Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV

Число форматов цифровой магнитной видеозаписи приближается к двум десяткам. Это ясно показывает, что ни один из форматов не может соответствовать всем разнообразным требованиям телевизионного производства. Но ясно и то, что телевизионному производству не нужно такое число форматов, поэтому конкуренция между фирмами-разработчиками необычайно остра и напоминает боевые действия. На страницах технических журналов ведутся жаркие споры о том, какие из форматов найдут себе место на рынке телевизионного оборудования будущего. Но к формату DV эти споры не имеют отношения, его будущее безоблачно. В это можно поверить, даже не вникая в суть проблемы и зная лишь то, что под флагом DV в рамках консорциума DVC (Digital Video Cassette) объединили свои усилия многие десятки ведущих фирм мира — разработчиков и производителей телевизионной техники.

Впрочем, всеобщая поддержка формата DV не означает исчезновения конкуренции и не требует применения антимонопольного законодательства. Договорившись о поддержке единого формата, члены консорциума выпускают разнообразные технические системы и устройства, работающие в стандарте DV, но соперничающие друг с другом за предпочтения покупателей. Такая конкуренция внутри семейства изделий формата DV способствует улучшению качественных показателей и снижению стоимости аппаратуры.

Работа консорциума DVC, имевшего целью создание формата цифровой видеозаписи бытового назначения, началась благодаря совместным усилиям четверки компаний: Matsushita (Panasonic), Philips, Sony, Thomson. К ним затем присоединились Hitachi, JVC, Mitsubishi, Sanyo, Sharp, Toshiba. Исследования и разработки велись в четырех направлениях:

· видеокомпрессия;

· семейство интегральных схем для обработки данных;

· формат записи и механизм транспортировки ленты;

· лента и семейство кассет.

Были рассмотрены самые разнообразные предложения. Исследовались даже варианты, которые казались отвергнутыми десятки лет назад, например многоканальная продольная запись с использованием неподвижной матричной головки. Однако была принята традиционная система наклонно-строчной записи, как более дешевая в производстве и обеспечивающая большую плотность записи. В 1993 г. первая десятка членов консорциума DVC утвердила принципы и параметры формата DVC (впоследствии аббревиатура редуцировалась до DV). Ширина ленты, равная 1/4², длительность записи компонентного видеосигнала на кассету с размерами 125x78x14,6 мм, равная 4,5 часа, при качестве, близком к вещательному. Такие показатели произвели впечатление даже на знатоков. В 1995 г. было начато промышленное производство видеокамер формата DV. В 1998 г. Международная электротехническая комиссия IEC (International Electrotechnical Commission) приняла формат DV в качестве международного стандарта IEC 61834, регламентирующего систему наклонно-строчной цифровой видеозаписи бытового назначения с использованием магнитной ленты шириной 6,35 мм (Helical-scan digital video cassette recording system using 6,35 mm magnetic tape for consumer use).

Цифровая видеозапись может проникнуть в бытовую сферу только при условии, что стоимость приобретения аппаратуры и затраты на ее эксплуатацию (включая расходы на приобретение кассет с лентой) являются невысокими и доступными для видеолюбителей. Поэтому финансово-экономический аспект проектирования формата DV был важнейшим. Но на работу консорциума несомненное влияние оказали также исследование и разработка новых систем цифрового телевизионного вещания, выполнявшиеся в то же время. Создание цифрового спутникового, кабельного и наземного телевидения, а также быстрое расширение глобальной телекоммуникационной сети Интернет предопределили грядущий значительный рост потребности в программных материалах для телевизионного вещания во всех его новых формах.

Одним из важнейших условий расширения рынка телевизионных программ является снижение расходов на телепроизводство, поэтому уменьшение капитальных затрат на приобретение оборудования и расходов на его эксплуатацию было бы важнейшей задачей проектирования нового формата видеозаписи и для вещательного телевидения. Система видеозаписи формата DV разрабатывалась для бытового применения, но параметры, положенные в основу формата, обеспечивают настолько высокие качественные показатели, что становится ясным — разработчики предусматривали использование аппаратуры формата DV в производстве программ для телевизионного вещания, например в сфере производства программ новостей.

Практика работы с видеокамерами DV показала, что формат вышел за рамки исходной цели создания цифровой видеозаписи бытового назначения и смог найти применение в профессиональном и вещательном телевидении благодаря высоким качественным показателям воспроизводимого изображения. Аппараты формата DV оказались настолько дешевыми, что стали доступными для видеолюбителей, желающих повысить техническое качество записей, и настолько высококачественными, что стали удобными для производителей телевизионных программ, заботящихся об экономии ресурсов. Важнейшим фактором достижения столь уникального сочетания показателей явилась разработка эффективного алгоритма видеокомпрессии, обеспечивающего сравнительно малую величину компрессированного потока данных (25 Мбит/с) (причем только за счет внутрикадрового кодирования) при сохранении высокого качества изображения.

К достоинствам алгоритма надо отнести также то, что он допускает сравнительно простую аппаратурную реализацию (надо полагать, что именно требование простоты реализации было решающим при выборе внутрикадрового кодирования). Последнее обстоятельство сделало возможным создание комплекта больших интегральных микросхем для тракта записи/воспроизве-дения видеокамер формата DV, обеспечивающих надежную работу и дешевых при массовом производстве. Важнейшая роль, которую сыграл алгоритм видеокомпрессии в успехе формата DV, объясняет, почему описание формата DV начинается с изложения принципов обработки данных.

 

MPEG

Слово MPEG является сокращением от Moving Picture Expert Group — названия экспертной группы ISO, действующей в направлении разработки стандартов кодирования и сжатия видео- и аудиоданных. Официальное название группы — ISO/IEC JTC1 SC29 WG11. Часто аббревиатуру MPEG используют для ссылки на стандарты, разработанные этой группой. На сегодняшний день известны следующие:

MPEG-1 — предназначен для записи синхронизированных видеоизображений (обычно в формате SIF, 288 x 358) и звукового сопровождения на CD-ROM с учетом максимальной скорости считывания около 1,5 Мбит/с. Качественные параметры видеоданных, обработанных MPEG-1, во многом аналогичны обычному VHS-видео, поэтому этот формат применяется в первую очередь там, где неудобно или непрактично использовать стандартные аналоговые видеоносители.

MPEG-2 — предназначен для обработки видеоизображения, соизмеримого по качеству с телевизионным при пропускной способности системы передачи данных в пределах от 3 до 15 Мбит/с, а в профессиональной аппаратуре используют потоки скоростью до 50 Мбит/с. На технологии, основанные на MPEG-2, переходят многие телеканалы. Сигнал, сжатый в соответствии с этим стандартом, транслируется через телевизионные спутники и используется для архивации больших объемов видеоматериала.

MPEG-3 — предназначался для использования в системах телевидения высокой четкости (high-defenition television, HDTV) со скоростью потока данных 20–40 Мбит/с, но позже стал частью стандарта MPEG-2 и отдельно теперь не упоминается. Кстати, формат MP3, который иногда путают с MPEG-3, предназначен только для сжатия аудиоинформации и полное название MP3 звучит как MPEG-Audio Layer-3.

MPEG-4 — задает принципы работы с цифровым представлением медиа-данных для трех областей: интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения.

 

10.4 Основные принципы монтажа видеоматериала

 

Существует множество программ компьютерного видеомонтажа: ScenalyzerLive, Ulead MediaStudio, Adobe Premiere и After Effects, Hollywood FX, Boris RED, Conopus XPlode, Morph Man и другие. Однако принципы работы в них во многом схожи. Для каждого фильма или презентации создается новый проект, задаются наиболее подходящие для него параметры. Затем в проект импортируются файлы с видео, звуком, статическими изображениями или компьютерной анимацией, которые размещаются в нужном порядке на дорожках окна монтажа. Если необходимо, звуковые фрагменты синхронизируются с видео. Далее на стыках видеофрагментов создаются плавные переходы и применяются другие специальные эффекты: фильтры, движение, наложение, добавляются титры. На любом этапе монтажа смонтированный фильм, как правило, можно просмотреть в режиме предварительного просмотра и, при необходимости, выполнить редактирование. Когда проект готов, его записывают на диск в нужном формате. Если имеется специальная аппаратура, то фильм можно вывести на видеоленту.

 

10.5 Монтаж

 

На сегодняшний день в зависимости от используемой аппаратуры существует два типа монтажа: линейный и нелинейный, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Линейный монтаж — это монтаж, при котором видеосигнал переписывается с одного видеомагнитофона на другой, по пути претерпевая множество изменений согласно режиссерскому замыслу. Его используют многие режиссеры, работающие на телевидении не менее пяти лет. А при нелинейном монтаже видеосигнал записывается в компьютер, где впоследствии и осуществляется его обработка. Что же лучше?

В линейном монтаже перезапись приводит к ухудшению качества. Основной источник помех — это запись сигнала на магнитную ленту и воспроизведение с нее, а также множество соединений, контактов, устройств и т.п., через которые проходит сигнал.

В нелинейном монтаже сигнал переводится в цифровой вид и находится в компьютере, не подвергаясь никаким изменениям (типа перезаписей), до процесса «сгона» смонтированного материала на кассету. Это очень большое преимущество. Однако и в нелинейном монтаже существует проблема, так как во многих аппаратных студиях сигнал оцифровывается с компрессией, то есть сжимается (некомпрессированный сигнал занимает очень много памяти в компьютере). Конечно, есть аппаратные студии, которые работают с некомпрессированным сигналом, но пока это — редкость. А при компрессии часть сигнала теряется безвозвратно. Есть способы восстановления сигнала, но на практике невозможно восстановить его полностью. Повторная компрессия еще больше ухудшает качество, что вообще ставит под сомнение целесообразность архивирования компрессированного материала. В линейном монтаже такой проблемы не существует.

Теперь о других недостатках нелинейного монтажа. «Закачивание» материала в компьютер занимает довольно много времени. И тем больше, чем больше исходного материала, так как перевод сигнала в цифровой вид осуществляется в реальном времени. На первый взгляд кажется, что оно расходуется совершенно непродуктивно. Кроме того, приходится выбирать между количеством материала, необходимого для работы, и уровнем компрессии, влияющим на качество записанного материала, поскольку емкость памяти компьютера ограничена. Эта проблема будет решена, когда камеры со сменными жесткими дисками, заменяющими камерный видеомагнитофон, будут широко использоваться. А пока, при большом количестве исходников, линейный монтаж предпочтительней.

