Компьютерный практикум по дисциплине «Аудиотехника»

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

Факультет аудиовизуальной техники

Специальность — Аудиовизуальная техника

Направление подготовки — Радиотехника

Кафедра технической электроники

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему Компьютерный практикум по дисциплине «Аудиотехника»

студента Тиховской Екатерины Валерьевны

Работа допущена к защите в ГАК

Санкт-Петербург

ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения»

ЗАДАНИЕ

на выполнение выпускной квалификационной работы

1. Студент Тиховская Екатерина Валерьевна группа № 612

2. Руководитель __доцент КТЭ, к.т.н., доцент Тихонова Л.С.

3. Форма ВКР _____дипломная работа

4. Тема ВКР: Компьютерный практикум по дисциплине «Аудиотехника»

Тема утверждена приказом № _______ от ________

5. Исходные данные: Разработать лабораторную работу по дисциплине «Аудиотехника» на тему: «Обработка сигналов в канале звукового вещания», выполняемую в дисплейном классе КТЭ.

6. Содержание работы: Рукопись должна содержать обзорный раздел, исследование функциональных и технических возможностей звукового редактора, разработку методики проведения лабораторной работы, разработку методических и наглядных материалов для организации лабораторных занятий, разработку мероприятий по БЖД, ТЭО дипломной работы.

7. Содержание графической части: Презентация ВКР должна содержать: 1. Наглядные плакаты, иллюстрирующие результаты информационные и экспериментальных исследований 2. Плакат с алгоритмом выполнения лабораторной работы. 3. Плакат с ТЭО. 4. Оптимальный вариант конфигурации МПК для выполнения лабораторной работы

8. Консультанты (при дипломном проектировании) Дата выдачи задания 3 марта 2011

Календарный план

Студент ___________________________________

Руководитель работы ________________________

Реферат

В дипломной работе представлена разработка лабораторного практикума, предназначенного для использования при подготовке и выполнении лабораторной работы «Обработка сигналов в канале звукового вещания» по дисциплине «Аудиотехника».

Рукопись содержит 114 страниц, 47 рисунков, 10 таблиц и 15 библиографических наименований. Графическая часть содержит 15 слайдов электронной презентации.

1. Программа Adobe Audition 3.0

1.1 Принципы работы и редактирования

1.2 Описание пользовательского интерфейса

1.3 Функциональные возможности программы

2. Эскизное проектирование

2.1 Постановка задачи

2.2 Разработка структуры лабораторного практикума

3. Разработка учебно-практического пособия и лабораторной работы.

4. Разработка мероприятий по обеспечению безопасности жизнедеятельности при работе на ПК

4.1 Постановка задачи.

4.2 Анализ вредных и опасных факторов и особенности защиты от них

4.3 Санитарно-гигиенические условия труда

4.4 Требования к оборудованию рабочих мест

4.5 Защита от поражений электрическим током

4.6 Пожарная безопасность

4.7 Выводы

5. Технико-экономическое обоснование выбора конфигурации МПК для выполнения лабораторной работы.

5.1 Общие рекомендации по выбору ПК

5.2 Выбор варианта конфигурации и определение затрат на приобретение ПК

5.3 Выводы Заключение

Список использованных источников

Приложения

В канале звукового вещания сигнал подвергается множеству изменений: его усиливают или ослабляют (изменяют уровень), регулируют динамический диапазон, спектр и временную структуру, смешивают с другими сигналами, смещают по частоте (транспонируют), превращают из аналоговой формы в дискретную и обратно, уменьшают или увеличивают длительность звучания. Эти изменения производят как с целью решения художественных (творческих) задач, так и для приспособления параметров сигнала к свойствам электрических каналов и трактов. Основная обработка вещательных сигналов осуществляется в ТФП звукорежиссерами, однако значительную часть автоматических устройств обработки ЗВС устанавливают непосредственно в каналах связи и на входе радиопередатчиков. Это связано с тем, что большинство каналов не рассчитаны на передачу вещательного сигнала с его естественным динамическим диапазоном. Кроме того, в каналах ЗВ используются системы шумопонижения, компенсирующие шумы канала, системы громкостного регулирования, позволяющие выровнять громкость ЗВС, обладающих одинаковым пиковым уровнем, но разной мощностью (проблема «речь-музыка»).

Целью дипломной работы является разработка лабораторного практикума по дисциплине «Аудиотехника», предназначенного для изучения теоретических вопросов и приобретения практических навыков оценки результатов обработки сигнала в канале звукового вещания.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— провести анализ современных устройств обработки звуковых сигналов;

— провести анализ влияния работы авторегуляторов на свойства звуковых сигналов;

— провести анализ влияния работы устройств динамической обработки сигналов;

— провести анализ влияния работы шумоподавителей;

— отобрать и изучить работу отобранного программного обеспечения;

— разработать структуру лабораторного практикума;

— составить раздел «Общие теоретические сведения»;

— разработать методику проведения экспериментов и методические указания по их выполнению (раздел практикума «Экспериментальные исследования»);

— разработать другие основные элементы пособия;

— разработать и выполнить электронную презентацию вводной части лабораторной работы, проводимой преподавателем перед началом работы;

— разработать оптимальную конфигурацию рабочего места пользователя мультимедийного ПК, выполняющего лабораторную работу.

