Počítačová gramotnost II Mgr. Jiří Rozsypal aktualizace 1. 9. 2011

Počítačová gramotnost II Mgr. Jiří Rozsypal aktualizace 1. 9. 2011

Počítačová gramotnost II Tato inovace předmětu Počítačová gramotnost II je spolufinancována Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR, projekt č. CZ.1.07/2.3.00/09.0197, "Posílení konkurenceschopnosti výzkumu a vývoje informačních technologií v Moravskoslezském kraji".

1. kapitola - Audio

1.1 Vnímání / prezentace zvukové informace člověkem

Zvuk (1) zprostředkovává člověku informace o světě ve kterém se pohybuje zvuk je podélné mechanické vlnění, které vnímáme sluchem v plynech, kapalinách se šíří, jako postupné vlnění podélné v pevných látkách se šíří, jako postupné vlnění podélné i příčné

Zvuk (2) zvuk potřebuje pro své šíření pružné prostředí nepružné prostředí: plsť, korek vlna (zde se šíří zvuk velmi špatně) tyto látky se používají jako izoláty v hermeticky uzavřených prostorech se zvuk nešíří vůbec zde nejsou atomy ani molekuly proto se zvuk vakuem nešíří vůbec

Zvuk (3)! akustické kmitání pružného prostředí v pásmu od 16 Hz do 20 000 Hz (tedy 20 khz) jedná se o slyšitelné spektrum pro člověka Infrazvuk: 0,7 16 Hz zvuky pod slyšitelnou hranicí dobře se šíří ve vodě používají např. sloni pro komunikaci na desítky km seismické jevy, atd. Ultrazvuk: do 50 000 Hz zvuky nad slyšitelnou hranicí používají netopýři, delfíni použití v lékařství, technice (skryté vady materiálu), námořnictví sonar (zjištění hejna ryb, vraku pod vodou)

Sluch! jedná se o smysl pro vnímání zvuku sluchem rozeznáme: zvuky, tóny, jejich intenzitu, výšku, zabarvení, atd. orgánem sluchu je ucho lidské ucho vnímá zvukové vlny v rozsahu 16 20 000 Hz průměrný posluchač však slyší zhruba v rozmezí 20 16 000 Hz je nejcitlivější pro tóny v oblasti okolo 1000 až 3000 Hz lidské ucho je schopné rozlišit okolo 400 000 různých druhů zvuku

Stavba ucha - anatomie (1) ucho je lidský detektor zvuku skládá se ze tří hlavních části zevní ucho střední ucho vnitřní ucho

Stavba ucha přenos zvuku (2) Zevní ucho úkolem zevního ucha je zachytit zvukové vlny a dovést je k bubínku Střední ucho zde se nachází kladívko, kovadlinka a třmínek. Tyto kůstky představují systém pák, které pohyby bubínku koncentrují na malou plošku třmínku a dosahují tím až 30ti násobného zvětšení síly kmitu Vnitřní ucho v hlemýždi je Cortiho orgán. V něm jsou vláskové buňky (sluchové receptory) v nichž dochází k přeměně mechanické energie zvukových vln na elektrický signál. Tento elektrický signál je následně z vláskových buněk předáván na vlákna sluchového nervu

Stavba ucha (3) anatomie ucha člověka FOTO-zdroj: http://lidsketelo.webnode.cz/

Hlas a hlasivky hlas je zvukový výstup člověka vytvářený hlasivkami Hlasivky lidský hlas se vytváří prostřednictvím hlasového ústrojí, jež je umístěno v hrtanu v hrtanu jsou dvě pružné blány, kterým se říká hlasivky během mluvení jsou napnuté tak, že je mezi nimi úzká štěrbina. Proudem vzduchu přicházejícím z plic se hlasivky rozkmitají a vzniká tedy pravidelné kolísání tlaku vzduchu. To se šíří jako zvukové vlnění, říkáme mu lidský hlas

Akustika! velmi rozsáhlý vědní obor zabývá se vznikem zvuku, dále jeho přenosem až po vnímání lidskými smysly má velkou řadu podoborů Hudební akustika Stavební akustika Prostorová akustika Fyziologická akustika

Tóny zvuk se skládá z tónů čistý tón se dá znázornit pomocí křivky sinusoidy jednoduchý zvuk nazýváme tón zdroje tónů: lidské hlasivky hudební nástroje atd.

Hluk hluk je určitá forma zvuku ze subjektivního pohledu se jedná o rušivý, nepříjemný zvuk hlukem může být také hudba např. někdo může vnímat určitý druh koncertu, jako nepříjemný, rušivý zvuk

Síla (hlasitost) Pro názornost jsou zde uvedeny přibližné hodnoty síly zvuku v níže uvedených případech. Poznámka: Uváděná jednotka db znamená decibel. zvukový práh šelest listí tlumený rozhovor hlasitý rozhovor hluk na velmi frekventovaných komunikacích hluk motorových vozidel práh bolestivosti s možností poškození bubínku zvukového ústrojí člověka 0 db 10 db 40 db 60 db 70dB 90 db 130 db

1.2 Digitalizace ( převod informace do počítači srozumitelného jazyka )

Analog vs. Digital (1)!!! analogový je svět kolem nás analogový záznam na magnetofonový pásek, analogové vysílání, přenos, obraz, video, zvuk analog je výraz, který se nejčastěji používá pro systémy pracující se spojitým, plynule se měnícím signálem (např. analogové video, analogový zvuk, apod.)