 

11 CorelDRAW

 

11.1 Введение

 

Спросите о CorelDraw любого компьютерного художника, любого профессионала-рекламиста или дизайнера. И всякий скажет, что этот пакет создания и редактирования векторной графики — его оружие номер один.

Спросите о CorelDraw любого домашнего пользователя. И, наверное, добрая половина из них с гордостью продемонстрирует вам последнюю версию программы (вполне возможно, что даже русифицированную), установленную с купленного на пиратском рынке диска. И, если судить по тиражам этих самых дисков, половина российских пользователей подрабатывает на жизнь дизайнерскими работами.

На деле, конечно, не так. И процентов 90 «домашних» пользователей CorelDraw не имеют представления даже о части его возможностей. Рисовалка, мол, она и есть рисовалка.

А ведь CorelDraw как никто другой заслуживает титула «программа для настоящих профессионалов».

На самом деле CorelDraw — это не одна программа, как ошибочно думают многие, а целый программный комплекс [7]. Полный комплект CorelDraw включает:

· Собственно CorelDraw — редактор векторной графики.

· Corel PhotoPaint — редактор растровой графики, прямой конкурент Adobe Photoshop.

· Corel Capture — программа для «фотографирования» изображения с экрана компьютера.

· Corel OCRTrace — программа для распознавания сканированного текста и перевода растровой (сканированной) графики в векторные изображения.

· Corel Scene Wizard.

· Corel Dream3D — программа для создания трехмерных изображений.

· Corel Texture — мощное средство для создания реалистичных естественных текстур, например под дерево, мрамор, облака, камень и металл с использованием палитры специальных эффектов.

· Kodak Digital Science Color Management System — система согласования цветопередачи между сканерами, мониторами и принтерами.

· Кроме того, в комплекс поставки CorelDraw входит громадная библиотека образов, включающая свыше 40 тыс. векторных картинок (cliparts), свыше 1000 фотографий, 1000 шрифтов и 450 специальных шаблонов.

Векторным изображением в векторной графике принято называть совокупность более простых и разнообразных геометрических объектов (круги, эллипсы, прямоугольники, отрезки прямых, дуги кривых линий и т.д.). Важнейшая особенность векторной графики состоит в том, что для каждого объекта (класса геометрических объектов) определяются управляющие параметры, конкретизирующие его внешний вид. Например, для окружности такими управляющими параметрами являются диаметр, цвет, тип и толщина линии, а также цвет внутренней области.

Представление векторного изображения в памяти компьютера сложнее, чем пиксельного. Несколько упрощая, можно считать, что оно представляет собой перечень всех объектов, из которых составлено изображение, причем для каждого объекта указано, какому классу объектов он принадлежит, и приведены значения всех управляющих параметров.

Процесс вывода пиксельного изображения на экран или бумагу достаточно прост — на экране пикселу соответствует группа из трех точек люминофора, светящихся различными цветами, принтер изображает пикселы капельками чернил или пятнами тонера. К устройствам, непосредственно фиксирующим векторные изображения, относятся только достаточно редко встречающиеся вне стен конструкторских бюро графопостроители. Почти всегда векторное изображение перед выводом преобразуется в точечное — в компьютерной графике этот процесс называется рендерингом.

Основной недостаток пиксельного изображения состоит в фиксированном размере пикселов. Из-за этого при увеличении или уменьшении возникают крайне нежелательные эффекты. При увеличении изображения между плотно «прижатыми» друг к другу пикселами появляется свободное место. Заполнить его нечем, разве что, размещая копии находящихся рядом пикселов. Это эквивалентно увеличению размера пиксела при увеличении изображения. Однако сильно увеличивать размер пиксела нельзя — слишком крупные пикселы перестанут сливаться в глазу зрителя в однородное изображение, видимость смыкания разрушится. В машинной графике это явление называется искажениями растрирования. При этом под растрированием понимается процесс преобразования векторного изображения в пиксельное.

При уменьшении пиксельного изображения с сохранением прежнего размера пикселов неизбежно приходится выбрасывать некоторые пикселы, что приводит к потере части содержащейся в изображении информации.

Второй, не менее существенный, недостаток пиксельных изображений состоит в отсутствии внутренней структуры, соответствующей структуре изображенных объектов.

Третий недостаток пиксельных изображений — большой объем памяти, требующейся для их хранения. При работе с точечными изображениями высокой четкости и сравнительно большого размера нередки случаи, когда размеры файлов составляют сотни мегабайтов. Работа с такими громоздкими объектами зачастую оказывается не под силу даже самым современным и мощным компьютерам.

Векторное изображение существенно более гибко в работе. Чтобы увеличить или уменьшить его, требуется всего лишь изменить один управляющий параметр изображения в целом — масштаб. При этом размер файла с векторным изображением не увеличится ни на один байт. Внесенные изменения будут учтены при рендеринге, и четкость изображения не пострадает.

В отличие от пиксельного изображения степень структуризации векторного изображения может быть произвольной. Она определяется создающим его художником.

Размеры файлов с векторными изображениями в большинстве случаев намного меньше размеров файлов с изображениями пиксельными.

Преобразование векторного изображения в пиксельное (растрирование или рендеринг) представляет собой достаточно простой и абсолютно формальный процесс, выполняющийся большинством программ машинной графики без вмешательства пользователя. Преобразование же пиксельного изображения в векторное (векторизация или трассировка) в подавляющем большинстве случаев требует не просто вмешательства, а творческого участия пользователя.

Графический редактор CorelDRAW предназначен для работы с векторной графикой и является несомненным лидером среди аналогичных программ. Популярность CorelDRAW объясняется большим набором средств создания и редактирования графических образов, удобным интерфейсом и высоким качеством получаемых изображений. Особенно удобен CorelDRAW при создании иллюстраций, состоящих из множества рисунков, фотографий и надписей. Расположить в нужных местах компоненты изображения с помощью CorelDRAW чрезвычайно просто. В пакет программ CorelDRAW, кроме собственно редактора векторной графики, входит редактор растровой графики Corel PhotoPaint. Интерфейс обеих программ очень похож, а по возможностям они дополняют друг друга. Используя две эти программы, вы сможете выполнить практически любую, самую сложную графическую работу.

Новая программа, входящая в состав пакета CorelDRAW, называемая Corel R.A.V.E., предназначена для создания анимации. Теперь вы можете создавать мультфильмы на основе векторной графики. Программа Corel R.A.V.E. позволяет экспортировать результат в разнообразные популярные форматы, в том числе в формат Macromedia Flash. Также в стандартную поставку CorelDRAW входит множество готовых картинок, которые вы можете использовать при создании собственных иллюстраций.

 

11.2 Векторные рисунки

 

В векторном способе кодирования геометрические фигуры, кривые и прямые линии, составляющие рисунок, хранятся в памяти компьютера в виде математических формул и геометрических абстракций, таких, как круг, квадрат, эллипс, и подобных фигур. Например, чтобы закодировать круг, не надо разбивать его на отдельные пикселы, а следует запомнить его радиус, координаты центра и цвет. Для прямоугольника достаточно знать размер сторон, место, где он находится, и цвет закраски. С помощью математических формул можно описать самые разные фигуры. Чтобы нарисовать более сложный рисунок, применяют несколько простых фигур. Например, взяв прямоугольник с закругленными краями и закрасив его в черный цвет, добавив три белых прямоугольника и еще один черный, также с закругленными краями, мы можем получить рисунок трехдюймовой дискеты (рисунок 11.1).

 

Рисунок 11.1 — Векторный рисунок из составных частей

 

Любое изображение в векторном формате состоит из множества составляющих частей, которые можно редактировать независимо друг от друга. Эти части называются объектами. С помощью комбинации нескольких объектов, можно создавать новый объект, поэтому объекты могут иметь достаточно сложный вид. Для каждого объекта, его размеры, кривизна и местоположение хранятся в виде числовых коэффициентов. Благодаря этому появляется возможность масштабировать изображения с помощью простых математических операций, в частности простым умножением параметров графических элементов на коэффициент масштабирования. При этом качество изображения остается без изменений.

Используя векторную графику, можно не задумываться о том, готовите ли вы миниатюрную эмблему или рисуете двухметровый транспарант. Вы работаете над рисунком совершенно одинаково в обоих случаях. В любой момент вы можете преобразовать изображение в любой размер без потерь качества. Важным преимуществом векторного способа кодирования изображений является то, что графические файлы векторной графики имеют значительно меньший размер, чем файлы растровой графики.

Однако есть и недостатки работы с векторной графикой. Прежде всего, некоторая условность получаемых изображений. Так как все рисунки состоят из кривых, описанных формулами, трудно получить реалистичное изображение. Для этого понадобилось бы слишком много элементов, поэтому рисунки векторной графики не могут использоваться для кодирования фотографий. Если попытаться описать фотографию, размер полученного файла окажется больше, чем соответствующего файла растровой графики.

 

11.3 Знакомство с CorelDRAW

 

Особенностью последних версий CorelDRAW можно назвать высокую степень интерактивности. Интеллектуальный интерфейс меняется в зависимости от ситуации, и для выполнения практически любой операции требуется минимальное количество действий.

 

11.4 Понятие объекта в CorelDRAW

 

Любое изображение в векторном формате состоит из множества составляющих частей, которые редактируются независимо друг от друга. Главными кирпичиками, из которых составляется изображение, являются так называемые объекты. Понятие объекта является основным понятием в редакторе CorelDRAW. Объектом называется элемент изображения: прямая, круг, прямоугольник, кривая, замкнутая кривая, многоугольник и другие. Так как с помощью комбинации нескольких объектов можно создавать новый объект, то объекты могут иметь довольно замысловатый вид. Кроме того, CorelDRAW может создавать группы объектов для дальнейшего редактирования группы как единого объекта. Вне зависимости от внешнего вида, любой векторный объект CorelDRAW имеет ряд общих характеристик. Любой объект имеет некоторое количество точек или узлов, соединенных прямыми или кривыми линиями — сегментами. Координаты узлов и параметры сегментов определяют внешний вид объекта. Область внутри объекта можно закрасить или залить одним цветом, смесью цветов или узором. Эту область принято называть заливкой. Сегменты объекта образуют контур, который также имеет свой цвет. Толщину контура можно изменять. Различают замкнутые и разомкнутые контуры. У одного объекта не может быть несколько различных заливок или соединительных линий различной толщины и разных цветов. Для создания сложных изображений требуется использовать множество объектов.