1. Программа Adobe Audition 3.0

1.1 Принципы работы и редактирования

Методы редактирования

Adobe Audition 3.0 работает с оцифрованным звуком. Поэтому входные аналоговые звуковые сигналы должны быть предварительно преобразованы в цифровой вид или сэмплированы с помощью АЦП. Полученная в результате сэмплирования волновая форма, или сэмпл, хранится на жестком диске в файле, чаще всего — с расширением. wav. При последующем мультитрековом монтаже такие WAV-файлы служат элементарными блоками, с помощью которых может быть построена любая звуковая композиция.

При редактировании музыкальных фрагментов используются в основном два подхода — деструктивное и недеструктивное редактирование.

При деструктивном методе преобразования (вырезание, вставка, обработка эффектом и т. д.) применяются непосредственно к исходному WAV-файлу, так что изменяются сами первоначальные звуковые данные, в то время как недеструктивное редактирование подразумевает, что исходный файл на диске фактически не изменяется. Вместо этого каждая операция редактирования сохраняется как команда, которую нужно выполнить при воспроизведении волновой формы.

В Adobe Audition используется как деструктивное, так и недеструктивное редактирование.

Деструктивное редактирование не будет применено непосредственно к исходной волновой форме до тех пор, пока файл не будет окончательно сохранен на диске. Такой метод называется отсроченным деструктивным редактированием. Для реализации этого метода программа создает копию открытого WAV-файла и помещает ее во временный каталог. При редактировании используется именно эта копия. Исходный файл остается неизменным до тех пор, пока не будет выполнена команда меню File^Save и внесенные при редактировании изменения не будут записаны в исходный файл.

Поскольку весь редактируемый в Adobe Audition материал хранится во временных файлах-копиях, при сбое ПК и перезагрузке системы редактирование может быть продолжено с того места, в котором оно было прервано. Такой подход позволяет защитить рабочий материал от искажения, повреждения или потери.

Три режима работы программы Adobe Audition

В Adobe Audition существуют два принципиально различных режима работы — редактирование отдельных волновых форм и совместное мультитрековое редактирование совокупности волновых форм. Для каждого из этих режимов предусмотрены свой набор команд меню и собственное рабочее пространство (Workspace) в окне программы — Edit (Правка) и Multitrack (Мультитрек). Существует также третий режим работы программы — запись на оптический диск, который функционирует в рабочем пространстве CD. Для реализации этих режимов в пакете Adobe Audition фактически используются три различные программы, объединенные в единый функциональный комплекс.

Операции простого редактирования (подобные вырезанию, вставке или обработке эффектами), выполняемые в режиме Edit, являются деструктивными, и когда отредактированный файл сохраняется, изменения вносятся непосредственно в исходную волновую форму.

Операции редактора Multitrack (такие, как перенос, состыковка волновых форм, изменение громкости, панорамирование, задание параметров эффектов реального времени) являются недеструктивными.

При отсроченном деструктивном редактировании в Adobe Audition можно использовать функцию многократной отмены операций Edit^ Undo (Правка^ Отмена). Если необходимо вернуть результат выполненной, а затем отмененной операции, можно воспользоваться командой меню Edit^Redo (Правка ^ Откат).

1.2 Описание пользовательского интерфейса программы

В окне программы Adobe Audition 3.0 могут отображаться три различных варианта пользовательского интерфейса. Каждый из этих интерфейсов главного окна Adobe Audition, которые принято называть рабочим пространством, оптимизирован для решения определенного круга задач при работе с аудио-файлами.

· Рабочее пространство Edit предназначено для редактирования и монтажа одиночных волновых форм цифровых аудиофайлов, которые оптимизируются для хранения на жестком или оптическом диске, а также для передачи по радиотрансляционной линии или Интернету.

· Рабочее пространство Multitrack предназначено для организации работы с волновыми формами сразу нескольких аудиофайлов, которые сводятся в единую композицию. В результате многоканального сведения получается единое сложное произведение или звуковая дорожка для видео, включающая отредактированные в режиме Edit фрагменты.

· Рабочее пространство CD оптимизировано для отбора и компоновки отредактированных аудиофайлов с их последующей записью на оптический диск.

Рабочее пространство открывается в окне программы либо после выбора соответствующей команды меню Window^Workspace^Edit View, Window^Workspace, Multitrack View или Window^Workspace^CD View, либо после щелчка на соответствующей кнопке панели инструментов, либо после выбора требуемого значения в раскрывающемся списке Workspace.

Для переключения между рабочими пространствами также может использоваться клавиша <F12>.

Редактор (Edit)

Вид редактора одиночных аудиофайлов Adobe Audition (view edit) — это целая фабрика по переработке звуков с обширнейшим набором инструментов для этого. Окно Adobe Audition 3.0 с рабочим пространством Edit представлено на рис. 1. Элементы окна Edit размещены в трех основных зонах:

1. Строка меню, панель инструментов и панель ярлыков обеспечивают доступ к инструментальным средствам управления и контроля программы.

2. Фрейм по умолчанию объединяет панели Effects (Эффекты), Files (Файлы) и Favorites (Избранное).

3. В остальной области окна размещаются плавающие панели различного назначения, которые при необходимости можно закрыть или переместить в любое желаемое место окна программы.

