Sosirea computerelor și stocarea informațiilor în formă digitală a adus o adevărată revoluție în domeniul muzicii. Această revoluție a început cu CD-ul audio , apoi cu compresia fișierelor audio , apoi cu așa-numitele playere MP3 și continuă astăzi cu integrarea componentei digitale în lumea Hi-Fi și în playere multimedia .
Există mai multe surse posibile pentru publicul larg de a obține muzică în formă digitală.
Trecerea de la un semnal analogic la un semnal digital se face printr-o conversie analog-digitală , prin eșantionare (luând valorile semnalului analogic la intervale de timp constante) și cuantificând fiecare dintre valorile eșantionate. Cu alte cuvinte: la fiecare bifă de ceas (în funcție de frecvența aleasă), măsurăm valoarea semnalului analogic (de exemplu volții care vin de la un microfon sau de la un cap de citire a discului de vinil) și îi dăm o valoare digitală.
De exemplu, pentru CD-uri (discuri compacte audio), frecvența este fixă la 44,1 kilohertz, valoarea numerică este codificată pe 16 biți și, prin urmare, ia o valoare între -32,768 și +32,767.
Pentru a cunoaște calitatea digitală a unei înregistrări, trebuie să cunoașteți aceste două valori: frecvența de eșantionare și numărul de biți. O frecvență prea scăzută va întrerupe toate înalte, o codificare pe prea puțini biți va reduce „netezimea” înregistrării. Totul depinde de utilizarea semnalului post (muzică, înregistrator de voce, radio etc. ). Putem desena o paralelă cu imaginile digitale, frecvența care se apropie de rezoluție și numărul de biți din numărul de culori posibile; dimensiunea imaginii în pixeli aproximând lungimea melodiei înregistrate.
utilizare | Frecvența de eșantionare (kHz) | Cuantizare (număr de biți) |
---|---|---|
Studio de inregistrari | 48 - 96 - 192 | 24 |
CD audio | 44.1 | 16 |
DVD | 48 | 16 |
DVD-Audio | 44,1 - 192 | 16 - 24 |
... |
Să notăm câteva puncte importante:
Odată ce caracteristicile digitale au fost determinate (frecvență, număr de biți), este recomandabil să se analizeze modul în care acest semnal va fi stocat într-un fișier. Aceasta este ceea ce vom numi în restul articolului: codificare.
Codificarea va consta în transferul muzicii de la sursă pe hard disk. În cazul surselor analogice, va fi necesar să utilizați un convertor analog-digital . În cazul surselor digitale, va fi necesar să se utilizeze un software de copiere și să se evite trecerea înapoi printr-un semnal analogic pentru a nu genera pierderi.
Orice codificare a unui semnal analogic la un semnal digital are ca rezultat o pierdere de informații (deoarece trecem de la date continue la date discrete). Dificultatea va fi de a înregistra informațiile la fel de fidel cât este necesar în timp ce aveți un obiectiv de dimensiune a fișierului.
Participanții la forumul Audiophile recomandă utilizarea Exact Audio Copy pe Windows.
Echipamentele de calcul convenționale (computer și placă de sunet ) sunt capabile să proceseze muzică digitalizată. Există, de asemenea, dispozitive specializate (din care fac parte plăcile de sunet) care sunt convertoare analog-digitale .
Calitatea plăcii de sunet are, desigur, un rol important de jucat dacă este vorba de digitalizarea unui sunet analog sau pentru operația inversă (convertirea unui semnal digital într-un semnal analog).
Aceasta implică trimiterea datelor din fișierul digital către convertorul digital.
Din fișierul de bază (indiferent de tipul acestuia), computerul va procesa datele audio pentru a le livra la convertor sub forma unui flux PCM (care urmează să fie confirmat). Cu excepția cazului în care convertorul acceptă, de exemplu, un stick USB cu fișiere comprimate pe care apoi îl va decomprima singur.
Microprocesorul va prelucra datele digitale fără probleme, pe de altă parte, la nivelul procesării generale din computer lucrurile se complică și trebuie să fii atent. Acest lucru este cu atât mai mult cu cât opiniile variază adesea fără a fi întemeiate.
Transportul semnalului către convertor depinde de protocolul utilizat. De obicei pe computer, sunt disponibile următoarele tipuri:
Există două tipuri de transfer de semnal: transfer sincron și transfer asincron. Tipul de transfer depinde de sursă și de convertor. De exemplu, dacă convertorul este văzut de computer ca o placă de sunet externă conectată la un port USB, transportul va fi sincron. Dacă, pe de altă parte, o cheie USB este conectată la un convertor și acesta din urmă poate citi fișierul de pe cheia USB, transportul va fi atunci asincron. Un element important în transportul de date digitale este corectarea erorilor.
Datele trebuie primite la intervale regulate de către convertor. În caz contrar, atunci convertorului îi va fi greu să recreeze semnalul analogic. Urmează degradarea ascultării.
Una dintre principalele probleme cu transmiterea sincronă a datelor este sincronizarea ceasurilor și dificultatea de a corecta erorile. Modul în care sunt tratate aceste probleme depinde de protocolul utilizat. Deși există multe protocoale sincrone în industrie care funcționează, acestea nu sunt disponibile persoanelor fizice pentru instalare privată.
Rețineți că, în interiorul unui computer, este același ceas care va fi utilizat pentru placa de sunet și placa de bază, în mod normal nu există nicio problemă de ceas. Dacă elementele sunt distincte, atunci apar probleme de ceas (jitter sau jitter în engleză).
Convertorul poate primi datele fără nici o constrângere de timp (în afară de primirea datelor la timp). O implementare constă, de exemplu, în crearea unei zone tampon la nivelul convertorului. În această zonă tampon, datele digitale sunt stocate temporar și rămân acolo până când sunt convertite. Acest lucru face posibilă trimiterea datelor în avans și pentru a permite gestionarea erorilor, pentru orice eventualitate.
Transferul asincron de date este mult mai fiabil, dar complică arhitectura convertorilor (adăugând un CPU de exemplu pentru a gestiona bufferul), de unde și prețul mai mare. În plus, producătorii de convertoare sunt mai mulți electronici decât informaticieni, ceea ce explică prezența pe piață a multor convertoare sincrone.
Trebuie remarcat faptul că capacitățile de transfer asincrone actuale sunt cu câteva ordine de mărime mai mari decât ceea ce este necesar pentru a transmite un semnal audio: echipamentul convențional curent (Ethernet) este la 1 Gbit / s , față de 176,4 kb / s pentru muzica de pe un CD. Dacă considerăm că o rețea TCP nu trebuie încărcată cu mai mult de 20% pentru a rămâne eficientă (asigurați un transfer rapid de date în cazul unei rețele utilizate de mai multe mașini), debitul rămâne în continuare la 200 Mbit / s sau redus la 25.000 kb / s octeți sau de 142 de ori mai mare.
Standardul de definiție USB 2.0 specifică 4 moduri:
Așa cum este scris în standardul din capitolul 5.12: Transferul fiabil de date în modul izocron prin USB necesită o atenție specială la detalii . Figura 5-17 a aceluiași standard ( p. 70) arată, printre altele, numeroasele etape ale unui semnal între un microfon și difuzoare în modul izocron.
Un studiu realizat pentru nevoile muzicii digitalizate specifică trei moduri de transmisie USB:
DAC- ul este cel care stăpânește și cere computerului să accelereze sau să frâneze transmisia. Este un mod dificil de implementat, deoarece necesită o investiție mare din partea producătorului.
Probleme și soluțiiExistă periferice USB dedicate care sunt responsabile pentru îmbunătățirea transmiterii datelor audio către convertor (de exemplu, hiface M2tech).
Cele două protocoale principale ale serverului de conținut multimedia acceptate de majoritatea sistemelor audiovizuale sunt: