Osnove digitalne obrade zvuka

Kad govorimo o zvuku potrebno je reći da zapravo govorimo o zvučnim valovima. Ljudsko uho ih registrira kao promjenu pritiska na bubnjiću u nekom vremenu. Najveća frekvencija signala koju može čuti čovjek je oko 20 kHz, dok je za prosječne ljude ta granica na oko 17kHz. Ljudskom uhu nije lako detektirati fazu zvuka. Na primjer ako crkveno zvono otkuca u 12.00 h mi ne bismo mogli nakon jedne sekunde reći da li je upravo faza zvuka 0 ili 90 stupnjeva, ili neka druga. Zvukovi koje slušamo svakodnevno nisu gotovo nikad čisti sinusni signali, nego beskonačna suma sinusoida, svaka sa svojom varirajućom amplitudom i fazom. Suma svih njih dati će u svakom trenutku samo jednu vrijednost tj. iznos tlaka na našem bubnjiću. Zbog toga će se val zvuka prikazati u Cool Edit -u kao kontinuirani iznos amplitude u nekom vremenu. Također mi možemo odabrati i spektralni prikaz istog. U spektralnom prikazu vidjet ćemo gotovo sve frekvencije izvornog signala, respektivno prema njihovim amplitudama. Kako je u računalu nemoguće raditi sa beskonačnim iznosima brojeva, koji bi bili potrebni ako bismo željeli kontinuirani val prikazati unutar računala, potrebno je uzrokovati ulazni signal. Pri tome siječemo ulazni signal na konstantne vremenske intervale i prikazujemo sve vrijednosti amplitude u tom intervalu jednom konstantnom vrijednošću.

Ovisno o kojoj se vrsti radi, primjenjuju se odgovarajući postupci oblikovanja sadržaja koji u prirodnom okruženju nose različita svojstva. Kako je zvuk po svojoj prirodi fizička pojava i predstavlja analogni proces, on se ne može izravno prihvaćati u računalo ili ugrađivati u multimedijalni dokument. Potrebno je provesti proces digitalizacije, tj. pretvorbe iz analognog u digitalni oblik. Prvi pokušaj obrade zvučnih sadržaja pomoću računala kojim se uspješno oblikuje digitalni zvuk nalazimo početkom 1969. godine u instituciji Bell Labs, gdje je uspješno proizveden sintetski zvuk kojeg je proizvelo računalo. Danas su računala široko primijenjena u glazbenoj proizvodnji za izradu i uređivanje glazbe, te izradu fonoteka kojima

upravlja računalo.

Zvučni sadržaj u praksi predstavlja analognu pojavu koja traje u vremenu određenim intenzitetom kretanja (amplituda), te se proširuje valovima određene brzine. Čovjek je sposoban čuti te promjene zbog toga što fizički nadražuju čovjekovo osjetilo (sluh). Audio (raznorazni zvučni sadržaji) izvodi poremećaje u zvučnoj masi koja stiže do bubnjića u ljudskom uhu. Parametri kao što su učestalost izmjene pritiska zvučne mase (frekvencija), dužina vremena te visina, određuju sadržaj zvučnih signala od kojih samo jedan dio može čuti ljudsko uho. Ako promatramo frekvenciju zvuka kao učestalost pritiska zvučne mase, tada je poželjno znati da ljudsko uho počinje čuti zvuk (prihvaćati zvučni podražaj) kod 20 ciklusa u sekundi (što odgovara mjeri od 20 Hz - Hertza). Gornja granica se kreće oko 20.000 ciklusa u sekundi (20.000 Hz - 20 kHz). Ovdje je potrebno uočiti razliku od frekvencije zvuka koja predstavlja fizičku mjeru od visine tona koja se isto može prikazati s mjernom jedinicom Hertz (Hz). Iako su ove dvije kategorije slične po svojoj pojavi nisu nikad istovjetne. Ako promatramo zvuk kao različito izraženu fizičku primjenu pritiska zvučne mase (zvučni valovi), tada se uočava donja granica koja predstavlja početak čujnosti zvuka i gornja granica koja predstavlja narušavanje zvuka. Tu se radi o rasponu zvučnog signala izraženom sinusoidalnim valom gdje oblik zvučnog vala postaje temeljni blok zvučnog sadržaja. Postupkom digitalizacije odnosno pretvorbe analognog zvučnog signala u digitalni oblik, zvučni val definira se u binarnom slijedu s gornjom i donjom točkom, te se kod oblikovanja cjelovitog zvučnog sadržaja dobiva niz binarnih vrijednosti koje se mogu ugraditi u računalo.

