Hangkezelés

A hanghullám digitalizálása során a digitális hangrögzítő eszköz (hangkártya) bizonyos időközönként mintát vesz az analóg hanghullámból (analóg-digitális konverzió történik).

Minél nagyobb gyakorisággal történik a mintavétel (Hz) és minél nagyobb részletességgel történik egy jel leírása (bit), annál jobban fog hasonlítani a digitalizált hangminta az eredeti hangra. A megfelelő mintához a Nyquist-Shannon mintavételi elvnek kell teljesülnie: a mintavételezési frekvenciának nagyobbnak kell lennie, mint az analóg jel sávszélessége kétszeresének. Ez az oka például annak, hogy bár az egészséges fiatal emberi fül a 20 Hz – 20 000 Hz közötti frekvenciát hallja, a CD lemezen 44 100 Hz-en digitalizált hanghullámot tárolunk. Egy másodpercnyi CD minőségű hang tömörítés nélküli rögzítéséhez 44 100 Hz × 16 bit (2¹⁶= 65 536 jelszint, hangmagasság) × 2 hangcsatorna = 1 411 200 bit = 176 400 byte = 176,4 kilobyte szükséges, ami a mai, korszerű számítógépek számára nem okoz különösebb problémát.

A digitalizált, digitális formátumban tárolt hangot hangkártya, ill. a kártyára csatlakoztatott fejhallgatón, hangszórón keresztül játszhatjuk vissza a digitális-analóg konverzió után.

Egyes hangkártyák képesek szintetizátorhoz kapcsolódni ún. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) csatlakozón keresztül és a csatlakoztatott eszközt vezérelni, vagy szintetizátorként működni.

Gyakori mintavételezések, hangállományok minőségi adatai:

• Telefonvonal minőség: 11 kHz, 4 bit vagy 8 bit, monó;

• Szalagos magnó minőség: 22,05 kHz, 8 bit, monó (1 hangcsatorna) vagy sztereó (2 hangcsatorna);

• FM minőség: 22,05 kHz, 16 bit, sztereó (2 hangcsatorna);

• CD minőség: 44,1kHz, 16 bit, sztereó (2 hangcsatorna);

• Hifi minőség: 48kHz vagy 96kHz, 16 vagy 24 bit, sztereó (2 vagy több hangcsatorna);

A hangtömörítésnél alkalmazott elvek a következők:

• amit az emberi fül nem hall meg, illetve az átlagos lejátszó eszköz nem képes visszajátszani, azt felesleges tárolni (például a 16 ezer Hz feletti hanghullámokat);

• az emberi agy nem használ fel minden, a fül által hallott információt, így azt nem is kell tárolni (bár, hogy mikor mit „hall” meg az agy a fül által hallottakból, nagyon szubjektív és függ például az érzelmi állapottól);

• a hanghullámok bizonyos alakzatok szerint növekednek vagy csökkennek és a maximumról a minimumra nem egyik pillanatról a másikra térnek át;

• a sztereó hang két csatornája nem sokban különbözik egymástól, így elegendő a két csatorna eltéréseit tárolni;

• egymás után ismétlődő hangok esetében elegendő a hangot egyszer és azután csak az ismétlődések számát tárolni.

A hangszerkesztők fő szolgáltatásai:

• Hang rögzítése analóg vagy digitális forrásból (egyszerre akár több forrásból is);

• Több hangcsatorna kezelése egyszerre;

• Alapvető szerkesztési funkciók (másolás, törlés, kivágás, többszörözés, megfordítás stb.);

• Hangminőséggel kapcsolatos műveletek (zajszűrés, mintavételezési frekvencia változtatása stb.);

• Effektusok hozzáadása (visszhang, sebesség változtatása, hangmagasság változtatása, halkítás és erősítés stb.);

• Elemzés (a hanghullám elemzése, kimutatás készítése különböző szempontok szerint);

• Konvertálás hang- és fájlformátumok között és ezzel együtt tömörítés;

• A megnyitott, szerkesztett hanganyag lejátszása és tárolása;

Néhány ismertebb hangszerkesztő: Audacity, Creative Wave Studio, Nero Wave Editor, Sound Forge, WaveLab Pro.

A szintetizátoros dalszerkesztők fő szolgáltatásai:

• MIDI eszközök, szintetizátorok vezérlése;

• Általában 128 különböző típusú hangszer, illetve hangzás kezelése és akár 16 hangszer egyidejű megszólaltatása;

• Effektusok hozzáadása: visszhang, késleltetés stb.