Мы подробно рассмотрели понятие объекта, потому что вся работа в CorelDRAW ведется именно с объектами. Изменение узлов, сегментов, контуров и заливки частей объекта приводит к созданию требуемого изображения в редакторе векторной графики. Одним из важных объектов CorelDRAW являются плавно изогнутые кривые, с помощью которых можно построить любой произвольный контур. Эти кривые называются кривыми Безье. Математик Пьер Безье (Pierre Bezier) открыл, что произвольную кривую можно задать с помощью двух векторов, находящихся в начале и конце кривой. Это положение легло в основу описания кривых Безье в CorelDRAW. Кроме положения начальной и конечной точки (то есть узлов кривой), внешний вид кривой определяется кривизной, то есть ее изогнутостью между двумя узлами. Кривизна определяется двумя параметрами кривой в каждом узле, которые графически представлены с помощью отрезков, выходящих из узлов. Эти отрезки называются манипуляторами кривизны (рисунок 11.2).

 

Рисунок 11.2 — Кривая Безье

 

Первым параметром, определяющим кривизну, является наклон кривой при ее входе в узел. Наклон манипулятора кривизны и показывает наклон кривой. Кривая как магнитом притягивается к манипуляторам кривизны. Вторым параметром является степень кривизны, то есть то, как быстро при удалении от узла кривая расходится с прямой, проведенной через узел с тем же наклоном. Степень кривизны определяется длиной манипулятора кривизны. Таким образом, координаты узлов, наклон и длина манипуляторов кривизны определяют внешний вид кривой Безье. Если манипуляторы кривизны с обеих сторон сегмента имеют нулевую длину, то сегмент будет прямым. Увеличение длины манипулятора кривизны превратит сегмент в кривую.

Из множества кривых Безье можно составить любую кривую. В CorelDRAW можно использовать растровые изображения, вставляя их в графический документ. При этом каждый растровый рисунок является отдельным объектом, и вы можете редактировать его независимо от других объектов. Хотя CorelDRAW предназначен для работы с векторной графикой, средства для работы с растровыми рисунками у него не хуже, чем у многих редакторов растровой графики.

 

11.5 Основные принципы работы с CorelDRAW

 

Работа над любой иллюстрацией заключается в создании объектов, их редактировании и расположении в нужных местах. При этом сначала создается приблизительная форма объектов, после чего форма уточняется путем добавления, удаления и перемещения узлов контура. После создания необходимой формы объекта задается цвет контура и выбирается заливка объекта.

Создать в редакторе можно как стандартные фигуры: прямоугольники, эллипсы, многоугольники, автофигуры, спирали и решетки, так и произвольные фигуры, состоящие из прямых и кривых линий. Среди стандартных фигур есть достаточно сложные рисунки. Средствами работы с текстом CorelDRAW приближается по возможностям к текстовому редактору. Богатые возможности форматирования позволяют прямо в редакторе создавать небольшие текстовые документы, оформленные рисунками.

Применение оригинальных эффектов поможет создать красивый рисунок из простых объектов. Каждый рисунок, созданный в редакторе, состоит из одного или нескольких объектов, которые могут накладываться и полностью или частично закрывать друг друга. В качестве объектов могут использоваться растровые рисунки, подготовленные ранее с помощью любого редактора растровой графики и импортированные в CorelDRAW. В CorelDRAW включен набор готовых картинок, называемый clipart, часто работа над иллюстрациями сводится к вставке нескольких готовых рисунков, их небольшому редактированию и добавлению текста. Основные приемы работы с CorelDRAW.

· Создание простых геометрических фигур или произвольных кривых и ломаных, замкнутых и разомкнутых. Вставка и форматирование текста.

· Редактирование любого объекта, изменение цвета контура и заливки, изменение формы объекта.

· Вставка готовых картинок или ранее созданных вами иллюстраций в документ.

· Применение разнообразных художественных эффектов.

· Размещение всех объектов в нужных местах, определение порядка взаимного перекрытия объектов.

 

11.6 Создание векторных объектов

 

Самые сложные рисунки создаются в CorelDRAW из множества простых объектов, поэтому необходимо уметь создавать разнообразные векторные объекты, чтобы в дальнейшем редактировать их, создавая произвольные композиции. Любой объект создается в редакторе аналогичным способом, и, освоив создание простых объектов, можно работать с более сложными векторными объектами.

 

11.7 Создание простых фигур

 

К простейшим геометрические объектам, создаваемым в CorelDRAW, можно отнести прямоугольники и эллипсы, многоугольники и спирали, прямые и кривые линии. Большинство сложных объектов состоит из множества простых (рисунок 11.3).

Рисунок 11.3. — Объект

с отверстием

Самым удобным способом создания сложных геометрических объектов является их составление из простых.

Создавать новые объекты на основе других можно также с помощью операций формирования объектов.

 

11.8 Основы работы с текстом

 

В графическом редакторе CorelDRAW существует возможность работы с двумя разновидностями текстовых объектов: с фигурным (Artistic) и обычным (Paragraph) текстом. Фигурный текст представляет собой графический объект, с которым можно работать как с любым другим объектом CorelDRAW. Обычный же текст представляет собой массив текста в рамке, вставленный в рисунок. Вы можете менять границы рамки обычного текста или придавать ей замысловатую форму, но внутри текст будет располагаться точно так же, как и в любом текстовом редакторе, например в Word. Фигурный текст используется для ввода небольшого текста от одного символа до нескольких слов. Обычный текст предназначен для ввода больших объемов текстовой информации и часто используется при создании рекламных листовок.

Вы можете выбрать шрифт, установить его размер и начертание, задать выравнивание текста. Форматировать можно как отдельные символы, так и слова или предложения. При работе с обычным текстом у вас есть несколько дополнительных возможностей по изменению формата.

 

11.9 Формирование объектов из нескольких других

 

В графическом редакторе CorelDRAW имеются три команды формирования объектов из нескольких других: объединение (Weld), исключение (Trim) и пересечение (Intersect). Вы можете создавать объекты сложной геометрической формы на основе простых объектов

 

 

12 Photoshop

 

12.1 Общие положения

 

Многие наверняка знают или хотя бы в общих чертах представляют, что такое Photoshop. Например, знают, что эта программа позволяет редактировать изображения, но как она это делает, не совсем понятно.

Итак, Photoshop — приложение для редактирования изображений на профессиональном уровне. Эта программа позволяет как создавать изображения с нуля, так и обрабатывать готовые отсканированные рисунки или цифровые изображения [8].

Photoshop — это не просто программа редактирования изображений, это самая мощная и функциональная программа в своем классе. Несмотря на постоянную конкуренцию со стороны более чем ста других программ стоимостью от десятков до тысяч долларов, Photoshop остается самой популярной программой в настоящее время. А когда дело доходит до профессиональной обработки изображений, Photoshop оказывается не только лидером, но и единственным игроком на рынке.

Как и любой редактор изображений, Photoshop предназначен для внесения изменений в фотоснимки и другие картинки, хранящиеся на диске. Программа позволяет ретушировать изображение и подвергать его спецэффектам, переносить детали одного снимка на другой, вносить текст, менять соотношение цветов и даже добавлять цвет в изображения, выполненные в оттенках серого. Можно также создавать новые изображения. Средства Photoshop совместимы с графическими планшетами, что дает возможность создавать вполне художественные изображения, не хуже выполненных акварелью и маслом.

Редакторы изображений входят в более широкую категорию программ рисования. Если в такой программе провести, скажем, прямую, она будет преобразована в последовательность пикселов. Сам рисунок называется растровым.

В Photoshop термин растровый рисунок применяется исключительно к черно-белым изображениям. Это логично, поскольку каждый пиксель соответствует одному биту данных (0 или 1).

Поскольку программы рисования полагаются при своей работе на пикселы, они идеально подходят для работы с электронными (цифровыми) фотографиями. Полученная с помощью сканера или цифрового фотоаппарата цифровая фотография состоит из тысяч или даже десятков тысяч цветных пикселов. Photoshop предоставляет полный контроль над каждым пикселом изображения, поэтому любую фотографию можно изменить до неузнаваемости.

 

12.2 Работа со слоями, объектами и текстом

 

Итак, давайте разберем работу в Photoshop со слоями и фильтрами на конкретных примерах.

Создадим новое изображение на новом слое. Копируем получившийся слой (Слой/ Создать копию слоя). У нас получилось 2 одинаковых слоя, которые наложились друг на друга.

Переходим на нижний слой (Окно/Показать слои), щелкнув на нем в окне слоев. Объединяем нижний слой с белым фоном (Слой/ Объединить с предыдущим). Выполняем команду (Фильтр/ Размытие/Размытие по Гауссу) с коэффициентом 3.

Далее переходим на верхний слой (который мы копировали), щелкнув на нем в окне слоев, и инвертируем его клавишами Ctrl-I. Вот в принципе и все.

Но если вы хотите, чтобы текст отбрасывал более густую тень, то делайте коэффициент размывки больше, например 7. Результат показан на рисунке 12.1.

Рисунок 12.1. — Обработка

текста в Photoshop

 

12.3 Создаем 3D шар

 

Создаем новое изображение (в данном случае 100х100 пикселей). Создаем новый слой. На этом слое делаем выделение окружностью и заливаем любым цветом. Выделение после заливки не снимаем.

Далее используем эффекты свечения на выделении. (Фильтр /Освещение/Эффекты свечения). Настройки подбираем по вкусу.

Теперь, для реалистичности, добавим блик на шарик. (Фильтр/Освещение/Блик).

И наконец, отбросим тень от шарика — для этого нужно свести все слои (Слой/Выполнить сведение) и с помощью какого-либо фильтра отбросить тень. Снимаем выделение (Выделение/Ничего не выделено), и... наш трехмерный шарик готов. Реалистично получилось, не правда ли? (рисунок 12.2)

Рисунок 12.2. — 3D шар

 

12.4 Эффект незавершенного произведения

 

Достаточно часто художники и дизайнеры используют эффект незавершенного произведения — когда картина не полностью раскрашена. Ниже продемонстрировано, как достичь такого эффекта благодаря Photoshop'у. Для примера возьмите изображение с кружками (рисунок 12.3). Забегая вперед, хотелось бы сказать, что выбирать изображения следует те, которые содержат четко определенную геометрию, но об этом чуть позже.