1.1. Osnovna tehnologija zvuka

Zvuk je po svojoj prirodi val koji se širi zrakom u određenom intenzitetu i određenom brzinom. Uobičajena tehnologija koja omogućava prijenos/pohranjivanje zvučnih sadržaja temelji se na preslikavanju ovih pojava na određeni medij zadržavajući i dalje oblik vala,

odnosno i dalje je zadržavan analogni oblik.

Informacije predstavljene kontinuiranim valom predstavljaju analogni skup podataka. Svaki zvučni sadržaj sastavljen je u osnovi od tri dijela koji tvore temeljnu strukturu zvučnog vala. Povezivanje ovih elemenata i njihovih odnosa pomoglo je u definiranju postupka njihove pretvorbe u digitalni oblik, pa čak i umjetno proizvođenje zvučnih sadržaja (sintetski zvuk).

Zvuk je u analognom svijetu kontinuirani slijed iskazan u vremenu i određenog raspona. Raspon je moguće približno točno izmjeriti u bilo kojoj vremenskoj tački. Međutim, kod digitalnog zvuka, signal je definiran za tačnu vremensku tačku i može imati čvrsto definiran broj vrijednosti. Zbog toga se rješenje nalazi u izradi uzorka, koji se najčešće temelji na teoremi uzoraka gdje se utvrđuje da ako signal sadrži frekvenciju do tačke f, tada uzorak mora imati frekvenciju najmanje 2f kako bi se iz uzorka mogla ispravno izvršiti rekonstrukcija izvornog signala. Još u prvim danima digitaliziranog zvuka prihvaćeni su frekvencijski uzorci od 44.1 kHz i 48 kHz koji u potpunosti ispunjavaju zahtjeve rekonstrukcije zvučnih signala u čujnom području čovjeka od 20 kHz.

Da bi se analogni signal mogao pretvoriti u digitalni, potrebno ga je također kvantitizirati, to jest utvrditi vrijednosti signala do prihvatljive granice tačnosti. Digitalni signal definiran je samo kod pojave vertikalne linije. Visina svake pojedinačne vertikalne linije nosi određenu vrijednost koja se može pretvoriti u digitalni broj - signal je digitaliziran primjenom modulacije s kodiranim signalom (PCM - Pulse-Code Modulation). Razlike između tako dobivenog digitaliziranog signala u odnosu na izvorni analogni signal predstavlja pretvorbeni šum koji prati određeni signal. Povećanjem broja bitova za kvantitizaciju PCM (digitalnog) signala, dobiva se manje šuma to jest digitalni zvučni sadržaj postaje sve čišći, jasniji i vjerodostojniji izvornom analognom signalu. Ovi procesi provode se u sklopovima za pretvorbu analognih u digitalne (ADC) i digitalne u analogne (DAC) signale. ADC sklop preuzima analogni zvučni zapis, uzima isječak u vremenu, utvrđuje uzorak i proizvodi određeni broj koji ostali strojni i programski sklopovi u računalu prihvaćaju i prevode digitaliziranu sliku zvučnog zapisa. DAC izvodi obrnuti proces, preuzima određene brojeve iz programskog sklopa, pretvara ih u odgovarajuće električne signale koje šalje na izlazni sklop (u drugo računalo, zvučnike itd.). U praksi zvučni signal sadrži na hiljade vršnih pomaka u sekundi koji određuju frekvenciju signala (jedan pomak u sekundi mjeri se jedinicom 1 kHz). Vršni pomaci su različito udaljeni od vodeće linije zvučnog vala i određuju amplitudu koja nam pokazuje i visinu tona koju nosi određeni zvučni sadržaj. Što je amplituda veća, to je proizvedeni ton glasniji, a razmak između vršnih pomaka pokazuje vrijeme.

Prikaz pretvaranja analognog signala u digitalni

Kod analognog sustava zvuk koji je primljen preko mikrofona se pretvara u kontinuiranopromjenjiv električni signal koji je potpuno vjeran tonskoj pobudi.
Kod digitalnog sustava zvučni signal se prikazuje pomoću odgovarajućih znakova stvaranjem nekog koda.

1.2. Reprodukcija signala

Dakle kao što smo uzorkovanjem i kvantizacijom pretvorili analogni signal kontinuirane amplitude u digitalni (A/D pretvorba) potrebno je kod reprodukcije obaviti obratnu transformaciju - D/A pretvorbu. Kako D/A pretvornici rade gotovo bez grešaka, možemo reći da su jedini gubici kod takve obrade signala oni sadržani u frekvencijama većim od polovice frekvencije uzorkovanja i gubici kod kvantizacije, koji su ovisni o broju upotrijebljenih razina. Ako zanemarimo gubitke u pretpojačalima i pojačalima (koji se mogu svesti na zanemariv iznos) možemo reći da ako signal pretvorimo u digitalni, obradimo ga u programu poput Cool Edit -a, i pretvorimo natrag u analogni , nismo napravili značajniju pogrešku a pritom smo se oslobodili ograničenja koja nam nameću elektroničke komponente, kutije s specijalnim efektima i sl. Što se tiče kvalitete mi možemo kupiti kartice sa skupim i kvalitetnim A/D i D/A pretvaračima i niskošumnim pretpojačalima, ali ne postoji novac koji će za 16 bitnu karticu postići bolji odnos signal/šum od 96 dB. Naravno, mogli bismo povećati širinu riječi i frekvenciju uzorkovanja, ali bi za neznatno veću kvalitetu platili to puno većom cijenom i puno većom količinom digitalnih podataka. U svakom slučaju govorimo o prisutnosti šuma u našem signalu.

Filtriranje je jedna od najpopularnijih metoda u digitalnim signal procesorima ili programima koji vrše obradu audio signala. Filteri korigiraju fazu i amplitudu određenih frekvencija signala i mogo funkcija Cool Edita bazira se na njihovoj primjeni. Tako se naprimjer uklanjanje šuma vrši funkcijom Noise Reduction koja dinamički odbacuje frekvencije čiji iznos amplitude nije iznad zadanih granica, ali opet ovisno o tome koliko se često ta frekvencija pojavljuje u signalu. Djelovanje pojedinog filetra najlakše je isprobati primjenom pojedinog na tzv. bijeli šum, koji sadrži podjednaki iznos svih frekvencija. Pogledom u frekvencijskoj domeni možemo vidjeti koje su frekvencije prigušene a koje ne.

Brza Fourier - ova transformacija (Fast Fourier Transform (FFT)) je algoritam koji Cool Edit Pro koristi za izvedbu filterskih funkcija, spektralnih analiza i sl.

2. ZVUK NA RAČUNARU

Po pitanju elektro­ni­ke, MIDI je polu­du­p­leksna 5MA struj­na petlja koja preno­si 8-bitni serijski tok po­dataka brzinom od 31,25 kiloboda. Upo­treba strujne pet­lje znači da dva ure­đaja koja "ko­mu­­niciraju" preko MIDI sprege mogu da se električno izo­lu­ju uz pomoć opto­izo­latora, koji je va­žan činilac za obez­bjeđivanje bezbjed­nog i bešumnog ra­da sistema koji obu­hvata i zvuk i hard­ver zasnovan na računaru. Pošto optoizolatora i strujnih bafera nema na većini kartica, po­tre­ban je poseban kabl da bi se povezala zvučna kartica sa spoljašnjim generatorom zvuka ili MIDI kontrolerom.

Po pitanju informacija, MIDI je jezik pomoću koga se opisuju muzički bitni događaji u real­nom vremenu. On komunicira preko16 kanala (isto kao što je moguće da sedam SCSI ure­đa­ja bude lančano povezano), dopuštajući da se najviše 16 MIDI instrumenata svira pomoću sa­mo jedne sprege. Pošto je najveći broj zvučnih kartica višetonski, 16 instrumenata može is­to­vre­meno da svira sa samo jednog uređaja. Dodavanje druge MIDI sprege otvara još 16 MIDI ka­nala. Neke MIDI sprege nude i do 16 izlaza, što omogućava pristup do 256 istovremeno.

