Технология «стерео» была создана для того, чтобы сделать звучание воспроизводимой музыки более объёмным, создать эффект присутствия. Суть технологии заключается в том, что ансамбль или хор записывается с двух разнесённых друг от друга на какое-либо расстояние моно микрофонов на две синхронные дорожки. В магнитной ленте это были именно две магнитные дорожки, в грамзаписи стереоэффект достигался путём считывания неровностей канавки с каждой из её сторон, одна из сторон канавки при этом записывалась в противофазе, игла передавала колебания на две считывающие магнитные катушки. Старшее поколение ещё помнит, что стереопластинки нельзя было ставить на монопроигрыватели, они от этого портились.

При стереозаписи получается так, что на разных дорожках (каналах) одни и те же источники звука записаны с разной громкостью поскольку находятся на неодинаковом расстоянии от микрофонов. При воспроизведении этих дорожек в стереосистеме (две аудиоколонки на расстоянии друг от друга) возникает эффект объёмности и живого присутствия при исполнении.

Максимально этот эффект проявляется если записать в режиме стерео проезжающий вдоль микрофонов автомобиль. При проигрывании этого звука будет полное ощущение того, что автомобиль проехал вдоль аудиоколонок. Из этого напрямую следует простой вывод, что запись одного источника звука (сольный инструмент, исполнитель) в режиме стерео не будет иметь никакого смысла.

Квадрофоническое звучание, это тоже самое что и стерео, только уже с четырьмя каналами. Соответственно для воспроизведения такой записи нужна специальная квадрофоническая аппаратура.

Минусом стерео и квадро является то, что объем звукового файла, записанный в несжатом формате, увеличивается вдвое при стереозаписи и вчетверо при квадрозаписи.

к оглавлению

С появлением компьютеров появилась новая технология записи и воспроизведения цифрового звука. Суть её состоит в том, что любые колебания можно описать математически. Из школьного курса алгебры мы знаем, что график строится по точкам. Эти точки на графике и есть основа содержимого звукового цифрового файла. Точки записываются в последовательность, передающуюся на устройство, которое в соответствии с координатами подаёт электрический импульс заданной силы на динамик. Частота этих точечных импульсов такова, что мы не способны их отличить один от другого, и поэтому воспринимаем их как постоянный неразрывный звук. Это называется — частота дискретизации или частота квантования. Чем выше частота дискретизации, тем более широкий спектр сигнала может быть представлен в дискретном сигнале.

Как следует из теоремы В. А. Котельникова, для того, чтобы однозначно восстановить исходный сигнал, частота дискретизации должна более чем в два раза превышать наибольшую частоту в спектре сигнала.

Пример стереозвука в программе Adobe Audition

Данный фрагмент звуковой волны увеличен настолько, что можно видеть точки дискретизации. Длинна фрагмента занимает около 0,0016 секунды. Для большего понимания можно привести в качестве примера такой расчёт: допустим у нас есть запись длинной в одну секунду, в течение этой секунды на записи звучит нота «ля» (440 Гц), то есть за одну секунду динамик воспроизводящий эту запись совершит 440 колебаний. Наша запись цифровая и записана с частотой дискретизации 22000 Гц. Соответственно если 22000 разделить на 440, то мы узнаем, что каждое из 440 колебаний динамика описано 50 точками графика цифрового файла. На каждое колебание динамика придётся 50 электрических импульсов разной силы. На более высокие ноты придётся уже меньшее количество точек и на более низкие соответственно больше. Исходя из этого становится очевидно то, что при изменении частоты дискретизации звукового файла с большей на меньшую, потери будут происходить именно в высоких частотах. Такова приблизительная обобщённая модель цифрового звука.

к оглавлению

Суть аналоговой записи состоит в том, чтобы записать колебания звука на каком-либо определённом носителе. В случае с виниловыми или металлическими грампластинками это бороздка на диске, которая повторяет рисунок звуковой волны. Игла, двигаясь по такой бороздке, передаёт микро колебания в усиливающий приёмник, и далее эти уже усиленные колебания передаются на динамики, которые и создают колебания воздуха, воспринимаемые нами как звук. На магнитофонной ленте эти колебания сохраняются в виде разной степени намагниченности магнитного слоя ленты, который при движении через считывающую головку создаёт в ней магнитные колебания; они преобразуются в электрический импульс, и далее процесс идёт по той же схеме, что и с грампластинками — используется тот же принцип.

к оглавлению

Частоту и амплитуду звуковых колебаний можно отобразить на простейшем графике.

Пример построения графика (сонограммы) стереозвука в программе Adobe Audition

На сонограмме хорошо видно, что рисунок волны далёк от идеальной синусоиды, волна выглядит неравномерной. Все дело в том, что частоты воспроизводимые одним или несколькими источниками, достигая нашей барабанной перепонки или мембраны микрофона, складываются и образуют сложные колебания, которые наш мозг способен воспринимать как совокупность разных звуков.

Сложение двух волн с разной амплитудой колебания в одну

Такой вид графика очень удобен для оценки громкости сигнала, но оценить частотные характеристики практически невозможно. Для этого есть другой вид отображения звука — спектрограмма.

Пример отображения спектрограммы звука в аудиоредакторе Audacity

На данной иллюстрации фрагмент песни, который записан от одного человека. Разным цветом обозначается уровень громкости звучащих частот. Вертикаль — показывает высоту тона (слева видна шкала в килогерцах), горизонталь — время. Хорошо видны гармоники и обертоны. Так же хорошо виден широкополосный шум обозначенный голубым цветом. Поскольку на спектрограмме видно, что выше 10000 Гц отсутствует звук, можно сделать вывод, что эту часть спектра аппаратура не позволила зафиксировать.

к оглавлению

Громкость звука измеряется в децибелах dB. Децибел — единица измерения относительная, вычисляется в отношении некой постоянной. Например, она может вычисляться относительно порога слышимости звука. Эта постоянная на шкале отображается как 0 dB. К сожалению, единого стандарта для отображения уровня громкости звука на аппаратуре не существует. Поэтому на шкалах громкости могут быть взяты за точку отсчёта: порог слышимости звука человеческим ухом, оптимальная громкость для данного устройства (по субъективному мнению, самого производителя) или максимальная возможная громкость воспроизведения на данной аппаратуре. Поэтому, шкала может содержать и положительные, и отрицательные значения dB, либо только положительные или только отрицательные значения.

к оглавлению