 

 

Рисунок 12.3 — Исходное

изображение

 

Итак, открыв картинку, продублируйте ее на новый слой, перетащив заголовок Background на пиктограмму Create new layer.

Работаем со слоем Background copy. Выберите Filter>Styl-ize>Find Edges. Этот фильтр удаляет заливку из областей и прослеживает края цветового контраста. Тут как раз и желательно изображение с четкой геометрией.

Выбираем инструмент Eraser (Ластик) и на палитре Eraser Options указываем Paintbrush. Далее выберите нужный радиус кисти и устанавите параметр Hardness равным 100 %. Стирайте слой Background copy, оставив некоторые участки. Примерно как показано на рисунке 12.4.

Рисунок 12.4 — Применение

ластика

Теперь следует добиться хорошего контраста между двумя слоями. Перейдите на Background и примените фильтр Poster Edges (Filter>Artistic>Poster Edges) со следующими параметрами: Edge Thickness = 4, Edge Intensity = 6, Posterization = 2.

Возвращаемся обратно на слой Background copy и обесцветим его, применив команду [Hue/Saturation] или [Ctrl+U]. В появившемся окне установите показатель Saturation = –100 (рисунок 12.5).

Рисунок 12.5 — Конечный

результат

 

В итоге контраст достигнут, а полученное изображение стало выглядеть так словно художник, оставив свой холст, ушел.

 

12.5 Искажения

 

Возьмите отсканированную фотографию вашего знакомого (рисунок 12.6), над которым вы собираетесь подшутить, и вооружайтесь фантазией, ведь ничего кроме нее (ну и, естественно, Photoshop) вам не потребуется. Далее будут описаны несколько вариаций «уродования», которые можно будет комбинировать по своему усмотрению.

Рисунок 12.6 — Исходное

изображение

Начинаем с глаз. Выделяем по очереди каждый глаз овальной (или круглой) областью. Применяем стандартный фильтр [Фильтр/Деформация/Дисторсия]. Для каждого глаза можно использовать как одинаковые настройки, так и кардинально разнящиеся (рисунок 12.7).

Рисунок 12.7 — Обработка

глаз

 

Нос, предварительно выделив, можно украсить фильтром [Фильтр / Деформация / Сферизация]. Настройки выбирайте по вкусу. Наиболее эффектно смотрятся «крайние» положения в настройках фильтра. Наиболее сильный эффект дают только эти два вышеуказанных фильтра (рисунок 12.8). Различные рода размытия, ряби и скручивания смотрятся не столь убедительно.

Рисунок 12.8 — Обработка

носа

Наигравшись вдоволь разными «деформационными» фильтрами можно приступить к итоговой «доводке» изображения. Это уже зависит от твоей фантазии и художественных способностей. На фотографиях представлено несколько вариаций деформированной фотографии (рисунок 12.9).

 

 

Рисунок 12.9 — Варианты окончательной обработки

 

Пробуйте применять фильтры не только к отдельным частям тела, но и к целым «массивам». Например: под действие фильтра можно «положить» всю голову, половину лица или вовсе один подбородок. С тем же успехом можно попробовать использовать несколько фильтров подряд на одну и ту же часть фотографии. В качестве примера: выделите овальную область поперек фотографии, примените какой-либо фильтр. Затем тот же самый фильтр попробуйте применить к овальной области, но уже поперек фотографии.

 

12.6 Восстановление фотографий

 

Примеры будем приводить прямо на одной из реальных фотографий (рисунок 12.10). С первого взгляда на фотографию уже видно, что некоторые ее элементы восстановлению уже не подлежат. Это касается сквозных белых пятен на изображении. Конечно, можно все это дело дорисовать вручную, но этим мы заниматься не будем.

 

 

Рисунок 12.10 — Исходная

испорченная фотография

 

Первым делом нам поможет автоматическая тоновая коррекция. Почему автоматическая? В принципе можно было бы поиграться с «уровнями» и «кривыми» вручную, но эта функция дает приемлемый результат. Ее и используем: [Изображение/Кор-рекция/Автоматическая тоновая коррекция]. Не забываем, что все это делаем мы в режиме RGB, хоть фотография и имеет всего один (черно-белый) канал (рисунок 12.11).

 

 

Рисунок 12.11 — Результат

тоновой коррекции

 

В принципе изображение уже приняло более-менее читаемый вид. Но на втором рисунке явно не хватает контрастности, ее и повышаем: [Изображение/Коррекция/Яркость-Контраст]. На этом этапе уже цель достигнута. Конечно, результат трудно сравнивать с современными фотографиями, но каков оригинал — таков и результат (рисунок 12.12).

 

Рисунок 12.12 — Повышение

контрастности

 

Таким образом, затратив всего пару минут, мы улучшили внешний вид старой фотографии. Для пущего эффекта добавим ей старческий коричневый оттенок. Это можно сделать несколькими способами: либо поиграться с Цветовым тоном — Насыщенностью, что расположены в том же меню, что и предыдущие команды, либо с помощью «цветового балланса», который находится опять же в [Изображение/Коррекция] (рисунок 12.13).

 

 

Рисунок 12.13 — Конечный результат

обработки фотографии

 

13  Звук в мультимедиа

 

13.1 Общие положения

 

Около десяти лет назад в компьютерный лексикон вошло слово «мультимедиа», а в последнее время ПК все чаще используется в качестве домашнего развлекательного центра. И в том и в другом случае компьютер должен воспроизводить звук, который существует в нем лишь в цифровой форме. И если с появлением первой транзисторной техники бурно обсуждался и обрастал мифами и легендами феномен «транзисторного звучания», якобы уступавшего «ламповому», то сегодня не меньше заблуждений связано с цифровым звуком, который будто бы обязательно хуже аналогового. Впрочем, нередко считается, что компьютерная обработка сигнала, напротив, заведомо лучше. Итак, что же такое цифровой звук и в чем он уступает аналоговому или превосходит его?

С точки зрения человека, звук — это колебания воздуха с частотой примерно от 16 Гц до 20 кГц. Более низкие частоты (при достаточной амплитуде) воспринимаются человеком не как звук, а как вибрация. Более высокие вообще не улавливаются. Верхняя граница частотного диапазона зависит от возраста: у маленьких детей она достигает 22–24 кГц, а со временем постепенно снижается до 8–12 кГц. Таким образом, человеческое ухо способно слышать сигналы очень широкой полосы частот. Для сравнения, глаз может воспринимать цвет лишь в диапазоне, охватывающем изменение частоты электромагнитных колебаний менее чем в 2 раза. Разумеется, не все частоты одинаково важны. Например, для обеспечения разборчивости речи достаточно диапазона от 500 до 3500 Гц. Но для прослушивания музыки или звукового сопровождения к фильму этого мало. В идеале звуковое поле в зоне прослушивания должно быть неотличимо от звукового поля в зоне записи. То есть весь аудиотракт от студийного микрофона до бытового громкоговорителя не должен вносить искажений, находящихся в границах разрешения слухового анализатора человека.

 

13.2 Достоинства и недостатки цифрового звука

 

Цифровое представление звука ценно, прежде всего, возможностью бесконечного хранения и тиражирования без потери качества, однако преобразование из аналоговой формы в цифровую и обратно все же неизбежно приводит к частичной его потере. Наиболее неприятные на слух искажения, вносимые на этапе оцифровки, — гранулярный шум, возникающий при квантовании сигнала по уровню из-за округления амплитуды до ближайшего дискретного значения. В отличие от простого широкополосного шума, вносимого ошибками квантования, гранулярный шум представляет собой гармонические искажения сигнала, наиболее заметные в верхней части спектра.

Мощность гранулярного шума обратно пропорциональна количеству ступеней квантования, однако из-за логарифмической характеристики слуха при линейном квантовании (постоянная величина ступени) на тихие звуки приходится меньше ступеней квантования, чем на громкие, и в результате основная плотность нелинейных искажений приходится на область тихих звуков. Это приводит к ограничению динамического диапазона, который в идеале (без учета гармонических искажений) был бы равен соотношению сигнал/шум, однако необходимость ограничения этих искажений снижает динамический диапазон для 16-разрядного кодирования до 50–60 дБ.

Положение могло бы спасти логарифмическое квантование, однако его реализация в реальном времени весьма сложна и дорога.

Искажения, вносимые гранулярным шумом, можно уменьшить путем добавления к сигналу обычного белого шума (случайного или псевдослучайного сигнала), амплитудой в половину младшего значащего разряда; такая операция называется сглаживанием (dithering). Это приводит к незначительному увеличению уровня шума, зато ослабляет корреляцию ошибок квантования с высокочастотными компонентами сигнала и улучшает субъективное восприятие. Сглаживание применяется также перед округлением отсчетов при уменьшении их разрядности. По существу, dithering и noise shaping являются частными случаями одной технологии — с той разницей, что в первом случае используется белый шум с равномерным спектром, а во втором — шум со специально «формованным» спектром.

При восстановлении звука из цифровой формы в аналоговую возникает проблема сглаживания ступенчатой формы сигнала и подавления гармоник, вносимых частотой дискретизации. Из-за неидеальности АЧХ фильтров может происходить либо недостаточное подавление этих помех, либо избыточное ослабление полезных высокочастотных составляющих. Плохо подавленные гармоники частоты дискретизации искажают форму аналогового сигнала (особенно в области высоких частот), что создает впечатление «шероховатого», «грязного» звука.

 

13.3 Способы представления звука в цифровом виде

 

Исходная форма звукового сигнала — непрерывное изменение амплитуды во времени — представляется в цифровой форме с помощью «перекрестной дискретизации» — по времени и по уровню.

Согласно теореме Котельникова, любой непрерывный процесс с ограниченным спектром может быть полностью описан дискретной последовательностью его мгновенных значений, следующих с частотой, как минимум, вдвое превышающей частоту наивысшей гармоники процесса. Частота Fa выборки мгновенных значений (отсчетов) называется частотой дискретизации.

Из теоремы следует, что сигнал с частотой Fa может быть успешно дискретизирован по времени на частоте 2Fa только в том случае, если он является чистой синусоидой, ибо любое отклонение от синусоидальной формы приводит к выходу спектра за пределы частоты Fa. Таким образом, для временной дискретизации произвольного звукового сигнала (обычно имеющего, как известно, плавно спадающий спектр), необходим либо выбор частоты дискретизации с запасом, либо принудительное ограничение спектра входного сигнала ниже половины частоты дискретизации.

