанная фирмой Microsoft; может использовать разные алгоритмы сжатия;
• MPEG (файлы с расширением mpg, mpeg) — формат кодирования видеоинформации, использующий один из лучших алгоритмов сжатия, который разработала экспертная группа по вопросам движущегося изображения (англ. Motion Picture Experts Group);
• MP4 (файлы с расширением mp4) — формат видеофайлов, позволяющий хранить несколько потоков видео высокой чёткости, а также субтитры;
• MOV (англ. Quick Time Movie; файлы с расширением mov) — формат видеофайлов, разработанный фирмой Apple;
• WebM — открытый (не требующий оплаты лицензии) видеоформат, который поддерживается в современных браузерах без установки дополнительных модулей.
Вопросы и задания
1. Что такое аналоговый сигнал?
2. Какие вы знаете аналоговые приборы?
3. Почему аналоговые компьютеры были вытеснены цифровыми?
4. Что такое оцифровка? Если ли потеря информации при оцифровке? Почему?
5. Что такое интервал дискретизации и частота дискретизации?
6. Как связаны частота дискретизации с потерей информации и объёмом файла?
7. Какие частоты дискретизации сейчас используются?
8. От чего зависит выбор частоты дискретизации?
9. Почему частоты дискретизации более 48 кГц применяются очень редко?
10. Как происходит вывод закодированного звукового сигнала на колонки или наушники?
11. Что такое дискретизация по уровню?
12. Какое устройство выполняет дискретизацию при записи звука?
13. Что такое разрядность кодирования звука? На что она влияет?
14. В чём достоинства и недостатки оцифровки?
15. Какие форматы файлов для хранения оцифрованного звука вы знаете?
16. Что такое потоковый звук?
17. Что такое инструментальное кодирование?
18. Что такое волновая таблица?
19. Что такое многоканальный звук?
20. В файлах с каким расширением хранится звук, закодированный с помощью стандарта MIDI?
21. Что такое синтезатор?
22. В чём достоинства и недостатки инструментального кодирования звука?
23. Почему MIDI-файлы могут звучать по-разному на разной аппаратуре?
24. Что такое синхронность?
25. Какая частота дискретизации звука чаще всего используется при кодировании видеофильмов?
26. Почему при кодировании видео используется частота не менее 25 кадров в секунду?
27. Почему компьютерные фильмы чаще всего хранятся в сжатом виде?
28. Что означает сжатие с потерями? В чём состоит его основная идея при кодировании видео?
29. Какие форматы видео вы знаете?
Подготовьте сообщение
а) «Как устроена звуковая карта?»
г) «Что такое медиаконтейнер?»
е) «Свободные звуковые и видеоформаты»
Задачи
1. Заполните пустые ячейки таблицы, вычислив объёмы звуковых файлов (без сжатия):
2. Заполните пустые ячейки таблицы, вычислив время звучания записи (объёмы файлов приведены без учёта сжатия):
3. Заполните пустые ячейки таблицы, вычислив глубину кодирования звука (объёмы файлов приведены без учёта сжатия):
4. Заполните пустые ячейки таблицы, вычислив частоту дискретизации звука (объёмы файлов приведены без учёта сжатия):
5. Кадры видеозаписи закодированы в режиме истинного цвета (24 бита на пиксель) и сменяются с частотой 25 кадров в секунду, запись содержит стереофонический звук. Остальные параметры для разных вариантов заданы в таблице. Оцените объём 1 минуты видеозаписи в мегабайтах (с точностью до десятых). Сколько минут такой записи поместится на стандартный CD-диск объёмом 700 Мбайт?
Дата добавления: 2019-11-16 ; просмотров: 1178 ; Мы поможем в написании вашей работы!