Analog vs. Digital (2)!!! Digital neboli číselný, digitální. Vztahující se k údajům, které jsou reprezentovány diskrétními hodnotami = čísly (obvykle v binární soustavě, tedy pomocí 1 a 0) digitálně reprezentované informace jsou důležité pro počítačové zpracování (počítač všechno vidí, jako jedničky a nuly, ať už jsou to obrázky, video, či zvukové nahrávky)

Digitalizace proč?...

Digitalizace počítačové zpracování dat věrnost kopií záznamu možnost komprese nižní nároky na přenos možnost přenosu dat a komunikace přes internet lepší parametry přenosu lepší odolnost proti rušení atd.

Digitalizace!!! obecně jde o převod analogového (tedy spojitého) signálu do nespojité posloupnosti digitálních (tedy číselných) údajů, obvykle kódovaných v binární soustavě (soustava skládající se z jedniček a nul) jednoduše digitalizace je převod informace z analogové formy do digitální nejjednodušeji řečeno při digitalizací dochází k převodu dat do počítači srozumitelného jazyka tedy do binární podoby (do podoby jedniček a nul, 1000101...) zařízení provádějící digitalizaci digitální fotoaparát, skener, grafická karta, zvuková karta, atd. proces digitalizace probíhá ve třech krocích vzorkování (sampling) kvantování kódování

Vzorkování (sampling) (1)!! jedná se o zaznamenávání hodnot (čili vzorků) v předem daných intervalech Interval vzorkování (T s ) je to vzdálenost mezi nejbližšími vzorkovacími body v obraze. Vzdálenost vzorků řeší Shannonova věta o vzorkování neboli Shannon- Kotělníkův teorém Vzorkovací frekvence (f s ) počet vzorků za jednotku času, tedy za 1s čím větší bude vzorkovací frekvence f s, tím více bude zvuk odpovídat realitě tím větší je uložený soubor a naopak

Vzorkování (sampling) (2) Vzorkovací frekvence: f s = 1/T s [Hz] Interval vzorkování: T s Perioda doba jednoho kmitu: Perioda doba jednoho kmitu: T

Vzorkování (sampling) (3)!! Poznámka: snahou vzorkování je, co nejrealističtěji popsat původní, tedy analogový signál.

Vzorkování (sampling) (3)!! Poznámka: Na tomto obrázku vidíte jemnost vzorkování signálu čím bude vzorkování jemnější (tedy větší vzorkovací frekvence f s ), tím bude navzorkovaný signál podobnější signálu původnímu.

Shannonova věta o vzorkování (Shannon-Kotělnikův teorém) (1)! pro jednorozměrné signály (tedy pro zvuk!) vzorkovací frekvence musí být ale alespoň 2x větší, než nevyšší zajímavá frekvence ve vzorkovaném signálu např. vzorkování zvuku příklad: frekvenční pásmo slyšitelnosti pro člověka se pohybuje od 16 Hz do 20 000 Hz, právě proto se používá vzorkování 44,1 khz použité u CD jednoduše řečeno vzorkování musí být alespoň 2x větší, tedy 20 000 x 2 = 40 000 Hz = 40 khz. V praxi se používá 44,1 khz (Audio CD)

Kvantování (1)!! při kvantizaci spojujeme určité intervaly oboru hodnot a přiřazujeme jim jedinou hodnotu naměřené vzorky jsou podle velikosti zobrazeny do tzv. kvantizačních úrovní neboli kvantizačních hladin naměřené hodnoty jsou vlastně zaokrouhlovány např. vzorky s hodnotami 4,8; 5,2; 5,3 a 5 jsou ve stejné kvantizační úrovni a je jim přiřazena hodnota 5

Kvantování (2)!! vlevo na obrázku vidíte vzorky, každý vzorek je třeba přiřadit k určité kvantizační úrovni (hladině), viz obrázek níže na obrázku vpravo jsou hodnoty 5 a 5,2 přiřazeny hodnotě 5. 6,3 hodnotě 6 a dále hodnota 6,7 je přiřazena hodnotě 7 Poznámka: může dojít i ke vzniku kvantizačního šumu ( červené sloupečky na obrázku ) FOTO-zdroj: http://shell.sh.cvut.cz/~sailor/skola/x32tss/predn/2a3.pdf Metody digitalizace telefonního signálu, Robert Bešák [1]