Одновременно с временной дискретизацией выполняется амплитудная — измерение мгновенных значений амплитуды и их представление в виде числовых величин с определенной точностью. Точность измерения (двоичная разрядность N получаемого дискретного значения) определяет соотношение сигнал/шум и динамический диапазон сигнала (теоретически это — взаимно-обратные величины, однако любой реальный тракт имеет также и собственный уровень шумов и помех).

Полученный поток чисел (серий двоичных цифр), описывающий звуковой сигнал, называют импульсно-кодовой модуляцией, или ИКМ (Pulse Code Modulation, PCM), так как каждый импульс дискретизованного по времени сигнала представляется собственным цифровым кодом.

Чаще всего применяют линейное квантование, когда числовое значение отсчета пропорционально амплитуде сигнала. Из-за логарифмической природы слуха более целесообразным было бы логарифмическое квантование, когда числовое значение пропорционально величине сигнала в децибелах, однако это сопряжено с трудностями чисто технического характера.

Временнaя дискретизация и амплитудное квантование сигнала неизбежно вносят в сигнал шумовые искажения, уровень которых принято оценивать по формуле 6N + 10lg (Fдискр/2Fмакс) + + C (дБ), где константа C варьируется для разных типов сигналов: для чистой синусоиды это 1,7 дБ, для звуковых сигналов — от        –15 до 2 дБ. Отсюда видно, что к снижению шумов в рабочей полосе частот 0…Fмакс приводит не только увеличение разрядности отсчета, но и повышение частоты дискретизации относительно 2Fмакс, поскольку шумы квантования «размазываются» по всей полосе вплоть до частоты дискретизации, а звуковая информация занимает только нижнюю часть этой полосы.

В большинстве современных цифровых звуковых систем используются стандартные частоты дискретизации 44,1 и 48 кГц, однако частотный диапазон сигнала обычно ограничивается возле 20 кГц для оставления запаса по отношению к теоретическому пределу. Также наиболее распространено 16-разрядное квантование по уровню, что дает предельное соотношение сигнал/шум около 98 дБ. В студийной аппаратуре используются более высокие разрешения — 18-, 20- и 24-разрядное квантование при частотах дискретизации 56, 96 и 192 кГц. Это делается для того, чтобы сохранить высшие гармоники звукового сигнала, которые непосредственно не воспринимаются слухом, но влияют на формирование общей звуковой картины.

Для оцифровки более узкополосных и менее качественных сигналов частота и разрядность дискретизации могут снижаться; например, в телефонных линиях применяется 7- или 8-разрядная оцифровка с частотами 8…12 кГц.

Представление аналогового сигнала в цифровом виде называется также импульсно-кодовой модуляцией, так как сигнал представляется в виде серии импульсов постоянной частоты (временная дискретизация), амплитуда которых передается цифровым кодом (амплитудная дискретизация). PCM-поток может быть как параллельным, когда все биты каждого отсчета передаются одновременно по нескольким линиям с частотой дискретизации, так и последовательным, когда биты передаются друг за другом с более высокой частотой по одной линии.

Сам цифровой звук и относящиеся к нему вещи принято обозначать общим термином Digital Audio, аналоговая и цифровая части звуковой системы обозначаются терминами Analog Domain и Digital Domain.

 

13.4 Устройство АЦП и ЦАП

 

В основном применяются три конструкции АЦП:

1) параллельные — входной сигнал одновременно сравнивается с эталонными уровнями набором схем сравнения (компараторов), которые формируют на выходе двоичное значение. В таком АЦП количество компараторов равно (2 в степени N) — 1, где N — разрядность цифрового кода (для восьмиразрядного — 255), что не позволяет наращивать разрядность свыше 10–12 разрядов;

2) последовательного приближения — преобразователь при помощи вспомогательного ЦАП генерирует эталонный сигнал, сравниваемый с входным. Эталонный сигнал последовательно изменяется по принципу половинного деления (дихотомии), который используется во многих методах сходящегося поиска прикладной математики. Это позволяет завершить преобразование за количество тактов, равное разрядности слова, независимо от величины входного сигнала;

3) с измерением временных интервалов — широкая группа АЦП, использующая для измерения входного сигнала различные принципы преобразования уровней в пропорциональные временные интервалы, длительность которых измеряется при помощи тактового генератора высокой частоты. Иногда они называются также считающими АЦП.

Среди АЦП с измерением временных интервалов преобладают следующие три типа:

1) последовательного счета, или однократного интегрирования (single-slope), — в каждом такте преобразования запускается генератор линейно возрастающего напряжения, которое сравнивается с входным. Обычно такое напряжение получают на вспомогательном ЦАП, подобно АЦП последовательного приближения;

2) двойного интегрирования (dual-slope) — в каждом такте преобразования входной сигнал заряжает конденсатор, который затем разряжается на источник опорного напряжения с измерением длительности разряда;

3) следящие — вариант АЦП последовательного счета, при котором генератор эталонного напряжения не перезапускается в каждом такте, а изменяет его от предыдущего значения до текущего.

Наиболее популярным вариантом следящего АЦП является sigma-delta, работающий на частоте Fs, значительно (в 64 и более раз) превышающей частоту дискретизации Fd выходного цифрового сигнала. Компаратор такого АЦП выдает значения пониженной разрядности (обычно однобитовые — 0/1), сумма которых на интервале дискретизации Fd пропорциональна величине отсчета. Последовательность малоразрядных значений подвергается цифровой фильтрации и понижению частоты следования (decimation), в результате чего получается серия отсчетов с заданной разрядностью и частотой дискретизации Fd.

Для улучшения соотношения сигнал/шум и снижения влияния ошибок квантования, которое в случае однобитового преобразователя получается довольно высоким, применяется метод формовки шума (noise shaping) через схемы обратной связи по ошибке и цифрового фильтрования. В результате применения этого метода форма спектра шума меняется так, что основная шумовая энергия вытесняется в область выше половины частоты Fs, незначительная часть остается в нижней половине и практически весь шум удаляется из полосы исходного аналогового сигнала.

ЦАП в основном строятся по трем принципам:

1) взвешивающие — с суммированием взвешенных токов или напряжений, когда каждый разряд входного слова вносит соответствующий своему двоичному весу вклад в общую величину получаемого аналогового сигнала. Такие ЦАП называют также параллельными или многоразрядными (multibit);

2) с предварительной цифровой передискретизацией и выдачей малоразрядных (обычно однобитовых) значений на схему формирования эталонного заряда, которые со столь же высокой частотой добавляются к выходному сигналу. Такие ЦАП носят также название bitstream;

3) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ, Pulse Width Modulation, PWM), когда на схему выборки-хранения аналогового сигнала выдаются импульсы постоянной амплитуды и переменной длительности, управляющие дозированием выдаваемого на выход заряда. На этом принципе работают преобразователи MASH (Multi-stage Noise Shaping — многостадийная формовка шума) фирмы Matsushita. Свое название эти ЦАП получили по причине применения в них нескольких последовательных формирователей шума.

При использовании передискретизации в десятки раз (обычно — 64x…512x) становится возможным уменьшить разрядность ЦАП без ощутимой потери качества сигнала; ЦАП с меньшим числом разрядов обладают также лучшей линейностью. В пределе количество разрядов может сокращаться до одного.

Форма выходного сигнала таких ЦАП представляет собой полезный сигнал, обрамленный значительным количеством высокочастотного шума, который, тем не менее, эффективно подавляется аналоговым фильтром даже среднего качества.

ЦАП являются «прямыми» устройствами, в которых преобразование выполняется проще и быстрее, чем в АЦП, которые в большинстве своем — последовательные и более медленные устройства.

 

 

13.5 Обработка цифрового звука

 

Цифровой звук обрабатывается посредством математических операций, применяемых к отдельным отсчетам сигнала либо к группам отсчетов различной длины. Выполняемые математические операции могут либо имитировать работу традиционных аналоговых средств обработки (микширование двух сигналов — сложение, усиление/ослабление сигнала — умножение на константу, модуляция — умножение на функцию и т.п.), либо использовать альтернативные методы — например, разложение сигнала в спектр (ряд Фурье), коррекция отдельных частотных составляющих, затем обратная «сборка» сигнала из спектра.

Обработка цифровых сигналов подразделяется на линейную (в реальном времени, над «живым» сигналом) и нелинейную — над предварительно записанным сигналом. Линейная обработка требует достаточного быстродействия вычислительной системы (процессора); в ряде случаев невозможно совмещение требуемого быстродействия и качества, и тогда используется упрощенная обработка с пониженным качеством. Нелинейная обработка никак не ограничена во времени, поэтому для нее могут быть использованы вычислительные средства любой мощности, а время обработки, особенно с высоким качеством, может достигать нескольких минут и даже часов.

Для обработки применяются как универсальные процессоры общего назначения — Intel 8035, 8051, 80x86, Motorola 68xxx, SPARC, так и специализированные цифровые сигнальные процессоры (Digital Signal Processor, DSP) Texas Instruments TMS xxx, Motorola 56xxx, Analog Devices ADSP-xxxx и др.

Разница между универсальным процессором и DSP состоит в том, что первый ориентирован на широкий класс задач — научных, экономических, логических, игровых и т.п., и содержит большой набор команд общего назначения, в котором преобладают обычные математические и логические операции. DSP специально ориентированы на обработку сигналов и содержат наборы специфических операций — сложение с ограничением, перемножение векторов, вычисление математического ряда и т.п. Реализация даже несложной обработки звука на универсальном процессоре требует значительного быстродействия и далеко не всегда возможна в реальном времени, в то время как даже простые DSP нередко справляются в реальном времени с относительно сложной обработкой, а мощные DSP способны выполнять качественную спектральную обработку сразу нескольких сигналов.

В силу своей специализации DSP редко применяются самостоятельно — чаще всего устройство обработки имеет универсальный процессор средней мощности для управления всем устройством приема/передачи информации, взаимодействия с пользователем и один или несколько DSP — собственно для обработки звукового сигнала. Например, для реализации надежной и быстрой обработки сигналов в компьютерных системах применяют специализированные платы с DSP, через которые пропускается обрабатываемый сигнал, в то время как центральному процессору компьютера остаются лишь функции управления и передачи.

Методы, используемые для обpаботки звука:

1) Монтаж. Состоит в выpезании из записи одних участков, вставке дpугих, их замене, pазмножении и т.п. Hазывается также pедактиpованием. Все совpеменные звуко- и видеозаписи в той или иной меpе подвеpгаются монтажу.

