Мастер-классПрограммы работы со звуком и музыкой
В прошлом номере журнала я попытался вкратце рассказать о наиболее известных звуковых и музыкальных компьютерных картах. Сейчас же я хочу рассказать об основных применениях звуковых карт и программном обеспечении для них.
Наиболее типовое применение звуковых карт — озвучивание игр, обучающих программ, различных системных событий. Для этой цели подойдет практически любая карта выпуска 96-97 гг.; единственная проблема, которая здесь может возникнуть — это совместимость. Если все программы, использующие звук, ориентированы на систему Windows или Windows 95 — у Вас не будет проблем с совместимостью, ибо любая карта сейчас в обязательном порядке комплектуется драйвером (управляющей программой) для работы под этими версиями Windows. Гораздо хуже обстоит дело с системами Windows NT, OS/2 и особенно клонами UNIX, драйверы для которых очень редко поставляются в комплекте, и найти их достаточно сложно.
Если вы работаете в одной из "непопулярных" ОС или не хотите пока расставаться с любимыми программами и играми для DOS — идеальным вариантом будет карта Sound Blaster 16, имеющая, к тому же, регуляторы тембра по низким и высоким частотам и автоматическую регулировку уровня записи с микрофона (АРУЗ). Более дешевые модели SB 16 на микросхемах Vibra16 и карты других производителей на этих микросхемах также подходят в плане совместимости, однако не имеют ни регуляторов тембра, ни АРУЗ.
Если вашей целью является запись и обработка высококачественного звука, то нужно ориентироваться на карты Turtle Beach Tahiti или Fiji, Digital Audio Labs CardD или DSpace. Первая предназначена для высококачественной записи/воспроизведения звука, вторая является ее улучшенной версией с возможностью подключения цифрового интерфейса S/PDIF, третья и четвертая — специализированные карты с интерфейсами S/PDIF, AES/EBU и возможностями цифровой обработки звука в реальном времени.
Теперь — о программном обеспечении. Даже при наличии самой простой звуковой карты перед вами открывается практически весь диапазон возможностей работы со звуком — разница будет лишь в качестве звучания и удобстве реализации тех или иных целей.
Для начала стоит сказать об "украшающих" программах, которые работают сами по себе — например, CTHUGHA для DOS и Kaleidoscope 95 для Windows 95. Обе анализируют звуковой сигнал, подаваемый на вход карты (от микрофона, магнитофона или проигрывателя компакт-дисков) и синхронно воспроизводят на экране цветные пятна и узоры. При этом Kaleidoscope устанавливается в качестве средства сохранения экрана (Screen Saver) Windows 95, и запускается автоматически, сочетая в себе пользу для монитора с красивыми визуальными эффектами. Программа позволяет менять вид узора, скорость его изменения, степень зависимости от звука и т.п.
Программа Wind Chimes для Windows 95 имитирует поведение "ветряных колокольчиков", подвешенных в ряд. Каждый колокольчик настроен на ноту одного из музыкальных ладов — так, что при соударениях колокольчиков под действием ветра образуются мелодические и гармонические звуки. При работе программы создается приятный фоновый музыкальный узор, не содержащий ритма или мелодии и потому не отвлекающий от работы и успокаивающе действующий на нервную систему.
Если компьютерный привод CD-ROM позволяет прослушивать звуковые компакт-диски, то музыкальная и даже звуковая карта позволяет прослушивать так называемые музыкальные файлы, содержащие музыкальные произведения в формате, напоминающем нотную запись (партитуру). Они делятся на MIDI-файлы, содержащие только партитуру, и так называемые модули, содержащие оцифрованные звуки инструментов, которыми эта партитура исполняется. MIDI-файлы имеют расширение MID, музыкальные модули — расширения MOD, STM, S3M, XM, IT, RAD и другие.
Аббревиатура MIDI происходит от названия Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов, разработанный в 1982 году ведущими производителями электронных музыкальных инструментов. Интерфейс содержит систему команд, или сообщений, отражающих действия, которые исполнитель производит над инструментом: нажатие/отпускание клавиш и педалей, повороты регуляторов, смену режимов работы и т.п. Когда исполнитель играет "вживую" — эти команды тут же интерпретируются инструментом, создавая нужное звучание; будучи записанными в файл, они образуют MIDI-партитуру, которую впоследствии можно "проиграть" как на этом же инструменте, так и на любом совместимом с форматом MIDI. Трудность может возникнуть лишь в том, что различные инструменты имеют различный набор тембров — так называемых патчей (patches) — из-за чего нарушается тембровая и динамическая структура музыки, которая звучит неестественно, "не так".