Kódování (1)!! zobrazení kvantizační úrovně (hladiny) do dvojkové soustavy tedy do počítači srozumitelného jazyka Zde je velice důležitá bitová hloubka, tedy počet kvantizačních úrovní určuje jaké množství informací se použije k definování jednoho vzorku je určena počtem bitů čím větší bitová hloubka, tím je lepší dynamika zvuku, kvalitnější reprodukce a také méně šumu, ale také větší výsledný soubor! počet kvantizačních úrovní se spočítá podle vzorce k=2 b, zde je b počet bitů na vzorek, tedy bitová hloubka 2 8 = 256 kvantizačních úrovní, při bitové hloubce 8 bitů 2 16 = 65535 2 24 = 16 777 216 Poznámka: v předešlém snímku je na obrázku uvedeno 8 kvantizačních úrovní (0 až 7), tedy bitová hloubka bude 3, protože 2 3 = 8

Kódování (2)!! Poznámka: pro názornost uvádím 3 bitovou hloubku, tedy 2 3 => 8 kvantizačních úrovní neboli hladin. Sloupeček binárních hodnot (111, 110, 101,...) napravo je zobrazení kvantizačních úrovní do počítači srozumitelného jazyka, tedy do binární podoby (do podoby jedniček a nul). FOTO-zdroj: http://shell.sh.cvut.cz/~sailor/skola/x32tss/predn/2a3.pdf Metody digitalizace telefonního signálu, Robert Bešák [1]

Zařízení provádějící digitalizaci

A/D převodník!!! analogově-digitální převodník, proto (A/D) vzorkování, kvantování, kódování provádí tento převodník, čili digitalizaci!!! digitalizovat lze zvuk, obraz, teplotu, tlak a jiné analogové veličiny příklady A/D převodníku: grafická karta, zvuková karta, skener, tablet, touchpad, atd. Poznámka: A/D převodník převede např. u skeneru tištěnou fotografii z časopisu do počítači srozumitelné podoby (tedy do podoby jedniček a nul, např. 10110001001...). A/D převodník převede např. u zvukové karty signál putující z mikrofonu opět do počítači srozumitelné podoby (111101101100...)

D/A převodník!!! jedná se o opak A/D převodníku převádí digitální signál na analogový příklad D/A převodníku zvuková karta, grafická karta, atd. Poznámka D/A převodník v podobě grafické karty převede digitální signál z počítače na analogový signál, který pak putuje do monitoru

1.3 Datový tok (bitrate)

Datový tok (bitrate)!!! je množství přenesených nebo zpracovaných dat za jednotku času obvykle se měří v b/s ( čteno bitů za sekundu ) a odvozených jednotkách, jako například bit/s, kbit/s, Mbit/s, Gbit/s (bps, kbps, Mbps, Gbps) tyto jednotky se čtou jako bitů za sekundu kilobitů za sekundu, megabitů za sekundu, atd. jednotky v závorce se čtou jako bit per second, kilobit per second, atd. druhy datového toku stálý (konstantní), CBR (Constant bitrate) proměnlivý (variabilní), VBR (Variable bitrate) pojem datový tok můžete objevit v IT téměř kdekoli např. rychlost internetu je udávána v Mbit/s (např. 8 Mbit/s) např. datový tok u přehrávání zvuku, videa datový tok zvukového záznamu ve formátu MP3 může být např. 128 kbit/s atd.

Constant bitrate (CBR)!! datový tok je stejný po celou dobu, např. přehrávání je jednoduchý na kompresi data proudí stále stejnou rychlostí i v sekcích, kde to není potřeba => zbytečně zabírá mnoho místa na datovém médiu

Variable bitrate (VBR)!! datový tok zvuku se upravuje podle aktuálního stavu zvukové nahrávky, jinými slovy podle náročnosti zvukové nahrávky, např. jednoduché pasáže (např. sólová hra na jeden hudební nástroj) např. 96 Kbps složitější pasáže (např. hra na více hudebních nástrojů najednou) např. 192 Kbps Poznámka: měnící se datový tok můžete zpozorovat např. na displej vašeho MP3 přehrávače.

1.4 Komprimace (komprese) dat

Komprimace dat (komprese dat) (1)!!! umožňuje snížení objemu dat v souboru jedná se o speciální postup při ukládání / transportu dat úkolem komprese je: zmenšit datový tok (bitrate) snížit nároky na paměťové zdroje příklady komprimace: např. řetězec aaaa zakódujeme, jako a4 příklad komprimačních nástrojů: WinRAR, WinZip Poznámka: pro komprimaci (kompresi) se používá v oblasti IT zlidovělý výraz, a to zabalení či zapakování a naopak rozbalení a rozpakování

Komprimace (komprese) zvuku

Komprimace zvuku (komprese zvuku) (1)!!! komprese zvuku umožňuje snížit velikost audio souboru až na zlomek původní velikosti typy komprimace (neboli komprese) bezztrátová ztrátová

Komprimace bezztrátová!!! tento typ komprese používá mechanismy, které umožňují objem dat v souboru snížit a to bez jakéhokoliv ořezávání původní informace tato komprese není obvykle tak účinná, jako ztrátová komprese komprimovaný soubor lze opačným postupem rekonstruovat do původní podoby (takzvaně dekomprimovat) tento typ komprimace je vhodný pro tyto účely: například přenášení dat po síti (data jako je např. příloha e- mailu musí být po dekomprimaci stejná jako byla před komprimací) nikoho z váz by určitě nepotěšilo, kdybyste svou 50 stránkovou diplomovou práci zkomprimovali a poslali svému učiteli, který by ji následně dekomprimoval a zjistil by, že mu přišlo stránek pouze 30 u zvuku se bezztrátová komprimace téměř nepoužívá, narozdíl od např. videa