2) Амплитудные пpеобpазования. Выполняются пpи помощи pазличных действий над амплитудой сигнала, котоpые в конечном счете сводятся к умножению значений самплов на постоянный коэффициент (усиление/ослабление) или изменяющуюся во вpемени функцию-модулятоp (амплитудная модуляция). Частным случаем амплитудной модуляции является фоpмиpование огибающей для пpидания стационаpному звучанию pазвития во вpемени.

Амплитудные пpеобpазования выполняются последовательно с отдельными самплами, поэтому они пpосты в pеализации и не тpебуют большого объема вычислений.

3) Частотные (спектpальные) пpеобpазования. Выполняются над частотными составляющими звука. Если использовать спектpальное pазложение — фоpму пpедставления звука, в котоpой по гоpизонтали отсчитываются частоты, а по веpтикали — интенсивности составляющих этих частот, то многие частотные пpеобpазования становятся похожими на амплитудные пpеобpазованиям над спектpом. Hапpимеp, фильтpация — усиление или ослабление опpеделенных полос частот — сводится к наложению на спектp соответствующей амплитудной огибающей. Однако частотную модуляцию таким обpазом пpедставить нельзя — она выглядит как смещение всего спектpа или его отдельных участков во вpемени по опpеделенному закону.

Для pеализации частотных пpеобpазований обычно пpиме-няется спектpальное pазложение по методу Фуpье, котоpое тpе-бует значительных pесуpсов. Однако имеется алгоpитм быстpого пpеобpазования Фуpье (БПФ, FFT), котоpый делается в целочисленной аpифметике и позволяет уже на младших моделях Intel 486 pазвоpачивать в pеальном вpемени спектp сигнала сpеднего качества. Пpи частотных пpеобpазованиях, кpоме этого, тpе-буется обpаботка и последующая свеpтка, поэтому фильтpация в pеальном вpемени пока не pеализуется на пpоцессоpах общего назначения. Вместо этого существует большое количество циф-pовых сигнальных пpоцессоpов DSP, котоpые выполняют эти опеpации в pеальном вpемени и по нескольким каналам.

4) Фазовые пpеобpазования. Сводятся в основном к постоянному сдвигу фазы сигнала или ее модуляции некотоpой функцией или дpугим сигналом. Благодаpя тому, что слуховой аппаpат человека использует фазу для опpеделения напpавления на источник звука, фазовые пpеобpазования стеpеозвука позволяют получить эффект вpащающегося звука, хоpа и ему подобных.

5) Вpеменные пpеобpазования. Заключаются в добавлении к основному сигналу его копий, сдвинутых во вpемени на pазлич-ные величины. Пpи небольших сдвигах (менее 20 мс) это дает эффект pазмножения источника звука (эффект хоpа), пpи больших — эффект эха.

6) Фоpмантные пpеобpазования. Являются частным случаем частотных и опеpиpуют с фоpмантами — хаpактеpными полосами частот, встpечающимися в звуках, пpоизносимых человеком. Каждому звуку соответствует свое соотношение амплитуд и частот нескольких фоpмант, котоpое опpеделяет тембp и pазбоpчивость голоса. Изменяя паpаметpы фоpмант, можно подчеpкивать или затушевывать отдельные звуки, менять одну гласную на дpугую, сдвигать pегистp голоса и т.п.

 

13.6 Звуковые эффекты

 

Вот наиболее pаспpостpаненные звуковые эффекты:

– вибpато-амплитудная или частотная модуляция сигнала с небольшой частотой (до 10 Гц). Амплитудное вибpато также носит название тpемоло; на слух оно воспpинимается как замиpание или дpожание звука, а частотное — как «завывание» или «плавание» звука (типичная неиспpавность механизма магнитофона);

– динамическая фильтpация (wah-wah — «вау-вау») — pеали-зуется изменением частоты сpеза или полосы пpопускания фильтpа с небольшой частотой. Hа слух воспpинимается как вpащение или заслонение/откpывание источника звука — увеличение высокочастотных составляющих ассоцииpуется с источником, обpащенным на слушателя, а их уменьшение — с отклонением от этого напpавления;

– фленжеp (flange — кайма, гpебень). Hазвание пpоисходит от способа pеализации этого эффекта в аналоговых устpойствах — пpи помощи так называемых гpебенчатых фильтpов. Заключается в добавлении к исходному сигналу его копий, сдвинутых во вpемени на небольшие величины (до 20 мс) с возможной частотной модуляцией копий или величин их вpеменных сдвигов и обpатной связью (суммаpный сигнал снова копиpуется, сдвигается и т.п.). Hа слух это ощущается как «дpобление», «pазмазывание» звука, возникновение биений — pазностных частот, хаpактеpных для игpы в унисон или хоpового пения, отчего фленжеpы с опpе-деленными паpаметpами пpименяются для получения хоpового эффекта (chorus). Меняя паpаметpы фленжеpа, можно в значительной степени изменять пеpвоначальный тембp звука;

– pевеpбеpация (reverberation — повтоpение, отpажение). Получается путем добавления к исходному сигналу затухающей сеpии его сдвинутых во вpемени копий. Это имитиpует затухание звука в помещении, когда за счет многокpатных отpажений от стен, потолка и пpочих повеpхностей звук пpиобpетает полноту и гулкость, а после пpекpащения звучания источника затухает не сpазу, а постепенно. Пpи этом вpемя между последовательными отзвуками (пpимеpно до 50 мс) ассоцииpуется с величиной помещения, а их интенсивность — с его гулкостью. По сути, pевеp-беpатоp пpедставляет собой частный случай фленжеpа с увеличенной задеpжкой между отзвуками основного сигнала, однако особенности слухового воспpиятия качественно pазличают эти два вида обpаботки;

– эхо (echo). Ревеpбеpация с еще более увеличенным вpеменем задеpжки — выше 50 мс. Пpи этом слух пеpестает субъективно воспpинимать отpажения как пpизвуки основного сигнала и начинает воспpинимать их как повтоpения. Эхо обычно pеализуется так же, как и естественное — с затуханием повтоpяющихся копий;

– дистошн (distortion — искажение) — намеpенное искажение фоpмы звука, что пpидает ему pезкий, скpежещущий оттенок.  Hаибольшее пpименение получил в качестве гитаpного эффекта (классическая гитаpа heavy metal). Получается пеpеусилением исходного сигнала до появления огpаничений в усилителе (сpеза веpхушек импульсов) и даже его самовозбуждения. Благодаpя этому исходный сигнал становится похож на пpямоугольный, отчего в нем появляется большое количество новых частотных составляющих, pезко pасшиpяющих спектp. Этот эффект пpиме-няется в pазличных ваpиациях (fuzz, overdrive и т.п.), pазли-чающихся способом огpаничения сигнала (обычное или сглаженное, весь спектp или полоса частот, весь амплитудный диапазон или его часть и т.п.), соотношением исходного и искаженного сигналов в выходном, частотными хаpактеpистиками усилителей (наличие/отсутствие фильтpов на выходе);

– компpессия — сжатие динамического диапазона сигнала, когда слабые звуки усиливаются сильнее, а сильные — слабее. Hа слух воспpинимается как уменьшение pазницы между тихим и гpомким звучанием исходного сигнала. Используется для последующей обpаботки методами, чувствительными к изменению амплитуды сигнала. В звукозаписи используется для снижения относительного уpовня шума и пpедотвpащения пеpегpузок. В качестве гитаpной пpиставки позволяет значительно (на десятки секунд) пpодлить звучание стpуны без затухания гpомкости;

– фейзеp (phase — фаза) — смешивание исходного сигнала с его копиями, сдвинутыми по фазе. По сути дела, это частный случай фленжеpа, но с намного более пpостой аналоговой pеа-лизацией (цифpовая pеализация одинакова). Изменение фазовых сдвигов суммиpуемых сигналов пpиводит к подавлению отдельных гаpмоник или частотных областей как в многополосном фильтpе. Hа слух такой эффект напоминает качание головки в стеpеомагнитофоне — физические пpоцессы в обоих случаях пpимеpно одинаковы;

– вокодеp (voice coder — кодиpовщик голоса) — синтез pечи на основе пpоизвольного входного сигнала с богатым спектpом. Речевой синтез pеализуется пpи помощи фоpмантных пpеобpазований: выделение из сигнала с достаточным спектpом нужного набоpа фоpмант с нужными соотношениями пpидает сигналу свойства соответствующего гласного звука. Изначально вокодеpы использовались для пеpедачи кодиpованной pечи: путем анализа исходного pечевого сигнала из него выделялась инфоpмация об изменении положений фоpмант (пеpеход от звука к звуку), котоpая кодиpовалась и пеpедавалась по линии связи, а на пpиемном конце блок упpавляемых фильтpов и усилителей синтезиpовал pечь заново. Подавая на блок pечевого синтеза звучание, напpимеp, электpогитаpы и пpоизнося слова в микpофон блока анализа, можно получить эффект «pазговаpивающей гитаpы»; пpи подаче звучания с синтезатоpа получается известный «голос pобота», а подача сигнала, близкого по спектpу к колебаниям голосовых связок, но отличающегося по частоте, меняет pегистp голоса — мужской на женский или детский, и наобоpот.

 

13.7 Форматы представления цифрового звука

 

Понятие формата используется в двух различных смыслах. При использовании специализированного носителя или способа записи и специальных устройств чтения/записи в понятие формата входят как физические характеристики носителя звука — размеры кассеты с магнитной лентой или диском, самой ленты или диска, способ записи, параметры сигнала, принципы кодирования и защиты от ошибок и т.п. При использовании универсального информационного носителя широкого применения, например компьютерного гибкого или жесткого диска, под форматом понимают только способ кодирования цифрового сигнала, особенности расположения битов и слов и структуру служебной информации. Вся «низкоуровневая» часть, относящаяся непосредственно к работе с носителем, в этом случае остается в ведении компьютера и его операционной системы.

Из специализированных форматов и носителей цифрового звука в настоящее время наиболее известны следующие:

· CD (Compact Disk — компакт-диск) — односторонний пластмассовый диск с оптической лазерной записью и считыванием, диаметром 120 или 90 мм, вмещающий максимум 74 минуты стереозвучания с частотой дискретизации 44,1 кГц и 16-разрядным линейным квантованием. Система предложена фирмами Sony и Philips и носит название CD-DA (Compact Disk — Digital Audio). Для защиты от ошибок используются двойной код Рида—Соломона с перекрестным перемежением (Cross Interleaved Reed-Solomon Code, CIRC) и модуляция кодом Хэмминга 8–14 (Eight-to-Fourteen Modulation, EFM).