• Felvétel szintetizátorról (akár kottába);

• A felvett zene szerkesztése és visszajátszása, továbbítása a MIDI eszközre;

• Mentés a számítógépre;

Ismertebb dalszerkesztők közé tartozik a Cakewalk és a Cubase.

Néhány gyakrabban előforduló hangállomány kiterjesztés:

• WAV (RIFF WAVE, Resource Interchange Format Wave): A Windows audióállomány egy fajtája, általában tömörítés nélkül tárolja a hangot (de támogatja a tömörített tárolást is); akár kettőnél több hangcsatorna is tárolható.

• MID (Musical Instrument Digital Interface): MIDI szabványnak megfelelő – szintetizátorok vezérlésére alkalmas – adatok tárolására fejlesztették ki; csak a hangmagasságot, ritmust és a lejátszandó hangszert tartalmazza, a hang megszólaltatása a MIDI hangeszköz feladata.

• MP3 (MPEG 1 vagy MPEG 2 Layer 3): Veszteséges tömörítési eljáráson alapuló, jellemzően zene tárolására használt formátum. A tömörített állomány az eredetinek akár tizede is lehet, a hang minőségromlása (átlagos minőségű lejátszó eszközökön) nem, vagy alig hallható.

• WMA (Windows Media Audio): A Microsoft zenei formátuma, veszteséges, vagy veszteség nélküli tömörítési algoritmust használ, tartalmaz beépített másolásvédelmi lehetőséget is.

• OGG (Ogg): Veszteséges tömörítési eljáráson alapuló, jellemzően zene tárolására használt formátum, azonban az MP3-mal ellentétben nem kell jogdíjat fizetni a használatáért.

• AC3 (Dolby Digital): A Dolby Laboratories által kifejlesztett veszteséges tömörítést használó formátum, akár 6 hangcsatorna tárolására.

7.8. Ellenőrző kérdések

1. Mi segítette elő a multimédiát támogató számítógépek megjelenését? [76]

2. Mit jelent a multimédia, milyen különböző értelmezései vannak? [76]

3. Mi a hipermédia és hogyan kapcsolódik a multimédiához? [77]

4. Mi az MPC specifikációk jelentősége? [77]

5. Milyen paraméterekkel rendelkezik egy mai multimédia személyi számítógép? [77]

6. Milyen bemenetei lehetnek a multimédia személyi számítógépnek? [78]

7. Milyen megjelenítő és feldolgozó eszközök állnak rendelkezésre multimédia állományok készítéséhez? [78]

8. Milyen kimenetei lehetnek a multimédia személyi számítógépnek? [78]

9. Mi a tömörítés célja és mi a különbség az adatvesztéses és adatvesztés nélküli tömörítés között? [79]

10.Milyen két csoportba oszthatók a képek és mik ezeknek a csoportoknak a jellemzői?

[79]

11. Milyen szolgáltatásokat nyújtanak a képszerkesztő programok? [80]

12. Melyek az elterjedtebb pixelgrafikus állókép formátumok és milyen pixelgrafikus képszerkesztőket ismer? [80]

13. Melyek az elterjedtebb vektorgrafikus állókép formátumok és milyen vektorgrafikus szerkesztőprogramokat ismer? [81]

14. Mi okoz nehézséget a digitális mozgóképek esetében? [81]

15.Miért van szükség tömörítésre mozgóképeknél és milyen alapvető eljárások léteznek erre? [81]

16.Mik a videószerkesztő és konvertáló programok fő szolgáltatásai? [82]

17.Mik a médialejátszók fő szolgáltatásai? [82]

18.Milyen elterjedtebb mozgókép formátumokat ismer és mik ezek fő jellemzői? [82]

19.Milyen elterjedtebb videószerkesztő, konvertáló és médialejátszó programokat ismer?

[83]

20.Mit jelent a hanghullám digitalizálása, az analóg-digitális, illetve a digitális-analóg konverzió? [83]

21.Sorolja fel a gyakori hang mintavételezések fő adatait! [83]

22.Melyek a hangtömörítésnél alkalmazott fő elvek? [83]

23.Milyen szolgáltatásokat nyújtanak a hangszerkesztők és milyen hangszerkesztőket ismer? [84]

24.Milyen szolgáltatásokat nyújtanak a szintetizátoros dalszerkesztők és milyen dalszerkesztőket ismer? [84]

25.Melyek a gyakran előforduló hangállományok és mi jellemző rájuk? [84]