Komprimace ztrátová!!! tento typ komprese využívá nedokonalosti lidských smyslů. ucho něco neslyší, oko něco nedokáže rozeznat lidské ucho nedokáže zaznamenat frekvenci pod hranicí 16 Hz a nad hranicí 20 000 Hz oko dokáže rozeznat pouze určité spektrum barev sled rychle jdoucích snímků za sebou vnímá oko jako souvislý pohyb atd. můžeme tedy ze zvuku odstranit části, které lidský mozek nedokáže zaznamenat. Jinými slovy dojde k ořezaní člověku nepotřebných dat

Kompresní poměr!! Kompresní poměr je podíl velikosti původních dat ku velikosti komprimovaných dat např. původní velikost 100 MB, velikost po komprimaci je 10 MB, kompresní poměr je tedy: 10:1 => 10x zmenšeno

Kodek název je převzat z anglického codec jedná se o složeninu z počátečních slabik slov kodér a dekodér, respektive komprese a dekomprese, někdy taky kódování a dekódování může se jednat o počítačový program či naprogramovaný čip, který umožňuje kompresi a dekompresi (videa, zvuku) na počítači kódování označuje zakódování zvukového souboru. Kóduje se pomocí kompresních algoritmů dekódování označuje dekódování souboru - přehrávání audio záznamu!!!

1.5 Audio formáty

Audio formáty!!! Nekomprimované audio formáty Wav Ztrátové audio formáty Bezztrátové audio formáty

Wav (Waveform audio file)!!! formát vytvořen firmou Microsoft pro platformu PC/Windows. data uvnitř jsou nezkomprimované navzorkované zvuky podobně jako na Audio CD zvuk může být mono či stereo bitová hloubka je 8 nebo 16 bitů CD kvalita je Stereo, 44100 Hz, 16 bitů formát se nehodí pro přenos po Internetu tedy soubory s koncovkou *.wav jsou příliš velké pro distribuci na internetu např. 50 minut hudby zabere na disku počítače asi 650 MB

Ztrátové audio formáty Mezi nejznámější ztrátové audio formáty patří: MP3 WMA AAC AC3 DTS atd.

MP3!!! MPEG-1 layer 3 asi nejznámější zvukový formát používaný ve spotřební elektronice např. kapesní MP3 přehrávače, počítače, DVD přehrávače, mobilní telefony, atd. další rozšíření MP3 MP3pro - určený pro nízký datový tok MP3 Surround - podporuje vícekanálový zvuk pro stereo záznam se u MP3 používá 128 192 kbit/s čteme: 128 192 kilobitů za sekundu (kbit/s) klasickou MP3 přehraje dnes snad každý mobilní telefon používá zvukový kodek lame podporuje ID3 tagy tedy je možno do MP3 zadat jméno interpreta, žánr, apod.

WMA!!! Windows Media Audio formát silně podporovaný firmou Microsoft existuje ve třech verzích (WMA1, WMA2, WMA3) používá se pouze verze WMA3, ostatní jsou již mrtvé horší kvalita než MP3 i při stejném datovém toku zde je možno rovněž používat ID3 tagy

AAC! Advanced Audio Coding patentován skupinou MPEG (Motion Picture Experts Group) její používání není zadarmo existuje již mnoho let, ale teprve v poslední době se prosadila zejména díky společnostem Apple a Nero Apple prosazuje AAC do např. do sých ipodů

AC-3 původní označení AC-3 bylo Doby Digital tento formát je licencovaný Dolby Laboratories jedná se o vícekanálový audio formát určený pro prostorové ozvučení používá se téměř výhradně na DVD přehraje jej každý DVD přehrávač!

DTS Digital Theatre System opět audio formát určený pro DVD jedná se taktéž o vícekanálový audio formát určený pro prostorové ozvučení poskytuje vyšší kvalitu než AC-3, ale s velmi vysokém datovým tokem!

Bezztrátové audio formáty (2)! tyto formáty jsou si velmi podobné svými parametry, např. komprese bývá 1:2 datový tok je kolem 600 kbit/s mezi nejznámější patří tyto: FLAC TAK atd.