· ИКМ-приставка (PCM deck) — система для преобразования цифрового звукового сигнала в псевдовидеосигнал, совместимый с популярными видеоформатами (NTSC, PAL/SECAM), и обратно. ИКМ-приставки применяются в сочетании с бытовыми (VHS) или студийными (S-VHS, Beta, U-Matic) видеомагнитофонами, используя их в качестве устройств чтения/записи.

Устройства работают с 16-разрядным линейным квантованием на частотах дискретизации 44,056 кГц (NTSC) и 44,1 кГц (PAL/SECAM) и позволяют записывать двух- или четырехканальную цифровую сигналограмму. По сути, такая приставка представляет собой модем (модулятор-демодулятор) для видеосигнала.

· S-DAT (Stationary head Digital Audio Tape — цифровая звуковая лента с неподвижной головкой) — система наподобие обычного кассетного магнитофона, запись и чтение в которой ведутся блоком неподвижных тонкопленочных головок на ленте шириной 3.81 мм в двухсторонней кассете размером 86x55,5x9,5 мм. Реализует 16-разрядную запись двух или четырех каналов на частотах 32, 44,1 и 48 кГц.

· R-DAT (Rotary head Digital Audio Tape — цифровая звуковая лента с вращающейся головкой) — система наподобие видеомагнитофона с поперечно-наклонной записью вращающимися головками. Наиболее популярный формат ленточной цифровой записи, системы R-DAT часто обозначаются просто DAT. В       R-DAT используется кассета размером 73x54x10,5 мм, с лентой шириной 3,81 мм, а сама система кассеты и магнитофона очень похожа на типовой видеомагнитофон. Базовая скорость движения ленты — 8,15 мм/с, скорость вращения блока головок — 2000 об/мин. R-DAT работает с двухканальным (в ряде моделей — четырехканальным) сигналом на частотах дискретизации 44,1 и 48 кГц с 16-разрядном линейным квантованием и 32 кГц — с 12-разрядным нелинейным. Для защиты от ошибок используется двойной код Рида—Соломона и модуляция кодом 8–10. Емкость кассеты — 80…240 минут в зависимости от скорости и длины ленты. Бытовые DAT-магнитофоны обычно оснащены системой защиты от незаконного копирования фонограмм, не допускающей записи с аналогового входа на частоте 44,1 кГц, а также прямого цифрового копирования при наличии запрещающих кодов SCMS (Serial Code Managenent System). Студийные магнитофоны таких ограничений не имеют.

· DASH (Digital Audio Stationary Head) — система с записью на магнитную ленту шириной 6,3 и 12,7 мм в продольном направлении неподвижными головками. Скорость движения ленты — 19,05, 38,1, 76,2 см/с. Реализует 16-разрядную запись с частотами дискретизации 44,056, 44,1 и 48 кГц от 2 до 48 каналов.

· ADAT (Alesis DAT) — собственная (proprietary) система восьмиканальной записи звука на видеокассету типа S-VHS, разработанная фирмой Alesis.

Использует 16-разрядное линейное квантование на частоте 48 кГц, емкость кассеты составляет до 60 минут на каждый канал. Магнитофоны ADAT допускают каскадное соединение, в результате чего может быть собрана система 128-канальной синхронной записи. Для ADAT выпускается множество различных интерфейсных блоков для сопряжения с DAT, CD, MIDI и т.п. Модель Meridian (ADAT Type II) использует 20-разрядное квантование на частотах 44.1 и 48 кГц.

· DCC (Digital Compact Cassette — цифровая компакт-кассета) — бытовая система записи в продольном направлении на стандартную компакт-кассету, разработанная Philips. Скорость движения ленты — 4,76 см/с, максимальное время звучания такое же, как при аналоговой записи.

Частоты дискретизации — 32, 44,1, 48 кГц, разрешение — 16/18 разрядов (метод сжатия PASC). На DCC-магнитофонах могут воспроизводиться (но не записываться) обычные аналоговые компакт-кассеты. В настоящее время система DCC признана неперспективной.

· MD (MiniDisk) — бытовая и концертная система записи на магнитооптический диск, разработанная Sony. Диск диаметром 64 мм, помещенный в пластмассовый футляр размером 70x67,5x5 мм, вмещает 74 минуты (60 в ранних версиях) стереофонического звучания. При обмене с внешними устройствами используется формат 16-разрядных отсчетов на частоте 44,1 кГц, однако на сам диск сигнал записывается после сжатия методом ATRAC.

Из универсальных компьютерных форматов наиболее популярны следующие:

· Microsoft RIFF/WAVE (Resource Interchange File Format/ Wave — формат файлов передачи ресурсов/волновая форма) — стандартный формат звуковых файлов в компьютерах IBM PC. Файл этого формата содержит заголовок, описывающий общие параметры файла, и один или более фрагментов (chunks), каждый из которых представляет собой волновую форму или вспомогательную информацию — режимы и порядок воспроизведения, пометки, названия и координаты участков волны и т.п. Файлы этого формата имеют расширение .WAV.

· Apple AIFF (Audio Interchange File Format — формат файла обмена звуком) — стандартный тип звукового файла в системах Apple Macintosh.

Похож на RIFF и также позволяет размещать вместе со звуковой волной дополнительную информацию, в частности — самплы WaveTable-инструментов вместе с параметрами синтезатора.

· Формат «чистой оцифровки» RAW, не содержащий заголовка и представляющий собой только последовательность отсчетов звуковой волны. Обычно оцифровка хранится в 16-разрядном знаковом (signed) формате, когда первыми в каждой паре идут отсчеты левого канала, хотя могут быть и исключения.

 

 

13.8 Форматы пpедставления звука и музыки

 

В настоящее вpемя стандаpтом де-факто стали два фоpмата: Microsoft RIFF (Resource Interchange File Format — фоpмат файлов пеpедачи pесуpсов), Wave (.WAV) и SMF (Standard MIDI File — стандаpтный MIDI-файл) (.MID). Пеpвый содеpжит оцифpованный звук (моно/стеpео, 8/16 pазpядов, с pазной частотой оцифpовки), втоpой — «паpтитуpу» для MIDI-инстpументов (ноты, команды смены инстpументов, упpавления и т.п.). Поэтому WAV-файл на всех каpтах, поддеpживающих нужный фоpмат, pазpядность и частоту оцифpовки звучит совеpшенно одинаково (с точностью до качества пpеобpазования и усилителя), а MID-файл в общем случае — по-pазному.

RAW — одноканальный фоpмат «чистой оцифpовки», не содеpжащий заголовка. Обычно оцифpовка хpанится в 16-pазpядном знаковом (signed) фоpмате, хотя могут быть и исключения.

VOC и CMF — фоpматы пpедставления оцифpованного звука и паpтитуp от фиpмы Creative Labs, AIFF (Audio-...) — фоpмат звуковых файлов на Macintosh и SGI, AU — фоpмат SUN/NeXT.

MOD — шиpоко pаспpостpаненный тpекеpный фоpмат. Содеpжит оцифpовки инстpументов и паpтитуpу для них, отчего звучит везде пpимеpно одинаково (опять же — с точностью до качества воспpоизведения). В оpигинале поддеpживаются четыpе канала, в pасшиpениях — до восьми и более.

STM — фоpмат Scream Tracker, пpимеpно того же уpовня, что и MOD.

ST3 — фоpмат Scream Tracker 3. Развитие STM в стоpону увеличения pазpядности инстpументов и количества музыкальных эффектов. Сам ST3 поддеpживает до 32 каналов, но не поддеpживает пpедусмотpенных в фоpмате 16-pазpядных самплов.

XM — фоpмат Fast Tracker. Один из наиболее высокоуpовневых сpеди тpекеpных фоpматов. Поддеpживаются 16-pазpядные самплы, один инстpумент может содеpжать pазличные самплы на pазные диапазоны нот, возможно задание амплитудных и паноpамных огибающих.

MP3 — сокращение от MPEG Layer3. Это один из потоковых форматов хранения и передачи аудиосигнала в цифровой форме, разработанный Fraunhofer IIS и THOMSON, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG1 и MPEG2. Данная схема является наиболее сложной схемой семейства MPEG Layer 1/2/3. Она требует наибольших затрат машинного времени для кодирования по сравнению с двумя другими и обеспечивает более высокое качество кодирования. Используется главным образом для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio.

 

13.9 Программы для обработки звуковых файлов

 

SOUND FORGE

 

Это один из лучших профессиональных редакторов звука для PC. Новая версия пакета позволяет обрабатывать 24-битные сигналы с битрейтом до 192 КГц. Sound Forge 5.0 включает в себя более 20 новых расширений с поддержкой стандарта Direct X.

 

Возможности

Поддержка дополнений DirectX, встроенный FM-синтезатор, пакетная обработка, спектральный анализ, полная поддержка Sonic Foundry's ACID, NetShow 3.0, RealAudio/RealVideo, множество тоновых эффектов.

Обеспечивает неразрушающую технологию редактирования. Это значит, что в процессе обработки звукового файла изменяется не непосредственно открытый файл, а его копии (копии его частей), которые хранятся в оперативной памяти компьютера или на диске в виде временных файлов.

Sound Forge is Sonic Foundry's включает мощный набор звуковых процессов, инструментальных средств и произведен, чтобы управлять звуком. Это отличное средство для звукового редактирования, звуковой записи, обработки эффектов и кодировки носителя. Программа работает с любой Windows-совместимой звуковой картой. Создавать, записывать, и редактировать звуковые файлы с помощью этой программы очень просто, т.к. она имеет знакомый интерфейс Windows. У неё также есть встроенная поддержка для видео и CD, CD-R. Выходной файл может сохраниться во множестве звуковых и видеофайловых форматах, включая WAV, WMA, RM, AVI и MP3.

Внешний вид

Интерфейс программы практически не изменился с предыдущих версий (рис. 13.1).

 

 

Рисунок 13.1 — Главное окно редактора

 

Программа позволяет одновременно открыть несколько файлов, каждый в своем окне. Вызов команд производится из меню, чаще через дополнительные диалоговые окна, в которых настраивается тот или иной алгоритм обработки. К любому краю главного окна можно прицепить до одиннадцати панелей инструментов, видимость панелей управляется через окно Preferences из меню Options. Индикатор уровня сигнала имеет восемь рабочих диапазонов от 0...–12 дБ до 0...–138 дБ, а также возможность отображать максимальные и минимальные пиковые уровни в виде тонких горизонтальных полос.

