extracted_text:
Последнее десятилетие характеризуется бурным развитием
систем пространственной звукопередачи (недаром 109й
конгресс AES в ЛосАнжелесе назывался Surrounded by Sound).
Разработка и широкое использование таких систем в
значительной степени изменило технологию звукозаписи,
принципы проектирования систем требует новой, более
глубокой информации о различных аспектах пространственного
слуха, без получения которой невозможно решать такие
глобальные задачи, как проблемы переноса пространственного
звукового образа из первичного помещения (концертного зала,
студии и др.) во вторичное помещение прослушивания.
Для развития пространственных звуковых систем в последние
годы в различных странах проводятся многочисленные
исследования по углубленному изучению возможностей
слуховой системы в воссоздании пространственного звукового
образа и оценке его тембральных характеристик. Результаты
этих работ представлены в многочисленных докладах
практически на всех последних конгрессах AES, на
специальных конференциях, в статьях в таких журналах, как
JAES, JASA, Acoustica и др.
Поскольку эти вопросы чрезвычайно важны для работы
звукорежиссеров, инженеров, музыкантов и др, особенно в
связи с освоением новых технологий записи и воспроизведения
звука в системах Surround Sound, то представляется полезным
рассказать о некоторых новых результатах, полученных в этом
направлении за последнее время. Расскажу в основном об
исследованиях, проводимых под руководством всемирно известных психоакустиков Б. Мура в Кембридже (Англия), Б.
Хартмана (США), а также о некоторых других исследованиях.
Большое практическое значение для развития
пространственных аудиосистем имеют ответы на следующие
вопросы:
Как слуховая система локализует звук в условиях, когда
имеется много звуковых источников, работающих
одновременно?
Как отражения в помещении влияют на пространственную
локализацию?
Как в слуховой системе реализуется процесс локализации
вообще?
Как уже было показано в вышеупомянутой статье, при
локализации единичного источника точность локализации в
горизонтальной плоскости достаточно высока и составляет
примерно 3°, хотя имеются данные, что минимальное
разрешение смещения источника может составлять даже 1°.
Существуют два механизма локализации источника в
горизонтальной плоскости:  на низких частотах (до 1500 Гц)  это оценка разности по
времени прихода звука к разным ушам (ITD). Интересно, что
при угловом смещении в 1° разница по времени составляет
~10мс, что показывает очень высокую точность оценки в
слуховой системе;
 на высоких частотах (выше 2 кГц)  это оценка разности по
интенсивности ILD, возникающая за счет дифракции звука
вокруг головы.
Локализация в вертикальной плоскости происходит за счет
модификации спектра источника звука при взаимодействии с
ушной раковиной, головой и торсом, которые действуют как
частотнозависимые дифракционные фильтры.
Анализ работы этих фильтров все время продолжается и
уточняется, поскольку это очень важно для развития
пространственных систем звуковоспроизведения и
бинауральной стереофонии. Изменение формы АЧХ,
измеренной в слуховом проходе, при перемещении единичного
источника звука с равномерной АЧХ в вертикальной плоскости
за счет дифракции на голове и ушной раковине.
В целом точность локализации в вертикальной плоскости
гораздо хуже, чем в горизонтальной, и составляет 19  20°, хотя минимальноопределяемый сдвиг составляет 4°, т.е. всего в
четверть раза хуже, чем в горизонтальной плоскости.
Для ответа на первый поставленный выше вопрос  "Как
происходит локализация, когда одновременно звучат несколько
источников?",  были проведены многочисленные
эксперименты, которые дали неутешительный ответ: точность
локализации становится значительно хуже, даже если работают
только два источника с частично перекрывающимися спектрами
 именно это и имеет место в стереосистемах,
пространственных системах воспроизведения и др.
Например, были поставлены эксперименты со слушателями по
локализации в заглушенной камере, где по периметру
размещались источники звука. Более "гуманные" опыты были
выполнены с помощью "искусственной головы", которая
размещалась в заглушенной камере, где по периметру в
горизонтальной плоскости на расстоянии 4 м были установлены
громкоговорители. На "искусственной голове" записывались
импульсные характеристики в слуховом проходе. Затем звуки,
предварительно обработанные в соответствии с записанными на
"искусственной" голове импульсными характеристиками,
подавались на стереотелефоны, и слушателей просили
локализовать два одновременно звучащих источника, т.е.
определить угловое расстояние. Измерения были выполнены
для разных сигналов: пары синусоид, различных видов
модулированных сигналов и т.д. Если спектры сигналов, подаваемых из разных источников, перекрывались мало, то
точность локализации составляла 18°, если спектры
перекрывались, то 60°. Проще говоря, чтобы можно было
определить, что звуки идут от разных источников, они должны
были быть разнесены на 60°.
Это намного хуже, чем локализация одиночного источника.
Кажется, что эти результаты противоречат практике  мы
постоянно слышим несколько источников одновременно и
обычно достаточно хорошо их локализуем. Однако реальные
звуковые сигналы (музыка, речь, шум) обладают некоторыми
особенностями, которые помогают слуховой системе.
Трудности, которые возникают при локализации нескольких
источников, связаны, вопервых, с тем, что звуки от нескольких
источников складываются в обоих ушах, и становится трудно
определить разницу по времени и по интенсивности для
каждого источника отдельно, чтобы установить локализацию
каждого из них. Это можно сделать, если спектры звуков от
каждого источника существенно отличаются (например,
находятся в разных частях диапазона)  тогда слуховая система
выполняет спектральный анализ, и в этом случае она
справляется с задачей локализации.
Вовторых, проблема состоит в том, что перед слуховой
системой встают две разные и конкурирующие между собой задачи: и локализовать звуки, и определить, к какому источнику
они принадлежат (т.е. выполнить их сегрегацию, разделение на
звуковые потоки).
Одним из очень важных критериев объединения звуков в один
звуковой поток, т.е. приписывания их одному источнику,
являются подобие спектров и характер переходных процессов,
а также их синхронизации по времени  если звуки включаются
и выключаются одновременно, то слуховая система обычно
считает, что они исходят от одного источника, даже если на
самом деле они разнесены в пространстве. Это очень важный
вывод для пространственной звукозаписи. Реальные источники
редко включают и выключают синхронно, кроме того их
спектры постоянно меняются во времени  какието источники
(инструменты) доминируют в разные моменты времени,
поэтому слух успевает их выделить и локализовать.
В связи с этим возникают чрезвычайно интересные вопросы:
"Зависит ли процесс сегрегации от процессов локализации
звуков?", "Какой из процессов происходит сначала?",
"Используются ли в процессе сегрегации какието признаки, по
которым слуховая система локализует звуки?".
Обычно в процесс прослушивания звуков от различных
источников (например, инструментов в оркестре) не возникает
особых трудностей выделения отдельных источников звука. Насколько хорошо это делается, зависит от состояния слуха и
степени музыкальной подготовленности слушателя. Когда в
слуховую систему поступают звуки от двух звуковых
источников, например от скрипки и рояля, то в высших отделах
коры головного мозга (а не периферической слуховой системе)
происходит разделение всех поступивших звуков на два
отдельных потока  один относится к роялю, другой  к
скрипке. При этом происходят два разных процесса: один
разделение одновременно поступающих звуков, другой
последовательное разделение их во времени. Эти два процесса
называются последовательной и параллельной группировкой
(сегрегацией).
Для такого разделения используется большое количество
различных физических признаков (часть из них была упомянута
выше). Эксперименты показали, что некоторые из признаков, по
которым система производит локализацию в пространстве,
(например разница во времени прихода звуков к разным ушам
ITD), оказывают существенное влияние и на процесс
последовательной группировки  но оказывают относительно
малое влияние на процесс одновременной группировки. Это
подтверждается различными экспериментами: например, через
головные телефоны одновременно предъявлялись разные
гласные звуки, и слушателей просили их различить. Если между
звуками вводилась задержка во времени 400 мс (что
соответствует углу между ними в 45°, как если бы они
воспроизводились через разные громкоговорители), то
различимость улучшалась всего на 7%, в то же время разница в полтона на основной частоте улучшала их различимость на 22%.
Однако при предъявлении последовательных звуков введение
дополнительной временной задержки (ITD) существенно
улучшало их разделимость.
Результаты исследований позволяют сделать важный для
практики вывод: при прослушивании одновременных звуков от
разных источников слуховая система сначала производит их
группировку по потокам (определяет, какие к какому
источнику принадлежат), используя при этом различные
непространственные признаки (значение основной частоты,
степень гармоничности, амплитудную огибающую, структуру
переходных процессов и др.), а затем локализует данный
источник звука, т.е. сначала определяет, "что это", а затем
"где это"?
Затем слух продолжает разделять последовательно
поступающие звуки по потокам (каждому инструменту  свой),
но при этом уже использует пространственные признаки:
разницу во времени поступления, разницу в амплитудах в
разных ушах и др. Интересно, что если при этом источник звука
не меняет своего положения или изменяет его плавно
(например, солист на сцене), то слуховая система продолжает
воспринимать этот звук как часть одного слухового потока, то
есть считает исходящим от единого звукового источника. Но
если источник звука резко меняет свое положение в
пространстве (локализацию), то слуховая система может воспринять его как совершенно другой источник звука
процесс сегрегации произведет расщепление звукового потока.
Учитывая сложность одновременно действующих процессов
при восприятии нескольких звуковых источников, разнесенных
в пространстве, например, в системах Surround Sound,
неудивительно, что точность локализации при этом
ухудшается.
Следующая проблема, которая возникает при локализации
нескольких источников звука, состоит в оценке влияния на
точность локализации отраженных сигналов, которые возникают
в любом помещении прослушивания (студии, концертном зале,
комнате прослушивания). Если источник звука излучает
короткий импульс, то к слушателю (или микрофону),
находящемуся в определенном месте помещения, сначала
приходит прямой сигнал, затем, через определенные отрезки
времени, первые отраженные сигналы (как правило, от потолка,
боковых стен, пола), затем количество этих отраженных
сигналов возрастает, и процесс спадания уровня сигнала
становится почти непрерывным. Время, в течение которого
сигнал спадает на 60 дБ, называется "временем стандартной
реверберации".
Процесс реверберации определяет качество тембра
воспринимаемого звука в помещении, кроме того, он оказывает существенное влияние на процесс локализации источников
звука в помещении. Наличие отраженных звуков, приходящих
со всех направлений, создает случайные вариации признаков,
определяющих локализацию, и неизбежно ухудшают ее
точность. Особенно страдает от этого такой признак
локализации, как разница во времени между сигналами на двух
ушах (ITD). В помещении, где отраженные звуки преобладают
над прямыми, этот критерий локализации вообще становится
ненадежным. Зато второй критерий, разница по интенсивности
(IID), "страдает" меньше, так как он используется на высоких
частотах, где коэффициент поглощения на поверхности
помещения значительно возрастает с частотой, и уровень
отраженных сигналов уменьшается. Если локализуются
широкополосные сигналы от разных источников в сильно
реверберирующем помещении, то слух, в основном, полагается
на информацию от высокочастотной части спектра, используя
только второй критерий (IID). Такая переоценка
локализационных признаков происходит на подсознательном
уровне.
Второй механизм, помогающий осуществлять локализацию
источников звука в помещении,  "эффект предшествования",
или "эффект Хааса", или "закон первой волны". Явление это
известно достаточно давно, однако его объяснение с точки
зрения современной психоакустики появилось только в
настоящее время. Сущность этого явления заключается в следующем: если звуки
с коротким интервалом задержки по времени приходят с разных
направлений, то локализация общего звука происходит по
первому пришедшему звуку, т.е. слуховая система как бы
теряет способность локализовать отраженный звук, если он
приходит через слишком короткий отрезок времени.
Слуховая система отдает предпочтение первому "прямому"
звуку, который несет более точные данные о локализации
источника по сравнению с отраженным звуком, который
искажает информацию о локализации. Это своего рода
"нейронные ворота", которые открываются в момент атаки
звука, производят его локализацию и закрываются.
Нужно сказать, что этот отраженный звук всетаки оказывает
свое влияние на точность локализации первого основного звука
 если место появления отраженного звука все больше
отодвигается от расположения прямого звука, то он как бы
"утягивает" локализацию первого звука за собой примерно на 7°
(меняется протяженность первого источника); при большем
смещении эффект уже не сказывается.
Если интервал между двумя короткими звуками становится
слишком коротким (менее 1 мс), то эффект предшествования
не проявляется, происходит некоторая компромиссная
(усредненная) локализация. Этот эффект называется "суммарная локализация". Если интервал больше 5 мс для
импульсов (щелчков) и больше 40 мс для речи и музыки, то
слышны отдельно и прямой звук, и эхо, то есть эффект
предшествования также не проявляется.
Если уровень отраженного звука сделать на 10…15 дБ больше
уровня прямого звука, то эффект предшествования также
пропадает  слышны два разных звука с разных направлений.
Этот эффект проявляется обычно, когда два звука похожи по
спектру, что и имеет место в прямом и отраженном сигнале.
Однако эксперименты показали, что эффект имеет место и для
двух разных звуков, например, прямой низкочастотный сигнал
очень эффективно подавляет локализацию высокочастотного
отраженного сигнала.
Интересно отметить, что этот эффект проявляется не только
тогда, когда сигналы приходят из разных направлений в
горизонтальной плоскости, где основную роль играет разница по
времени и интенсивности. Эффект Хааса имеет место и при
локализации прямого и отраженного звуков в вертикальной
плоскости, правда, он выражен значительно слабее.
Необходимо сказать, что эффект предшествования не
подавляет всю информацию об отраженном сигнале  слушатель легко различает разницу в тембрах прямого звука и звука,
дополненного отражениями. Эта тембральная разница несет
информацию о размерах помещения, позиции стен, потолка и
др. Эффект предшествования проявляется только в том, что
ранние отраженные сигналы не слышны как отдельные звуки, и
информация об их пространственной локализации теряется.
Таким образом, точность локализации источников звука в
помещении при наличии отражений существенно ухудшается по
обычным критериям (ITD, IID). Однако слух использует два
других механизма  локализацию по IID в высокочастотной
части диапазона и эффект предшествования, что позволяет
осуществлять локализацию, хотя и с меньшей точностью.
Один из самых последних исследований в психоакустике
посвящены третьей проблеме: "Как в слуховой системе
реализуется процесс подавления первых отражений и процесс
локализации вообще?". Является ли это следствием работы
специализированных нейронов, или это продукт сознательного
принятия решений высшими отделами головного мозга?
Исследования на животных позволили выявить специальные
бинауральные нейроны, способные сравнивать сигналы от двух
ушей и реагировать на разницу во времени и на разницу в
интенсивности между ними. На нейронах в этих же отделах
мозга было выявлено, что при подаче двух коротких щелчков с изменяемой задержкой между ними чувствительность нейронов
ко второму звуку при коротких задержках подавляется. Что
касается реакции человека, то, если бы эффект
предшествования определялся только реакцией нейронов, он
происходил бы практически мгновенно. Однако выяснилось,
что он требует определенного времени для возникновения, то
есть слуховая система как бы "обучается".
Например, были проделаны такие эксперименты: если подать
два сигнала с задержкой 8 мс (что моделирует как бы прямой
звук и его задержанное эхо), то в первый момент эти два
сигнала слышны раздельно, но если их повторить несколько раз,
например со скоростью четыре раза в секунду, то через
некоторое время второй звук перестает быть слышимым.
Эффект предшествования может быть разрушен резким
изменением акустической обстановки: если один сигнал
подавать от одного громкоговорителя, а другой с некоторой
задержкой от другого, то после определенного периода
обучения возникает эффект подавления, но, если внезапно
изменить расположение громкоговорителей (или одного из них),
то эффект пропадает, и каждый звук слышен отдельно.
Все эти эксперименты заставляют предположить, что
восприятие эффекта предшествования является актом
сознания, а не физиологической особенностью. Создается
впечатление, что эффект предшествования срабатывает только
тогда, когда время появления с некоторым "ожиданием" слушателя от акустики данного помещения. Это ожидание
формируется на основании предшествующего опыта
прослушивания в данном зале (или подобных), зрительного
впечатления, предварительного обучения и др. Однако быстрое
изменение позиции ведущего и ведомого звука, несовпадающего
со слушательскими ожиданиями от акустики данного
помещения, сразу же делают эхо слышимым, то есть нарушают
эффект. Аналогичные результаты получаются при изменении
спектра эха или направления его прихода, которые, по мнению
слушателя, делают его неестественным для данного помещения,
что также делает его слышимым.
Таким образом, как только нарушаются траектории прихода
звука и его параметры, выстроенные слушателем в сознании при
предварительном анализе акустики данного помещения, так
эффект предшествования сразу пропадает.
Создается впечатление, что сначала прямой звук и эхосигнал
обрабатываются слуховой системой совместно, обогащая
спектр (тембр) прямого звука, затем оба сигнала
обрабатываются высшей нервной системой, и она принимает
решение  подходит ли данный звук по своим параметрам на
роль эха от прямого сигнала в данном помещении. Если
подходит, то информация о нем подавляется, и локализация
происходит только по прямому звуку; если не подходит
локализация двух разных источников. Следовательно, при локализации звуков от разных,
одновременно работающих источников в реальном помещении
(например, в системах домашнего театра) слуховой системе в
процессе локализации, то есть в процессе построения
пространственного образа, приходится решать сразу две
различные и трудные задачи:
 произвести классификацию всех поступивших звуков по
потокам, определить к какому источнику какой звук
принадлежит;
 произвести локализацию всех источников, для чего
необходимо еще решить проблему, какие звуки идут прямо от
источников, а какие являются их отраженными сигналами (эхо),
и поэтому их можно не принимать во внимание при
локализации.
Неудивительно, что при таких условиях общая точность
локализации снижается, и, соответственно, увеличивается
время ее реализации.
Восприятие пространственных звуковых систем зависит не
только от точности локализации, но и от особенностей восприятия тембра пространственного слухового образа. Об
этом речь пойдет в следующей части этой статьи.