Строка заголовка

Строка заголовка расположена вдоль верхней границы окна. Она предназначена для идентификации файлов или сессии и содержит заголовок с именем программы и названием открытого файла (сессии). Различные панели окна программы также содержат формальную строку заголовка. Строку заголовка можно использовать для перетаскивания окна или панели. В этой строке расположены кнопки управления окном или панелью, а также кнопка раскрытия меню окна. Кнопка раскрытия меню окна расположена у левой кромки строки заголовка. С ее помощью открывается меню окна. Меню окна позволяет использовать мышь или клавиатуру для манипуляций окном и заменяет функции кнопок управления окном, расположенных у правой кромки строки заголовка. Дважды щелкнув на строке заголовка, можно закрыть программу без сохранения текущего состояния проекта.

Строка состояния

В строке состояния отображаются различные сведения о режимах и значениях параметров обрабатываемого фрагмента аудио. Для отображения строки состояния в окне программы выберите команду меню View^Status Ban^Show (Просмотр^Строка состояния^Показать).

В строке состояния отображается информация о текущем состоянии программы и выполняемых операциях, а также краткая справка о параметрах обрабатываемой волновой формы и файла.

Data Under Cursor (Данные под курсором). В этом поле отображаются канал (для волновой формы стерео — левый или правый), амплитуда сигнала (в децибелах) и время от начала воспроизведения аудио-файла в формате часы’минуты’секунды' сотые секунды. Когда указатель мыши перемещается вдоль волновой формы, эти данные динамически изменяются.

Sample Format (Формат сэмпла). Здесь отображаются параметры сэмпла для загруженной в настоящее время волновой формы — частота и разрядность дискретизации, а также число каналов (моно или стерео).

File Size (Размер файла). В этом поле отображается информация о размере (в мегабайтах) активного файла или сессии.

File Size (time) (Размер файла (время)). Здесь отображается продолжительность текущей волновой формы или сессии, выраженная в единицах времени.

Free Space (Свободное место). В режимах Edit и Multitrack в этом поле отображается объем (в мегаили гигабайтах) свободного дискового пространства на жестком диске. В режиме CD здесь отображается свободное время на дорожке оптического диска с учетом выбранного типа диска (74 min CD или 80 min CD).

Free Space (time) (Свободное место (время)). Здесь/в режимах Edit и Multi-track отображается свободное время (в формате минуты, секунды и тысячные секунды), которое остается на жестком или оптическом диске после завершения обработки выбранной текущей звуковой записи. Если статистика приводится для оптического диска, то учитывается тип диска (74 min CD или 80 min CD).

Keyboard Modifiers (Модификаторы клавиатуры). Здесь отображается текущее состояние клавиш клавиатуры —, и .

SMPTE/MTC Slave Stability (Вторичный SMPTE/MTC стабилен). Здесь указывается устойчивость поступающего SMPTE/MTC-кода таймера по сравнению с внутренними часами Adobe Audition.

Display Mode (Режим отображения). Здесь указывается текущее состояние просмотра, выбранное на главной панели Main: Waveform, Spectral Frequency, Spectral Pan или Spectral Phase Display — в режиме Edit; Timeline — в режиме Multitrack; CD List — в режиме CD.

Строка меню и полосы прокрутки

· С помощью команд строки меню в редакторе можно выполнить любые операции. Щелкнув мышью на названии меню, можно раскрыть список его подменю и команд. Список разворачивается вертикально. Команды могут содержать дополнительные режимы, а подменю (вложенные, подчиненные меню) — команды. Списки дополнительных режимов или команд подменю раскрываются после щелчка на значке >, расположенном справа от команды или подменю.

· В программе Adobe Audition 3.0 рабочее пространство Edit содержит следующий набор меню: File (Файл), Edit (Правка), View (Просмотр), Effects (Эффекты), Generate (Генерация), Favorites (Избранное), Options (Параметры), Window (Окно) и Help (Справка).

· Рабочее пространство Multitrack содержит дополнительные меню Clip (Клип) и Insert (Вставка), но при этом меню Generate и Favorites в нем отсутствуют.

· Команды меню или подменю могут быть выбраны с помощью мыши или комбинации быстрых клавиш, указанных возле некоторых команд меню. В пределах меню для выделения команд и подменю могут использоваться клавиши управления курсором, а для выбора команды — клавиша <Enter>.

· Недоступные в данный момент команды затенены и не могут использоваться.

Полосы прокрутки

Вертикальная и горизонтальная полосы прокрутки позволяют просмотреть все элементы окна или рабочей области, расширяя, таким образом, возможности просмотра графиков, содержимого папок и т. п.

Панель инструментов в режиме Edit

Панель инструментов обеспечивает быстрый доступ к инструментальным сpeдствам и функциям программы в рабочих пространствах Edit, Multitrack и CD. По умолчанию панель инструментов располагаются под строкой меню. Вместе с тем ею можно манипулировать так же, как любой другой панелью. Для вывода панели инструментов на экран выберите команду меню Window^Tools.

Панель инструментов позволяет выполнять такие общие задачи, как выбор фрагмента волновой формы или частотного спектра, редактирование фрагмента и т. д. Для выбора требуемого инструмента достаточно навести на него указатель мыши и щелкнуть левой кнопкой. Все кнопки панели инструментов снабжены всплывающими подсказками, появляющимися при наведении указателя мыши на кнопку и удержании его над ней некоторое время.

В режиме Edit на панели инструментов содержатся три именованные кнопки выбора рабочих пространств, а также несколько других кнопок и элементов, рассмотренных ниже.