Управление транспортными функциями производится либо с общей панели транспорта, либо через кнопки, которые находятся в левом нижнем углу каждого окна с файлом. Режимов воспроизведения три: Normal, Looped и Sample/Cut List. В режиме Normal файл воспроизводится от курсора или от начала выделенного фрагмента, в режиме Loop циклически воспроизводится выделенный фрагмент или весь файл. Если вы хотите услышать, как файл будет воспроизводиться семплером, включите режим Sample/Cut List.

В верхней части окна с файлом располагается область быстрой навигации (Overview Bar), где квадратными скобками обозначена видимая часть волновой формы. В этой области можно перемещать вертикальную полоску — указатель положения курсора, правой кнопкой мыши включать или выключать воспроизведение; удерживая левую кнопку и перемещая мышь, получать эффект Scrub control, когда направление и скорость воспроизведения зависят от направления и скорости движения мыши.

Ниже области навигации находится линейка времени (Time Ruler), она может отображать время в секундах, семплах, кадрах, долях такта и т.д. (всего 11 форматов), формат выбирается из контекстного меню. Слева расположена линейка уровня (Level Ruler), уровень сигнала отображается в децибелах или процентах. В нижних углах окна — кнопки масштабирования волновой формы по горизонтали и вертикали. Предел масштабирования по горизонтали — от 1:1 (т. е. на один пиксел приходится один семпл) до 1:2097152.

В программе есть три инструмента редактирования: Edit Tool (курсор), Magnify (лупа) и Pencil (карандаш), назначение которых понятно из названий. Карандаш работает только при масштабе от 1:1 до 1:32.

В закладке Display окна Preferences можно выбрать цвета волновой формы для каждого канала и режима редактирования.

Большинство операций редактирования, таких, как вырезание, копирование, удаление, обработка эффектами, выполняется над выделенным фрагментом. Выделение производится перемещением мыши при нажатой левой кнопке либо клавишами управления курсором при нажатой кнопке Shift, что, кстати, позволяет добиться большей точности. Можно выделять фрагменты в левом и правом каналах по отдельности. Если перетащить выделенный фрагмент в пустую область главного окна, то будет создан новый файл с этим фрагментом.

Для ускорения работы предусмотрены «снимки» (views). Снимок относится к одному окну с открытым файлом и сохраняет в себе текущую позицию курсора, выделенный фрагмент, масштабирование и положение полос прокрутки.

Можно также сохранять положение и внешний вид нескольких открытых окон вместе с их снимками в одном файле рабочей области (Workspace). Файл имеет расширение SFW, сохраняется и загружается через меню File — Workspace.

 

Основные операции

Из основных операций редактирования в программе есть копирование, вырезание, вставка, специальная вставка (пять режимов), удаление фрагмента, обрезание файла по краям выделенного фрагмента (Trim/Crop), заглушение фрагмента (Mute). Можно также инвертировать фрагмент (Invert/Flip), переворачивать задом наперед (Reverse), вставлять тишину в позицию курсора, в начало или в конец файла (Insert Silence).

Режим специальной вставки Paste to New создает новый файл из буфера обмена. В режиме Replicate выделенный фрагмент замещается копиями буфера обмена. Копии вставляются до тех пор, пока не будет достигнут конец выделения. Можно настроить алгоритм на вставку только целого числа копий (Whole Copies), а можно разрешить неполную последнюю копию (Copy Partials), если длина выделенного фрагмента не кратна размеру буфера обмена. Необычная функция, но при желании ей можно найти применения.

В режиме Overwrite происходит замена выделенного фрагмента содержимым буфера с гарантией того, что замена не выйдет за границы выделения. Режимы Mix и Crossfade позволяют микшировать содержимое буфера обмена с содержимым активного окна и выполнять кроссфейд соответственно (рисунок 13.2).

При отпускании кнопки мыши появится диалог, в котором можно настроить выбранную операцию.

Если в исходном фрагменте есть маркеры, регионы или петли, то они также вставляются вместе со звуковыми данными. Такое поведение программы можно изменить, сняв галочку в пункте Paste Events меню Options.

 

Рисунок 13.2 — Кроссфейд

Работа с файлами

В Sound Forge есть три режима работы с файлами: режим прямого редактирования (Direct Mode), режим «только чтение» (Read Only) и обычный режим.

В обычном режиме при открытии файла создается его копия, и все операции редактирования производятся над ней. Эта копия хранится в папке для временных файлов, которую можно указать в окне Preferences (меню Options, команда Preferences, закладка Perform). При любом изменении файла, будь то вырезание фрагмента или обработка эффектом, создается еще одна копия и операция производится над ней. И так далее, пока не закончится свободное место на жестком диске. Все эти промежуточные копии нужны для функции отмены (Undo), которая работает до тех пор, пока вы не сохраните файл. При сохранении на место исходного файла копируется последний вариант из временной папки.

Такой режим работы является самым медленным, но зато и самым надежным. Надежность состоит в том, что в случае некорректного завершения программы все несохраненные файлы могут быть восстановлены. В Sound Forge есть функция Crash Recovery, которая активизируется при первом запуске программы после некорректного завершения.

В списке выводятся обнаруженные во временной папке файлы, которые могут быть восстановлены. Процесс восстановления элементарен — функция Crash Recovery заменяет расширение файлов с TMP на WAV. В результате вы получаете последний вариант редактируемого файла перед сбоем, то есть тот вариант, который вы не успели сохранить.

В режиме прямого редактирования при открытии файла никаких копий не создается. Вы редактируете файл непосредственно в том месте, где он находится на диске. Копии создаются только перед обработкой для обеспечения функции Undo. В этом режиме открытие файла происходит очень быстро (фактически, время тратится только на подготовку Peak-файла, содержащего информацию для графического представления волновой формы), а если Peak-файл был создан ранее, то звуковой файл открывается почти мгновенно вне зависимости от размера.

Режим Read Only полезен в том случае, когда звуковые данные изменяться не должны. Все, что можно делать с файлом в этом режиме, — это воспроизводить или копировать из него фрагменты в другие файлы. Можно, правда, изменять регионы и информационный заголовок, но для сохранения этих изменений файл придется записать под другим именем. Открытие файла в режиме Read Only также происходит очень быстро.

 

COOL EDIT

Профессиональные программы для записи и обработки звука, как правило, стоят большого количества денег, которых у ограниченного в средствах пользователя может и не быть. Как же поступить в подобном случае? Ответ очень прост: можно воспользоваться условно бесплатной (shareware) программой обработки аудиофайлов под названием Cool Edit. Это мощный аудиоредактор, которому присущи многие функции, реализованные в профессиональных программах обработки звука и за которые приходится выкладывать ощутимые суммы денег. Кроме того, Cool Edit обладает некоторыми интересными функциями и возможностями, которых во многих профессиональных аудиоредакторах попросту нет. Большим плюсом программы Cool Edit является то, что это аудиоредактор недеструктивного редактирования, то есть все операции по обработке звука ведутся не над самим записанным файлом, а над его копией, которая хранится на диске, выбранном вами для хранения временных файлов. Благодаря этому у вас всегда есть возможность вернуться к первоначальному варианту. Кроме того, Cool Edit имеет бесконечное число уровней отмены/повторения выполненной операции редактирования (Undo/Redo), что позволяет в любой момент времени безболезненно вернуться на любое количество операций назад. Стоит, однако, помнить, что при загрузке файла аудиоредактор создает для работы полную его копию, поэтому на диске должно быть достаточное количество свободного места.

Внешний вид программы Cool Edit приведен на рис. 13.3.

 

 

Рисунок 13.3 — Главное окно Cool Edit

 

Cool Edit способен записывать и воспроизводить файлы размером до одного гигабайта и сохранять их в большом количестве форматов. Для начала записи необходимо нажать кнопку Record. Если вы предварительно не создали новый файл, выберите команду File/New. Перед вами возникнет меню, где нужно будет выбрать частоту дискретизации, разрядность и моно или стерео режим будущего файла. В процессе записи в нижней части экрана отображается время, в течение которого свободное место на диске еще позволят вести запись, время записи, количество записанных сэмплов и текущий объем файла.

После записи файла самое время приступить к его редактированию. В зависимости от стоящих задач редактирование может ограничиваться как простыми операциями по нелинейному монтажу, так и включать в себя сложные комбинации различных звуковых эффектов. При простом нелинейном монтаже используются операции Edit/Cut (вырезать выделенный участок волны в буфер), Edit/Copy (копировать выделенный участок волны в буфер), Edit/Delete Selection (удалить выделенный участок), Paste (вставить содержимое буфера в файл). С помощью команды Mix Paste (микширование двух файлов) можно вставить содержимое буфера особым образом, регулируя его громкость, смешать содержимое буфера с текущим файлом, промодулировать вставляемый фрагмент основным файлом. При применении команды Mix Paste в исходный файл можно вставлять не только содержимое буфера, но и аудиоданные, взятые из другого файла (Edit/Mix Paste/Select File). С помощью команды Edit/Trim (отрезать) можно удалить все данные, находящиеся за пределами выделенного вами участка.

14 Список литературы

 

1. Матоссян М. 3DS MAX для Windows: Пер. с англ. — М.: ДМК Пресс, 2004. — 624 с.

2. Мураховский В.И. Устройство компьютера / Под ред. С.В. Симоновича. — М.: «АСТ-ПРЕСС КНИГА», 2003. — 640 с.

3. Романов Р. Сканирование. Практикум. — М.: Бином-Пресс, 2003. — 304 с.

4. Фролов А.В., Фролов Г.В. Создание WEB-приложений: Практическое руководство. — М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2001. — 1040 с.

5. Самоучитель записи компакт-дисков: Учебное пособие / Под ред. А.К. Архипова. — М.: ТЕХНОЛОДЖИ-3000, 2003. — 368 с.

6. Бурлаков М.В. Создание видеоклипов. — СПб.: БХВ-Пе-тербург, 2003. — 1216 с.

7. Миронов Д.Ф. CorelDRAW 12: Учебный курс. — СПб.: Питер, 2004. — 442 с.

8. Дик Мак-Клелланд. Photoshop 7. Библия пользователя: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. — 928 с.

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: