Сколько минут высококачественного звука можно записать на cd диск
Разработка предназначена для изучения темы «Кодирование и обработка звуковой информации» базового курса информатики и ИКТ в 8 классе. Для лучшего понимания учениками процесса дискретизации звука в презентации используется визуализация этого процесса с помощью анимации, демонстрируются звуковые фрагменты, оцифрованные с различным качеством. Разработка включает сценарий урока, презентацию, тест по теме в виде веб-страницы, материал для практической работы.
Просмотр содержимого документа
«Аннотация»
Чайченков Сергей Викторович
учитель информатики и ИКТ
МБОУ Грушевской СОШ Аксайского района Ростовской области
Урок по теме: «Кодирование и обработка звуковой информации»
Электронное пособие предназначено для изучения соответствующей темы базового курса информатики и ИКТ в 8 классе.
Тема «Кодирование и обработка звуковой информации» дается трудно ученикам основной школы. Для лучшего понимания учениками процесса дискретизации звука в ЭОР используется визуализация этого процесса с помощью анимации, демонстрируются звуковые фрагменты, оцифрованные с различным качеством.
Пособие включает сценарий урока, презентацию, тест в виде веб-страницы, материал для практической работы.
Просмотр содержимого документа
«Кодирование и обработка звука»
Урок «Кодирование и обработка звуковой информации»
(базовый курс ИИКТ, 8 класс, раздел «Мультимедиа»)
Автор: Чайченков Сергей Викторович, учитель информатики МБОУ Грушевской СОШ Аксайского района Ростовской области.
Тема урока: «Кодирование и обработка звуковой информации».
Тип урока: комбинированный (изучение нового материала и практическая работа).
Цель урока: изучение принципов кодирования звуковой информации.
Задачи урока:
Образовательные:
объяснить различие между аналоговым и цифровым звуком;
познакомить с принципами кодирования звуковой информации;
сформировать представление о зависимости качества цифрового звука от частоты дискретизации и глубины кодирования звука;
сформировать умения нахождения объема звуковой информации;
сформировать навыки записи, редактирования и сохранения звука с нужным качеством.
Развивающая:
развивать мышление, память, внимательность, навыки использования прикладного программного обеспечения.
Воспитательная:
воспитывать дисциплинированность, самостоятельность, информационную культуру.
Оборудование:
Рабочее место учителя: компьютер, проектор, экран, микрофон, колонки.
Рабочее место ученика: компьютер, наушники с микрофоном.
Программное обеспечение: ОС Microsoft Windows XP , приложение Microsoft PowerPoint, компьютерная презентация «Кодирование и обработка звуковой информации», стандартное приложение «Звукозапись».
Организационный момент (3 мин)
Актуализация знаний (3 мин)
Изучение нового материала (20 мин)
Рефлексия, тестирование (7 мин)
Практическая работа (10 мин)
Домашнее задание (1 мин)
Подведение итогов урока (1 мин)
I . Организационный момент (3 мин)
Приветствие, проверка присутствующих, объявление темы (слайд 1).
Сегодня мы продолжим изучать, как различная информация представляется в компьютере. Вы все наверняка любите слушать музыку. А знаете ли вы … (слайд 2).
Что такое звук?
Как раньше хранили звуковую информацию?
Какие носители звуковой информации используются сейчас?
От чего зависит качество звука?
На сегодняшнем уроке мы попробуем ответить на эти вопросы.
Для этого нам надо решить следующие задачи (слайд 3):
понять различие между аналоговым и цифровым звуком;
познакомиться с принципами кодирования звуковой информации;
определить, от каких параметров зависит качество цифрового звука;
научиться находить объем звуковой информации;
сформировать навыки записи, редактирования и сохранения звука с нужным качеством.
II . Актуализация знаний (3 мин)
Принципы кодирования звуковой информации очень схожи с принципами кодирования графической информации, которые мы изучили недавно. Давайте вспомним их (слайд 4).
Фронтальная беседа по вопросам:
В каком виде должна быть представлена информация, чтобы её можно было обрабатывать при помощи компьютера?
Что такое дискретизация?
Приведите примеры представления информации в непрерывной (аналоговой) и в дискретной форме.
Что такое разрешение графического изображения?
Что такое глубина цвета?
Итак. При аналоговом представлении информации физическая величина изменяется плавно и непрерывно, принимая при этом бесконечное множество значений (слайд 5).
При дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно, принимая при этом конечное множество значений (слайд 6).
Дискретизация – это преобразование аналоговой формы информации в набор дискретных значений.
III . Изучение нового материала (20 мин)
(Слайд 7). Немного физики. Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.
Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звука различных громкости и тона. Чем больше интенсивность (амплитуда) звуковой волны, тем громче звук (слайд 8) (игрушечная дудочка – труба). Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука (слайд 9) (скрипка – контрабас).
(Слайд 10) (для любознательных).
Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 колебаний в секунду (низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (высокий звук). Частота измеряется в герцах (1 Гц – одно колебание в секунду).
Диапазон амплитуд, в котором человек может воспринимать звук, очень большой. Для измерения громкости звука применяется специальная единица «децибел» (дБ). Изменение громкости звука на 20 дБ соответствует изменению давления, создаваемого звуковой волной, в 10 раз.
Может ли компьютер обрабатывать аналоговый звук?
Что нужно сделать, чтобы звук можно было обработать с помощью компьютера?
Чтобы компьютер смог обрабатывать звук, необходимо аналоговый (непрерывный) звуковой сигнал преобразовать в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Для этого в компьютере имеется звуковая карта (аудио-адаптер). Колебания звуковой волны преобразуются микрофоном в электрические колебания, которые с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуется в дискретный сигнал, сохраняемый в памяти компьютера в виде двоичного кода.
При воспроизведении звука происходит обратный процесс. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует дискретные сигналы в аналоговые электрические колебания, воспроизводимые акустической системой в виде звуковых волн.
Процесс преобразования непрерывного звукового сигнала в дискретный называется оцифровкой звука (временнóй дискретизацией).
В звуковой карте непрерывный сигнал измеряется через небольшие равные промежутки времени. Каждое измеренное значение сигнала кодируется двоичным кодом и остается неизменным до следующего измерения. В результате плавный непрерывный сигнал заменяется на ряд дискретных значений, кривая становится ступенчатой, т. е. происходит искажение информации.
От чего будет зависеть качество оцифрованного звука?
Искажения сигнала можно уменьшить, если измерять уровень звукового сигнала чаще или увеличить количество возможных дискретных значений сигнала (использовать более длинный двоичный код).
Сколько различных уровней амплитуды звука можно закодировать 4 битами?
Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за 1 секунду. Измеряется в герцах (Гц). 1 Гц = 1/сек. (одно измерение в секунду).
На практике применяют значения частоты дискретизации от 8000 Гц (8 кГц) до 48000 Гц (48 кГц), что соответствует изменению качества звука от качества телефонной связи до качества аудио-CD.
Глубина кодирования звука (разрядность дискретизации) – это длина двоичного кода, используемого для кодирования каждого измеренного дискретного уровня громкости звука. От глубины кодирования зависит количество дискретных значений сигнала от нуля до максимума.
N = 2 i , где N – количество дискретных уровней звука, i – глубина кодирования (бит).
Обычно звуковые карты могут использовать только два значения глубины кодирования:
8 бит (2 8 =256 уровней)
16 бит (2 16 =65536 уровней)
Какие параметры аналогичны частоте дискретизации и глубине кодирования звука при кодировании графики?
Демонстрация качества звука при различных значениях частоты дискретизации и глубины кодирования на заранее подготовленных примерах. Обращается внимание учащихся на объемы соответствующих файлов.
Из примеров мы увидели, что с увеличением качества звука растет информационный объем файла.
В каких случаях важно уметь рассчитывать объем звукового файла?
Как же его рассчитать?
I – объем звукового файла (бит);
F – частота дискретизации (Гц);
i – глубина кодирования звука (бит);
t – время звучания (сек);
k – количество каналов в записи ( k = 1 – моно, k = 2 – стерео).
При записи в режиме «стерео» используются 2 микрофона, хранятся 2 независимых звуковых канала, воспроизводятся 2 акустическими колонками. Это дает возможность слышать «объемный» звук. При этом объем файла будет в 2 раза больше.
Вывод: Чем выше качество звука, тем больше объём файла!
Пример задачи: (при отсутствии времени без записи в тетрадь)
Определить объём высококачественного звукового файла со следующими параметрами: частота дискретизации 48 кГц, глубина кодирования 16 бит, время звучания 10 секунд, стерео.
Оцифрованный звук можно сохранять как с полным качеством, так и в форматах со сжатием, при этом информационный объем файлов уменьшается за счет уменьшения качества звука. Наиболее популярные форматы звуковых файлов:
WAV (Waveform audio format) – без сжатия, можно выбрать частоту дискретизации и глубину кодирования для уменьшения размера файла.
MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) – сжатие с потерей информации (ухудшается качество).
WMA (Windows Media Audio) – потоковый звук, сжатие с потерей информации.
Например, те же 10 секунд стереозвука в формате MP 3 (битрейт 96 Кбит/с) будут занимать всего 120 Кбайт.