¦ Группа из четырех кнопок (см. рисунок 2)

Позволяет открыть на панели Main аудиофайл в представлении волновой формы либо частотного, панорамного или фазового спектра.

¦ Список Workspace

Позволяет выбрать один из трех основных режимов работы программы или же именованное модифицированное рабочее пространство, предназначенное для проведения отдельных работ. Доступны следующие варианты:

— Frequency Space Editing (Редактирование частотного интервала) Используется рабочее пространство Edit, но на главной панели Main отображается спектральная диаграмма.

— Mastering And Analysis (Мастеринг и анализ)

В рабочем пространстве Edit на главную панель Main выводятся панели анализа частоты и фазы.

— Maximum Session (Dual Monitor) (Максимальная сессия (два монитора))

Используется рабочее пространство Multitrack, настроенное для работы с двумя мониторами. На первый монитор выводятся содержимое панели Main и органайзер, а на второй — остальные панели. Этот режим обеспечивает максимальный обзор волновых форм треков на панели Main.

— Maximum Waveform Editing (Dual Monitor) (Максимальная правка волновой формы (Два монитора))

Используется рабочее пространство Edit, настроенное для работы с двумя мониторами. На первый монитор выводятся панель Main и органайзер, а на второй — остальные панели. Этот режим обеспечивает максимальный обзор волновых форм на панели Main.

— Session Mixing (Микширование сессии)

Используется рабочее пространство Multitrack, в которое добавляется панель Mixer.

— Video+Audio Session (Сессия видeо+аудио)

Используется рабочее пространство Multitrack, в которое добавляется панель Video.

* Для того чтобы вернуть рабочему пространству вид принятый по умолчанию, выберите в списке Workspace (Рабочее пространство) значение Reset Current Workspace (Сброс текущего рабочего пространства). Это очень важная команда, позволяющая вернуть экран редактора в исходное состояние.

¦ Кнопка Time Selection Tool

После щелчка на ней отображается маркер выделения. Если при нажатой левой кнопке мыши перетащить этот маркер по волновой форме, то на шкале времени будет выделен фрагмент. Перетаскивая маркер, можно расширять или сужать выделенную область.

¦ Кнопка Scrub tool

Термин scrubbing (захват) происходит от названия процесса ручного прокручивания магнитофонной ленты при воспроизведении аналогового аудио. При медленном перетаскивании этого инструмента вперед или назад по захваченной волновой форме соответствующий фрагмент медленно воспроизводится. Скорость воспроизведения при этом повышается от очень низкой до нормальной. Воспроизведение завершится, как только вы отпустите кнопку мыши.

¦ При работе с аудио-файлом в представлении частотного спектра к отмеченным выше инструментам добавляются следующие инструменты:

— Marquee Selection Tool (Прямоугольное выделение),

— Lasso Selection Tool (Выделение лассо),

— Effects Paintbrush (Эффект кисти),

— Spot Healing Brush (Кисть для восстановления участка).

После щелчка на любой из первых трех кнопок включается механизм захвата области, ограниченной как по частоте, так и по времени. Перетаскивая мышь маркер соответствующего инструмента, вы можете выделить относительно узкий или широкий, прямоугольный или произвольный фрагмент аудио-программы.

Выделенная таким образом область может использоваться в различных целяхдля восстановления фонограммы, коррекции отдельных фрагментов, добавления эффектов и использования в других клипах.

В частности, если выделен артефакт, представляющий помеху, или несколько частот, на которых прослушиваются искажения, достаточно нажать клавишу <Del>, и фрагмент будет удален. В данном случае имитируется работа режекторного фильтра, с помощью которого удаляется фрагмент в очень узкой области частот.

На выделенную область распространяются все правила редактирования. Вы можете воздействовать эффектом или применить к ней какую-либо типовую обработку. Выделенный участок можно также скопировать в отдельный файл для последующей обработки.

Интересен также инструмент Spot Healing Brush (Кисть для восстановления участка). Это средство предназначено для коррекции очень незначительных по ширине участков фонограммы, на которой вы обнаружили артефакты — щелчки, хлопки, замирания и т. д.

После щелчка на кнопке Spot Healing Brush поместите маркер этого инструмента на редактируемое место и просто щелкните на нем мышью. Место щелчка будет обработано по специальному алгоритму, учитывающему специфику графического отображения, соответствующего окружающему аудио. Корректируемое место заменяется фрагментом с усредненными параметрами.

Ярлыки на панели инструментов

Для редактора Edit определены группы ярлыков, представленные на рисунках 3−8.

Редактор Мультитрек (Multitrack)

Редактор Multitrack — очень важная и интересная составляющая пакета программы. Мультитрековый редактор позволяет создать конечный продукт высокого качества, в состав которого могут входить музыка, речь и видеоклипы. Эта программа будет весьма полезна и любителям видеозаписи, и тем, кто занят озвучиванием своих проектов. Ведь с помощью редактора Multitrack можно смонтировать звуковой ряд для фильма или объединить несколько самых разных аудиоклипов, предварительно отредактировав их и снабдив специальными эффектами.

