средства и технологии звуковой информации

I. Введение
II. Теоретическая часть
1. Понятие звука с точки зрения физики
2. Основные операции при записи, обработке и воспроизведении звука
2.1. Запись звука
а) Микрофон
б) Предусилитель или микрофонный усилитель
в) Разделитель каналов
г) Канальный усилитель
д) Оцифровщик
е) Записывающее устройство
2.2. Воспроизведение звука
2.3. Обработка звука
3. Компьютерные аппаратные средства звукозаписи и воспроизведения
3.1. Воспроизведение человеческой речи
4. Цифровая звукозапись и разные форматы звуковых файлов
5. Программное обеспечение для обработки звука
5.1. Нотопись и запись MIDI-файлов
5.2. Программы преобразования звукозаписей в файлы
5.3. Программное обеспечение для обработки звука
5.4. Возможность обработки звука в современных языках программирования
6. Звук и Интернет
6.1. Передача звука
6.2. Звуковое сопровождение Интернет-узлов
а) Java-апплеты
б) Библиотека OpenAL для языка PHP
в) Подключение звукового файла непосредственно в HTML-код
6.3. Хранение фонотек
III. Заключение
Литература

ALC_FREQUENCY (integer) Атрибут ресурса типа контекст ALC_REFRESH (integer) Атрибут ресурса типа контекст ALC_SYNC (integer) Атрибут ресурса типа контекст AL_FREQUENCY (integer) Атрибут ресурса типа буфер AL_BITS (integer) Атрибут ресурса типа буфер AL_CHANNELS (integer) Атрибут ресурса типа буфер AL_SIZE (integer) Атрибут ресурса типа буфер AL_BUFFER (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (целое число) AL_SOURCE_RELATIVE (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (целое число) AL_SOURCE_STATE (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (целое число) AL_PITCH (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_GAIN (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_MIN_GAIN (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_MAX_GAIN (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_MAX_DISTANCE (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_ROLLOFF_FACTOR (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_CONE_OUTER_GAIN (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_CONE_INNER_ANGLE (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_CONE_OUTER_ANGLE (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_REFERENCE_DISTANCE (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (число с плавающей запятой) AL_POSITION (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (массив чисел с плавающей запятой) AL_VELOCITY (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (массив чисел с плавающей запятой) AL_DIRECTION (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (массив чисел с плавающей запятой) AL_ORIENTATION (integer) Атрибут ресурса типа источник/слушателя (массив чисел с плавающей запятой) AL_FORMAT_MONO8 (integer) Формат PCM AL_FORMAT_MONO16 (integer) Формат PCM AL_FORMAT_STEREO8 (integer) Формат PCM AL_FORMAT_STEREO16 (integer) Формат PCM AL_INITIAL (integer) Состояние ресурса типа источник AL_PLAYING (integer) Состояние ресурса типа источник AL_PAUSED (integer) Состояние ресурса типа источник AL_STOPPED (integer) Состояние ресурса типа источник AL_LOOPING (integer) Состояние ресурса типа источник AL_TRUE (integer) Булевская истина для OpenAL AL_FALSE (integer) Булевская ложь для OpenAL
Вот полный список функций этой библиотеки:
openal_buffer_create --  Создание буфера OpenAL
openal_buffer_data --  Загрузка буфера данными
openal_buffer_destroy --  Закрытие буфера OpenAL
openal_buffer_get --  Получение свойств буфера OpenAL
openal_buffer_loadwav --  Загрузка .wav-файла в буфер
openal_context_create --  Создание контекста обработки звука
openal_context_current --  Переход к заданному контексту
openal_context_destroy --  Закрытие контекста
openal_context_process --  Обработка заданного контекста
openal_context_suspend --  Задержка заданного контекста
openal_device_close --  Закрытие устройства OpenAL
openal_device_open --  Инициализация звукового слоя OpenAL
openal_listener_get --  Получение свойств слушателя
openal_listener_set --  Установка значений свойств слушателя
openal_source_create --  Создание ресурса источника
openal_source_destroy --  Закрытие ресурса источника
openal_source_get --  Получение свойств источника OpenAL
openal_source_pause --  Пайза проигрывания источника
openal_source_play --  Начало проигрывания источника
openal_source_rewind --  Перемотка источника
openal_source_set --  Установка значений свойств источника
openal_source_stop --  Остановка проигрывания источника
openal_stream --  Начало потока источника
Работа данных функций:
openal_buffer_create – создание ресурса типа буфер
Данная функция вызывается без аргументов и возвращает ресурс типа буфер или булевское значение ложь при ошибке создания.