intro:
Последнее десятилетие характеризуется бурным развитием систем пространственной звукопередачи (недаром 109-й конгресс AES в Лос-Анжелесе назывался Surrounded by Sound). Разработка и широкое использование таких систем в значительной степени изменило технологию звукозаписи, принципы проектирования систем требует новой, более глубокой информации о различных аспектах пространственного слуха, без получения которой невозможно решать такие глобальные задачи, как проблемы переноса пространственного звукового образа из первичного помещения (концертного зала, студии и др.) во вторичное помещение прослушивания.
Для развития пространственных звуковых систем в последние годы в различных странах проводятся многочисленные исследования по углубленному изучению возможностей слуховой системы в воссоздании пространственного звукового образа и оценке его тембральных характеристик. Результаты этих работ представлены в многочисленных докладах практически на всех последних конгрессах AES, на специальных конференциях, в статьях в таких журналах, как JAES, JASA, Acoustica и др.

title: Слуховое восприятие пространственных систем


extracted_text:
Государственное профессиональное образовательное учреждение
Ярославской области
Переславский политехнический колледж
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
УЧЕБНОВОСПИТАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Выполнил(а): преподаватель информатики
ГПОУ ЯО Переславский
 политехнический колледж
Севастьянова Г.Ф. г. Переславль – Залесский
2016 г.
2 Проектирование на уровне дисциплины
1. Специальность: 23.01.03 Автомеханик
2. Курс обучения: 1.
3. Учебная дисциплина (УД): Информатика и информационнокоммуникационные
технологии, объем учебного времени: 228ч.
4. Место УД в учебном плане: общеобразовательный цикл, профильная
5. Требования ФГОС и работодателей к компетенции выпускников:
общеобразовательная дисциплина.
В   результате   изучения   учебной   дисциплины   «Информатика   и   ИКТ»   обучающийся
должен:
знать/понимать
основные   технологии   создания,   редактирования,   оформления,   сохранения,   передачи
информационных   объектов   различного   типа   с   помощью   современных   программных
средств информационных и коммуникационных технологий;
назначение   и   виды   информационных   моделей,   описывающих   реальные   объекты   и
процессы;
назначение и функции операционных систем;
уметь
оперировать различными видами информационных объектов, в том числе с помощью
компьютера, соотносить полученные результаты с реальными объектами;
распознавать и описывать информационные процессы в социальных, биологических и
технических системах;
использовать готовые информационные модели, оценивать их соответствие реальному
объекту и целям моделирования;
оценивать достоверность информации, сопоставляя различные источники;
иллюстрировать   учебные   работы   с   использованием   средств   информационных
технологий;
создавать информационные объекты сложной структуры, в том числе гипертекстовые
документы;
просматривать, создавать, редактировать, сохранять записи в базах данных, получать
необходимую информацию по запросу пользователя;
наглядно   представлять   числовые   показатели   и   динамику   их   изменения   с   помощью
программ деловой графики;
соблюдать   правила   техники   безопасности   и   гигиенические   рекомендации   при
использовании средств ИКТ;
использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и
повседневной жизни для:
эффективного   применения   информационных   образовательных   ресурсов   в   учебной
деятельности, в том числе самообразовании;
ориентации   в   информационном   пространстве,   работы   с   распространенными
автоматизированными информационными системами;
автоматизации коммуникационной деятельности;
соблюдения этических и правовых норм при работе с информацией;
эффективной организации индивидуального информационного пространства.
 Основной тип педагогического процесса:  сущностнорепродуктивный

















6.
3 7. Форма промежуточной аттестации по УД:  дифференцированный зачет или экзамен
по выбору обучающихся.
4 Проектирование на уровне темы
1. Название   и   №   темы   по   программе   УД:   Тема   2.  Информационные   процессы   и
информационные модели  в системах.
2. Объем учебного времени: 40 часов.
3. Место темы в УД, межпредметные  (внутрипредметные ) связи: тема является важным
компонентом   изучения   УД,   в   данной   теме   реализуется   прикладная   направленность
дисциплины.
Внутрипредметные связи: поиск информации в интернете, хранение информации.
Межпредметные связи:
 обществознание (обращение к тексту Конституции РФ, законам РФ),
 иностранный язык (перевод специальных терминов с иностранного языка на русский),
 математика (использование формул и их расчет),
 ОБЖ  соблюдение правил техники безопасности при работе на компьютере.
4. Цели (ожидаемые результаты, уровень освоения содержания)
обучающая:
 формировать   знания  и  умения для  использования  информационных  моделей  в  учебе,
профессиональной деятельности, общественной жизни.
воспитательная:
   формировать   умения   работать   самостоятельно   при   использовании   информационных
процессов,
 воспитывать аккуратность при составлении таблиц, кроссвордов,
 воспитывать взаимопонимание через работу в группах, культуру общения через беседу,
   формировать   позитивное   и   критическое   отношение   к   себе   через   самооценку   своей
деятельности.
развивающая:
 развивать познавательный интерес к предмету через использование презентаций, фильмов и
интернетресурсов профессиональной направленности,
   развивать   умения   применять   информационные   модели,   умения   использовать
информационные   средства   Интернета   для   работы   с   информационными   процессами,
анализировать, принимать самостоятельное решение.
5. Критерии   (показатели   достижения   целей).  Знание   информационных   процессов   и
информационных   моделей     в   системах,  умение   применять   информационные   модели,
использование информационных средств Интернета для работы с техническими средствами.
6. Основной тип педагогического процесса: сущностнорепродуктивный
7. Методы и формы оценки образовательного результата по теме: практические работы и
письменные   вопросы   по   теме,   внеаудиторные   самостоятельные   работы,  тестирование,
контрольная работа.
8. Используемые учебнометодические материалы: учебник «Информатика и ИКТ. Базовый
уровень:   учебник   для   1011   классов   /   И.Г.   Семакин,   Е.К.   Хеннер.»;   образовательные
интернетресурсы: Федеральный центр информационнообразовательных ресурсов (ФЦИОР)
http://fcior.edu.ru.
9. Средства обучения (ТСО, МТБ): компьютеры, проектор, тесты, раздаточный материал.
Проектирование на уровне  занятия
1. Название темы УВЗ (№ УВЗ в теме) Система кодирования информации (урок № 2.5).
5 2. Место УВЗ в теме, межпредметные (внутрипредметные)   связи:  Данный урок – один
из серии взаимосвязанных уроков по теме «Информационные процессы и информационные
модели  в системах»,
МПС:
  «Иностранный язык»  перевод специальных терминов с иностранного языка на русский;
  «Математика»   (использование формул и их расчет),
 «ОБЖ»  соблюдение правил техники безопасности при работе на компьютере.
3. Цели (ожидаемые результаты, уровень освоения содержания)
обучающая:
 научить обучающихся разбираться в системе кодирования информации;
 сформировать умения определять различные способы кодирования;
развивающая:
 развить умение различать и использовать способы кодирования;
 развить познавательный интерес к информатике через применение компьютера в области
изучения кодирования информации;
 показать применение изучаемой темы в реальной действительности;
 развивать навыки организации собственной деятельности, культуру устной речи;
воспитательная:
   сформировать   усидчивость,   старательность,   самостоятельность   при   выполнении
практического задания,
 сформировать умение следовать этическим нормам и правилам при ведении диалога и при
работе в команде;
   сформировать   позитивное   и   критическое   отношение   к   себе   через   самооценку   своей
деятельности;
 воспитать профессиональную культуру обучающегося.
Уровень   освоения   содержания:  ознакомительный,   репродуктивный,   с   выходом   на
продуктивный;
4. Критерии (показатели) достижения целей
 овладение обучающимися системой знаний о кодировании информации;
 сформированные умения определять и использовать различные способы кодирования
5. Тип урока:  урок изучения новых знаний  изучение новой темы, закрепление, развитие
умений применять знания в практической деятельности.
6. Методы   и   формы   оценки   образовательного   результата   по   теме:  выполнение
практического задания для проверки усвоения учебного материала на уроке.
7. Учебный материал (основной и дополнительный): презентация к уроку, распечатанные
на   бумажном   носителе  вопросы   на   закрепление   изученной   темы   в   виде   кроссворда   и
«Практическое задание».
8. Ведущие   методы,   технологии,   методики:  ИКТтехнологии,   элементы   проблемного
 технология   интегрированного   обучения,   элементы   здоровьесберегающих
обучения,
технологий.
9. Форма УВЗ: объяснение новой темы, практическое задание
10. Форма предъявления учебного материала учащимся: презентация на экране, кроссворд
с вопросами по теме, практическое задание.
11. МТБ,   ТСО,   расходные   материалы:  компьютеры,   проектор,   раздаточный   материал,
учебник.