Мультитрековый режим более объемный и функциональный, чем режим редактирования. Редактирование в мультитреке может происходить одновременно с несколькими аудиофайлами, располагающимися в одной сессии, находящихся на разных дорожках (треках). Сессия — это некое пространство, где во времени, как по сценарию, выстраиваются (развиваются) аудиособытия (аудиофайлы или звуковые события в этих файлах), которые проигрываются в местах прохождения курсора воспроизведения. Окно Adobe Audition 3.0 с рабочим пространством Multitrack представлено на рисунке 9.

В мультитрековом режиме в редакторе на различных треках можно разместить практически любое число блоков. Благодаря этой возможности в блоки можно вносить редакторские правки поочередно в обоих режимах, Edit и Multitrack. Клипы, включающие один или не сколько блоков, можно одновременно воспроизводить, а также объединять в один микс для выполнения мастеринга и записи на диск.

Микс (Mix) — это готовая композиция, получившаяся в результате смешения звучания нескольких обычных сэмплов.

Мастеринг— термин, применяемый для обозначения процесса финализации обработанных аудиофайлов, т. е. выполнения ряда специальных действий с целью получения аудиопродукта профессионального качества. В результате мастеринга создается мастер-копия компакт-диска для последующей записи и тиражирования.

В мультитрековом режиме наряду со звуковыми файлами в работе можно использовать MIDI-файлы и видеофайлы формата AVI. В этом режиме широко используется микширование (смешивание) каналов. Процесс микширования включает в себя объединение всех аудиоклипов, размещенных на треках, в один файл. В дальнейшем микс для стереоканалов можно либо направить на запись, либо переслать по нескольким шинам вывода. Для этого предусмотрены такие средства, как микшер и коммутаторы.

В режиме Multitrack можно редактировать, добавлять в треки и убирать с них блоки, а программа постоянно будет отслеживать изменения, происходящие в ходе многоканальной сессии (например, перемещения или удаления блока, изменения громкости). Как только что-либо будет изменено, Adobe Audition немедленно обработает эти изменения, внеся необходимые коррективы в микс, поступающий на выход программы (например, в ЦАП звуковой карты). Все эти изменения выполняются программой в фоновом режиме, т. е. программа обеспечивает фоновое микширование треков. Adobe Audition 3.0 содержит микшер с низким значением задержки и позволяет микшировать до 128 треков.

Панель инструментов в режиме Multitrack.

На панели инструментов Multitrack, кроме кнопок инструментов Time Selection tool и Scrub tool, содержатся следующие дополнительные инструменты.

¦ Кнопка Hybrid Tool (Гибридный инструмент). C помощью этого инструмента, как и с помощью Time Selection tool, можно выделять отдельные области, а также изменять положение клипов.

¦ Кнопка Move/copy Clip tool (Инструмент пересылки/копирования клипа). Этот универсальный инструмент действуем следующим образом. Наведите маркер инструмента на клип. После нажатия левой кнопки мыши клип выделяется, а затем перетаскивается на любой трек. Если вы желаете размножить клип, перетащите его правой кнопкой мыши в нужное место, и всплывет контекстное меню с командами Copy Reference Here (Поместить в это место ссылку на копию), Copy Unique Here (Поместить в это место соответствующую копию), Move Clip Here (Изменить положение клипа) и Cancel (Отменить действие).

Панель ярлыков

На панели ярлыков содержатся кнопки-значки, предназначенные для быстрого доступа ко всем основным и часто используемым функциям и эффектам редактора. Кнопки дублируют многие инструменты и команды меню и предназначены исключительно для повышения удобства и скорости работы с программой. Кнопки панели ярлыков, как и кнопки панели инструментов, снабжены всплывающими подсказками, для отображения которых достаточно на непродолжительное время поместить указатель мыши на интересующую кнопку.

Для отображения панели ярлыков в окне программы выполните команду меню View^Shortcut Bur^Show. Для помещения на панель ярлыков тех или иных групп или отдельных кнопок выберите команду меню View^Shortcut Bur^Groups. В нижней секции открывшегося меню представлены группы кнопок. С помощью кнопки > для группы открывается меню, в котором будут перечислены входящие в нее ярлыки.

Панель File (или браузер файлов) в окне редактора Multitrack совершенно аналогична такой же панели в окне редактора Edit. Панели Effects и Favorites также не требуют повторного обсуждения. Окно редактора Multitrack отличается от окна редактора Edit следующим.

¦ В строке меню имеется новое меню Clip, но отсутствует меню Favorites.

¦ На панели инструментов отсутствуют кнопки отображения волновой формы на дисплее в виде волны и спектра, а также нет кнопок инструментов работы со спектром — Marquee Selection Tool (Прямоугольное выделение), Lasso Selection Tool (Выделение лассо), Effects Paintbrush (Эффект кисти) и Spot Healing Brush (Кисть для восстановления участка).

¦ На панели инструментов присутствуют кнопки для работы с клипами — Hybrid Tool (Гибридный инструмент) и Move/copy Clip tool (Инструмент пересылки/копирования клипа).

Назначение кнопок панели ярлыков в окне редактора Multitrack

View Toggle (Переключение из окна одного редактора в другой)

· Edit View;

· Multitrack View;

· CD View

Tools

· Hybrid tool (Инструменты выделения областей и изменения положения клипа);

· Time Selection tool (выделение во времени);

· Move/copy Clip Tool (универсальный инструмент пересылки и копирования клипа);

· Scribe Tool (захват фрагмента клипа)

File

· Create a New Session file (Создание нового файла сессии);

· Open a Session file (открытие уже созданного файла сессии из списка);

· Import a media file (ввод видеофайлов в сессию и синхронизация);

· Export a Mix Down (передача в папку на носителе смешанных аудиофайлов в выбранном формате);

· Save Session (внесение изменений в файл уже созданной сессии);

· Save Session As (сохранение файла новой сессии на диске под своим именем).

