Πώς εκπροσωπούνται ο ήχος-δεδομένα στον υπολογιστή;

Τα δεδομένα ήχου σε έναν υπολογιστή αντιπροσωπεύονται χρησιμοποιώντας ψηφιακά σήματα , τα οποία είναι ουσιαστικά μια σειρά αριθμών που αντιστοιχούν στο εύρος του ηχητικού κύματος σε διαφορετικά χρονικά σημεία.

Ακολουθεί μια ανάλυση της διαδικασίας:

1. Αναλογικό σε ψηφιακή μετατροπή (ADC)

* Ο ήχος του πραγματικού κόσμου είναι αναλογικός: Είναι ένα συνεχές κύμα που ποικίλλει σε πλάτος (ένταση) με την πάροδο του χρόνου.

* Τα μικρόφωνα μετατρέπουν τον ήχο σε ηλεκτρικά σήματα: Αυτά τα σήματα ποικίλλουν συνεχώς.

* Δείγματα ADC Το σήμα σε τακτά χρονικά διαστήματα: Κάθε δείγμα είναι μία μόνο τιμή που αντιπροσωπεύει το πλάτος του ήχου εκείνη τη στιγμή.

* Αυτά τα δείγματα είναι κβαντισμένα: Η συνεχής τιμή μετατρέπεται σε διακριτό αριθμό εντός ενός συγκεκριμένου εύρους (π.χ. 0-255 για ήχο 8-bit).

2. Ψηφιακή εκπροσώπηση

* Οι αριθμοί που αντιπροσωπεύουν κάθε δείγμα αποθηκεύονται στη μνήμη του υπολογιστή.

* Αυτοί οι αριθμοί αποθηκεύονται συνήθως σε δυαδική μορφή (0s και 1s).

* Τα αρχεία ήχου χρησιμοποιούν διαφορετικές μορφές για την αποθήκευση αυτών των αριθμών (π.χ. WAV, MP3, FLAC). Κάθε μορφή έχει τον δικό της τρόπο οργάνωσης των δεδομένων, χρησιμοποιώντας συμπίεση και αποθήκευση μεταδεδομένων.

3. Ψηφιακή προς αναλογική μετατροπή (DAC)

* Για να αναπαράγετε ήχο, τα ψηφιακά δείγματα μετατρέπονται πίσω σε αναλογικά σήματα. Αυτό συμβαίνει σε ηχεία, ακουστικά ή κάρτες ήχου.

* Το DAC χρησιμοποιεί τους ψηφιακούς αριθμούς για να δημιουργήσει ένα ηλεκτρικό σήμα που ταιριάζει με το αρχικό κύμα ήχου.

Βασικές έννοιες:

* Ποσοστό δειγματοληψίας: Πόσο συχνά το ηχητικό κύμα έχει δειγματοληψία ανά δευτερόλεπτο (π.χ., 44.1kHz για ήχο ποιότητας CD). Τα υψηλότερα ποσοστά δειγματοληψίας καταγράφουν περισσότερες λεπτομέρειες, οδηγώντας σε υψηλότερη πιστότητα.

* βάθος bit: Πόσα bits χρησιμοποιούνται για να αντιπροσωπεύουν κάθε δείγμα. Το υψηλότερο βάθος bit επιτρέπει ένα ευρύτερο εύρος τιμών πλάτους, με αποτέλεσμα τον μικρότερο θόρυβο κβαντισμού (παραμόρφωση).

* μορφές ήχου: Διαφορετικές μορφές όπως το WAV, το MP3 και το FLAC έχουν διαφορετικές τεχνικές συμπίεσης που επηρεάζουν το μέγεθος του αρχείου και την ποιότητα του ήχου.

Συνοπτικά:

Τα δεδομένα ήχου σε έναν υπολογιστή αντιπροσωπεύονται ως μια σειρά αριθμών που κωδικοποιούν το πλάτος του ηχητικού κύματος σε συγκεκριμένα χρονικά σημεία. Αυτή η αναπαράσταση επιτυγχάνεται μέσω μετατροπής αναλογικής προς ψηφιακό και τα ψηφιακά δεδομένα αποθηκεύονται σε διάφορες μορφές ήχου. Όταν παίζετε πίσω ήχο, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί έναν μετατροπέα ψηφιακού προς αναλογία για να αναδημιουργήσει το ηχητικό κύμα.