openal_buffer_data – загрузка данных в буфер
Данная функция вызывается с 4 аргументами и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения:
bool openal_buffer_data ( resource buffer, int format, string data, int freq )
параметры:
buffer -- ресурс типа буфер
format -- формат данных, одно из значений: AL_FORMAT_MONO8, AL_FORMAT_MONO16, AL_FORMAT_STEREO8 и AL_FORMAT_STEREO16 (смысл этих констант ясен: моно/стерео-звук, 8 или 16 бит на канал)
data -- блок данных в виде строки
freq -- частота данных в герцах.
openal_buffer_destroy – закрывает ресурс типа буфер
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успеха выполнения.
bool openal_buffer_destroy ( resource buffer )
параметры:
buffer -- ресурс типа буфер
openal_buffer_get – получает значение свойства буфера
Данная функция вызывается с 2 аргументами и возвращает целое число – значение свойства либо булевскую ложь при ошибке.
int openal_buffer_get ( resource buffer, int property )
параметры:
buffer -- ресурс типа буфер
property -- одно из свойств буфера: AL_FREQUENCY (частота), AL_BITS (число бит), AL_CHANNELS (число каналов) и AL_SIZE (размер).
openal_buffer_loadwav – загружает .wav-файл в буфер
Данная функция вызывается с 2 аргументами и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения
bool openal_buffer_loadwav ( resource buffer, string wavfile )
параметры:
buffer -- ресурс типа буфер
wavfile -- строковая переменная – путь к .WAV-файлу в локальной файловой системе.
openal_context_create – создает ресурс типа контекст
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает ресурс типа контекст либо булевскую ложь при неудаче.
resource openal_context_create ( resource device )
параметр:
device -- ресурс типа устройство
openal_context_current – делает указанный контекст текущим
Данная функция вызывается с одним параметром и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_context_current ( resource context )
параметр:
context -- ресурс типа контекст
openal_context_destroy – закрывает ресурс типа контекст
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_context_destroy ( resource context )
параметр:
context -- ресурс типа контекст
openal_context_process – обрабатывает указанный контекст
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_context_process ( resource context )
параметр:
context -- ресурс типа контекст
openal_context_suspend – останавливает указанный контекст
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_context_suspend ( resource context )
параметр:
context -- ресурс типа контекст.
openal_device_close – закрывает ресурс типа устройство
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_device_close ( resource device )
параметр
device -- ресурс типа устройство
openal_device_open – инициализирует ресурс типа устройство
Данная функция вызывается с одним необязательным параметром и возвращает ресурс типа устройство.
resource openal_device_open ( [string device_desc] )
параметр
device_desc -- строка, определяющая устройство. При отсутствии данного параметра используется первое доступное устройство
openal_listener_get – получает значение свойства слушателя
Данная функция вызывается с одним параметром и возвращает либо число с плавающей запятой, либо массив чисел с плавающей запятой, либо булевскую ложь при ошибке выполнения.
mixed openal_listener_get ( int property )
параметр:
property -- свойство, которое требуется получить, одно из:
AL_GAIN Число с плавающей запятой AL_POSITION Массив чисел с плавающей запятой AL_VELOCITY Массив чисел с плавающей запятой AL_ORIENTATION Массив чисел с плавающей запятой
openal_listener_set -- устанавливает свойство слушателя
Данная функция вызывается с двумя параметрами и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_listener_set ( int property, mixed setting )
параметры:
property -- устанавливаемое свойство, одно из:
AL_GAIN Число с плавающей запятой AL_POSITION Массив чисел с плавающей запятой AL_VELOCITY Массив чисел с плавающей запятой AL_ORIENTATION Массив чисел с плавающей запятой
setting -- устанавливаемое значение, число или массив, в зависимости от параметра.
openal_source_create – создает ресурс типа источник
Данная функция вызывается без параметров и возвращает ресурс типа источник или булевскую ложь при неудаче выполнения.