6 Этапы и временные
рамки
УВЗ
Цель этапа
(ожидаемый
результат)
1.Организационный
момент
обучающихся)
   (3 мин.)
(приветствие
Подготовка
обучающихся к
учебному занятию
Повторить с
обучающимися ранее
изученный материал
Сформулировать
тему и цели занятия.

к
нового
  повторение
2. Актуализация знаний
  и

закрепление
ранее
знаний,
усвоенных
подготовка
обучающихся
освоению

материала.
 (5 мин.)
3.   Сообщение   темы
урока
«Система
кодирования
информации»
постановка целей.
    (4 мин.)
4.Изложение
материала.
  (20 мин).
  нового
и

Показатели
достижения
ожидаемого
результата
Готовность
обучающихся к
занятию: создание
рабочей
атмосферы;
организация
внимания всех
обучающихся.
Активность
обучающихся в
ходе беседы,
получение
правильных ответов
на вопросы по
предыдущим
знаниям.
Самостоятельно и
правильно
сформулированная
тема и цели
занятия.
обучающихся (методы
деятельно
Деятельность
учения)
Формы
организац
ии
сти
хся
обучающи
Деятельность педагога
(методы, приемы, способы
предъявления учебного
материала обучающимся,
формы контроля)
Занимают свои места,
приветствуют
преподавателя, готовят
тетради, ручки.
Фронтальна
я
Приветствует обучающихся,
осуществляет визуальный
контроль, проверяет
списочный состав группы.
Фронтальна
я
Участвуют в беседе,
вспоминают изученные
ранее знания по
пройденной теме,
отвечают на вопросы.
Для повторения пройденной
темы предлагает решить
кроссворд, задает вопросы
для проверки усвоения
предыдущих знаний и
готовности обучающихся к
изучению новой темы.
 Самостоятельно
формулируют тему
занятия, озвучивают
цели.
Фронтальна
я
Подводит обучающихся к
формулировке темы и целей
занятия.
  Знакомство с новой
темой
«Система
кодирования
информации»

Внимательность
обучающихся   при
изложении   новой
темы,
Слушают преподавателя,
смотрят   презентацию,
задают   вопросы   в   ходе
просмотра,
  добавляют
Фронтальн
ая
Объясняет   новую   тему,
используя   подготовленную
презентацию. Этапы и временные
рамки
УВЗ
Цель этапа
(ожидаемый
результат)
Показатели
достижения
ожидаемого
результата

заинтересованность
при
просмотре
презентации

практическое
задание

изученной теме
Выполненное
по
Получение
обратной   связи   от
обучающихся

6.
Выполнение
практического   задания
по изученной теме.
(7 мин.)
7. Рефлексия. (3 мин.)

Сформировать
знания   и   умения   по
поиску и сохранению
на
компьютере
искомой
информации
Выявить
освоения
содержания
пройденного
учебного   материала,
степень
удовлетворенности
уроком
  уровень

8.   Подведение   итогов
выдача
урока,
домашнего
задания,
ориентация   на   тему
следующего урока
 (3 мин.)

Достижение
поставленных   целей
занятия,
  оценка
деятельности
обучающихся

Полученные оценки
на уроке
обучающихся (методы
деятельно
Деятельность
учения)
Формы
организац
ии
сти
хся
обучающи
В парах
Индивидуа
льная
Фронтальна
я

свои
рассуждения,
отвечают   на   вопросы
преподавателя
Самостоятельно
выполняют практическое
задание   по   изученной
теме
Каждый   обучающийся
оценивает   свой   вклад   в
достижение
поставленных   в   начале
урока   целей,
  свою
активность,
увлекательность
и
полезность   выбранных
форм   работы,   отражает
удовлетворенность
уроком

Отвечают   на   вопросы
преподавателя, подводят
итоги   –   какие   знания   и
умения   приобрели   на
этом
занятии.
Записывают   домашнее
задание.

8
Деятельность педагога
(методы, приемы, способы
предъявления учебного
материала обучающимся,
формы контроля)
Координирует   работу   по
практической
работе,
за   работой
наблюдает
обучающихся,
оказывает
помощь.

Предлагает   обучающимся   по
кругу   высказать   одним
выбирая
предложением,

начало фразы
из
рефлексивного
экрана на
доске:
1. сегодня я узнал…
2. было интересно…
3. я выполнял задания…
4. я понял, что…
5. я научился…
Подводит   итоги   учебного
занятия,
  задает   вопросы,
выставляет оценки в журнал,
дает домашнее задание. Презентация к уроку
Приложение 1
Слайд
№1

Слайд№
2
Слайд
№3
Слайд
№4

Слайд
№5
Слайд

№6

Слайд
№7

Слайд
№8 Слайд
№9

Слайд
№10

Слайд
№11

Слайд
№12

Приложение 2
КРОССВОРД НА ТЕМУ:
КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ
1

2

4 К О Л И Ч Е С Т В О
5

7

6
8
3

10 Комбинация математических   знаков,   выражающая   какое
нибудь утверждение (НАПРИМЕР: N=2i)
Cовокупность   данных,   содержащих   какиелибо сведения,
предназначенные   для   передачи   по   каналу   связи   от
источника к потребителю
1
2
8 бит это 1 …
3
4 Величина, число
5 …  это снятая неопределенность (Клод Шеннон)
количество   информации,   которое   содержит   сообщение,
уменьшающее неопределенность в два раза
6
7 Оперативная … компьютера
американский   инженер   и   математик,   родоначальник
теории информации
8
Практическое задание. Два варианта.
1. Заполнить недостающие ячейки таблицы, используя  следующие формулы:
Вариант 1. Время выполнения 7 минут
Высота шины (мм) = Ширина шины * Профиль / 100
Диаметр (см) = Диаметр (дюйм) * 2.54
Приложение 3.
2. Отметить модель машины с наибольшей высотой шины
№
п/п
1
УАЗ Patriot (УАЗ Патриот) 2.7i 2014
Модель машины
Маркировка
шины
225 / 75 R16
2
3
4
5
ВАЗ Priora (ВАЗ Приора) 1.6i 2014
185 / 65 R14
 BMW X6 M (БМВ Икс 6 М) 4.4 i 2014
275 / 40 R20
Jaguar XJ (Ягуар Икс Джей) 5.0L V8 2014
255 / 40 R19
 Volkswagen Multivan (Фольксваген
Мутивэн) 3.2 V6 2014
235 / 55 R17
Высота
шины (мм)
Диаметр
(см)

Критерии оценки: 5 оба пункта задания выполнены правильно. 4  только первый пункт
выполнен правильно, 3  неточности выполнения обоих пунктов задания
11 1. Заполнить недостающие ячейки таблицы, используя  следующие формулы:
Вариант 2. Время выполнения 7 минут
Высота шины (мм) = Ширина шины * Профиль / 100
Диаметр (см) = Диаметр (дюйм) * 2.54
2. Отметить модель машины с наименьшей высотой шины
№
п/п
Модель машины
Маркировка
шины
Высота
шины (мм)
Диамет
р (см)
1
2
3
4
5
ВАЗ 1111 Oka 0.8 2014
135 / 80 R12
ГАЗ Соболь 2752 Комби 4x4
2014
Renault Sandero (Рено Сандеро)
1.6i 2014
Bentley Continental (Бентли
Континентал) Supersports 2014
Kia Optima (Киа Оптима) 2.4i
2014
225 / 75 R16
165 / 80 R14
245 / 45 R19
215 / 55 R17

Критерии оценки: 5 оба пункта задания выполнены правильно. 4  только первый
пункт выполнен правильно, 3  неточности выполнения обоих пунктов задания
Ответы:
Вариант 1.
Модель машины с наибольшей высотой шины УАЗ Patriot (УАЗ Патриот) 2.7i 2014
№
п/п
1
УАЗ Patriot (УАЗ Патриот) 2.7i 2014
Модель машины
Маркировка
шины (мм)
225 / 75 R16
шины
Высота
168,75
2
3
4
5
ВАЗ Priora (ВАЗ Приора) 1.6i 2014
185 / 65 R14
120,25
 BMW X6 M (БМВ Икс 6 М) 4.4 i 2014
Jaguar XJ (Ягуар Икс Джей) 5.0L V8
2014
 Volkswagen Multivan (Фольксваген
Мутивэн) 3.2 V6 2014
275 / 40 R20
255 / 40 R19
110
102
235 / 55 R17
129,25
Диаметр
(см)
40,64
35,56
50,8
48,26
43,18
Вариант 2.
Модель машины с наименьшей высотой шины ВАЗ 1111 Oka 0.8 2014
№
п/п
1
ВАЗ 1111 Oka 0.8 2014
Модель машины
Маркировка
135 / 80 R12
шины
Высота
шины (мм)
108
Диамет
р (см)
30,48
2
3
4
5
ГАЗ Соболь 2752 Комби 4x4 2014
225 / 75 R16
168,75
Renault Sandero (Рено Сандеро) 1.6i 2014
Bentley Continental (Бентли Континентал)
Supersports 2014
165 / 80 R14
132
245 / 45 R19
110,25
Kia Optima (Киа Оптима) 2.4i 2014
215 / 55 R17
118,25
40,64
35,56
48,26
43,18
12

file_name: проект урока_Система кодир информ.doc

description:
г. Переславль – Залесский
2016 г.
2

информатика

group: Дисциплины

title: проект урока "Система кодирования информации"