FLAC Free Lossless Audio Codec formát je určen především milovníkům hudby a vlastníkům dostatečně citlivých reprodukčních sestav u formátu FLAC se komprese pohybuje mezi 60-70 % původní velikosti souboru nahrávka, která v MP3 zabere 3 MB, ve formátu FLAC zabere kolem 13 MB není zatěžkán žádnými sw patenty, tedy jedná se o open-souce software

TAK relativně nový formát, uveřejněn teprve v roce 2007 kombinuje výbornou a rychlou kompresi i dekompresi

1.6 Vstupně / výstupní zvuková zařízení používaná v počítači

Zvuková karta!!! hlasivky a ucho počítače zvuková karta neboli zvukový adaptér je komponenta počítače, která zabezpečuje zvukový vstup/výstup do/z počítače zvuková karta je A/D a také D/A převodník A/D zde se analogový signál, např. z mikrofonu převede na počítačová data, tedy do formy jedniček a nul D/A zde dochází k převodu z digitální podoby do podoby analogové, např. signál vedený ze zvukové karty do reproduktorů

Zvuková karta typy! integrovaná - najdeme na každé základní desce počítače většinou postačují pro běžné účely (přehrávání hudby, běžné nahrávání, atd.) ve formě rozšiřující desky - se používají pouze velmi kvalitní zvukové karty, používané pro speciální účely např. skládání hudby, hraní her, atd. externí zvuková karta výhodou těchto zařízení je vždy vysoký odstup signál/šum digitalizace analogového zvuku se provádí mimo prostředí a rušivá pole počítače tyto externí zvukové karty se připojují k počítači pomocí rozhraní USB dalším kritériem pro zvukovou kartu je tedy počet kanálů, které karta vytváří pro prostorový zvuk

Zvuková karta takto můžou vypadat tyto tři zvukové karty na snímku reprezentují zvukové karty ve formě rozšiřující desky do počítače FOTO-zdroj: http://www.czechcomputer.cz http://www.hrej.cz/ http://www.dansdata.com/

Externí zvukové karty FOTO-zdroj: http://www.tomsguide.com/ http://www.disk.cz

Zvuková karta systémové rozhraní níže uvedená tři rozhraní slouží pro připojení rozšiřující karty do počítače ISA velmi staré rozhraní PCI PCI Express USB toto rozhraní je používané externími zvukovými kartami

Zvuková karta parametry! bitová hloubka 16 bitů levnější zvukové karty 24bitů dražší zvukové karty záznamová (vzorkovací) frekvence spodní hranice je 48 khz, tedy 48 000 vzorků za 1s 96 khz levnější zvukové karty 192 khz dražší zvukové karty

Zvuková karta vstupy/výstupy! Poznámka: na tomto obrázku jsou vidět vstupy/výstupy zvukové karty. Mezi základní patří mikrofonní vstup (Mic In), vstup z externího zařízení (Line In) a výstup pro sluchátka či reproduktory (Line Out). Ostatní výstupy jsou určeny pro sestavu čítající více reproduktorů

Reproduktory (1)!! reproduktory jsou velmi důležitým prvkem celé zvukové soustavy slouží k výstupu zvuku z počítače parametry výkon reproduktorů materiál reprobeden objem reprobeden počet reproduktorů u sestavy

Reproduktory (2) nejvhodnějším materiálem pro reproduktory je dřevotříska dřevěné reproduktory jsou také z dřevotřísky - je velmi odolná proti vibracím zvuk dřevěných reproduktorů je specifický a nedá se plastem nahradit nevýhodou je pouze jejich hmotnost plastové reproduktory mohou být značně rozdílné kvality, záleží na provedení plast a jeho spoje musí být hodně pevné, aby nepřenášely vibrace. objem bedýnek pokud jsou malé, vzduch uzavřený uvnitř se stlačuje a způsobuje odpor. To snižuje poddajnost reproduktorů

Reproduktory typy! aktivní reproduktory mají v sobě zabudovaný vlastní zesilovač nejčastěji se jedná o reproduktory k počítači, malé reproduktory k přenosným MP3 přehrávačům nebo studiové monitory pasivní reproduktory potřebují externí zesilovač. V praxi vypadá zapojení tak, že ze zdroje zvuku (např. zvuková karta, MP3 přehrávač, televize atd.) vede zvukový signál do zesilovače a odtud zesílený do reproduktorů. mezi pasivní reproduktory lze zařadit např. i sluchátka

Reproduktory pasivní reproduktory FOTO-zdroj: http://www.mmlshop.cz/

Reproduktory aktivní reproduktory FOTO-zdroj: http://www.dv247.com/ http://www.audioplaneta.cz/ http://www.digiboss.cz/

Mikrofony!!! mikrofon je zařízení, které slouží k přeměně zvukového signálu na signál elektrický, který pak putuje do počítače pro různé situace, kde dochází k záznamu zvuku jsou vhodné různé druhy mikrofonů typy mikrofonů mikrofony se dají dělit podle několika kritérií

Mikrofony rozdělení! mikrofony se dají rozdělit do několika skupin. My se v tomto textu budeme stručně zabývat pouze těmito: podle směrové charakteristiky všesměrové směrové podle typu uchopení do ruky připínací mikrofony, tzv. mikroporty podlouhlé mikrofony

Mikrofony - kamera!! všechny videokamery i velmi kvalitní, jsou vybaveny ne moc kvalitním mikrofonem. Ty je třeba nahradit profesionálním zařízením vhodným pro typ natáčení, ke kterému se chystáte mikrofony na kamerách produkují spíše kovově znějící zvuk, ten se zaznamenává ze všech směrů stejně protože se mikrofony nacházejí připevněné na kameře, často zaznamenávají také zvuky z kamery např. běh motorů, pohyb ruky, dech kameramana atd.

Mikrofon všesměrový!! zachytává zvuk ze všech směrů tyto mikrofony nejsou příliš vhodné zachytávají mnohem více zvuků než potřebujeme, hluk samotné kamery, kameramana, zvuky z okolí (projíždějící auta, procházející osoby, atd.) použitelnost: použitelnost: při umístění blízko zdroje zvuku či hovořící osoby (do 30ti cm) dojde k přehlušení jakéhokoliv zvuku na pozadí všesměrové mikrofony mají nízkou citlivost vůči větru a zvuku slyšitelného dýchání jsou vhodné má-li být zachován zvuk nahrávaného hlasu s na pozadí hlasitými zvuky (např. rozhovor na staveništi nebo na rušném dopravní komunikaci, atd.)

Mikrofon směrový (1)!! zachytávají zvuk z jednoho směru lze je namířit na jeden konkrétní objekt lze umístit na rozdíl od všesměrového mikrofonu do větší vzdálenosti od objektu lze je tedy použít ve scénách, kde je umístění mikrofonu do blízkosti herce obtížné mikrofon s kardioidní směrovou charakteristikou je vhodný do vzdálenosti 2 2,5 m od herce, potom začíná zaznamenávat nežádoucí zvuky

Mikrofon směrový (2) superkardioidní mikrofon má užší charakteristiky než kardioidní tento mikrofon umožňuje zachytávat dobrý záznam zvuku ve vzdálenosti 1,8 až 4,5m od herce hyperkardioidní mikrofon tyto mikrofony mají velmi silný směrový charakter když se byť jen mírně odkloní od zdroje snímaného zvuku, nebude zaznamenaný zvuk v pořádku

Mikrofony!!! Zde máme další dělení mikrofonů, tentokrát podle uchopení: mikrofony do ruky připínací mikrofony, tzv. mikroporty podlouhlé mikrofony

Mikrofony do ruky!!! jedná se o všesměrové mikrofony krátký dosah musí se nacházet v dostatečné blízkosti úst osoby diskusní pořady, rockové koncerty, atd.

Mikroporty!!! jedná se o malé všesměrové mikrofony nosí se na oděvu hlasatelů, ale lze je také ukrýt pod oděv umísťují se velmi blízko úst mluvící osoby, málokdy tedy zachycují jiné zvuky, jsou tedy vhodné pro záznam jednotlivých herců

Mikroport - připínací FOTO-zdroj: LONG, B., SCHENK, S. Velká kniha digitálního videa. Brno: CP books, 2005

Podlouhlé mikrofony!!! tyto mikrofony většinou umožňují záznam stereo zvuku, to tak, že mikrofon obsahuje dva prvky pro záznam zvuku jeden pro levý a druhý pro pravý kanál tyto mikrofony se často instalují tak, že jakoby vyčnívají z kamery umístění mikrofonu před kamerou není zrovna nejvhodnější lepší je mikrofon připevnit na speciální tyč pro mikrofon

Podlouhlý mikrofon FOTO-zdroj: LONG, B., SCHENK, S. Velká kniha digitálního videa. Brno: CP books, 2005

1.7 Vícekanálový záznam / reprodukce zvuku

Mono zvuk!!! je tvořen jedním audio kanálem někdy je označován jako 1.0 v tomto režimu hrají všechny reproduktory stejný zvuk, nevzniká tedy prostorový dojem, žádná složka zvuku nepřichází z různých míst v prostoru příklady hudba vycházející z reproduktoru mobilního telefonu obecní rozhlas

Stereo zvuk!!! v tomto režimu hrají dva reproduktory různý zvuk, z toho vyplývá, že vzniká dojem, že některé složky zvuku přicházejí zleva, zprava, ze středu tyto dva kanály obohacují zvukový záznam o jednoduché prostorové vnímání zvuku

Prostorový zvuk - surround!!! prostorový zvuk je známý pod termínem surround surround v překladu znamená: obklopit, obklíčit, což defacto prostorový zvuk dělá v současnosti existuje mnoho formátů prostorového zvuku a s ním související počty reproduktorů a jejich rozvržení podílející se na tvorbě zvuku, který posluchače obklopuje tedy jde o pocit jako by jste se děje filmu, který sleduje opravdu účastnili

Prostorový zvuk (2)! pro názornost uvádím několik formátů prostorového zvuku 4 kanálové formáty Dolby Stereo Dolby Surround Dolby ProLogic 5.1 kanálové formáty Dolby Digital Digital Theatre Sound (DTS) 6.1 kanálové formáty Dolby Digital Surround EX Digital Theatre Sound EX 7.1 kanálové formáty Poznámka: formáty podporující prostorový zvuk obsahují několik audio kanálů, každý audio kanál jde do jednoho reproduktoru. To znamená, že např. audio formát Dolby Surround má 4 kanály, tedy je potřeba 4 reproduktorů. 5.1 znamená, že je třeba 5 reproduktorů, 1 znamená kanál nesoucí basovou složku (subwoofer) Surround SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) formát určený výhradně pro kina

Prostorový zvuk (3) pro ukázku uvádím prostorové rozložení reproduktorů např. konfigurace 5.1 Popis: 1, 2 levý a pravý přední reproduktor 3,4 levý a pravý zadní reproduktor 5 středový reproduktor 6 basový reproduktor (neboli subwoofer) FOTO-zdroj: http://www.tvfreak.cz/ Poznámka: na tomto obrázku vidíte ideální rozložení 5.1 reproduktorů v místnosti vůči sedačce ze které osoba sleduje film

1.8 Stream (streaming)

Přenos v reálném čase!! uživatel na svém počítači je schopen přijímat přicházející data průběžně, nikoli až po stažení celého souboru výhody: přehrávání začne velmi brzy (pár sekund) po navázání spojení a stažení prvních dat spojení a stažení prvních dat nevýhody: vyžaduje stabilní propustnost sítě, aplikace klienta si sice může uchovávat data na několik sekund dopředu, tím se ale zvyšuje celkové zpoždění přenosu fanoušek české hokejové týmu na MS by asi nebyl moc nadšený, kdyby slyšel z okolí gól a on by ho uviděl třeba až za další minutu

stream (streaming) (1)!!! stream z anglického proud je to přenosová technika nepřetržitého přenosu audiovizuálního materiálu mezi zdrojem a koncovým uživatelem dá se říct, že stream je soubor bez začátku i konce také se dá říct, že streaming je obecně chápán jako libovolný přenos digitalizovaného signálu v reálném čase použití: přenášení audiovizálního materiálu po internetu (webcasting), např.: streamovaná rádia streamovaná televize video konference webkamery atd.

stream (streaming) - druhy!! Přímý (živý) přenos signál je přenášen v reálném čase z vysílacího pracoviště (např. rádia) až ke klientům všichni klienti (tedy posluchači) dostávají tentýž signál přenos je tak nejlépe přirovnatelný ke klasickému televiznímu vysílání televize vysílá Zprávy a všichni se na ty stejné zprávy doma u televize díváme ve stejný čas Záznam na žádost (Video on Demond) při tomto přehrávání ze záznamu si klient sám vybere, co chce přehrát a kdy. Po stažení několika prvních sekund záznamu je spuštěno přehrávání Výhodou je především dostupnost příspěvků v okamžiku, kdy je uživatel skutečně potřebuje např. televizní pořad, který jsme nestihli si pustíme třeba za hodinu nebo další den např. videa na YouTube, na různých zpravodajských serverech, atd.

1.9 Internetová rádia

Internetová rádia!!! klasická rádia za svůj přenosový kanál považují rádiové vlny internetová rádia jsou založená na datovém přenos prostřednictvím internetu (streamingu), přesně používají přímý (živý) přenos, viz. předchozí snímek charakteristika: internetové rádio je možno poslouchat, všude tam, kde máme připojení k internetu není tedy potřeba speciálního vybavení pro příjem stačí počítač + internet + přehrávač vysílání (tedy přenos dat) je realizován pomocí audio formátů, např. WMA, MP3, OGG, ACC atd. internetové rádia používají datový tok (bitrate): kolem 64 160 kbit/s

Internetová rádia FOTO-zdroj: http://www.casradio.cz http://www.evropa2.cz/ http://www.kissmorava.cz/

Aplikace pro poslech internetových rádií - funkce přehrávání a vyhledávání rádií zachytávání audio streamu a export do audio formátů, např. MP3 během záznamu jedné stanice můžeme poslouchat stanici jinou nahrávání lze i předem naplánovat (plánovač úloh) můžeme pracovat s playlisty (např. *.m3u, *.pls, atd.) uložení tag informací do hudebního souboru update databáze stanic náhodné přehrávání zvolené stanice podpora stream TV!

Aplikace pro poslech internetových rádií

1.10 Softwarové přehrávače audia na počítači

Programy pro přehrávání audia Winamp Musicmatch Jukebox KMPlayer BS Player VLC Media Player Winyl Evil Player PSPlayer2 atd.

Programy pro přehrávání audia Winamp MusicMatch Jukebox BSplayer

Funkce audio přehrávačů! přehrávání mnoha zvukových formátů WAV, MP3, CDA, WMA, atd. organizace skladeb a případné vypálení na CD ripování CD do MP3, AAC, WMA sdílení playlistů a přístup k hudební knihovně odkudkoli tvorba playlistů vizuální prezentace použití skinů

1.11 Programy pro práci se zvukem

Programy pro práci se zvukem zde uvádím několik programů pro práci se zvukem: Audacity Adobe Audition Goldwave Nero WaveEditor atd.