Edit

· Undo last action (Возврат к последней выполненной операции);

· Copy clip (копирование клипа);

· Cut (вырезание фрагмента);

· Paste (вставка из буфера обмена) ;

· Adjust waveform boundaries to selection (вырезание из волновой формы выделенного фрагмента);

· Snap to clips (привязка клипа к началу или концу клипа);

· Snap to Loop Endpoints (привязка клипа к началу или концу петли);

· Snap to Markers (привязка линии выделения к маркерам);

· Snap to Ruler divisions (привязка к линии координатной сетки);

· Add current selection to Marker List (добавление текущего выделенного фрагмента в список панели Markers).

Clip

· Reveal source file to Bridge (Демонстрация исходного файла в программе Bridge);

· Mute clip (отключение громкости клипа);

· Split clip at cursor (подрезка клипа в месте установки курсора);

· Trim to selection (удаление невыделенной части клипа);

· Crossfade selected clips (построение огибающей автоматизации громкости с возрастанием или затуханием в выделенной части клипа);

· Punch In recording (вырезание части клипа по границе выделения и запись в выделенную область);

· Lock Clip in time (временное блокирование клипа);

· Group/Ungroup clips (группирование клипов для совместной работы и разгруппирование клипов).

View

· Show Clip Volume Envelopes (Отображение огибающей автоматизации напряжения клипа);

· Show Clip Pan Envelopes (отображение огибающей автоматизации панорамирований клипа);

· Edit Clip Envelopes (редактирование огибающей автоматизации клипа);

· Hide All Automation Lanes (сокрытие всех дорожек автоматизации);

· Clip Edges Dragging toggle (отображение элемента-значка для растаскивания краев клипа);

· Clip Time Stretching toggle (отображение элемента-значка для растяжения волновой формы во времени).

Options

· Preferences (Вывод панели установки параметров окна Edit и Multitrack);

· Audio Hardware Setup (вывод панели установки параметров устройств ввода-вывода);

· SMTPE Slave Enable toggle.

Панель Mixer

Панель Mixer открывается щелчком на корешке вкладки Mixer главной панели, нажатием комбинации клавиш или выбором команды меню Windows^Mixer (рисунок10).

Панель Mixer представляет собой альтернативу панели Main для просмотра настроек, записи аудиотрека, регулировки громкости, панорамы и эффектов, а также подключения к портам ввода вывода данных аудио и MIDI, открытым в сессии. Аудиосигналы могут быть пересланы для смешивания на мастер-шину или другие шины, выбранные в сессии.

1.3 Функциональные возможности программы редактора Adobe Audition 3.0

Перетаскивая файлы из браузера в окно аранжировки (мультитрека), мы можем редактировать их. На каждой дорожке сразу есть огибающая звука (вверху) и панорамы (посередине), соответственно — Volume Envelope и Pan Envelope. Приятно то, что для каждой дорожки можно устанавливать отдельное устройство вывода (если в системе несколько звуковых плат), а также назначать выход на групповой канал (Bus). Для каждой дорожки установлены четыре основных вида (рисунке11).

Слева направо: Inputs and outputs, он установлен по умолчанию, в этом режиме выбираются настройки входа и выхода дорожки. Effects — это режим эффектов «в разрыв». Sends — режим эффектов посыла. В этом режиме эффект должен быть установлен на каком-то из групповых каналов. EQ — режим эквалайзера.

Возможность импорта видео

Adobe Audition присутствует возможность импорта видео файлов с целью выделения и редактирования их звуковой дорожки до возможности после этого экспорта полученного материала обратно в исходный формат.

Возможность записывать собственные CD-Audio проекты.

Помимо основных видов Edit и Multitrack, в Adobe Audition существует вид CD, в котором по окончании записи и сведении звукового материала возможна запись на Audio-CD, не выходя за пределы Adobe Audition.

Возможность создания аудио в формате Dolby Digital 5.1.

В Adobe Audition существует возможность сводить аудиопроекты в формате Dolby Digital 5.1. Благодаря этой возможности можно создавать саундтреки к фильмам.

Программа также поддерживает DirectX и VST плагины. Настройка директорий и активация плагинов находятся во вкладке Effects на панели инструментов.

При очень высокой степени приближения появляется возможность редактировать волну с определенной точностью (рисунок 12).

Mastering rack удобен тем, что здесь можно загрузить несколько эффектов, в реальном времени корректировать их и одновременно прослушивать. А затем применить получившийся результат.

Мощная поддержка звуковых форматов, отличное качество обработки звука, большое количество функций, 128 дорожек в многоканальном режиме — возможности ставят Audition на один уровень со многими громкими именами в области обработки аудио, например программными пакетами Steinberg Wavelab и Sony SoundForge.

2. Эскизное проектирование

2.1 Постановка задачи

Целью работы является разработка лабораторного практикума для проведения лабораторной работы «Обработка сигналов в канале звукового вещания», выполняемой в рамках изучения дисциплины «Аудиотехника».