MIDI u stvari ne prenosi zvuk, već samo veoma jednostavne poruke na koje prijemni uređaj od­govara. Instrumenti su povezani preko standardnih 5-DIN priključaka. Kada se pritisne dir­ka, recimo, na klavijaturi, ona šalje poruku "sviraj ton" niz MIDI kabl, dajući prijemniku ins­truk­ciju da proizvede taj ton. Ta poruka se sastoji od tri elementa:

- Statusnog bajta
- Broja tona
- Vrijednosti brzine

Statusni bajt sadrži informaciju o vrsti događaja (u ovom slučaju poruka "sviraj ton"), i o to­me na koji ga kanal (1-16) treba proslijediti. Broj tona opisuje tipku koja je pritisnuta, na pri­mjer srednje C, a vrijednost brzine ukazuje na jačinu kojom je to učinjeno. Prijemni uređaj će pro­izvoditi taj ton dok ne primi poruku "prestani da sviraš" koja sadrži isti podatak.

U zavisnosti od toga kakav zvuk proizvode, sintetizatori će različito reagovati na brzinu. Zvuk kla­vira će, na primjer, postati glasniji ako se tipka jače pritisne. Kvalitet tona se takođe mijenja. Profesionalni sintetizatori često proizvode dodatne boje tonova koje podražavaju zvuk čekića ka­ko udaraju o žice.

Kontinualni kontroleri (CC - continuous controllers) koriste se za kontrolu podesivih pa­ra­me­ta­ra kao što su jačina zvučnog signala, nivoi efekata i panoramiranje (određivanje položaja zvu­ka u stereo polju). Mnogi MIDI uređaji omogućavaju dodavanje unutrašnjih parametara kon­tinualnom kontroleru: može ih se birati 128. Iz njih je udruženje MMA (MIDI Ma­nu­fac­tu­rers Association - udruženje proizvođača MIDI sprega) razvilo specifikaciju za sintetizatore po­z­natu kao GeneralMIDI.

Prva primjena MIDI bilo je omogućivanje klavijaturistima da "slažu" zvukove koje je pro­iz­ve­lo nekoliko sintetizatora. Danas se, međutim, koristi uglavnom za utvrđivanje redoslijeda ope­ra­cija - iako su ga prihvatile i firme koje se bave pozorišnom rasvjetom kao uobičajeni način upravljanja svetlosnim efektima i sistemima za projekciju.

Uređaj za zadavanje redoslijeda je, u suštini, digitalni uređaj za snimanje traka koji snima i re­pro­dukuje MIDI poruke, a ne zvučne signale. Prvi uređaji za zadavanje redoslijeda imali su ve­oma malo memorije, što je ograničavalo količinu informacija koju su mogli da prime: ve­ći­na je mogla da sadrži samo jednu ili dve hiljade događaja. Sa razvojem ovih uređaja ra­z­vi­ja­le su se i MIDI inplementacije. Nezadovoljni samo mogućnošću proizvodnje tonova preko MIDI sprege, proizvođači su razvili načine za kontrolu pojedinačnih zvučnih parametara i ug­rađenih digitalnih efekata pomoću kontinualnih kontrolera. Danas najveći broj uređaja za za­davanje redoslijeda predstavaljaju primjene zasnovane na PC računaru, koje mogu lako da pri­lagode ove parametre pomoću grafičkih kliznih potenciometara. Većina ih ima prošireni niz karakteristika za editovanje i fino podešavanje performansi, tako da nije neophodno biti pro­fesionalni klavijaturista da bi se napravila dobra muzika.

MIDI ne samo da je uticao na način rada muzičara i programera, već je promjenio i rad in­že­nje­ra zvuka i rasvete. Automatizacija mikseta i opreme za rasvjetu je uznapredovala, a firme ko­je se bave pozorišnom rasvetom su široko prihvatile MIDI kao uobičajeni način upravljanja sve­t­losnim efektima i sistemima za projekciju zato što gotovo svaki elektronski uređaj može da se napravi tako da na neki način odgovara MIDI sprezi. Kada se koristi sa uređajem za za­da­vanje redoslijeda, svaka akcija sa pulta za snimanje može da se snimi, edituje i sinhronizuje za muziku i film. Uz to, MIDI omogućava i tvorcima multimedije da na ekonomičan način slu­šaocu obezbjede zvuk visokog kvaliteta. Trenutna alternativa je uzorkovanje muzike, ali bi, na oko 10 Mbajta u minutu, čvrsti disk od 40 Gbajta uskoro postao neophodan. MIDI podaci za­htjevaju samo njegov dio.

