stringtranslate.com

Цифровая запись

Отображение уровня звука на цифровом аудиорекордере ( Zoom H4n )

В цифровой записи аудио- или видеосигнал преобразуется в поток дискретных чисел, представляющих изменения давления воздуха с течением времени для аудио или значений цветности и яркости для видео. Этот поток чисел сохраняется на запоминающем устройстве. Для воспроизведения цифровой записи числа извлекаются и преобразуются обратно в исходные аналоговые аудио- или видеоформы, чтобы их можно было услышать или увидеть.

В правильно подобранной паре аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) аналоговый сигнал точно восстанавливается в рамках ограничений теоремы Найквиста-Шеннона , которая определяет частоту дискретизации и ошибку квантования в зависимости от битовой глубины аудио или видео . Поскольку сигнал хранится в цифровом виде, при условии надлежащего обнаружения и исправления ошибок , запись не ухудшается при копировании, хранении или помехах.

Хронология

Процесс

Запись

  1. Аналоговый сигнал передается с входного устройства на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
  2. АЦП преобразует этот сигнал, многократно измеряя мгновенный уровень аналоговой (аудио) волны, а затем присваивая каждой точке измерения двоичное число с заданным количеством бит (длина слова). Чем больше длина слова, тем точнее представление исходного уровня аудиоволны.
  3. Частота, на которой АЦП измеряет уровень аналоговой волны, называется частотой дискретизации или частотой дискретизации. Чем выше частота дискретизации, тем выше верхняя звуковая частота оцифрованного аудиосигнала.
  4. АЦП выводит последовательность цифровых аудиосэмплов, которые составляют непрерывный поток нулей и единиц.
  5. Эти двоичные числа хранятся на носителях информации, таких как магнитная лента , жесткий диск , оптический привод или твердотельная память .

Воспроизведение

  1. Последовательность чисел передается из хранилища в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
  2. ЦАП преобразует числа обратно в аналоговый сигнал, объединяя информацию об уровне, хранящуюся в каждом цифровом сэмпле, тем самым восстанавливая исходную аналоговую форму волны.
  3. Этот сигнал усиливается и передается на громкоговорители .

Запись битов

Методы записи на коммерческие носители

В цифровых кассетах головка ленты движется вместе с лентой, как правило, по спиральной схеме, чтобы поддерживать достаточно высокую скорость и сохранять размер битов приемлемым.

Для оптических технологий записи на диск, таких как CD-R , лазер используется для изменения оптических свойств слоя красителя носителя. Более слабый лазер используется для считывания этих шаблонов.

Параметры производительности

Размер слова

Количество бит, используемых для представления аудиосигнала, напрямую влияет на результирующий шум или искажение в записи. [a] [54]

Частота дискретизации

Как утверждает теорема Найквиста-Шеннона , для предотвращения наложения спектров аудиосигнал должен быть дискретизирован с частотой, по крайней мере, вдвое превышающей частоту самого высокочастотного компонента сигнала. Для аудио музыкального качества наиболее распространенными являются частоты дискретизации 44,1 и 48 кГц.

Мастер-запись может быть сделана с более высокой частотой дискретизации (т. е. 88,2, 96, 176,4 или 192 кГц). Записи PCM высокого разрешения были выпущены на DVD-Audio (также известном как DVD-A), DualDisc (использующем слой DVD-Audio) или High Fidelity Pure Audio на Blu-ray. Кроме того, возможно выпустить запись высокого разрешения как несжатый WAV или сжатый без потерь файл FLAC [55] (обычно в 24 битах) без его понижающего преобразования . Остаются споры о том, дают ли более высокие частоты дискретизации какие-либо проверяемые преимущества потребительскому продукту. [56]

Когда из записи высокого разрешения нужно сделать компакт-диск ( стандарт CD Red Book — 44,1 кГц 16 бит), запись должна быть преобразована в 44,1 кГц. Это делается в процессе мастеринга .

Начиная с 1980-х годов музыка, записанная, сведенная или отмастеренная в цифровом формате, часто маркировалась с использованием кода SPARS, чтобы описать, какие процессы были аналоговыми, а какие — цифровыми. Поскольку цифровая запись стала практически повсеместной, коды SPARS теперь используются редко.

Исправление ошибок

Одним из преимуществ цифровой записи перед аналоговой является ее устойчивость к ошибкам. Как только сигнал находится в цифровом формате, он не подвержен потере генерации при копировании. Вместо постепенной деградации, наблюдаемой в аналоговых носителях, цифровые носители подвержены эффекту обрыва .

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Намеренно добавленный дизеринг в процессе записи преобразует искажения квантования в шум.

Ссылки

  1. ^ "Патент US2272070: Электрическая сигнальная система" (PDF) . Патентное ведомство США . Получено 23 декабря 2017 г. .
  2. ^ Робертсон, Дэвид. Алек Ривз 1902–1971 Privateline.com: История телефонии. Архивировано 2014-05-11 на Wayback Machine Доступно 14 ноября 2009 г.
  3. ^ abcdefghijklm Томас Файн (2008). «Рассвет коммерческой цифровой записи» (PDF) . Журнал ARSC . 39 (1): 1–17.
  4. ^ JV Boone, JV, Peterson RR: Sigsaly – Начало цифровой революции Доступно 14 ноября 2009 г.
  5. Патент США 2605361, C. Chapin Cutler, «Дифференциальное квантование сигналов связи», подан 29 июня 1950 г., выдан 29 июля 1952 г.
  6. ^ «Первый компьютерный музыкант». 9 июня 2011 г.
  7. ^ Джеймс Р. Джейнсик (2001). Научные приборы с зарядовой связью. SPIE Press. С. 3–4. ISBN 978-0-8194-3698-6.
  8. ^ Уильямс, Дж. Б. (2017). Революция в электронике: изобретение будущего. Springer. С. 245–248. ISBN 9783319490885.
  9. ^ "Патент США 3501586: Аналого-цифро-оптическая система фотографической записи и воспроизведения" (PDF) . Патентное ведомство США.
  10. ^ "D/D/Denon" (PDF) . Studio Sound . Июль 1988 . Получено 2023-04-06 .
  11. ^ «青木望, コロムピア・ニューサウンド・オーケストラ – 幻想組曲 日本 (1972, Gatefold, винил)» . Дискогс .
  12. ^ Каммиски, П.; Джайант, Никил С.; Фланаган, Джеймс Л. (1973). «Адаптивное квантование в дифференциальном кодировании PCM речи». The Bell System Technical Journal . 52 (7): 1105–1118. doi :10.1002/j.1538-7305.1973.tb02007.x.
  13. ^ "И. С. Бах, Хельмут Риллинг – Органные произведения (1983, Винил)". Discogs .
  14. ^ abcd «Журнал об искусстве производства звукозаписи» Soundstream: Внедрение коммерческой цифровой звукозаписи в Соединенных Штатах».
  15. ^ "Том Стокхэм и цифровая аудиозапись". Архивировано из оригинала 2002-03-05.
  16. ^ "Sony PCM-1 на thevintageknob.org".
  17. ^ «Портал Sony Group — История Sony, глава 7. Превращение цифрового звука в реальность».
  18. ^ abc "1978 3M Digital Audio Mastering System". NewBay Media, LLC. 1 сентября 2007 г. Получено 23 декабря 2017 г.
  19. ^ "Archie Shepp Discography". www.jazzdisco.org . Jazz Discography Project . Получено 22 декабря 2017 г. .
  20. Пенчански, Алан. «Аудиофильские лейблы — список растёт». Billboard, 20 мая 1978 г., стр. 50.
  21. ^ "Биллборд". 1979-07-21.
  22. ^ «Портал Sony Group — История Sony Глава 10. Студийные рекордеры становятся цифровыми».
  23. ^ "Ранние цифровые записи на видеокассетах PCM/U-matic и Betamax". 3 февраля 2014 г.
  24. ^ Цифровой аудиопроцессор PCM-1610
  25. ^ "Хольст, Гендель, Бах / Феннелл, Кливлендский симфонический ... - Telarc: TRC-80038 - Купить в ArkivMusic". www.arkivmusic.com . Получено 9 апреля 2018 г. .
  26. ^ "Recording Discography". thespco.org . 18 февраля 2014 . Получено 9 апреля 2018 .
  27. ^ "Аарон Копленд, Чарльз Айвз / Дирижер Деннис Рассел Дэвис Оркестр Камерного оркестра Святого Павла - Аарон Копленд: Аппалачская весна - Чарльз Айвз: Три места в Новой Англии". Discogs .
  28. Джон Брим (28 января 2018 г.). «Камерный оркестр Св. Павла получает Грэмми за лучшее камерное исполнение». Star Tribune . Ранее SPCO получал Грэмми в 1980 г. в той же категории за Денниса Рассела Дэвиса, дирижировавшего «Copland: Appalachian Spring; Ives: Three Places in New England».
  29. ^ Пик, Ханс; Бергманс, Ян; Ван Хаарен, Йос; Туленаар, Франк; Стэн, Сорин (2009). Истоки и преемники компакт-диска (серия книг Philips Research, том 11) . Springer Science+Business Media BV стр. 10. ISBN 978-1-4020-9552-8.
  30. ^ "Первый прототип CD Philips". Dutchaudioclassics.nl. 22 декабря 2017 г.
  31. ^ ab "Philips Pinkeltje - предварительная версия CDM0 - DutchAudioClassics.nl" .
  32. ^ "Герберт фон Караян Штраус eine Alpensinfonie & Metamorphosen Hybrid Stereo, японский импортный SACD" .
  33. ^ Николс, Роджер. «Я не могу угнаться за всеми форматами II». Роджер Николс. Архивировано из оригинала 20 октября 2002 г. Получено 23 декабря 2017 г.
  34. ^ Шерли, Нил. «Продюсер саундтрека к фильму «Звездный путь» рассказал подробности о новом релизе саундтрека». TrekMovie.com . Получено 23.01.2023 .
  35. ^ Форд, Хью (январь 1980). «Цифровая запись – в следующем году?» (PDF) . Studio Sound . стр. 40–41.
  36. ^ «Что такое компакт-диск (CD)? — Определение с сайта WhatIs.com».
  37. ^ "RETRO REVIEW Mitsubishi X-80 Open Reel Digital Recorder". Сентябрь 1999. Архивировано из оригинала 2021-03-07.
  38. ^ "Цифровой записывающий процессор Sony PCM-F1 1981 года". Сентябрь 2007 г.
  39. ^ «Обнаружена атака».
  40. ^ ab «Какие альбомы были выпущены на CD первыми?».
  41. ^ "ABBA – the Visitors (Prototype (2), Red Face, CD)". Discogs .
  42. ^ «Питер Гэбриел».
  43. ^ Боуман, Даррелл (2016-09-02). Познавать Питера Гэбриэла: Спутник слушателя. ISBN 9781442252004.
  44. ^ Заметки на обложке компакт-диска
  45. ^ Encyclopaedia Britannica – Компакт-диск . 2003 Deluxe Edition CD-ROM
  46. Мендоса, Альваро (4 октября 2017 г.). «История компакт-дисков, классическая музыка и лос-ойдос-дель-эксито» Альваро Мендоса». MercadeoGlobal (на испанском языке) . Проверено 16 сентября 2021 г.
  47. ^ "El mundo conmemora los 25 años de la aparición del CD" . Cooperativa.cl (на испанском языке) . Проверено 16 сентября 2021 г.
  48. ^ "История Синклавира". 500sound.com . Получено 9 апреля 2018 г. .
  49. ^ «Разработан компакт-диск (CD): история информации». www.historyofinformation.com . Получено 2024-04-23 .
  50. ^ «Какие альбомы были выпущены на CD первыми?». Kodak Digitizing . Получено 23 апреля 2024 г.
  51. ^ "Digital Audio Radio Service (DARS)". Университет Сан-Диего. Архивировано из оригинала 2009-10-15.
  52. ^ Петерсон, Джордж; Робаир, Джино [ред.] (1999). Alesis ADAT: Эволюция революции . Mixbooks. стр. 2. ISBN 0-87288-686-7 
  53. ^ "Recordin' "La Vida Loca". Журнал Mix, ноябрь 1999 г. Архивировано из оригинала 04.06.2011.
  54. Kees Schouhamer Immink (март 1991 г.). «Будущее цифровой аудиозаписи». Журнал Audio Engineering Society . 47 : 171–172. Основной доклад был представлен на 104-м съезде Audio Engineering Society в Амстердаме во время празднования золотого юбилея общества 17 мая 1998 г.
  55. ^ Коулсон, Джош. "FLAC - новости". flac.sourceforge.net . Получено 9 апреля 2018 г. .
  56. ^ «Основы цифрового звука: частота дискретизации звука и битовая глубина».