extracted_text:
В настоящее время существует огромное множество различных
процессоров для динамической обработки звуковых сигналов
это различного рода компрессоры, гейты, экспандеры,
левеллеры, лимитеры, и т.д. и т.п. В этом многообразии
нетрудно и запутаться  какой прибор необходим в конкретной
ситуации? Чем отличаются приборы, имеющие схожее действие
 гейт и экспандер, к примеру? А компрессор и левеллер?
И таких вопросов  масса. Включая и наиболее часто
встречающийся  а для чего вообще эта самая "динамическая
обработка"? Казалось бы  чего тут мудрить при записи,
"воткнуть" всё в пульт  и дело с концом. Ан, нет! Не так всё
просто...
Устройства динамической обработки сигналов применяются в
двух случаях  либо в художественных целях (это тема особого
разговора), либо для получения более качественного звучания.
Можно, конечно, спросить  как это, более качественного?
Разве "живое" звучание  недостаточно хорошо? В концертном
зале  да, конечно. Но в тех случаях, когда сигнал необходимо
записывать, или передавать по линиям связи  увы!
Здесь мы сталкиваемся с тем объективным фактором, что
динамический диапазон тракта (любого!)  к сожалению,
ограничен. Заявляемые для наиболее распространённого сейчас носителя
(CD) цифры  динамический диапазон в 96дБ  не совсем верны.
То есть, если рассматривать их как отношение самого громкого
сигнала к уровню шумов в паузе  цифры, безусловно,
правильны. Однако это справедливо только для сигналов
максимальной амплитуды. Реальные же звуковые сигналы
имеют довольно большой пикфактор, так что от 96дБ
необходимо отнять примерно 15  20дБ. Вот  уже осталось
менее 80дБ. Затем необходимо учесть тот факт, что в
цифровых трактах качество сигналов сильно ухудшается при
уменьшении его амплитуды. И сигнал с уровнем 60дБ
передаётся всего лишь шестью разрядами цифрового кода, а
при этом говорить о скольконибудь приличном звучании
естественно, уже не приходится. Таким образом, динамический
диапазон CD реально составляет величину, существенно
меньшую, чем 96дБ.
Динамический же диапазон реальных сигналов может быть
гораздо больше  например, для симфонического оркестра он
может составлять до 120дБ! И как его "впихнуть" в
ограниченный диапазон тракта?
Вторая большая группа проблем  это "что делать с мешающими
сигналами?" Типа шумов в паузе, пролезающих в микрофоны
посторонних сигналов, фонов и шипения от гитарных
"примочек" и т.д. и т.п.? Вот во всех этих случаях и возникает необходимость в автоматическом управлении уровнями
сигналов, иначе говоря  в применении устройств динамической
обработки сигналов.
Все устройства динамической обработки можно разделить на
два больших класса  по характеру взаимосвязи их
коэффициента усиления и уровня входного сигнала.
Если при увеличении уровня входного сигнала коэффициент
передачи устройства уменьшается  то это компрессор и/или
его разновидности. Такие, как лимитер, левеллер, "дакер", и др.
Если же при увеличении входного сигнала коэффициент
передачи устройства также увеличивается  то это экспандер
или гейт.
Все, без исключения, устройства динамической обработки
сигналов относятся к одному их этих двух классов.
Существует, конечно, большое число приборов, носящих
различного рода громкие, пугающие "фирменные" названия.
Этого не следует бояться. Частенько это либо просто
"красивости", не несущие никакой явной смысловой нагрузки,
либо  в лучшем случае  сложносоставные названия,
"собранные" из кусочков названий частей приборов. Например,
"компеллор"  это "КОМПрессор + левЕЛЛЕР". Только чуть "замаскированные"...
Компрессор и его производные
Итак  компрессор. Название происходит от английского
глагола "to compress"  сжимать. Как следует из самого
названия, компрессор  это устройство для сжатия, в данном
конкретном случае  динамического диапазона исходного
звукового сигнала.
Основными параметрами компрессии являются: степень
компрессии "ratio", порог срабатывания "threshold", а также
время срабатывания "attack" и время восстановления "release".
Первые две величины отражены на графике компрессии (рис.1).
Рис.1 На этом рисунке по горизонтали отложено входное напряжение
компрессора, выраженное для удобства в децибелах, по
вертикали  выходное, а толстая линия  это проходная
характеристика компрессора. На этом графике видно, что
выходной сигнал  в точности равен входному, до точки
срабатывания (начала работы) компрессора  THRESHOLD
(порог срабатывания). Начиная с этой точки, выходной сигнал
компрессора увеличивается в меньшей степени, чем входной,
т.е. осуществляется компрессия. Мерой компрессии служит
степень компрессии ( RATIO).
Степень компрессии  это отношение величины приращения
входного сигнала к величине вызванного им приращения
выходного сигнала. (При этом  измеряемые величины должны
быть выражены в децибелах!)
RATIO=dUвх(дБ)/dUвых(дБ)
Динамические характеристики компрессоров определяются
временами срабатывания ATTACK и восстановления
RELEASE. Время срабатывания (ATTACK)  это промежуток времени
между моментом, когда от источника подаётся скачок сигнала с
уровнем на 6 дБ выше исходного, и моментом, когда выходной
уровень достигает значения на 2 дБ выше установившегося
значения выходного сигнала.(рис.2).
Рис.2
Время восстановления (RELEASE)  это промежуток времени
между моментом, когда уровень сигнала источника
уменьшается на 6 ДБ от исходного, и моментом, когда
выходной уровень достигает значения на 2 дБ ниже его
установившегося значения (рис.3). Рис.3
Естественно, что всё это должно происходить в области
уровней входного сигнала, лежащих выше порога
срабатывания!
Любой компрессор (как, впрочем, и любое устройство
динамической обработки вообще) содержит, как минимум, две
больших составных части  звуковой тракт и цепь управления
(рис.4). Последняя в англоязычной литературе носит название
"side chain". Рис.4
В состав звукового тракта входят обычно  как минимум  три
элемента : входной и выходной усилители (1 и 3,
соответственно), и собственно элемент, изменяющий
коэффициент усиления звукового сигнала (управляемый
усилитель)  VCA (2).
Цепь управления состоит из выпрямителя 4  для
преобразования звукового сигнала в управляющее постоянное
напряжение, и цепи управления компрессией 5. В последней как
раз и осуществляется установка динамических параметров
компрессора, а также управление степенью компрессии и
порогом срабатывания. В некоторых моделях компрессоров  как и гейтов, и прочего в
этом роде  предусматриваются гнёзда SIDE CHAIN  для
включения в цепь управления, перед выпрямителем,
дополнительного эквалайзера. При включении какоголибо
эквалайзера в разрыв цепи управления  компрессор какбы
"обманывается", т.е. он "видит" не совсем тот сигнал, который
поступает ему на вход. Этим обеспечиваются более широкие
функциональные возможности для обработки исходных
сигналов  становится возможной
частотнозависимая динамическая обработка  такая, например,
как деессер.
(Хотя, строго говоря, применение компрессора с эквалайзером
в SIDE CHAIN  это только имитация настоящего деессера. И
может болееменее терпимо использоваться лишь на сольной
вокальной партии, да и то  либо компрессор, либо деессер.
Одно из двух...)
Эти гнёзда по выполняемым функциям являются аналогом
гнёзд INSERT на микшерном пульте. С одной "маленькой
разницей"...
Помните!Любые эквалайзеры, включённые в SIDE CHAIN, не
изменяют тембр звука в основном канале! Они влияют только на параметры
управления, и соответственно, на характер осуществляемой
динамической обработки.
Если отвлечься от конструктивных особенностей, то по
характеру реакции на входной сигнал все компрессоры можно
разделить на две большие группы  с ручным управлением
параметрами компрессии, и "автоматизированные", с той или
иной степенью автоматического управления этими
параметрами.
В "ручных"  все динамические параметры задаются
пользователем. Это обеспечивает очень большую свободу в их
выборе, для получения тех или иных необходимых вам
художественных результатов. Ведь не секрет, что
компрессором можно изменить исходное звучание как угодно,
хоть до "полной неузнаваемости". Вот "ручной" компрессор
как раз и служит именно для этого, для специального и
преднамеренного изменения характера исходного звучания в
нужную вам сторону. В зарубежной литературе этот тип
компрессоров часто носит название CREATIVE  "творческий",
"созидательный".
Соответственно, для их правильного использования  необходима достаточно высокая квалификация, а то ведь
вместо улучшения звука можно его непоправимо испортить!
(Что, к сожалению, часто и происходит...)
Учтите: Перекомпрессированный сигнал исправить в
дальнейшем невозможно!
В противоположность этому, в автоматизированных
компрессорах  динамические параметры раз и навсегда
установлены изготовителем, и их изменение пользователем
невозможно. Хотя некоторые "именитые производители",
выпускающие действительно добротную продукцию, в ряде
моделей предлагают пользователю на выбор несколько
алгоритмов автоматизации, для различных вариантов
обработки.
Как правило, большинство автоматизированных компрессоров
не изменяют динамические параметры звука скольконибудь
существенным образом, а только "выравнивают" исходное
звучание, делают его более плотным и насыщенным. Автоматизированные компрессоры  также, в свою очередь,
можно разделить также на два больших класса  RMS, и,
условно, "неRMS".
"НеRMS"  это компрессоры, имеющие обычный (иногда
называемый "пиковым") детектор, и один или несколько
наборов заводских предустановок (пресетов), различных
сочетаний времён срабатывания ATTACK и восстановления
RELEASE. Как правило, в случае только одного возможного
варианта предустановок  такой компрессор предназначен для
обработки какогото одного типа сигналов, и только для него
работа такого компрессора будет действительно хорошей.
Связано это с тем фактом, что все сигналы имеют сильно
различающиеся динамические параметры, причём эти
параметры для различных звучаний могут отличаться в сотни, и
даже тысячи, раз. Очевидно, что сочетание параметров,
оптимальное для одного звучания  скорее всего, для другого
будет малопригодно. Хотя и это  иногда  может дать
интересные, неожиданные эффекты.
Несколько особняком стоит такой, до недавнего времени
весьма "экзотический" для большинства наших
звукорежиссёров класс компрессоров, как RMS. В последние
годы всё большее количество фирм приступает к их выпуску,
что объясняется постоянно растущей популярностью этого
типа компрессоров, как при звукозаписи, так и в "живой"
концертной работе. К сожалению, до сравнительно недавнего времени этот класс компрессоров был мало знаком
большинству звукорежиссёров, да и сейчас не очень многие
хорошо знают, что же это такое. А в самом деле, что?
Название RMS это английская аббревиатура слов "Root Mean
Square", которым соответствует отечественный термин
"среднеквадратическое значение". (Ранее в электронике
бытовало понятие "эффективное значение", эти термины
синонимы)
Как следует из названия, этот тип компрессора должен
реагировать на эффективное, действующее значение сигнала.
Это и в самом деле так: RMSкомпрессор реагирует
непосредственно на МОЩНОСТЬ звукового сигнала, а не на его
мгновенные значения, как обычный компрессор. Цепи
управления компрессоров этого типа построены таким образом,
что, скажем, длительный сигнал небольшой амплитуды имеет
гораздо большую "важность" для целей управления усилением
компрессора, нежели короткий импульс большой амплитуды.
Это, однако, вовсе не означает, что, взяв обычный компрессор и
установив регуляторы Attack и Release на максимум, вы
получите RMSкомпрессор. Ничего подобного, увы! Всё
гораздо сложнее...