Практически любая простая звуковая карта содержит MIDI-синтезатор, сделанный по технологии FM и теоретически способный воспроизвести большинство MIDI-файлов, однако звучать это будет более чем условно за счет условности имитации этим синтезатором основных акустических инструментов. Однако положение можно исправить — сейчас существует несколько так называемых программных синтезаторов: Cubic Player — для DOS, Yamaha Soft Synthesizer, Roland VSC-55, WinGroove — для Windows 95. Они устанавливаются в системе, как обычные MIDI-инструменты, и программно синтезируют звучание по методу Wave Table из собственных оцифровок (самплов). Правда, для работы синтезаторов под Windows 95 нужен достаточно мощный процессор — Pentium-90 и выше, однако для Cubic Player достаточно и 486DX4-100. При наличии на карте аппаратного музыкального синтезатора системы Wave Table производительность процессора уже практически не важна, так как вся работа по созданию звука выполняется встроенным процессором карты.
В музыкальных модулях используется другая технология: оцифрованные инструменты хранятся вместе с партитурой в одном файле, а для проигрывания используются специальные программы — проигрыватели (player). Как и программный MIDI-синтезатор, проигрыватель модулей сам выполняет обработку и смешивание звуковых фрагментов, формируя из них звучание нужных инструментов, поэтому для проигрывания модуля достаточно любой звуковой карты, а наличие оцифровок в самом модуле обеспечивает одинаковое звучание модуля при проигрывании через любой совместимый проигрыватель. Системы команд модулей отличаются не только от MIDI, но и друг от друга, однако многие современные проигрыватели универсальны и способны воспринимать модули различных форматов. Наиболее известные проигрыватели — тот же Cubic Player для DOS, Mod4Win и ZZZ Player — для Windows.
Создаются музыкальные модули при помощи специальных программ — трекеров (tracker). Типичный трекер включает в себя средства редактирования как музыки (ноты, параметры, эффекты), так и самого звука (тембр, огибающие, циклы, модуляция). Используя трекер, вы можете сами создавать свои музыкальные произведения, даже если у вас нет ни MIDI-клавиатуры, ни MIDI-синтезатора. Наиболее известные трекеры — Scream Tracker (форматы STM, S3M), Impulse Tracker (IT), Fast Tracker (XM); последний обладает наиболее развитыми средствами для редактирования звука и музыки и позволяет создавать достаточно качественные модули.
Если система MIDI появилась в среде профессиональных музыкантов и изначально ориентировалась на дорогие специальные инструменты, то трекеры появились в среде любителей — музыкантов и программистов, задачей которых было получение приемлемого звука на относительно простой и дешевой аппаратуре. Этим объясняется и тематика музыкальных произведений: среди MIDI-файлов преобладает легкая мелодичная музыка, переложения классических произведений, инструментовки известных эстрадных песен, в то время как среди модулей — экспрессивная музыка в стилях Techno, Rave, Heavy Metal, красочные звуковые эффекты, иногда пение. Однако универсальность и реализм звучания модулей с лихвой компенсируется низким качеством самих оцифровок, многие из которых — 8-разрядные и с низкой частотой дискретизации, ибо большинство трекерных форматов было ориентировано на 8-разрядные звуковые карты. С распространением 16-разрядных карт положение несколько улучшилось, однако ни один трекер сейчас не в состоянии конкурировать с хорошим MIDI-синтезатором по качеству звучания и возможностям в обработке звука.
Другой класс программ, ориентированных на чисто звуковые карты — так называемые звуковые редакторы, или редакторы оцифровок. Наиболее известные из них — Gold Wave, Cool Edit, Sound Forge, Wave Lab, работающие в системах Windows и имеющие дело с оцифрованным моно- и стереозвуком в универсальном формате WAV. При помощи звуковых редакторов выполняется монтаж звука — вырезка, склейка, перестановка фрагментов, а также различные виды звукообработки — усиление/ослабление, сжатие/расширение динамического диапазона (так называемый компрессор/экспандер), введение реверберации (эффекта большого зала), многоголосия (эффект хора), удаление щелчков и призвуков, снижение уровня шума, выравнивание частотной характеристики и прочее. Кроме этого, развитые редакторы позволяют накладывать на звук специфические звуковые эффекты — flanger, overdrive, distortion, echo, delay, wah-wah и т.п. Обычно скорость обработки недостаточна для ее проведения в реальном времени, поэтому в большинство редакторов позволяет прослушать результат только после завершения операции. Однако в последнее время, в связи с распространением мощных процессоров Pentium-166..200 и выпуском модели Pentium MMX стало возможным проводить часть обработки и в реальном времени — так работают последние версии редактора Wave Lab.