Programy pro práci se zvukem Adobe Audition Audacity FOTO-zdroj: http://download.chip.eu/ii/784558445_c95e336064.jpg

Programy pro práci se zvukem Goldwave Nero WaveEditor FOTO-zdroj: http://www.goldwave.com

Funkce programů pro práci se zvukem! otevírání, vytváření a ukládání audio souborů přehrávání audio souboru nebo jeho libovolné části nahrávání z mikrofonu nebo z jiného vstupního zařízení vizuální editace audia aplikace různých efektů aplikace různých filtrů na vybrané části audio souboru konvertování mezi jednotlivými audio formáty možnost vypalování možnost editace tagů pro MP3, WAV a OGG atd.

1.12 Audio praktická část

Praktická část v této části si vyzkoušíme pár základních úkonů s editačním programem Audacity

Audacity

Audacity - vlastnosti nástroj pro nahrávání, editaci a export zvuku open source software multiplatformní zvukový editor Mac OS, Windows, Linux jednoduché ovládání je vybaven velkým množstvím efektů atd.

Audacity uživatelské prostředí

Audacity nahrávání (1) 1. Stisknutím tlačítka record se spustí nahrávání zvukového záznamu 2. Záznam je nahráván z mikrofonu 3. jedná se o mono záznam, proto poze jeden kanál (L - left) 4. nastavení vstupní hlasitosti (citlivosti) mikrofonu

Audacity nahrávání (2) nahrávání - Stereo

Audacity - nahrávání takto zachytávaný záznam se posléze přeruší pomocí tlačítka stop a následně je uložen jako projekt tedy s příponou *.aup nebo exportován do některého z audio formátu např. Wav, MP3, Ogg Vorbis

Audacity - editace audio záznamu střih audio stopy mixování několika stop

Audacity editace audio záznamu jednotlivé nahrané audiozáznamy umisťujeme na časovou sou audiozáznamy můžeme skládat v libovolném pořadí např. úvodní melodie, poté proslov, potlesk, jednotlivé písně a nakonec poděkování a rozloučení se s účastníky konference, koncertu, atd. audiozáznamy můžeme také stříhat a ořezávat začátky i konce audiozáznamů můžeme i vystřihnout část uprostřed audiozáznamu audiozáznamy můžeme také mixovat tedy míchat dohromady (např. mluvené slovo doplněné hudbou)

Audacity skládání a mixování

Audacity mixování Poznámka: na obrázku výše je znázorněno smíchání dvou stereo audiozáznamů. Stopa nahoře reprezentuje hudbu, která podbarvuje mluvené slovo stopa dole

Audacity použití efektů tento program nabízí velmi mnoho efektů, aplikovatelných na audiozáznamy např. echo postupný náběh (Fade In) do ztracena (Fade Out) odstranění praskání odstranění šumu změna rychlosti atd.

Audacity odstranění šumu z nahrávky (1) načtení šumu z tichého místa v audio nahrávce označíte tiché místo nahrávky (např. mezi slovy ve větě) viz obr. 1 nabídky Efekty -> odstranění šumu v dialogovém okně zvolíte: Získat profil šumu viz obr. 2 označíte část audio nahrávky, nebo celou nahrávku, ve které chcete šum odstranit nastavíte kolik šumu chcete odfiltrovat (Méně - Více) viz obr. 3 zvolíte Odstranit šum viz obr. 3

Audacity odstranění šumu z nahrávky (2) obr. 1 tiché místo v nahrávce obr. 2 Získat profil šumu obr. 3 Odstranění šumu

Audacity - cvičení

Audacity cvičení 1 vytvořte vyzváněcí melodii pro mobilní telefon požadavky: vstupem je nahrávka nekomprimovaného formátu WAV výstupní audio formát MP3 délka audiozáznamu je 10s

Audacity cvičení 2 spojení 2 audiozáznamů druhá mixovaná s třetí komentář doplněný hudbou délka komentáře 2 minuty použití souborů *.wav

Otázky k tématu viz otazky_audio_skripta.docx

Použité zdroje [1] BEŠAK, R.: Metody digitalizace telefonního signálu, [online]. URL: http://cvut.cz/ [cit. 2011-6-28] [2] Oficiální stránky zabývající se audiem a videem [online]. URL: http://tvfreak.cz/ [cit. 2011-7-20 ] [3] Akustika, šíření zvuku, frekvenční analýza [online]. URL: http://homen.vsb.cz/~ber30/texty/varhany/anatomie/pistaly_akustika.htm [cit. 2011-6-26] [4] Slovník pojmů firmy Analysis Precision, zabývající se měřením hluku a vibrací [online]. URL: http://www.analysisprecision.cz/slovnikpojmu.html [cit. 2011-8-4] [5] Šíření zvuku [online]. URL: http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=416b757374696b61h&ke y=662 [cit. 2011-8-14] [6] PŘICHYSTAL, J.: Komprese zvuku, PEF MZLU Brno, 2010 [online]. URL: https://akela.mendelu.cz/~jprich/predn/komprimace.pdf [cit. 2011-7-7] [7] ŠVEC, J.: Přehled formátů prostorového zvuku, časopis Computer [online]. URL: http://www.zive.cz/clanky/prehled-formatu-prostoroveho-zvuku/sc-3-a-118366/default.aspx [cit. 2011-8-8]