Применяемые для цепей управления специальные схемы
обладают очень малой погрешностью детектирования сигналов с большим пикфактором, и, как правило, имеют специальные
цепи адаптации динамических параметров детектора ко
входному сигналу, с учётом его восприятия слухом. Иначе
говоря, временные параметры в настоящем RMSкомпрессоре
не являются чемто раз и навсегда заданным, а сложным
образом изменяются в зависимости от частоты и уровня
входного сигнала, его спектра. Это обеспечивает отсутствие
"механистичности" в работе компрессора и очень малую
заметность вмешательства компрессора в обрабатываемый
сигнал.
Вместе взятые, эти меры обеспечивают очень высокую
"музыкальность" работы
RMSкомпрессора, который при правильном применении
практически не изменяет
динамику исходного музыкального сигнала, а только его как бы
"подравнивает",
уплотняет. Звучание становится более ровным и мощным, без
ненужных "шероховатостей". Применение RMSкомпрессора не
требует высокой квалификации, и доступно практически
любому звукорежиссёру, от совсем начинающих  до опытных
профессионалов. (Впрочем, даже при не слишком умелом использовании, сильно испортить звук RMSкомпрессором
практически невозможно.)
Помимо основных, в некоторых моделях компрессоров
имеются и некоторые дополнительные устройства, улучшающие
их потребительские свойства.
Так, например, для уменьшения заметности момента включения
компрессора в работу многие компрессоры имеют так
называемый "мягкий порог" (Soft Threshold), обеспечивающий
плавное вхождение в режим компрессии. На рис.5 изображены
проходные характеристики ( зависимость уровня выходного
сигнала от уровня входного) для двух компрессоров  обычного
( ломаная линия 1 ) и компрессора с "мягким порогом" ( кривая
2 ).
Рис.5 Как видно из рисунка, во втором случае по мере возрастания
входного сигнала степень компрессии увеличивается плавно, а
не включается скачкообразно, как в обычном компрессоре.
Таким образом удаётся сильно ослабить заметность начала
компрессии, сделать этот момент практически неслышным.
В особо престижных моделях компрессоров  можно даже
регулировать степень крутизны излома проходной
характеристики, делать его более (или менее) "мягким".
Далее  общеизвестно свойство компрессии, особенно быстрой
(при малых временах срабатывания и восстановления), какбы
"съедать" высокие частоты в обрабатываемом сигнале. Для
устранения этого явления в некоторых компрессорах
применяются различного рода специальные устройства (ВЧ
экспандеры), позволяющие в ряде случаев избежать этого
нежелательного эффекта. Обычно в таких устройствах сигнал
разделяется на две полосы, и в то время, как основной сигнал
компрессируется, его высокочастотная составляющая
передаётся на выход либо неизменной, либо наоборот
усиленной, пропорционально ослаблению уровня основного
сигнала. В выходном усилителе обе эти составляющие
суммируются, и эффект "съедания ВЧ" таким образом
существенно ослабляется. К сожалению, большинство подобных
устройств хорошо себя проявляют лишь при использовании их в
качестве "спецэффектов", а их применение для заявленных изготовителями целями  малоэффективно.
Конечно, кроме описанных выше, существуют и некоторые
другие разновидности компрессоров. Рассмотрим некоторые из
них подробнее.
Лимитер. В принципе, это не какойто "отдельный вид"
компрессоров, а всего лишь один из частных случаев работы
компрессора. Лимитирование отличается от компрессирования
прежде всего степенью компрессии RATIO. Для лимитирования
достаточно перевести этот регулятор в положение
RATIO=бесконечность:1, при этом  независимо от приращения
входного сигнала  уровень сигнала на его выходе
увеличиваться не будет. ( Естественно, что речь идёт о
сигналах, лежащих выше порога срабатывания! ) Но... Здесь
есть одна тонкость.
Дело в том, что основное предназначение лимитера  защита
последующих узлов тракта от перегрузок. Любых, даже
малейших. При этом он должен на 100% не допускать
превышения установленного Вами выходного уровня, но
абсолютно не трогать сигналы, лежащие ниже порога
срабатывания. Отсюда  с неизбежностью следует вывод, что
компрессоры с "мягким коленом"  принципиально непригодны
для этих целей. Ведь для них само понятие "порога" имеет
весьма расплывчатый смысл. Действительно  ведь для "незаметности" работы у них протяжённость "мягкого" участка
характеристики весьма велика, и у некоторых моделей
достигает 40дБ! Т.е. от начала вмешательства такого
компрессора в сигнал, и до того момента, когда он достигнет
режима лимитирования  уровень входного сигнала должен
возрасти на эту величину! И всё это время никакого
лимитирования ещё не происходит, но сигнал  уже "жуётся"...
Почему? Об этом  чуть ниже.
Широко применяемые компрессоры, имеющие ту или иную
автоматизацию динамики своей работы  также практически
непригодны для использования в качестве лимитера.
Причина этого кроется в том, что, как ранее уже говорилось, их
динамика оптимизирована под какойлибо конкретный вид
сигнала, и именно под его компрессию, а не чтолибо иное. А
лимитер, помимо большего RATIO, имеет и принципиально
иные динамические характеристики. В самом деле  он должен
очень быстро (в идеале  мгновенно!) "съесть" сигнал
перегрузки, и столь же быстро вернуться к исходному
состоянию. В автоматизированном компрессоре получить это
попросту невозможно. В хорошем же лимитере возможно
установить время срабатывания вплоть до 5 микросекунд, чего
в компрессорах просто не бывает. Время восстановления в
реальном защитном лимитере также весьма мало  несколько
десятков миллисекунд. Очевидно, что компрессия с такими
параметрами способна  и сильнейшим образом  изуродовать сигнал. Вот вам заодно и причина того, что если в компрессоре
с "мягким" порогом выставить динамические параметры,
пригодные для лимитирования сигнал будет просто изуродован
 не та динамика...
Левеллер. Это  ещё одна разновидность RMSкомпрессора.
Основное его отличие от "обычного RMS"  это гораздо
большие постоянные времени детектора, вплоть до 10 секунд в
некоторых моделях. Кроме этого, они имеют несколько другую
проходную характеристику (рис.6).
Рис.6
На этом рисунке изображено семейство проходных
характеристик левеллера при различных значениях RATIO. Из
него видно, что независимо от RATIO  сигнал со входным уровнем 0дБ на выходе имеет такой же уровень, а сигналы с
иными уровнями какбы "подтягиваются" к нему. Более
сильные  ослабляются, более слабые  усиливаются. Причём,
чем большее RATIO установлено  тем сильнее сигналы
"прижимаются" к уровню 0дБ. (Конечно, уровень 0дБ здесь
приведён только для примера. В реальных устройствах имеется
регулятор уровня, к которому должны "подтягиваться"
сигналы).
Деессер, депоппер. Варианты частотнозависимого
компрессора, а точнее  "полосового" компрессора. Почему
полосового? Потому, что настоящий деессер (и, естественно,
депоппер) должен обрабатывать только узкую полосу
мешающего сигнала, не затрагивая всего остального. (Обычный
компрессор  в режиме деессера, с фильтром (эквалайзером) в
цепи управления  обрабатывает всю полосу частот входного
сигнала. Он просто более "чуток" к выделенной области
спектра.) Отличие деессера и депоппера в том, что деессер
работает на высокочастотных сигналах, убирая "цыканье" и
шепелявость. Депоппер (смешное название, правда?)
наоборот, работает в низкочастотной области спектра, убирая
"пыханье" и бубнение. В остальном они принципиальных
отличий не имеют. Главное отличие этих приборов от
остальных устройств динамической обработки  это то, что
порог срабатывания в них не фиксированный (ручкой
управления THRESHOLD, как обычно), а "плавающий". Что
значит  плавающий? То, что он определяется разностью
уровней обрабатываемой части спектра, с одной стороны, и всего остального  с другой стороны. Такое построение
обеспечивает нормальное их функционирование, независимо от
абсолютных уровней входных сигналов. Т.е. деессер постоянно
анализирует спектр входного сигнала, и если "видит", что
уровень сигнала в установленной вами полосе превышает
допустимое соотношение его и "всего остального", то он
уменьшает уровень сигналов в этой полосе до допустимой
(установленной вами) величины.
Компрессор/лимитер. Яркий пример широко распространённого
заблуждения. Очень многие считают, что купив прибор с таким
названием  они купили и компрессор и лимитер. Неверно! Это
не компрессор + лимитер. Вы имеете обычный компрессор,
который можно перевести в режим лимитера. И ничего больше!
Т.е. либо  это у вас работает как компрессор, либо  как
лимитер. Третьего  не дано... Если же вам нужно и то, и другое
 то при покупке убедитесь, что имеется хотя бы один
отдельный регулятор для установки параметров
лимитирования. Чаще всего  это регулятор порога
срабатывания лимитера LIMIT. Хотя, конечно, встречаются и
другие названия  PEAK STOP, например, и прочие.
Естественно, что кроме описанных выше, существуют и другие
виды компрессоров  такие, как многополосные компрессоры,
AGCконтроллеры, АРУЗ и т.д. и т.п. Но, к сожалению, описать
болееменее подробно все виды компрессоров в одной статье,
на журнальных страницах, просто невозможно... Экспандер, гейт, и прочее
Экспандер  это "компрессор наоборот". Название  происходит
от английского глагола "to expand"  расширять, растягивать. У
него, как ранее уже отмечалось, коэффициент передачи
пропорционален уровню входного сигнала, т.е. чем громче
входной сигнал  тем громче выходной. Существуют две
основных разновидности экспандера  "экспандер вверх"
(Upward Expander) и "экспандер вниз" (Downward Expander).
Отличаются они по характеру реагирования на входной сигнал.
"Экспандер вверх"  обрабатывает только сигналы, лежащие
выше порога его срабатывания, делая громкие  более
громкими. Тихие же сигналы, ниже порога срабатывания, он не
трогает. В реальной практике почти не встречается,
единственное исключение  гитарный бустер.
Почему же не применяется, хотя некоторые часто говорят
"хороший прибор, позволяет восстановить исходную динамику
чрезмерно сильно "зажатого" компрессорами сигнала"?
Ответ на этот вопрос распадается на два. Вопервых,
пережатый до "квадратного" состояния сигнал  не восстановить ничем, расстаньтесь с этой иллюзией! А во
вторых...
Как и компрессор, экспандер имеет время открывания
ATTACK, и время закрывания RELEASE. Вот тутто и кроются
причины всех проблем. Представьте себе  вы хотите
обработать суммарную фонограмму, с записью самых
различных инструментов. Для того, чтобы обработанный
"экспандером вверх" сигнал барабана не потерял свою
исходную атаку  естественно, необходимо установить очень
быстрое открывание экспандера. Но при этом  сигналы
инструментов с медленными атаками (орган, струнные)
приобретут, благодаря действию экспандера, чрезмерно резкие
атаки, а попросту говоря  начнут "щёлкать" в момент
открывания экспандера. Эти щелчки крайне неприятны для
слуха, не маскируются сигналом, и практически полностью
исключают возможность применения "экспандера вверх" в
звукотехнике, на реальном суммарном звуковом сигнале.
"Экспандер вниз"  наоборот, не трогает сигналы выше порога
срабатывания, а только делает тише сигналы, лежащие ниже
этого порога. В принципе, по характеру своего действия на
сигнал  это устройство схоже с гейтом, и, как правило,
применяется для аналогичных целей, для подавления слабых
но мешающих  сигналов. В этом качестве "экспандер вниз"
входит составной частью практически во все шумоподавители
(денойзеры). Органы управления у экспандеров аналогичны компрессору,
кроме уже рассмотренных  это, естественно, регулятор порога
срабатывания THRESHOLD, и регулятор степени расширения
(экспандирования) RATIO. Этот регулятор имеет маркировку,
обратную компрессорной, он показывает, на сколько децибел
изменится выходной сигнал при изменении входного сигнала на
1дБ. Т.е. если в компрессоре RATIO=5:1 говорит нам, что при
изменении уровня входного сигнала на 5дБ выходной сигнал
изменится на 1дБ, то в экспандере RATIO=1:5 показывает  при
изменении входного сигнала на 1дБ уровень выходного сигнала
изменится на 5дБ.
Гейт  один из самых распространённых приборов динамической
обработки. Его название происходит от английского слова
"Gate"  клапан, ворота. Основное, "исходное" назначение гейта
 отсечка сигналов малого уровня, для которых он и является
своеобразным клапаном, не пропуская их на выход. Отчасти
гейт похож на экспандер, но  только отчасти. Т.е. если в
"экспандере вниз" установить RATIO=1:бесконечность, то он
будет функционировать как гейт. Но не наоборот! Ведь
экспандер  при всех положениях RATIO, кроме
вышеприведённого  как бы "следит" за сигналом, т.е. он не
имеет устойчивого состояния, его коэффициент передачи всё
время изменяется. (Больше сигнал  больше усиление, меньше
сигнал  меньше усиление.) Гейт же имеет только два
устойчивых состояния, открытое и закрытое. А в моменты ATTACK и RELEASE  он просто переходит из одного
состояния в другое.
По своей работе  гейт аналогичен формирователю огибающей в
синтезаторах. Т.е. это такой же многоступенчатый
формирователь огибающей плюс управляемый усилитель
(VCA), только "запускается" он не от нажатия клавиши, а при
превышении входным сигналом порога срабатывания гейта
THRESHOLD.
Большинство гейтов имеют относительно несложный 3х
ступенчатый формирователь огибающей, состоящей из трех
частей  нарастания ATTACK, удержания HOLD, и плавного
затухания RELEASE (Рис.7). Рис.7
Эти составные части хорошо знакомы всем, имевшим дело с
синтезаторами. На рисунке совместно изображены три сигнала
входной (верхняя сигналограмма), сформированная
генератором гейта огибающая (в середине) и результирующий
выходной сигнал  внизу.
В момент превышения входным сигналом порога срабатывания THRESHOLD (вверху) запускается специальный триггер,
запускающий в свою очередь формирователь огибающей гейта,
и тот  начинает последовательно вырабатывать три составных
части управляющего напряжения для VCA (в середине). В
первый момент после запуска формируется ATTACK, затем
до того момента, когда входной сигнал станет меньше порога
срабатывания  сохраняется достигнутое состояние. После того,
как входной сигнал станет меньше THRESHOLD  триггер
(TRIGGER) изменяет своё состояние, и начинают
формироваться следующие две части огибающей. Под
действием этого напряжения VCA изменяет свой коэффициент
усиления, и получается результирующий (обработанный гейтом)
выходной сигнал (внизу).
Естественно, что динамика обработанного гейтом сигнала
будет отличаться от исходной. Сигналы, лежащие ниже порога
срабатывания, будут полностью подавлены. У сигналов же выше
порога  атаки будут зависеть от соотношения их исходной
скорости и времени открывания гейта, т.е. результирующая
может быть как более "резкая", так и более плавная.
Аналогично  и с процессом затухания сигнала RELEASE. С той
только разницей, что затухание исходного сигнала гейтом не
удлинить. Можно только укоротить...
Именно это свойство гейта  менять динамику сигналов  как
раз и является той главной причиной, по которой гейт получил
столь широкое распространение. Наверное, ни для кого не будет "откровением свыше" тот факт,
что в настоящее время основным применением гейта является
запись ударных инструментов  барабанов, "железа", и пр. Вот
при обработке гейтом именно этих сигналов  все его
потенциальные возможности раскрываются наиболее полным
образом. Можно "отрезать" излишне длинные тянущиеся
"хвосты" у барабанов, сделать более резкими атаки, а при
известном навыке  даже "растянуть" время звучания атаки.
Вплоть до того, что вместо одного
удара  будут слышаться... два! Да  да, это действительно так!
Только для этого гейт должен быть "настоящим",
полнофункциональным, а не  одной "ручкой" в компрессоре...
Ранее обычный ныне гейт носил более претенциозное название
NOISE GATE (нойзгейт), при этом подразумевалось, что
главным его предназначением  будет шумоподавление, борьба с
шумами. Но довольно быстро выяснилось, что "шумодав" из
гейта  по большому счёту  просто "никакой". Нет, конечно,
шумы паузы  он убирает прекрасно, с этим никто не спорит.
Только... это практически никому не нужно. Представьте себе,
что у вас имеется дикторский текст, записанный с высоким
уровнем шумов (типа "шипения"). Как бы ни был силён этот
шум  слух довольно быстро к нему адаптируется, и всё в целом
воспринимается болееменее нормально. Пропустив же этот сигнал через гейт, вы получите блаженную "мёртвую" тишину в
паузах... и дикое шипение, сопровождающее текст при
открытом гейте! То  тишина, то  шипение... И смена их
происходит очень быстро. А ведь для адаптации нужно хоть
какоето время, но этом случае  его просто нет. Тут любой
слух спятит!
Такое, принципиально неверное, применение гейта  к
сожалению, можно слышать весьма часто, например  на
видеокассетах, где голос переводчика (записанный ранее на
аналоговую дорожку VHS) накладывается на "родную" дорожку
HIFI Stereo. В результате  получившуюся запись слушать
просто невозможно! Особенно в тихих местах, где в звуки
например, капающей воды  вдруг "врывается" с диким
шипением голос переводчика. Несколько ослабить этот
нежелательный эффект помогает имеющийся в хороших гейтах
регулятор "глубины закрывания" RANGE. Он позволяет
установить величину, на которую гейт будет уменьшать свой
коэффициент передачи в закрытом состоянии. Реально  в
случаях, аналогичных описанному  уменьшение уровня шумов
в паузе, при котором результат ещё болееменее приличен,
составляет величину не более 10  15 дБ. При больших
величинах  уже начинает проявляться описанный ранее
эффект. Хотя, конечно, в любом случае это  полумера, и лучше
оставить "кесарю  кесарево", т.е. для борьбы с шумами
использовать специально для этих целей созданные устройства
денойзеры. У них это лучше получится... Кроме вышеуказанных, в некоторых "навёрнутых" гейтах
имеются и другие регулировки  например, предзадержки
DELAY, гистерезиса, фильтрации, и т.д. и т.п.
Рассмотрим подробнее некоторые из них, в порядке убывания
распространённости.
Обязательной составной частью любого маломальски
приличного гейта являются перестраиваемые обрезные НЧ и ВЧ
фильтры KEY FILTER, в самом крайнем случае  разрывные
гнёзда SIDE CHAIN INSERT, как в компрессоре. (Иногда, в
некоторых моделях, можно встретить и гнезда для подачи
внешних запускающих сигналов  EXT.KEY.)
Назначение этих фильтров и гнёзд  такое же, как и в
компрессоре, для изменения характеристик канала управления.
(И точно так же  они не влияют на тембр самого сигнала!) Но
если в компрессорах применение фильтров и эквалайзеров в
SIDE CHAIN  это в значительной степени "экзотика", и сплошь
и рядом можно прекрасно обходиться и без таковых, то в
гейтах  увы! Без хороших фильтров  никуда. Причём, если в
SIDE CHAIN компрессора ставится обычно эквалайзер, то в
гейтах  ставятся именно обрезные фильтры, как правило
перестраиваемые, и при этом  отдельные для НЧ и для ВЧ. Необходимость в них вызвана, главным образом, спецификой
применения большинства гейтов  для записи ударных.
Инструменты этой группы расположены весьма близко друг к
другу, обладают высокой громкостью, и отделить их друг от
друга  задача не из простых. (Собственно, как раз для этого
гейт и применяется  если временно оставить в стороне задачи
художественного изменения исходных звучаний.)
Например, два близко расположенных микрофона снимают
звучание, один  барабана, другой  тарелки. По громкости  их
не различить, да и в разных местах песни она может
существенно различаться. Что остаётся? Правильно, спектр!
Настраиваем фильтры в каналах управления гейтов этих двух
микрофонов таким образом, чтобы гейт барабана воспринимал
только его основной тон, в области средних частот, а гейт
тарелки  чтобы воспринимал только её ВЧсоставляющие.
Проконтролировать точность настройки фильтров поможет
имеющийся в обязательном порядке в таких (с фильтрами)
моделях переключатель KEY LISTEN  "прослушивание
управляющего сигнала". Вот теперь, независимо от громкости
звучания того или иного инструмента, его гейт будет
управляться только его сигналом, а остальные для него  как бы
"невидимы".Можно переходить и к художественной части...
(Правда, это  тема совсем другого разговора.)
Рассмотрим теперь работу всего цикла гейта "в целом". Что касается начальной части сигнала  атаки  то здесь, как
правило, особых проблем не возникает. Входной сигнал
нарастает быстро, с хорошим уровнем, и гейт срабатывает
чётко. Совсем другая картина  на спаде сигнала. Не секрет
(хотя и не общеизвестно), что затухание сигналов большинства
инструментов не является ровным и плавным, а имеет
волнообразный характер. Для слуха это малозаметно,
привычно, но для электроники  совсем другое дело. Гейт в этот
момент начинает периодически переключаться из открытого
состояния в закрытое, "дёргаться". На слух этот эффект
воспринимается очень неприятно. Как быть?
Частично справиться с этой проблемой помогает регулятор
времени удержания HOLD, но только частично. Он лишь
задерживает момент начала закрывания гейта, но не избавляет
его полностью от "болтанки". Для этого применяется особое
устройство  триггер с гистерезисом. Не пугайтесь "страшного"
слова! Это всегонавсего означает, что в таком гейте имеются
два порога срабатывания  один на открывание, и один  на
закрывание, причём "порог на закрывание"  всегда меньше, чем
на открывание.
Например  если установлен гистерезис в 7дБ, а порог
срабатывания равен +12дБ, то гейт начнёт закрываться только в
том случае, если входной сигнал станет меньше +5дБ, а не
+12дБ, как в обычном гейте. Это позволяет обеспечить
надёжное, без "болтанки", закрывание гейта  и к тому же без задержки HOLD, необходимость в которой при этом отпадает.
Справедливости ради заметим, что в некоторых моделях гейтов
среднего ценового класса эта функция уже является
встроенной, т.е. некоторый небольшой гистерезис имеется в
приборе "от рождения". Однако величина этого гистерезиса
устанавливается изготовителем, и его изменение вам
недоступно.
В некоторых гейтах имеется режим со "странным" названием
DUCKER, или просто DUCK. Если перевести дословно, то
первое  это "поганка малая", второе  утка. Нда...
Это что ещё за цирк?
История появления этого термина в точности не известна, а
означает он всегонавсего инверсный режим работы гейта, т.е.
при превышении входным ( или управляющим) сигналом порога
срабатывания  гейт не открывается, а... закрывается! Этот
режим может применяться как спецэффект, но основное его
предназначение в другом  для уменьшения уровня одного
сигнала другим, который в данном случае играет роль
управляющего.
Для этого управляющий сигнал (например, голос) подаётся не
на звуковой вход гейта, а на его управляющий вход EXT. KEY. На звуковой же вход  подаётся тот сигнал, уровнем которого
вам надо управлять (например, фоновая музыка). При
появлении на управляющем входе голоса  гейт срабатывает
"наоборот", и громкость фоновой музыки  уменьшается. Такое
использование гейта часто встречается на радиостанциях, в
системах "Public Address", в телевидении и т.д. и т.п.
Для облегчения понимания сходства и различия
функционирования всех устройств динамической обработки
на рис.8 на одном графике в совмещённом виде показаны
проходные динамические характеристики всех рассмотренных в
этой статье широкополосных приборов.
Рис.8

intro:
В настоящее время существует огромное множество различных процессоров для динамической обработки звуковых сигналов - это различного рода компрессоры, гейты, экспандеры, левеллеры, лимитеры, и т.д. и т.п. В этом многообразии нетрудно и запутаться - какой прибор необходим в конкретной ситуации? Чем отличаются приборы, имеющие схожее действие - гейт и экспандер, к примеру? А компрессор и левеллер?
И таких вопросов - масса. Включая и наиболее часто встречающийся - а для чего вообще эта самая "динамическая обработка"? Казалось бы - чего тут мудрить при записи, "воткнуть" всё в пульт - и дело с концом. Ан, нет! Не так всё просто...

доп. образование взрослых

group: Другое

title: Устройства динамической обработки сигнала


extracted_text:
«Звук есть вибрация, а на нашей земле вибрирует все. По
этой причине на Земле нет предмет
а, который нельзя было бы слушать»
Джон Кейдж (1937г.)
Известный российский электронщик Э.Артемьев както сказал,
что впечатляющим завоеванием электронной музыки стало
освоение и контроль над звуковым пространством. Думаю, что
еще большим и впечатляющим завоеванием электронной музыки
станет освоение и контроль не только над звуком, но и
человеческим сознанием, а так же воздействием через него на
психическое состояние человека. Расслабляющее и
успокаивающее действие на человеческую психику некоторых
звуков и музыки известно давно.
Задумывались ли вы, в чем тут дело?
Прослушайте внимательно запись духовной музыки. Иногда
можно уловить сливающиеся голоса, образующие один
пульсирующий тон — биения. Когда голоса сходятся в унисон,
биения также замедляются, а когда расходятся – ускоряются.
Этот, казалось бы, ничем не примечательный для музыкантов
факт лег в основу исследований Роберта Монро, который
занялся исследованием подобных биений, в дальнейшем
получивших название бинуральных, а также воздействием их на
сознание человека при прослушивании через стереонаушники.
Было открыто, что при прослушивании звуков близкой частоты
по разным каналам (правому и левому) человек ощущает так
называемые бинуральные биения или бинуральные ритмы. Например, если одно ухо слышит чистый тон с частотой 150Гц,
а другое с частотой 157Гц, полушария человеческого мозга
начинают работать вместе, и в результате человек слышит
биения с частотой 157150=7Гц, но это не реальный внешний
звук, а «фантом».
Он рождается в мозгу человека только при сложении
электромагнитных волн, идущих от двух синхронно
работающих полушарий мозга. Дальнейшие исследования
показали, что подобный «фантом» способствует синхронизации
полушарий, наблюдаемой в медитативных и гипнотических
состояниях сознания.
Эти ритмы могут улучшить функционирование мозга,
поскольку помогают сознательно слушающему их налаживать
межполушарные нервные связи на нужной частоте.
Исследователи энцефалограммы (ЭЭГ) открыли, что,
накладывая бинуральные ритмы друг на друга в несколько
«слоев», можно формировать ритмическую активность мозга в
нужном направлении, и таким образом вызывать у человека
нужную картину ЭЭГ (т.е. картину колебаний в мозге), а вместе
с ней и состояние сознания, которому свойственна эта картина.
В человеческом мозге существуют следующие основные виды
электрических колебаний, каждому из которых соответствует
свой диапазон частот, и состояние сознания, при котором он доминирует:
Бетаволны – самые быстрые 14100Гц. Доминируют в нашем
мозге и связаны с бодрствованием, сосредоточенностью,
познанием.
Альфаволны – 813Гц. Состояние умиротворенности и
расслабления.
Тетаволны – 48Гц. Состояние расслабления переходит в
сонливость.
Дельтаволны – менее 4Гц. Состояние сна.
Использование бинуральных ритмов является мощным
средством воздействия на биоэлектрическую активность мозга.
Современные исследования подтверждают, что определенным
состояниям сознания соответствуют определенные картины
ритмов мозга, и это объясняет, почему человек, способный
произвольно их изменять, в значительной степени может
контролировать свои умственные и физиологические функции.

intro: Известный российский электронщик Э.Артемьев как-то сказал, что впечатляющим завоеванием электронной музыки стало освоение и контроль над звуковым пространством. Думаю, что еще большим и впечатляющим завоеванием электронной музыки станет освоение и контроль не только над звуком, но и человеческим сознанием, а так же воздействием через него на психическое состояние человека. Расслабляющее и успокаивающее действие на человеческую психику некоторых звуков и музыки известно давно.

