Компьютерная обработка звука

Нас будет интересовать нижняя правая часть этого окна, а именно секции Pan Mode (Режим панорамирования) и Pan (Панорамирование).

В секции Pan Mode выбирается способ, которым воздействуют на аудиосигнал два регулятора – регулятор панорамы и регулятор ширины стерео-базы, расположенные в секции Pan. Таких способов три.

Balance + Stereo Enhancer (Баланс + Усилитель стереоэффекта). Верхний регулятор определяет стереобаланс (средняя позиция – 0 дБ; при повороте влево уменьшается сигнал правого канала, в крайней левой позиции правый канал выключается совсем; при повороте вправо соответственно уменьшается сигнал левого канала вплоть до его выключения в крайней позиции). С помощью нижнего регулятора устанавливается ширина стерео-базы: в среднем положении она соответствует оригиналу, в крайнем левом – моно, в крайнем правом положении ширина стереобазы максимально увеличена.

-4.5 dB Panorama + Stereo Enhancer (Панорама -4,5 дБ + Усилитель стереоэффекта). В среднем положении верхнего регулятора громкость каждого канала уменьшена на 4,5 дБ. При повороте регулятора один из каналов постепенно исчезает, а другой остается, в крайних положениях достигая усиления до 4,5 дБ (чтобы максимальный уровень не превысил 0 дБ). При этом воспринимаемая на слух стереобаза сохраняется. Это идеальный режим для размещения монообъектов внутри стереопанорамы. С помощью нижнего регулятора, как и в первом режиме, устанавливается ширина стереобазы: в среднем положении она соответствует оригиналу, в крайнем левом – моно, в крайнем правом положении ширина стереобазы максимально увеличена.

2 Channel Panorama (Панорама двух каналов). В этом режиме каждый стереоканал настраивается своим регулятором. Как и в предыдущем режиме, применяется тот же самый алгоритм сохранения громкости постоянной. Это позволяет установить, например, сигнал левого канала справа, а сигнал правого канала – посередине.

Частотная коррекция

При восприятии музыки ее тембровая окраска играет большую роль. С появлением компьютерных технологий появилась возможность создавать и использовать звук любого тембра. Современные технологии позволяют избежать всех принципиальных тембровых ограничений.

Для частотной коррекции тембра широко применяются аппаратные эквалайзеры – устройства, позволяющие выборочно в определенных полосах частот усилить или ослабить частотные составляющие звука. Они имеют также программную реализацию и активно используются во всех рассматриваемых в книге программах.

Если использовать спектральное разложение (графическую форму представления звука, в которой по горизонтали отсчитываются гармонические составляющие сигнала, а по вертикали – их амплитуды), то многие частотные преобразования становятся фактически амплитудными преобразованиями спектра сигнала. Так, фильтрация – усиление или ослабление определенных полос частот – сводится к наложению на спектр соответствующей амплитудной огибающей. Однако частотную модуляцию таким образом представить нельзя: она выглядит как смещение всего спектра или его отдельных участков во времени по определенному правилу.

Для реализации частотных преобразований обычно применяется спектральное разложение по методу Фурье, которое требует значительных вычислительных ресурсов. Однако существует алгоритм быстрого преобразования Фурье, который выполняется в арифметике целых чисел и позволяет уже на младших моделях компьютеров с процессором Intel 80486 разворачивать с достаточной точностью в реальном времени спектр сигнала. Подробнее эту методику мы рассмотрим в разделе книги, посвященном спектральному анализу.

Фильтры и их характеристики

В зависимости от полосы пропускаемых частот фильтры подразделяются на фильтры низких частот (НЧ-фильтры), фильтры высоких частот (ВЧ-фильтры), полосно-пропускающие фильтры (полосовые фильтры) и полосно-задерживающие фильтры (режекторные фильтры). Соответствующие им амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) изображены на рис. 1.42.

Рис. 1.42. Амплитудно-частотные и фазово-частотные характеристики фильтров: a) фильтр низких частот; б) фильтр высоких частот; в) полосно-пропускающий фильтр; г) полосно-задерживающий фильтр