resource openal_source_create ( void )
openal_source_destroy – закрывает ресурс типа источник
Данная функция вызывается с одним параметром и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_source_destroy ( resource source )
параметр:
source -- ресурс типа источник
openal_source_get – получает свойство ресурса типа источник
Данная функция вызывается с двумя параметрами и возвращает либо дробное число, либо массив дробных чисел, либо булевскую ложь при неудачном выполнении.
mixed openal_source_get ( resource source, int property )
параметры:
source -- ресурс типа источник
property -- свойство, которое надо получить, одно из:
AL_SOURCE_RELATIVE Целое число AL_SOURCE_STATE Целое число AL_PITCH Число с плавающей запятой AL_GAIN Число с плавающей запятой AL_MIN_GAIN Число с плавающей запятой AL_MAX_GAIN Число с плавающей запятой AL_MAX_DISTANCE Число с плавающей запятой AL_ROLLOFF_FACTOR Число с плавающей запятой AL_CONE_OUTER_GAIN Число с плавающей запятой AL_CONE_INNER_ANGLE Число с плавающей запятой AL_CONE_OUTER_ANGLE Число с плавающей запятой AL_REFERENCE_DISTANCE Число с плавающей запятой AL_POSITION Массив чисел с плавающей запятой AL_VELOCITY Массив чисел с плавающей запятой AL_DIRECTION Массив чисел с плавающей запятой
openal_source_pause – останавливает ресурс типа источник
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения.
bool openal_source_pause ( resource source )
параметр:
source -- ресурс типа источник
openal_source_play – начинает проигрывание источника
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения
bool openal_source_play ( resource source )
параметр:
source -- ресурс типа источник
openal_source_rewind – перематывает источник
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения
bool openal_source_rewind ( resource source )
параметр:
source -- ресурс типа источник
openal_source_set – устанавливает значения свойств ресурса типа источник
Данная функция вызывается с тремя аргументами и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения
bool openal_source_set ( resource source, int property, mixed setting )
параметры:
source -- ресурс типа источник
property -- устанавливаемое свойство, одно из:
AL_BUFFER Ресурс типа источник AL_LOOPING Булевский AL_SOURCE_RELATIVE Целое число AL_SOURCE_STATE Целое число AL_PITCH Число с плавающей запятой AL_GAIN Число с плавающей запятой AL_MIN_GAIN Число с плавающей запятой AL_MAX_GAIN Число с плавающей запятой AL_MAX_DISTANCE Число с плавающей запятой AL_ROLLOFF_FACTOR Число с плавающей запятой AL_CONE_OUTER_GAIN Число с плавающей запятой AL_CONE_INNER_ANGLE Число с плавающей запятой AL_CONE_OUTER_ANGLE Число с плавающей запятой AL_REFERENCE_DISTANCE Число с плавающей запятой AL_POSITION Массив чисел с плавающей запятой AL_VELOCITY Массив чисел с плавающей запятой AL_DIRECTION Массив чисел с плавающей запятой
setting -- устанавливаемое значение. Заметьте, что для каждого свойства свой тип значения
openal_source_stop – заканчивает проигрывание источника
Данная функция вызывается с одним аргументом и возвращает булевское значение в зависимости от успешности выполнения
bool openal_source_stop ( resource source )
параметр:
source -- ресурс типа источник
openal_stream – начинает преобразование ресурса типа источник в байтовый поток
Данная функция вызывается с тремя аргументами и возвращает ресурс типа поток (байтовый поток, такой же ресурс объявляется при открытии файла) либо булевскую ложь при неудачном выполнении.
resource openal_stream ( resource source, int format, int rate )
параметры
source -- ресурс типа источник
format -- формат данных, одно из: AL_FORMAT_MONO8, AL_FORMAT_MONO16, AL_FORMAT_STEREO8 и AL_FORMAT_STEREO16
rate -- частота потока данных, в герцах
в) Подключение звукового файла непосредственно в HTML-код
Самая последняя версия HTML (4.01) позволяет включать в текст страницы различные объекты, в том числе и звуковые файлы:
<OBJECT data="sound.wav" type="audio/basic">
</OBJECT>
Если по каким-то причинам нет возможности проигрывать звуковой файл, то можно задать вложенный объект, скажем, картинку:
<OBJECT data="sound.wav" type="audio/basic">
<OBJECT data="image.gif" type="image/gif">
</OBJECT>
</OBJECT>
Также предоставляется возможность проиграть звуковой файл после нажатия на ссылку:
<OBJECT declare
id="sound1"
data="sound.wav"
type="audio/basic">
Хорошая песня.
