Bakalářská Práce

Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra matematiky, statistiky a informa čních technologií Analýza a rozbor audio formát ů Bakalá řská práce Autor: Milan J ůza Informa ční technologie Vedoucí práce: Ing. Bohuslav R ůži čka, CSc. Praha Duben 2012 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalá řskou práci zpracoval samostatn ě a v seznamu uvedl veškerou použitou literaturu. Svým podpisem stvrzuji, že odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tišt ěnou verzí, a jsem seznámen se skute čností, že se práce bude archivovat v knihovn ě BIVŠ a dále bude zp řístupn ěna t řetím osobám prost řednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací. V Praze, dne 28.4.2012 Milan J ůza Pod ěkování: Děkuji panu Ing. Bohuslavu R ůži čkovi, CSc, za jeho trp ělivost, konzultace a odborné rady spojené s vypracováním této bakalá řské práce. Anotace: Význam této bakalá řské práce spo čívá v seznámení čtená ře s vývojem hudby a analogových záznam ů zvuku. Vysv ětluje převod analogového signálu na digitální a dále popisuje současné digitální audio formáty. Sou částí je i popis softwaru, pot řebného pro běžnou i poloprofesionální práci s nimi. Anotation: The aim of this thesis is to introduce the evolution of music and ways of analogue sound record to the readers. It explains the conversion from analog signals to digital and describes current digital audio formats. It also includes a description of software reguired for common and semiprofessional work with them. Obsah Obsah .................................................................................................................................... 5 Úvod ...................................................................................................................................... 7 1. Vývoj hudby a analogových zp ůsob ů záznamu ............................................................ 8 1.1. Zvuk jako fyzikální veli čina ........................................................................................ 8 1.2. Vývoj hudby .................................................................................................................. 9 1.3. Analogové záznamy zvuku ......................................................................................... 11 1.3.1. Mechanický záznam ............................................................................................ 11 1.3.2. Optický záznam zvuku ........................................................................................ 15 1.3.3. Magnetický záznam zvuku ................................................................................. 17 2. Digitalizace zvuku .......................................................................................................... 20 2.1. PCM ............................................................................................................................. 20 2.2. Vzorkování .................................................................................................................. 21 2.2.1. Aliasing ................................................................................................................. 21 2.3. Kvantování .................................................................................................................. 22 2.4. Kódování ..................................................................................................................... 23 3. Digitální audio formáty ................................................................................................. 25 3.1. Bezztrátové hudební formáty .................................................................................... 25 3.1.1. WAV ..................................................................................................................... 25 3.1.2. AIFF ...................................................................................................................... 27 3.2. Bezztrátové hudební formáty s kompresí ................................................................. 28 3.2.1. WavPack ............................................................................................................... 28 3.2.2. FLAC .................................................................................................................... 29 3.2.3. Apple Lossless ...................................................................................................... 30 3.2.4. MP3HD ................................................................................................................. 30 3.2.5. Monkey's Audio ................................................................................................... 31 3.2.6. MPEG-4 SLS ........................................................................................................ 31 3.3. Ztrátové kompresní hudební formáty ...................................................................... 32 3.3.1. MP3 ....................................................................................................................... 32 3.3.2. MPEG ................................................................................................................... 37 3.3.3. Vorbis .................................................................................................................... 39 3.3.4. AAC ...................................................................................................................... 39 3.3.5. WMA .................................................................................................................... 40 4. Software .......................................................................................................................... 41 4.1. P řehráva če ................................................................................................................... 41 4.1.1. WinAmp ............................................................................................................... 41 4.1.2. Foobar2000 ........................................................................................................... 42 4.1.3. MediaMonkey ...................................................................................................... 43 4.2. Editory ......................................................................................................................... 45 4.2.1. GoldWave ............................................................................................................. 45 4.2.2. Audacity ................................................................................................................ 46 4.2.3. Adobe Audition .................................................................................................... 47 Záv ěr: .................................................................................................................................. 49 Seznam použité literatury ................................................................................................. 50 Seznam obrázk ů ................................................................................................................. 53 Úvod Cílem mé bakalá řské práce je analyzovat sou časné audio formáty a jejich možnosti. V první kapitole práce je uveden popis zvuku z fyzikálního hlediska a velice stru čně nastín ěn vývoj hudby, s kterým dále souvisí i vývoj r ůzných zp ůsob ů analogového záznamu zvuku. Další kapitola popisuje principy procesu digitalizace zvuku a jeho možné problémy. T řetí kapitola již p ředstavuje samotné digitální formáty, jejich d ělení podle typu a zevrubný popis t ěch nejpoužívan ějších a nejznám ějších z nich. Záv ěre čná kapitola se zam ěř uje na popis zajímavých program ů a jejich nástroj ů, pot řebných pro p řehrávání a úpravu hudby. Práce se snaží docílit uceleného obsahu, který bude informa čně p řínosný a pou čný pro čtená ře neznalého problematiky hudebních audio formát ů. Měla by být zajímavá i pro pokro čilejší čtená ře, pracující s hudebními audio formáty dennodenn ě a snad jim pom ůže ujasnit si základní principy zpracování zvuku. Důvodem výb ěru tohoto tématu bakalá řské práce je m ůj velice kladný vztah k hudb ě. Mým koní čkem je DJing, kde p ři reprodukci hudby používám analogové i digitální hudební technologie zárove ň, a proto jsem toto téma rád zkoumal a zpracoval. 7 1. Vývoj hudby a analogových zp ůsob ů záznamu 1.1. Zvuk jako fyzikální veli čina Zvuk lidstvo provází již od po čátku věků. Zprost ředkovává člov ěku informace o okolním světě, pomocí sluchového ústrojí. Z fyzikálního hlediska je zvuk definován jako mechanické vln ění, nebo kmitání, které je schopné vyvolat v našem sluchovém ústrojí sluchový vjem. Kmity vytvá řejí v molekulách vzduchu vlny st řídav ě vysokého tlaku (zhušt ění) a nízkého tlaku (z řed ění). Vodi čem zvuku je tedy typicky vzduch, ale zvuk se ší ří i ve vod ě, nebo v pevných látkách. Čím je prost ředí hustší, tím se zvukové vlny ší ří rychleji. Zdrojem zvuku je tedy každé chv ějící se t ěleso. O tom, zda je t ěleso dobrým, nebo špatným zdrojem zvuku, rozhoduje p ředevším jeho geometrický tvar. Dokonalým zvukovým izolátorem je vakuum, protože v něm nelze rozkmitat žádné molekuly. Jako všechny formy vlnového pohybu má i zvuk svou vlnovou délku. Je to vzdálenost mezi vrcholy následujících vln. Po čet vln vzniklých za sekundu p ředstavuje frekvenci zvuku. Frekvence takového vln ění, které je schopné v lidském uchu vyvolat sluchový vjem, se pohybuje u zdravého člov ěka přibližn ě od 16 Hz do 20 kHz. Frekvence nižší než 16 Hz se nazývá infrazvuk

Load more