Применений звуковых редакторов достаточно много. Прежде всего это — задачи, связанные с монтажом звука. Например, радиожурналисту после записи интервью приходится многократно прослушивать запись и переписывать ее на другой магнитофон, удаляя ненужные фразы, длинные паузы, покашливания и пр., подготавливая интервью к передаче в эфир. Для выполнения тех же действий при помощи звукового редактора вполне достаточно самой простой звуковой карты, установленной в любой компьютер, на котором работает система Windows; операция вырезания фрагмента или вклейки его в другое место записи выполняется за считанные секунды несколькими движениями мыши. В звуковом редакторе можно также подготовить инструменты для трекера или аппаратного синтезатора, поддерживающего возможность загрузки инструментов. Для этого берется готовая оцифровка, либо записывается звучание реального инструмента (редакторы поддерживают и прямую запись звука), затем из полученного звукового фрагмента вырезаются ненужные части, делается обработка — наложение огибающей, различных звуковых эффектов, после чего готовый инструмент записывается на диск в нужном звуковом формате. Многие редакторы имеют встроенные средства создания периодических колебаний, а Sound Forge — и систему частотно-модуляционного (FM) синтеза звука.
В редакторе Cool Edit реализована интересная возможность удаления шума из фонограммы. Если шум образован периодическим сигналом (вращением грампластинки или ролика магнитофона, детонацией механизма и т.п.), то при наличии "чистого шумового сигнала" редактор может практически полностью удалить его следы из фонограммы. А специализированный звуковой процессор DART (Digital Audio Reconstruction Technology — цифровая технология реконструкции звука) ориентирован на восстановление старых фонограмм — удаление помех, выравнивание частотной характеристики, повышение разборчивости и т.п.
И наконец, звуковые редакторы позволяют выполнять многоканальное сведение фонограмм, которые традиционно выполнялось на многоканальных магнитофонах. Для этого лучше всего подходят специализированные программы — Quad Studio для карты Turtle Beach Tahiti, Software Audio Workshop (SAW), DDClip — для любых карт. Эти программы позволяют выполнять сведение в реальном времени, "на ходу" регулируя громкость, панораму и глубину звуковых эффектов в каждой из дорожек записи.
В последнее время, благодаря росту мощности компьютеров, широкое распространение получили методы сжатия изображения и звука по системе MPEG. Метод MPEG-3 позволяет сжимать звуковой поток более, чем в 10 раз, сохраняя качество звучания на уровне кассетного магнитофона. Если у вас есть большой архив компакт-кассет с записями среднего качества (речь, спектакли, самодеятельная музыка) — использование этого метода позволит вам, во-первых, перенести до десятка кассет на один компакт-диск, сохранив, во-вторых, эти записи от неизбежной деградации на магнитной ленте под влиянием времени. Существует несколько программ сжатия звукового файла формата WAV в формат MP3 и обратно (так называемые кодеки — кодер/декодер), а также проигрыватели сжатых файлов, выполняющие обратное преобразование "на ходу".
И последний класс программ, которые я хочу здесь рассмотреть — эмуляторы разностных синтезаторов — Sim Synth, VAZ, Synthic, Stomper, Rubber Duck, ReBirth RB-338. Эти программы имитируют работу различных блоков так называемых "аналоговых" синтезаторов — генератора сигнала с богатым спектром, амплитудного и частотного модулятора и резонансного фильтра. Программы Sim Synth и Stomper вначале рассчитывают параметры звука, создают нужный фрагмент оцифровки и лишь затем позволяют его прослушать; остальные из перечисленных программ проводят все расчеты в реальном времени, и лишь запаздывание на долю секунды выдает программный метод обработки.
Программа Sim Synth моделирует работу абстрактного разностного синтезатора, Stomper ориентирован на создание звуков ударного характера, Synthic выполнен в виде панели с "гнездами", в которые можно вставлять "штекеры", соединяя блоки синтезатора виртуальными "проводами" в зависимости от алгоритма синтеза. Rubber Duck эмулирует работу популярного в начале 80-х годов синтезатора Roland TB-303, а Rebirth — двух TB-303 и одного ритм-компьютера TR-808; оба эмулятора имеют встроенные секвенсоры для записи созданных звуковых последовательностей. Работу TR-808 эмулирует также недавно выпущенная программа Hammerhead.
Описанные эмуляторы могут использоваться для подготовки инструментов для трекеров или аппаратных MIDI-синтезаторов, генерации звуковых эффектов для звукозаписей, клипов и т.п., либо для самостоятельного сопровождения солирующего музыкального инструмента ритмическим или басовым рисунком — в реальном времени или через промежуточную запись.
Евгений Музыченко, music@welgas.nsk.su, music@spider.nrcde.ru
Лаборатория "Системы мультимедиа" (MSG)
НТК "Велгас", Новосибирск, тел. (3832) 21-61-64, 17-38-17
Специально для журнала Техно-Collection, # 8-9/97 Вернуться в раздел |