В ходе выполнения работы студенты должны ознакомиться с методами и методиками оценки качества передачи звуковых сигналов различными устройствами обработки сигналов, конфигурацией мультимедийного комплекса для осуществления цифровой обработки аудиосигналов: составом встроенных и внешних устройств, а также требуемым программным обеспечением.

Для практического воплощения в дисплейном классе кафедры технической электроники (КТЭ) разрабатываемой лабораторной работы необходимо разработать, изготовить или издать следующие материалы:

— наглядные материалы для иллюстрации вводной части работы, проводимой преподавателем;

— учебное пособие для предоставления студентам возможности самостоятельного детального изучения теоретических сведений, необходимых для проведения экспериментов в рамках аудиторных занятий;

— методические указания по выполнению лабораторной работы.

Разработка рекомендаций по конкретному аппаратно-программному оснащению дисплейного класса КТЭ будет выделена в отдельный раздел рукописи.

2.2 Разработка структуры лабораторного практикума

Ниже приводятся материалы, составляющие содержание лабораторного практикума:

Предисловие

Общие теоретические сведения

1. Обработка сигнала в канале звукового вещания

1.1. Задачи динамической обработки

1.2. Задача авторегулирования уровня

2. Влияние работы авторегуляторов на свойства звуковых сигналов

3. Устройства динамической обработки сигналов

4. Системы шумоподавления

5. Развитие методов обработки

Экспериментальные исследования

1. Цель работы

2. Задание для подготовки к работе

3. Описание рабочего места

4. Методические рекомендации

5. Порядок выполнения лабораторной работы Контрольные вопросы Литература

3. Разработка учебно-практического пособия и лабораторной работы

Предисловие

Учебно-практическое пособие содержит общие теоретические сведения о методологии, методах и методиках оценки качества передачи звуковых сигналов, а также методические указания к лабораторной работе на тему «Обработка сигналов в канале звукового вещания». Пособие предназначено для студентов всех форм обучения специальности «Аудиовизуальная техника» и направления «Радиотехника», изучающих дисциплину «Аудиотехника».

В ходе изучения теоретических сведений и выполнения лабораторного практикума студенты должны ознакомиться с аппаратно-программным обеспечением мультимедийного ПК (МПК), изучить основы и приобрести навыки создания, записи и сохранения звуковых файлов, простейшего и профессионального редактирования фонограмм с помощью программы-редактора Adobe Audition 3.0.

Для проведения лабораторной работы используется дисплейный класс и компьютеризированные лаборатории кафедры технической электроники, содержащие несколько МПК, объединенных локальными сетями, а также настенные красочные материалы для проведения вводной части практикума.

Общие теоретические сведения

Развитие компьютерных технологий на современном этапе достигло высокого уровня. Это касается не только мощностей, производительности и функциональных возможностей персональных компьютеров, но также периферийных устройств и программного оснащения, предназначенных, в частности, для работы с аудиосигналами. Эксплуатация ПК в области формирования, преобразования и обработки аудиосигналов, редактирования и монтажа фонограмм открывает колоссальные возможности для профессиональной деятельности аудиоинженеров и творческих работников.

Задачей обработки звукового вещательного сигнала в трактах формирования программ художественного вещания является создание у слушателя звукового образа, соответствующего восприятию его при непосредственном слушании; в каналах информационного вещания и массового оповещения получение максимальной разборчивости на фоне шумов и помех (акустических в месте слушания и электрических в канале передачи).

В процессе обработки корректируются (искажаются) временные параметры сигнала (эквивалентное время реверберации), спектральный состав, динамический диапазон уровней, а также вводятся спецэффекты.

Временные параметры корректируются для создания естественной акустической обстановки за счет изменения времени реверберации.

Оптимизация АЧХ необходима:

— для улучшения разборчивости;

— введения эффекта присутствия (или отсутствия) исполнителя — за счет локального подъема или завала группы частот;

— повышения эмоциональности звучания музыкальных инструментов, групп инструментов;

— реставрации, устранения шумов и помех.

Введение

спецэффектов необходимо:

— для согласования времени воспроизведения без изменения тональности и изменения тональности без изменения времени воспроизведения, при сведении многодорожечной записи разных инструментальных групп, входящих в большой симфонический оркестр;

— введения преднамеренных нелинейных искажений, повышающих эмоциональное напряжение исполнения.

Основной задачей обработки ЗВС звукорежиссером является необходимость уменьшения динамического диапазона уровней, так как максимальный разрешенный акустический уровень воспроизведения в бытовых помещениях составляет 96 дБ, а реальный уровень шумов 50… 60 дБ. Поэтому для передачи сигнала с динамическим диапазоном уровней 60 дБ (симфонический оркестр) остается около 40 дБ.

Так как по всем органам чувств человека восприятие раздражителя дифференциально, то он реагирует, в основном, не на сам сигнал, а на его изменение. Следовательно, для сохранения эмоциональной информативности сигнала необходимо сохранять перепады уровня с градациями около 10 дБ, что соответствует шести градациям изменения громкости — от очень-очень тихо до очень-очень громко. С учетом этого при условии сохранения перепадов уровня абсолютная величина динамического диапазона уровней сигнала вещания может быть снижена. Звукорежиссер вручную, на пульте, должен провести оптимизацию параметров ЗВС: частотной характеристики, уровня, ввести спецэффекты для каждого из источников звука, сводимого им в один сигнал. Осуществляется это по показаниям измерителя уровня (ИУ) и с использованием регуляторов уровня, частотных корректоров и устройств спецэффектов.