title: Бинуральные биения


extracted_text:
Еще совсем недавно звукорежиссеры механически переносили
схемы расстановки микрофонов и приёмы записи серьезной
музыки на легкую, что не удовлетворяло большинство
любителей эстрадной музыки.
Развитие техники звукозаписи неотвратимо внесло в
стереофоническую запись музыки этих жанров множество
новых, доселе неизвестных приемов: кратковременные
задержки сигналов прямого звука для имитации первых
акустических отражений, искусственные унисоны,
фазовращатели, устройства для сдвига частотного спектра и
т.д.
Под влиянием широкого распространения звукозаписи
(грампластинок, радио, телевидения) существенно изменялись и
эстетические нормы звучания эстрадной и танцевальной
музыки.
Роль звукорежиссера стала здесь даже еще более важной, чем
при записи симфонической музыки. В этом случае он полностью
распоряжается акустическим и стереофоническим решением
уже хотя бы потому, что очень часто вообще неизвестно, что
такое реальное звучание. И это определило свою специфику
записей.
Технологический процесс этот весьма сложен, разделен на ряд
последовательных операций с расчленением музыкальных компонентов. В настоящее время подавляющее большинство
записей легкой музыки выполняется сначала монофоническим
способом, а затем уже на окончательном этапе подготовки
фонограммы звукорежиссер формирует с помощью микшерного
пульта так называемый псевдостереофонический звуковой
образ программ.
Звучание эстрадной и джазовой музыки через
стереофоническую аппаратуру, искусственно созданное
звукорежиссером, хорошо понимающим эстетику и специфику
данного жанра, производит более сильное впечатление, чем
натуральное звучание. Поэтому главная творческая задача
звукорежиссера — «услышать» партитуру до записи в том
эффектном звучании, которое можно (имея хороших
музыкантов) создать.
Если послушать последние записи эстрадной музыки, то как
нигде в других жанрах буквально прощупывается музыкальная
ткань, фактура, слышно каждую группу инструментов. Это
стало возможным благодаря использованию многоканальной
техники, многодорожечных магнитофонов. Суть
многоканальной записи заключается в том, что на одну
магнитную ленту, но на разные дорожки одновременно или
последовательно записывают звуковые компоненты программы,
разделив ансамбль на группы или даже отдельные инструменты.
Прослушивая запись первого исполнителя в головных
телефонах, другой музыкант исполняет свою партию, которая и записывается на свободную дорожку. К этим записям,
разумеется, синхронно дописываются другие исполнители и т.д.
Практически это делается так: сначала записывают
ритмическую группу ансамбля — ударные. Это фундамент и
первый этаж музыки, ибо «сначала был ритм». Потом очередь
труб, тромбонов, деревянных, электрогитар, струнных
инструментов. Запись ведется объективно, то есть без всяких
художественнотехнических воздействий и может быть
одновременной для всего ансамбля или разнесенной по
времени, когда музыканты записываются в любое удобное
время. Записываясь по отдельности, музыканты меньше зависят
друг от друга — это уменьшает количество ошибок, упрощает
план работы и, что весьма существенно, удешевляет запись.
Система записи эстрадной музыки определяется близко
расположенными микрофонами, звукоизоляцией инструментов
друг от друга, возможностью неоднократных наложений и на
последнем этапе при сведении — искусственного выделения
отдельных инструментов или вокалистов. Наложение — это
запись на свободную дорожку отдельных инструментов или
голосов в дополнение к основной записи. Оно позволяет,
например, не задерживая оркестр, проводить многократную
запись солиста, добиваясь наилучшего исполнения. Или же,
допустим, одному скрипачу играть концерт Баха для двух
скрипок. Певцу петь хором самому с собой. Убирать из записи
отдельные голоса и инструменты, заменяя их через большой
промежуток времени другими и т.д. Так постепенно, этаж за этажом, поднимается здание музыки. В
нем этажей ровно столько, сколько дорожек на ленте
многоканального магнитофона, может быть 24 и 32. После
записи отдельных компонентов музыкальной программы и
наложения режиссер сводит (перезаписывает)
многодорожечную фонограмму на две дорожки
стереомагнитофона. Если на записи внимание звукорежиссера
всецело было поглощено контролем музыкального исполнения и
регулированием уровней громкости, то при перезаписи он
приступает к операциям микширования и обработки. При этом,
естественно, не требуется присутствие исполнителей,
освобождается студия записей, а сам процесс обработки можно
вести до тех пор, пока не будут достигнуты наилучшие
художественные и технические результаты.
Оставаясь один на один с многодорожечной фонограммой,
микшерным пультом и стереофоническим магнитофоном,
звукорежиссер начинает «колдовать» со звуком. Это, пожалуй,
самый ответственный творческий момент подготовки будущей
пластинки. Именно благодаря сведению существенно
расширились художественные возможности создания
фонограмм легкой музыки.
При перезаписи новые электронные средства обработки
(фленжер, файзер, задержки и др.) дают возможность создать
очень эффектное звучание программы, впечатление движения солирующего инструмента в глубину пространства, обогащать
звучание рядом оттенков, эффектов и трюков, таких как эхо,
дробление затухающего звука, наслоение гармонии одна на
другую и т. д.
Многие композиторы, хорошо знающие возможности
современной техники, работая над музыкой для грамзаписи,
вносят в палитру новые музыкальные элементы. У композитора
теперь больше возможностей, ему не надо беспокоиться о том,
чтобы слабый голос скрипки не утонул в аккордах меди. В
полном соответствии с партитурой звукорежиссер создает
звуковую «мизансцену». Он может на время вытянуть скрипку
на первый план, а трубы с барабаном уведет на второй и
третий.
Процесс записи эстрадной, танцевальной, альтернативной и
прочей современной популярной музыки, включая некоторые
направления джаза, даже по концепции кардинально отличается
от записи музыки классической.
Дело в том, что большинство музыкальных инструментов,
которые мы слышим на этих записях, не имеют собственного
акустического звучания. И различия тембров, например,
электрогитар и синтезаторов определяются не только способом
звукоизвлечения, но и расположением, схемой подключения и
электрическими параметрами различных датчиков, усилителей и генераторов.
Поэтому представления о том, как должен звучать тот или иной
музыкальный инструмент, в отличие от классической музыки, в
достаточной мере размыты. То, как они будут звучать, больше
зависит от выбранной звуковой концепции, стиля, характера
исполнения, используемых эффектов.
Также и вокальные партии на записях популярной музыки
отнюдь не всегда звучат так, какими их можно услышать при
«живом» исполнении.
Звукорежиссеру здесь предоставлена большая свобода для
полнокровного участия в процессе зарождения звука. Его
задача, используя все доступные акустические и электронные
средства, создать законченный тембромузыкальный образ
песни, группы или исполнителя. И цель более похожа на синтез
конечного продукта, нежели на адекватную передачу
безупречной исполнительской интерпретации.
Однако кому принадлежит последнее слово при выборе того
или иного записанного варианта, насколько мягче или жестче,
задумчивее или энергичней будет звучать музыка? На западе
чаще оно принадлежит музыкантам, в нашей суровой
российской действительности — звукорежиссерам. Но кто знает, чей подход, исполнителя или звукорежиссера, более
верен?
Разрешить этот извечный спор способен только один человек.
Его зовут «саунд продюсер». Или просто продюсер. И помимо
того, что ему приходится решать массу организационных
вопросов, именно этот человек определяет музыкальный облик,
имидж исполнителя. Проще говоря, продюсер — это тот,
который точно знает, что же должно получиться в конце
работы.
И, естественно, хороший результат получается тогда, когда
продюсер знает технологию записи так же хорошо, как
звукорежиссер, а музыкально подготовлен лучше и
исполнителей, и звукорежиссера. Ведь именно ему приходится
принимать решения, учитывая многие психологические,
музыкальные и технические аспекты записи.
Бывает, правда, музыкант сам выполняет функции продюсера, а
продюсер — звукорежиссера. Но изза того сущность этой
«должности» не меняется. Между тем вернемся к процессу
записи. Предположим, что у нас есть песня и продюсер уже
определился, как она будет звучать. Что дальше? Казалось бы,
пора нести все это записывать. Но нет, не всегда музыка
реально похожа на то, что хочет от нее продюсер. И не всего
можно добиться во время записи с помощью техники. Никакими техническими средствами нельзя заставить грустную
мелодию звучать весело. Можно сделать так, чтобы нам
казалось, что она звучит чутьчуть веселее, но не более! Чтобы
музыка звучала весело, надо менять её фактуру,
инструментальный состав.
Этим занимается аранжировщик. Именно ему звонит продюсер,
когда песня как идея, как побряцывание аккордов на гитаре
уже зародилась. Аранжировщик делает инструментовку и
стилизацию музыки в соответствии с задачами, поставленными
продюсером.
Часто именно аранжировщик записывает и микширует на
компьютере первый «электронный» вариант песни, в котором
синтезированные инструменты исполняют то, что потом будут
играть «живые», а чисто синтезаторные партии, сыгранные на
более простых, чем будут в окончательном балансе,
синтезаторах. Цель этого этапа — получить конкретные нотные
партии для музыкантов, а также файлы с нотной информацией
для музыкальных компьютеров. Кроме того, аранжировщик,
иногда вместе со звукорежиссером, сгоняет этот компьютерный
вариант на ленту в виде так называемой «болванки». Именно
«болванку» будут слышать музыканты в качестве ритмической,
а, может быть, и эмоциональной основы во время записи своего
исполнения. Вернемся немного назад. Для нас, безусловно, имеет значение
не только, как записывается музыка, но и что звучит. Пожалуй,
наиболее часто используемым в популярной музыке
инструментом является электрогитара. Её акустическое
звучание очень негромко, да этого и не требуется, поскольку
сигнал на запись подается с электрического выхода. Это не
значит, что на звучание электрогитары не влияют резонансы её
корпуса, материалы, из которых изготовлены дека и гриф.
Вовсе нет. Также огромное влияние на звук электрогитары
оказывает толщина струн. На тонком наборе струн легче играть
пассажи, однако толстые струны дают богатый, более
энергичный звук.
Прямой сигнал с электрогитары подается на различные
устройства эффектов: «дисторшн», «фузз», «фленжер», «хо
рус», «файзер», педаль «ваувау», использующуюся обычно в
фанкмузыке. Так, «ваувау» представляет собой эквалайзер,
изменяющий характеристики пропускания сигнала в
зависимости от положения педали, регулируемой музыкантом в
процессе исполнения. «Дисторшн» и «фузз» представляют
собой вариации звучания перегруженного усилителя. А
«фленжер», «хорус» и «файзер» — цифровой или аналоговой
задержки.
После эффектов сигнал поступает либо сразу на микшерский пульт, либо на специальный, обычно ламповый гитарный
усилитель, объединенный в одном корпусе с
громкоговорителем, так называемый «комбик». «Комбик»
делает звук гитары более плотным и «живым», не в последнюю
очередь благодаря эффекту ламповой компрессии и
характеристикам (скорее характерным искажениям — они
здесь на пользу) динамика.
Между музыкантами и звукорежиссерами существует негласное
соглашение: параметры эффектов и эквалайзер «комбика»
гитарист настраивает сам, но установка микрофонов для
акустического съема сигнала с «комбика» и всё то, что
происходит на микшерском пульте, епархия звукорежиссера.
Нередко для записи электрогитары используют оба способа (и
акустический, и электрический) съёма звука. С помощью
специального трансформатора сигнал электрогитары
«раздваивается» и идёт как по пути «комбик»микрофонпульт,
так и напрямую в пульт. Это представляет звукорежиссеру
большие возможности для создания нужного тембра гитары.
Отдельно стоит сказать о басгитаре. На этом инструменте
нечасто используются какиелибо эффекты. Однако один из них
является фундаментальным для баса. Это компрессор. Бас
гитара очень часто записывается через компрессор,
подключаемый либо непосредственно к инструменту, либо в разрыв сигнала на пульте. Компрессор сглаживает быстрые
атаки сигнала и придает басу «мощности» и
«представительности». Существует также отдельная группа
инструментов, вовсе не имеющая акустического звучания. Это,
конечно, синтезаторы. Вот где буйство звуков и торжество
тембров! Вот где можно поживиться нешаблонно мыслящему
музыканту.
Несмотря на всё разнообразие существующих синтезаторов,
многие из них для создания звуков опираются всего на
несколько методов синтеза или на их комбинации: аддитивный,
субтрактивный, FMсинтез и сэмплинг.
Аддитивный синтез близок по своей концепции к истинному
значению слова синтез. Синтезатор, издающий звуки этим
методом, использует несколько генераторов гармоник и шумов
и с помощью смешения их сигналов в определенных
соотношениях получает требуемый тембр. На этом принципе
работает большинство электроорганов.
Субтрактивный метод, наоборот, основан на выделении
требуемых составляющих звука из непрерывного шумового
спектра с помощью различных фильтров. В принципе
популярный в настоящее время синтез с помощью резонансных
фильтров (например, в инструментах фирмы Akai) можно
представить как частный случай субтрактивного синтеза. Трудно забыть примелькавшийся на экранах телевизора лет
десять назад синтезатор Yamaha DX7. Этот и ныне
здравствующий во многих студиях «дедушка» для своего
«сказочного позвякивания» использует именно FMсинтез. Суть
FMсинтеза в том, что сигнал одного генератора модулирует
частоту сигнала другого генератора. Алгоритмы соединения
модулирующих генераторов с модулируемыми определяют
звучание инструмента наряду с формами, амплитудами и
огибающими модулирующих сигналов.
Однако есть метод синтеза звука, который по натуральности
подражания «живым» инструментам и своей универсальности
превосходит все нижеперечисленные методы. Он называется
сэмплинг. В память сэмплера (инструмента, использующего
этот метод) в цифровой форме записывается звук с внешнего
источника, то есть микрофона, другого синтезатора и т.д.,
который потом редактируется и приводится в форму, удобную
для последующего воспроизведения. Например, «игры» этим
звуком.
Возможности встроенных инструментов редактирования в
сэмплерах достаточно обширны. Они позволяют «играть»
частотной характеристикой звука, его высотой, временем
воспроизведения, амплитудной огибающей, пускать звук «в
обратную сторону», менять порядок следования его составляющих, например, превратить атаку звука в его
затухание и т.п.
Нередко в инструментах, использующих метод сэмплинга, но не
имеющих возможности записи внешнего звука (все встроенные
звуки хранятся в постоянной памяти), таких, как популярные
Еmu PROteus или KORG Wavestation, звук делится на
несколько фрагментов, которые записаны по отдельности. И в
процессе синтеза различные фрагменты, возможно, даже разных
«реальных» звуков комбинируются между собой в нужной
последовательности. Это позволяет создать больше различных
тембров, сэкономив при этом на объёме оперативной памяти
(чем больше звуков может синтезировать инструмент, тем
больший в конечном счете требуется объем памяти).
Музыкантам не приходится часто самим создавать новые звуки,
так как существует огромное количество сэмплерных
библиотек на дисках CDROM и компактдисках. Среди них
есть специальные наборы сэмплов для музыки определенного
стиля, сыгранные на различных инструментах ритмические
риффы и квадраты для создания танцевальной музыки (так
называемые «лупы», от английского LOOP).
В последнее время вошли в моду и очень часто применяются
аналоговые синтезаторы шестидесятых годов, но поскольку они
не могут непосредственно управляться компьютером, их звуки
сэмплируются и звучат уже из сэмплеров, а не в оригинальном
звучании. Нередко сэмплируются целые партии, сыгранные на
синтезаторах. Так, например, работает группа Асе of Base,
Майкл Джексон. При создании ремиксов старых записей группы
«Машина времени» использовалось сэмплирование вокала.
Стоит отметить еще один тип синтезаторов, который имеет
большое будущее, но пока не столь часто применяется на
записях. Это синтезаторы, основанные на принципе
виртуального акустического моделирования, такие как KORG
Prophecy и Yamaha VL7. Такой синтезатор создает звук с
помощью математических моделей источника звука,
резонаторов и т.д. Математическая модель, просчитанная
компьютером синтезатора, обретает реальную форму в виде
цифрового звука. Таким способом можно создавать очень
натуральные по звучанию, но даже не существующие в природе
музыкальные инструменты.
Кроме электрогитар и синтезаторов, в популярной музыке
присутствуют различные акустические инструменты (духовые,
контрабасы, акустические гитары, перкуссия и т.д.), которые
записывают обычно в сильно заглушенной студии с помощью
микрофонов, а акустику помещения добавляют потом
электронным способом. Исключение составляют ударные
инструменты. Очень часто ударную установку помещают в так
называемую «каменную» комнату, отделанную гранитом или булыжником. Запись таким способом придает ударным более
яркую «живую» окраску.
Ударная установка записывается обычно на несколько
микрофонов, выход каждого из которых поступает на
отдельную дорожку многоканального магнитофона. Тарелки
записываются обычно с двух микрофонов (стереопары). Альты
(томтомы) в большинстве случаев требуют отдельный
микрофон на каждые одиндва барабана. Басбарабан (бочка) и
малый барабан образуют основу ритмической ткани популярной
музыки и поэтому всегда записываются на отдельные
микрофоны. От звучания этих инструментов, басбарабана и
малого, нередко зависит характер музыкального баланса всего
произведения. При записи вокала особенно важным становится
вопрос выбора микрофона. Звукорежиссеры и музыканты в
последнее время отдают предпочтение конденсаторным и
ламповым микрофонам производства таких фирм, как
Neumann, Beyerdynamic, Sennheiser, AudioTechnica, AKG.
Нередко для роквокала звучание конденсаторного микрофона
подходит меньше, чем звучание микрофона динамического.
Тогда применяют динамические микрофоны, в основном марки
Shure. И, естественно, выбор микрофона зависит от
художественной задачи, поставленной звукорежиссером.
Иногда запись вокала ведется одновременно на два микрофона,
обладающих разным характером звучания. Например, Neumann
и Sennheiser. Такой способ за счет смешения двух «красок» даёт более насыщенное звучание при больших возможностях
для звукорежиссера управлять его характером.
В основе каждого произведения популярной музыки лежит
многоканальная запись. Можно даже сказать, что современной
популярной музыки без многоканальной записи не существует.
Она используется здесь не только для того, чтобы
одновременно записать разные инструменты по разным
дорожкам и не только для удобства последующего сведения.
Многоканальная запись изменяет саму структуру процесса.
Музыкантов уже не связывает необходимость общих репетиций
и совместных записей. Можно разнести это во времени,
записывая каждого исполнителя по отдельности. Что дает
музыканту возможность работать над своей партией даже в
процессе записи, улучшать исполнение, придумывать
импровизационные варианты. Изредка, особенно при записи
джазовой музыки, музыканты записываются одновременно, а не
по отдельности, чтобы сохранить ощущение «живого» звучания,
ощущение живого партнерства и импровизации. И конечно,
многоканальная запись открыла огромные возможности для
улучшения качества исполнения, которое потом прозвучит для
слушателей.
Многоканальная технология позволяет записывать множество
вариантов исполнения, количество которых ограничено только числом свободных дорожек на многоканальном магнитофоне.
Звукорежиссер таким образом может уже после записи, на
этапе монтажа, отдохнув и успокоившись, то есть объективно
выбирать самое хорошее исполнение или комбинировать
лучшие фрагменты из разных вариантов в целостную
музыкальную партию.
Также благодаря многоканальной технологии, звукорежиссер
может заставить даже слабый вокал пробиваться через очень
насыщенную фонограмму. При этом несильно поднимая его по
уровню в сравнении с музыкой.
Делается это с помощью так называемой технологии «даблов»
или, другими словами, дублирования партий. После записи
основного вокала певец записывает в унисон с ним и «дабл». На
этапе сведения звукорежиссер, подмешивая «дабл» к главной
партии, может повышать среднюю мощность сигнала, не
используя заметного на слух эффекта компрессии. К тому же
«дабл» воспринимается более естественно и музыкально.
Что касается самих многоканальных магнитофонов, то они
бывают прежде всего аналоговые и цифровые. Как ни странно
при выборе формата записи рок и поп музыканты гораздо
консервативнее музыкантов классических. Рок и поп
музыканты готовы мириться с повышением уровня шумов при
перезаписи аналоговым способом — с дорожки на дорожку — во время монтажа, жертвуя таким образом удобством работы в
угоду «теплоте» аналогового звука. Однако распространение
современных модульных цифровых записывающих устройств и
рабочих станций несколько меняет ситуацию. Благодаря таким
аппаратам, как Alesis ADAT, Tascam DA88, Emu Darwin,
Digidesign Pro Tools, у менее состоятельных студий появилась
возможность делать записи более высокого уровня качества. К
тому же музыканты, имея в личном распоряжении такой
аппарат, записывают некоторые партии даже дома (зато в
спокойной обстановке), принося потом эти записи в студию для
монтажа и сведения.
Таким образом многие этапы записи современной музыки,
бывшие когдато привилегией крупных студий, постепенно
перемещаются в коммерческие проджектстудии и домашние
студии музыкантов. Нередко, скажем, вокал записывается в
одной студии, инструментал — в другой, а сведение
происходит в третьей. Трудно оценить, насколько, плохо или
хорошо это сказывается на записях. Впрочем, подобная
технология дает возможность продюсерам экономить деньги, а
музыкантам выбирать на каждом этапе студию, которая лучше
всего подходит для работы.
Достижения современной техники дают в руки звукорежиссеру
очень мощные инструменты, способные иногда менять звук до
неузнаваемости. С ростом возможностей возрастает и
ответственность за каждый конкретный прием, за любую обработку, стоящую на пути звука. Чтобы избежать излишних
потерь, многие звукорежиссеры убирают с этого пути даже
микшерский пульт, подавая сигнал на вход многоканального
магнитофона прямо с выхода микрофонного предусилителя.
…А слушатели, в свою очередь, все больше и больше
отворачиваются от опостылевшей, чересчур правильно
выстроенной «электроники», предпочитая живые записи
акустических инструментов.

title: Фабрика музыкальных грез