2.1. General MIDI

U septembru 1991. godine, Udruženje proizvođača MIDI sprega (MMA) i Japanski komitet za MIDI standarde (JMSC - Japan MIDI Standards Commitee ) označili su početak nove ere u MIDI tehnologiji time što su usvojili standard "General MIDI System Level 1", koji se naziva GM ili GM1. Ova specifikacija je projektovana tako da obezbjeđuje najniži potrebni nivo kom­patibilnosti performansi između MIDI instrumenata, i prokrčila je put MIDI spregama ka sve većim potrošačkim i multimedijskim tržištima.

Specifikacija postavlja nekoliko zahtjeva za uređaje za proizvođenje zvuka koji joj se pod­vr­ga­vaju (klavijatura, zvučni modul, zvučna kartica, IC, softverski program ili neki drugi pro­iz­vod), uključujući sljedeće:

- da najmanje 24 potpuno dinamički dodjeljena zvuka budu istovremeno dostupna i me­lo­dič­­nim i udaračkim zvukovima, ili da 16 dinamički dodjeljenih zvukova budu dostupni me­­lodiji, a 8 udaraljkama 0,

- da se podržava svih 16 MIDI kanala, od kojih svaki može da svira promjenljivi broj tonova (po­lifonija) ili drugi instrument (zvuk/umetak/boja tona),

- da se podržava najmanje 16 istovremenih a različitih boja tonova koji sviraju različite in­stru­mente, kao i najmanje 128 unaprijed postavljenih instrumenata (brojevi MIDI pro­gra­ma) koji odgovaraju GM1 mapi za umetanje instrumenata, i 47 zvukova udaraljki koji od­go­varaju GM1 mapi za udaraljke.

Kada se MIDI prvi put pojavio, dopuštao je muzičarima da prave muzičke aranžmane ko­ri­s­teći bilo koji MIDI instrument. Ali kada je trebalo pustiti te fajlove na drugim sin­te­ti­za­to­ri­ma, nije bilo sigurno da će isto da zvuče jer su različiti proizvođači instrumenata mogli da pri­druže instrumente različitim brojevima programa: ono što je na prvom sintetizatoru bilo kla­vir, na drugom je moglo da bude truba. Moduli koji se podvrgavaju GeneralMIDI sada do­pu­štaju da se muzika proizvodi i reprodukuje bez obzira na proizvođača i proizvod.

2.2. DirectMusic

Uspostavljanje MIDI protokola 1982. godine, omogućilo je nezavisnim kompozitorima da efi­kas­no upravljaju cijelim procesom snimanja iz kućnih studija, i značajno je doprinijelo stvaranju "zvu­ka 80-ih" - od sekvencijalnih industrijskih mikseva do raskošnih elektronskih albuma. Njegov doprinos je kvarila samo nedovoljna određenost boje tona koja se može javiti kada se MIDI fajlovi reprodukuju preko slučajno odabranih zvučnih kattica. Kako su 90-e prolazile, teh­no­logija uzorkovanja je postala široko prihvaćena i stvorila je dva različita pravca koje su kom­pozitori slijedili. Sa jedne strane, pružala je kompozitorima mogućnost da prave višeslojne di­gitalne snimke akustičnih i elektronskih instrumenata. Sa druge strane, pokrenula je neku vr­stu kreativne krađe, gdje su kompozitori "pozajmljivali" dijelove već postojećih kompozicija da bi stvorili nove.

Na PC računaru je dostupno nekoliko formata koji podržavaju tehnologiju uzorkovanja. Naj­češ­ći je talasni (WAV) format, koji omogućava digitalni prikaz zvuka sa širokim propusnim op­­segom. Mana talasnog formata datoteke je to što nema standard kojim bi ekonomično obez­­bije­dio muzičke performanse - i tu nastupa softver DirectMusic. Kombinujući MIDI, podršku za ubr­zanje pomoću hardvera i sintezu softvera, i integrisani sistem za dobavljanje namjenskih uzo­raka, DirectMusic na ekonomičan način obezbjeđuje muzičke performanse profesionalnog kva­liteta, rješavajući složena pitanja vremena pomoću karakteristika kao što su baferovani, vre­­­menski označeni događaji i globalna vremenska referenca.