Время реакции звукорежиссера на изменение уровня составляет 1,5…2 с, сюда входят: время срабатывания ИУ (200 мс) и время принятия решения и регулирования самим звукорежиссером. В результате погрешность регулирования доходит до ±4 дБ, а допуск па превышение уровня на входе МКЗВ — составляет 1 дБ. Поэтому, кроме ручной обработки ЗВС, всегда производится автоматическая.

В процессе передачи ЗВС по каналу передачи, включающему ТПРП и ТВРП, сигнал подвергается многократной обработке с целью согласования его свойств, с пропускной способностью тракта или его отдельных звеньев. Общим требованием к такой обработке является отсутствие заметности изменений сигнала для слушателя.

1. Обработка сигналов в канале звукового вещания

1.1. Задачи динамической обработки

Динамическая обработка, связанная с изменением динамического диапазона сигналов, реализуется, как правило, автоматическими регуляторами уровня (АРУР). В результате динамической обработки весь диапазон уровней ЗВС должен оказаться в пределах, установленных нормами и правилами технической эксплуатации (ПТЭ). Минимальные уровни сигнала должны быть существенно (на 10…20 дБ) выше уровня помех канала, максимальные не должны превышать значения, при которых недопустимо возрастают нелинейные искажения, начинается перемодуляция передатчиков.

Для уменьшения нелинейных искажений необходимо увеличивать запас по мощности усилительных и радиопередающих устройств (примерно на 6 дБ), вводить цепи, компенсирующие нелинейные искажения. В цифровых устройствах следует вводить запас уровней квантования, чтобы неискаженно передавать кратковременные пики уровней, которые могут вызвать перегрузку АЦП и, следовательно, создать заметные нелинейные искажения. Указанные причины приводят к необходимости уменьшать динамический диапазон сигналов, хотя это ухудшает художественное качество формируемых программ. Некоторые ограничения на динамический диапазон воспроизводимых сигналов также накладывают условия домашнего прослушивания.

Уменьшение динамического диапазона ЗВС приводит к возрастанию его средней мощности и, как следствие, среднего коэффициента модуляции передатчика. Это увеличивает радиус зоны обслуживания передатчика при соответствующем возрастании его энергопотребления.

По критерию инерционности срабатывания автоматические регуляторы уровня разделяются на безынерционные (мгновенного действия) и инерционные (приборы с изменяющимся коэффициентом передачи). В зависимости от выполняемых функций, инерционные АРУР подразделяют на ограничители квазимаксимальных уровней, автостабилизаторы уровня, компрессоры (сжиматели динамического диапазона), экспандеры (расширители) динамического диапазона, компандерные шумоподавители, пороговые шумоподавители, а также устройства со сложным преобразованием динамического диапазона [1, 22]. К последнему классу авторегуляторов можно отнести специализированные устройства динамической обработки сигналов в радиовещании.

1.2. Задача авторегулирования уровня

Автоматические регуляторы уровня — четырехполюсники, коэффициент передачи которых изменяется по заданному закону в зависимости от значения уровня сигнала. Регулирование уровня производится путем изменения коэффициента передачи АРУР, что обеспечивает минимизацию искажений сигнала. Структурная схема АРУР приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Структурная схема АРУР

На рисунке 1 обозначено: У^ У2, Уз — усилители, РЭ — регулирующий элемент, Д — детектор (двухлолулериодный выпрямитель), ИЦ — интегрирующая цепь, УПТ — усилитель постоянного тока для сигнала управления РЭ. Как показано на рисунке, возможно формирование сигнала управления как по входу, так и по выходу.

Формирование сигнала управления по входу используется в шумоподавителях и экспандерах. На рисунке.2 показаны амплитудные характеристики: а — усилителя (1 — линейный участок, 2 — участок перегрузки); б — ограничителя (1 — участок усиления, 2 — участок ограничения); в — усилителя (1), компрессора (2) и экспандера (3).

Рисунок 2 — Амплитудные характеристики авторегуляторов в линейном масштабе

Весьма распространенная ошибка — приписывать ограничителю большие нелинейные искажения, что справедливо только для ограничителей мгновенного действия. У авторегуляторов инерционного типа в стационарном режиме искажения практически отсутствуют.

Используются различные амплитудные характеристики устройств регулирования: для ограничения сигнала на установленном уровне; для компрессирования / экспандирования, когда обеспечиваются соответственно сжатие или расширение динамического диапазона ЗВС; для шумоподавления — с целью снижения заметности шумов канала передачи. В реальных устройствах, например в АРУР «Норма-В», используется сложная составная характеристика, в определенной степени имитирующая работу звукорежиссера и реализующая на разных участках все перечисленные выше характеристиКи. Сказанное иллюстрируют амплитудные характеристики, представленные на рис. 5.3 для: а — порогового шумоподавителя (участки характеристики 1 используются в компрессоре, характеристики 2 — в усилителе); б — АРУР со сложным преобразованием динамического диапазона с участками: 1 — компрессирования, 2 — усиления, 3 — шумоподавления, 4 — ограничения; в — авторегулятора «Норма-В» с участками: 1 — ограничения, 2 — усиления, 3 — шумоподавления, 4 — автостабилизации, 5 — экспандирования.