В последнее время у музыкантов и компьютерщиков большой интерес вызывает появление студий звукозаписи на базе PC. Чтобы хорошо ориентироваться в данной области компьютерного мультимедиа, рассмотрим блок основных понятий и положений, являющихся в некоторой мере базовыми для всех тех, кто сел за компьютер с целью создания собственного музыкального произведения.

Данные, которые знать необходимо

Всего лишь одно столетие прошло с тех пор, когда научились преобразовывать колебания звуковой волны в колебания электрической. Намного позже человеческий голос или звучание инструмента проникли во всевозможные электротехнические внутренности различных устройств и тем самым приобрели способность к обработке.

Отсюда можно проследить путь аналоговых "примочек", которые появились исходя из расчета гармоник, основных периодов и полупериодов, а также спектра частот исходного электрического сигнала. Потом научились синтезировать свой звук с помощью создания собственных электроволн, появились первые синтезаторы, которые по своим свойствам в наше время хорошо подошли бы для сэмплирования фона. Затем, постоянно совершенствуясь, музыкальная индустрия вышла на качественно новый уровень.

MIDI (сокращение от Musical Instrument Digital Interface) является стандартным методом обеспечения общения между электронно-музыкальными устройствами производства и записи звука. MIDI был разработан примерно в 1980 году и своим появлением открыл новую эпоху на рынке музыкальных инструментов, а также повлиял на дальнейшее развитие музыки в целом. Основой послужила идея предоставления информации не в аналоговом (электромагнитном), а в цифровом виде, причем формат записи должен быть поддерживаемым рядом устройств, отвечающих за запись и воспроизведение звука. Но система MIDI была обречена упереться в довольно важную проблему, а именно - создание стандартного банка синтезированных голосов, имеющих свои собственные неизменные номера. Это позволило бы беспрепятственно обеспечить прямую связь между многими музыкальными системами (включая и компьютерные). К тому времени большинство электронных клавишных инструментов имело в наличии уже более-менее сложившийся порядок голосов, и, не без учета данных обстоятельств, появилась стандартная система General MIDI. Что же она собой представляет?

General MIDI - это стандартно пронумерованные 128 стандартных звуков (а не следующее поколение MIDI, как часто можно услышать от дилетантов). То есть при написании композитором музыки с использованием Acoustic Grand Piano, идущим под номером 1 в списке, при дальнейшем прослушивании на другой системе, с установленным General MIDI, Вы и услышите Acoustic Grand Piano. GM является глобальной частью компьютерного Multimedia, а также огромной массы электронных инструментов. И теперь мы уже пришли к тому, как именно происходит связь между компьютером и внешним цифровым устройством - MIDI-клавиатурой. Теперь определим понятие секвенсора, пришедшее к нам от электронно-клавишных инструментов. MIDI-секвенсор похож по своему действию на микшер с магнитофоном, только в качестве инструментов использованы только MIDI-звуки. Для PC можно найти множество секвенсоров: Voyetra Digital Orchestrator, CakeWalk, Cadenza, Cubase, MIDISoft Studio и т. д. Часть из них работает как с внутренним GM, так и с записанными .WAV-треками, осуществляя микширование и редактирование для всех, собирая в общий файл с расширением, зависящим от программы, в которой Вы будете производить свой музыкальный продукт.

В данный момент основная масса саундкарт имеет очень скромные параметры синтеза звука, называемого FM-синтезом. По своим способностям и характеристикам они могут разве что воспроизвести файлы а-ля "Калинка-малинка.MID" с весьма загадочным качеством. Такого рода карты предназначены для игр, и к профессиональной музыке не имеют никакого отношения. Есть такой параметр, именуемый частотой дискретизации (Sample Rate), от которого зависит качество звука, его насыщенность обертонами, а также возникающее отсюда ощущение так называемой "сухости" цифрового звучания. Снизу я привел таблицу, являющуюся стандартной и описывающую величину расхода "жесткой" памяти в минуту в зависимости от качества записи:

В битах в данном случае указывается разрядность прибора, т. е. его разрешение или число различных уровней напряжений, которые прибор может позволить при работе. Как получить это число - два (2) возвести в степень, равную количеству бит. Например, саундкарта имеет разрешение восемь (8) бит, следовательно, это соответствует 256 уровням напряжений. Любой уровень напряжения, который попадет между этими 256-ю, будет округляться до ближайшей ступени. Чем больше уровней, тем меньше будет шаг. Приведем таблицу:

Восемь бит на саундкарте является отправной точкой в мир профессионального звука, учитывая также высокий Sample Rate. Еще один основной параметр, по которому надо выбирать саундкарту - уровень шума.

Напряжение изменяется в реальном времени и поэтому важным является количество записей, производимых в секунду. Например, если цифровой магнитофон запоминает десять записей в секунду, то все изменения напряжения между этими записями теряются.

В цифровых системах максимальная частота записей - половина частоты дискретизации (Sample Rate), именуемая Nyquist frequency. Для захвата большего количества информации, необходимой для получения наилучшего качества звука, сэмплирование должно происходить с частотой, превосходящей больше чем вдвое Sample Rate. Отсюда и проистекает основное различие между цифровым и аналоговым звучанием - по-существу, аналоговый звук полнее и мягче. Во многих сэмплерных устройствах предусмотрен сглаживающий фильтр. Но все равно можно допустить мысль о том, что при перезаписи цифровой информации через линейные входы-выходы происходит некая достаточно малая утечка данных.

Можно заранее примерно рассчитать величину звукового файла. Введем следующие обозначения: A=число бит; B=1 или 2 (моно или стерео,соответственно); C= величина Sample Rate, kHz; t= время,с; SIZE = размер файла, байт. Расчет производится по формуле: SIZE = (A/8)*B*C*t. Например, А=16 бит; B=2; C= 44,1 kHz;t=60 c; => SIZE =(16/8)*2*44,1*60= 10,584Mb.

Важной проблемой компьютерного мультимедиа является синхронное проигрывание устройств MIDI и WAV. Разрешение оной, чаще всего, - протокол синхронизации SMPTE. Принцип действия - MASTER-SLAVE, т. е. одно устройство является ведущим, по синхросигналу которого подстраиваются другие. Этот протокол пришел из видеосистем, поэтому частота синхросигнала измеряется в кадрах в секунду - frames per seconds (fps). Cтандартными являются: 24, 25 и 30 fps. Новинками этого сезона стали саундкарты со множеством аналоговых выходов, что влияет на мощность, требуемую от Вашей системы. Все это ест очень много ресурсов и создает угрозу нормальной работе.

Для нормальной работы с мультимедиа необходимо ограничить размер кэша, вписав или изменив в SYSTEM.INI следующие строки:

[vcache]

MinFileCache=2048 или MinFileCache=1024

MaxFileCache=2048 или MaxFileCache=1024

При необходимости кэш можно отключить совсем.

Заключение. Вместе со стоимостью компьютера (а он должен быть достаточно мощный и, следовательно, дорогой), хорошего микрофона, который является неотъемлемой частью звукозаписывающего процесса, качественной акустической аппаратуры для прослушивания и мониторинга, куда еще надо включить и качественные, по возможности пассивные, наушники, плюс профессиональная MIDI-клавиатура, плюс оперативная память, устанавливаемая на саму плату, и, наконец, плюс система записи на качественные носители (имеются в виду MiniDisk-recorder, CD-recorder и т.п.) набегает приличная сумма. Так что перед покупкой надо все хорошо взвесить и не ориентироваться на рекламные статьи, взятые из Internet.

Кристофер М. ИХИХО,
аранжировщик "S-MEDIUM DX"