Jedan od najjačih aspekata softvera DirectMusic je njegova potpuna implementacija - kao dije­la DirectX 6 - industrijski odobrenih specifikacija zvukova koji se mogu daljinski preuzeti (DLS - down­loadable sounds). Ranije je bilo nemoguće dobiti konzistentnu reprodukciju sa MIDI spre­gom i kvalitet performanse se menjao u zavisnosti od zvučne kartice ili uređaja za re­pro­du­kovanje. DLS omogućava onima koji se bave razvojem softvera da dodaju zvučne uzorke na skup umetaka General MIDI (GM) wavetable sintetizatora, i to mogu primjenjivati kako oni koji se bave razvojem računarskih igara, tako i muzičari. Time bi, na primjer, bilo do­puš­te­no uvrštavanje u wavetable sintetizator digitalnog snimka tiranosaurusove rike, kome bi bio pridružen određeni broj in­strumenta. U carstvu muzike, to omogućava stvaranje na­mjen­skih zvu­kova koji se zasnivaju na pravim snimcima instrumenata. Uopštenije, DLS uzorak, u suš­ti­ni, može da sadrži bilo koji zvuk, uključujući i izgovoreni dijalog.

DLS kolekcije se zasnivaju na talasnim datotekama - koje mogu da sadrže jedan ton, muzičku fra­­zu, zvučni efekat, dijalog, ili bilo šta drugo - i dopuštaju kompozitoru da precizno odredi že­­ljene boje tonova. Kao rezultat, dobijaju se precizne definicije boje tona u partiturama - a to što korisnici čuju je upravo ono što je kompozitor stvorio u svom studiju. Koristeći DLS, ta­las­ne datoteke se mogu uvesti u kolekciju, i njima se može manipulisati isto kao što MIDI kon­­troleri manipulišu svakim sintetizovanim izvorom zvuka. Kako DirectMusic ima mo­guć­nost kompresije talasnih datoteka u okviru DLS kolekcija, njihova upotreba je postala prak­tič­ni­ja ne­go ikada ranije.

Uz to, DirectMusic podržava i dva metoda sinteze: hardversku sintezu, gdje zvučna kartica ko­ris­ti MIDI događaje da bi stvorila zvuk koji se čuje kroz zvučnike PC računara, i softversku sin­tezu, gdje sama centralna procesorska jedinica stvara talasni oblik zvuka. Softverski sin­te­ti­za­tor DirectMusic se ponaša kao uređaj za uzimanje uzoraka u okviru korisničkog PC ra­ču­na­ra. Zahvaljujući softverskom sintetizatoru, većina korisnika će čuti partiture koje su u cjelini stvo­rene u samoj centralnoj procesorskoj jedinici i reprodukovane tako da zvuče kao snimak sa koncerta. Međutim, u slučajevima gdje zvučne kartice pružaju mogućnosti koje prevazilaze soft­verski sintetizator, Direct music se može poslužiti zvučnom karticom. Na taj način DirectMusic obezbjeđuje najbolje u oba slučaja: izvanrednu tačnost reprodukcije talasnog for­­mata i kompaktnost, fleksibilnost i interaktivnost MIDI sprege.

Integracija DirectSound i DirectMusic u DirectX Audio komponentu, koja je izvršena u ok­vi­ru DirectX 8, prokrčila je put za obrađivanje sintetizovanih muzičkih fragmenata na isti na­čin kao i kod normalnih audio zapisa. Podrška standarda DLS2 (Downloadable Sounds Le­vel2) omogućila je primjenu efekata prvobitno osmišljenih za sintetizovanu (MIDI) muziku - kao što je reverberacija - na standardne zvučne datoteke WAV formata. Pomoću DirectX 8, ko­risnici mogu da sintetizuju zvuk, mješaju ga sa normalnim audio zapisima, a onda obrade sje­dinjeni zapis u običnoj trodimenzionalnoj audio sprezi.

Audio Scripting je još jedna karakteristika koju je uveo DirectX 8. Ovo daje kreatorima zvuka mno­go veću kontrolu - nezavisno od složenosti kodovanja - nad obradom dodataka zvuku ra­ču­narskih igara i reakcijama zvuka na interaktivne ulazne podatke koji i sami zavise od pre­ciz­nog upravljanja igrom.

2.3. Uzorkovanje i snimanje

Kada zvučna kartica snima analogni zvuk, ona pretvara talasni oblik zvuka u digitalnu in­for­ma­ciju, a onda to u realnom vremenu kopira na čvrsti disk. Ona, u suštini, koristi disk kao di­gi­talni uređaj za snimanje bez trake. Da bi čula šta je snimljeno, zvučna kartica preuzima in­for­maciju sa čvrstog diska, ponovo je pretvara u analognu, a onda je šalje do zvučnika, slu­ša­li­ca ili konvencionalnog uređaja za snimanje zvuka.

Proces mijenjanja analognog u digitalno poznat je kao digitalizovanje ili uzorkovanje. Kod zvu­ka, analogni talasni oblik je "isjeckan" u više dijelova u sekundi. Na svakom dijelu je am­pli­tuda izmjerena i zaokružena na najpribližniju postojeću vrijednost. Naravno, što je više dije­lo­va u sekundi (brzina uzorkovanja) i preciznije vrijednosti koje se dodjeljuju amplitudi (dina­mič­ki opseg), to je uverljivija predstava originala.

Digitalni CD koristi frekvenciju uzorkovanja od 44,1 kHz i 16-bitni dinamički opseg, što čini 44100 dijelova u sekundi, od kojih svaki opisuje amplitudu talasnog oblika u datom vre­men­skom trenutku pomoću broja od 16 bita; 16 bita pruža izbor od 65536 koraka. Naravno, CD je ste­reo sistem, što znači po dvije riječi od 16 bita na svaki 44000-ti dio sekunde. To ispadne oko 160 Kbajta u sekundi, 10,5 Mbajta u minutu ili 630 Mbajta na sat. Format datoteke koji se naj­češće koristi na PC računarima za memorisanje digitalnog zvuka je WAV.

Sve zvučne kartice bi trebalo da nude rezoluciju od najviše 16 bita i brzine uzorkovanja od 44,1 kHz, iako će, pod manje zahtjevnim okolnostima, raditi i pri podešenosti na manji kvalitet. Bolje zvučne kartice se mogu pohvaliti nižim nivoom šuma i višim kvalitetom analogno-di­gi­tal­nih i digitalno-analognih konvertora.

Snimanje i editovanje zvuka zauzima veliki prostor na disku, jer kvalitet kompakt diska u tra­ja­nju od deset minuta zahtjeva preko 100 Mbajta. Što su disk i ulazno/izlazni podsistem brži, to bolje rade sa tako velikim datotekama. Savremeni čvrsti diskovi i PCI kontroleri mogu da po­drže prijenos od najmanje 4 Mbajta u sekundi. Oni koji se ovim ozbiljno bave, poželjeće da bu­du sigurni da nema prekida u zvučnom toku. Mnogi čvrsti diskovi se privremeno za­us­tav­lja­ju, da bi se ohladili, što za posljedicu može imati kratku, ali neželjenu pauzu. Neke A/V je­di­nice su specijalno projektovane tako da se ne hlade, što eliminiše ovu pojavu.

Za one koji hoće samo najbolje, ništa se ne može uporediti sa kvalitetom bez gubitaka koji nu­di potpuno digitalni sistem za obradu zvuka. Međutim, pošto je digitalno tržište malo, speci­ja­lizovano i sa nevelikom konkurencijom, on je trenutno veoma skup. Osnovne komponente pot­puno di­gitalnog sistema su: zvučna kartica opremljena digitalno ulaznim i digitalno iz­laz­nim utič­ni­ca­ma S/P DIF (Sony/Philips Digital Interface) formata i softverom koji prenosi di­gi­talni zvuk na čvrsti disk. Pomoćni program CD Grab Professional je noviji primjer moguć­nos­ti kopiranja di­gitalne informacije direktno sa jedinice CD-ROM-a na čvrsti disk u WAV formatu od 16 bi­ta stereo i 44,1 kHz.

Kraj 1. dijela.