</OBJECT>
...далее в документе...
<P>Здесь <A href="#sound1">хорошая песня!</A></p>
6.3. Хранение фонотек
Когда Интернет и персональные компьютеры стали достоянием масс, эти массы создали колоссальную сеть так называемых BBS – bulletin board service (служба объявлений). Эти самые BBS, кстати, были объединены в сеть FIDO. Обычная BBS представляла собой компьютер, соединенный с Интернетом по телефонной линии. Телефонный номер был известен, и желающие могли дозвониться до доски объявлений и почитать новости, дать какую-то информацию, скачать полезные программы. На некоторых BBS были и небольшие фонотеки из MIDI-файлов.
Позднее, при появлении технологии WWW, стали появляться специализированные сайты, посвященные музыке. Там тоже хранились фонотеки.
Интернет-радиовещание явилось новым словом в конце 1990-х, и сейчас все крупнейшие радиостанции вещают и через сеть.
В последнее время не появилось ничего принципиально нового, только наращиваются объемы хранилищ аудиофайлов и средние скорости передачи.
Споры вокруг авторских прав могут привести к запрету на распространение звуковых файлов через Интернет, но, скорее всего, этого не произойдет.
III. Заключение
Итак, звук и компьютер вполне совместимы. Развитие технологий записи, обработки и воспроизведения звука привело к тому, что компьютер стал мощным мультимедийным устройством.
Понятие мультимедиа (multimedia) настолько прочно вошло в компьютерный и околокомпьютерный язык, что оно обычно никак не расшифровывается.
Мультимедийность (от английского multimedia, буквально — «много сред») — способность устройства (компьютера) воспроизводить информацию различных родов (сред) — текстовую, графическую, звуковую, видео.
Появление профессиональных систем обработки звука позволило полностью перейти на цифровые технологии в звукозаписи.
Интернет стал крупным и при этом неконтролируемым хранилищем звуковой информации, крупные радиостанции уже давно вещают через Сеть.
Из крупных задач, до сих пор не имеющих внятного решения отметим распознание речи, хотя разработчики и клянутся, что доля ошибок составляет доли процента.
Литература
Microsoft Windows 2000 Professional. Русская версия. под общ. ред. А.Н. Чекмарева и Д.Б. Вишнякова, СПб. БХВ-Петербург, 2002, 752 сс.
Богумирский, Б.С., Руководство пользователя ПЭВМ // Ассоциация “OILCO”, СПБ, 1992, Ч.1, 357 сс., Ч.2, 378 сс.
Борисов, И., Звук на компьютере. Итоги 2007 года // http://www.ferra.ru/online/multimedia/76155/.
Борисов, И., Организация качественного звука на компьютере // http://www.ferra.ru/online/multimedia/.
Вязовик, Н.А., Программирование на Java // Интернет-Университет Информационных Технологий, М., 2003 – 634 сс.
Конверс, Т., Парк, Д., Морган. К., PHP5 и MySQL. Библия пользователя // Диалектика, М.—СПб—Киев, 2006 – 1216 сс.
Мураховский В.И., Евсеев Г.А., Железо ПК-2002. Практическое руководство. ДЕСС КОМ, Москва, 2002, 672 сс.
Ратбон, Т., Модемы для «чайников» // Диалектика, Киев, 1994, 288 сс.
Фролов, А.В., Фролов, Г.В., Программирование на Java.
Храмцов, П.Б., Брик, С.А., Русак, А.М., Сурин, А.И.. Основы WEB-технологий // Интернет-Университет Информационных Технологий, М., 2003 – 512 сс.
Балабан, А., Чуть длиннее мини // Компьютерра, № 26 от 24.09.2001.
Ragget, D., Le Hors, A., Jacobs, I. (Eds.), HTML 4.01 Specification, http://www.w3.org/TR/html401/
41