Решим ещё одну задачу: (при отсутствии времени без записи в тетрадь)
Сколько минут высококачественного звука можно записать на CD диск
(частота дискретизации 44,1 кГц, глубина кодирования 16 бит, стерео).
Почему на диске MP3 в несколько раз больше?
IV. Рефлексия, тестирование (7 мин)
Давайте еще раз попробуем ответить на вопросы, поставленные в начале урока (слайд 21):
Что такое звук?
Как раньше хранили звуковую информацию?
Какие носители звуковой информации используются сейчас?
От чего зависит качество звука?
V. Практическая работа (10 мин)
Для работы со звуком используется специальное программное обеспечение. Чтобы прослушивать звуковые файлы, нужны звуковые проигрыватели. Например, стандартный проигрыватель Windows Media, популярный проигрыватель WinAmp и другие (слайд 22).
Звуковые редакторы позволяют записывать и редактировать звуковые файлы. Звуковой сигнал представлен в визуальной форме, поэтому можно легко осуществлять операции копирования, перемещения, удаления звуковых фрагментов, накладывать звуковые дорожки друг на друга (микширование звука), применять различные звуковые эффекты, сохранять в различных звуковых форматах. Например, это можно сделать с помощью коммерческой программы Adobe Audition или свободно распространяемой программы Audacity (слайд 23).
Выполним небольшую практическую работу в стандартном приложении Звукозапись.
1. Откройте приложение Звукозапись (Пуск – Программы – Стандартные – Развлечения – Звукозапись) (слайд 24)
2. Откройте звуковой файл (Файл – Открыть… – Мои документы – Моя музыка – Высоцкий.wav) (слайд 25)
3. Посмотрите свойства этого файла (Файл – Свойства – Формат аудио: PCM 48 кГц; 16 бит; Стерео) (слайд 26)
4. Сохраните файл в той же папке с новым именем и характеристиками, заданными в таблице (Файл – Сохранить как… – Изменить… – Атрибуты). Посмотрите свойства файла (пункт 3) и запишите их в таблицу (слайд 27)
5. Снова откройте исходный файл (пункт 2) и повторите пункт 4 нужное количество раз (слайд 28)
При записи компакт-диска вы можете записать его как диск с данными или аудио-CD. Компакт-диск с данными может вместить до 700 МБ, а аудио-CD может содержать до 80 минут звука. Если у вас есть 200 МБ файлов MP3, на которые добавляется до трех часов музыки, вы все равно можете записать на диск всего 80 минут. Это почему?
Запись MP3 на аудио CD не идеальна
Если вы записываете MP3 на аудио-CD, файлы MP3 расширяются и занимают столько же места, сколько исходные аудиоданные. Тем не менее, результирующий диск будет иметь худшее качество звука по сравнению с оригинальным аудио CD.
Когда вы копируете музыку с компакт-диска в файл MP3 или файл AAC, вы не получаете все исходные аудиоданные. Некоторые данные отбрасываются, чтобы обеспечить небольшой размер файлов MP3. Получающиеся файлы MP3 не обязательно будут звучать так же хорошо, как и оригинальный диск. Насколько хорошо они будут звучать, зависит от используемого вами кодера и настроек битрейта. Ваши наушники и динамики также являются важным фактором: легче будет отличить более дорогие наушники более высокого качества.
Вот почему аудио фанаты любят форматы без потерь, такие как FLAC, которые обеспечивают некоторое сжатие, но сохраняют все исходные аудиоданные. Если вы записываете на диск файлы без потерь, такие как FLAC, у вас будет аудио компакт-диск с качеством звука, соответствующим оригинальному.
Когда вы записываете файлы с потерями, такие как MP3, на аудио CD, файлы MP3 преобразуются в аудио CDDA, которое занимает больше места на диске. Но все аудиоданные, которые были отброшены при создании MP3, не могут быть восстановлены.
Конечно, если вы уже с удовольствием слушаете файлы MP3, аудио-CD, который вы записали из этих файлов, не будет звучать хуже, чем MP3. Но он не обязательно будет звучать так же хорошо, как оригинальный аудио диск.
Просмотр содержимого документа
«Аннотация»
Чайченков Сергей Викторович
учитель информатики и ИКТ
МБОУ Грушевской СОШ Аксайского района Ростовской области
Урок по теме: «Кодирование и обработка звуковой информации»
Электронное пособие предназначено для изучения соответствующей темы базового курса информатики и ИКТ в 8 классе.
Тема «Кодирование и обработка звуковой информации» дается трудно ученикам основной школы. Для лучшего понимания учениками процесса дискретизации звука в ЭОР используется визуализация этого процесса с помощью анимации, демонстрируются звуковые фрагменты, оцифрованные с различным качеством.
Пособие включает сценарий урока, презентацию, тест в виде веб-страницы, материал для практической работы.
MP3 CD — хорошее решение для резервного копирования
MP3-компакт-диски полезны не только для воспроизведения музыки в машине или дома. Они являются хорошим решением для резервного копирования вашей музыкальной библиотеки. Вы не ограничены каким-либо конкретным форматом, поэтому вы можете хранить различные файлы — MP3, AAC, WMA и другие форматы. Ваше единственное ограничение — емкость диска. Со временем все меньше компьютеров поставляются с приводами CD. Возможно, вам потребуется приобрести периферийный диск для доступа к архивированной музыке в будущем.
Несмотря на то, что предварительно записанные компакт-диски утратили блеск благодаря удобству потоковой передачи и загрузки цифровой музыки , именно компакт-диск начал революцию цифровой музыки. Многие по-прежнему любят компакт-диски и регулярно покупают и играют их. Вот что вам нужно знать об аудио компакт-дисках и связанных с ними дисковых форматах.
Формат аудио CD
CD означает компакт-диск. Под компакт-диском понимается как диск, так и формат воспроизведения цифрового звука, разработанный Philips и Sony, в котором аудио кодируется цифровым образом, подобно тому, как кодируются компьютерные данные (1 и 0) в ячейки на диске с использованием процесса, называемого PCM. , PCM — это математическое представление аудио и музыки в цифровом виде.
Первые записи CD были выпущены в Германии 17 августа 1982 года. Название первой полной записи теста CD: Alpine Symphony Ричарда Штрауса . Позднее, 1 октября 1982 года, CD-плееры стали доступны в США и Японии. Первым проданным CD (первым в Японии) была 52-я улица Билли Джоэла, которая ранее была выпущена на виниле в 1978 году.
Стандартный аудиоформат CD также называется Redbook CD .
Компакт-диск положил начало цифровой революции в области аудио, компьютерных игр, приложений для хранения ПК, а также внес свой вклад в разработку DVD. Sony и Philips совместно владеют патентами на разработку технологии CD и CD-плеера.
Хотя музыка записывается на компакт-диск в цифровом виде, первоначальная запись и микширование могут фактически быть комбинацией как аналоговых, так и цифровых процессов.
С момента своего появления до 1995 года предварительно записанные компакт-диски содержали специальные коды ( называемые кодами SPARS ) на упаковке, которые информировали потребителей о процессе записи, микширования и мастеринга, использованном для создания этого конкретного компакт-диска. Возможно, у вас все еще есть эта маркировка на некоторых ваших дисках .
В лонжероны коды для компакт — дисков были:
- AAD — Первоначальная аудиозапись была сделана с использованием аналогового записывающего оборудования (такого как магнитофон). Микширование также проводилось с использованием аналогового оборудования, а окончательное мастеринг осуществлялся цифровым способом.
- ДОБАВИТЬ — Первоначальная аудиозапись была сделана с использованием аналогового записывающего оборудования (такого как магнитофон). Микширование было выполнено в цифровом виде, а окончательное мастеринг — в цифровом виде.
- DDD — Все этапы, от начальной записи до окончательного мастеринга, были выполнены в цифровом виде.
Для CD, последняя буква коды лонжеронов всегда была D .
В дополнение к предварительно записанному аудио, компакт-диски могут также использоваться в нескольких других приложениях:
- CD-R: CD-R расшифровывается как CD-Recordable. Эти диски можно использовать для записи или «записи» музыки или данных с помощью устройства записи компакт-дисков (только музыка) или ПК (музыка или данные). Некоторые CD-R предназначены только для записи музыки, а другие могут записывать как музыку, так и данные. CD-R могут быть записаны только один раз.
- CD-RW: те же возможности, что и у CD-R, за исключением того, что CD можно стирать и использовать снова (обозначение RW означает возможность перезаписи).
- CD-TEXT: это вариант Audio CD, который предоставляет текстовую информацию на диске в дополнение к музыке. Это может включать такие вещи, как оглавление диска, названия треков, исполнитель (и), а в некоторых случаях тексты песен и жанры. На проигрывателях компакт-дисков текстовая информация отображается на дисплее состояния проигрывателя, если таковой имеется. Кроме того, если CD воспроизводится на проигрывателе дисков DVD или Blu-ray, в большинстве случаев информация может отображаться на экране телевизора.
- MP3-CD:MP3 CD может быть CD-R или RW диски, музыкальные файлы MP3 , записанные на, вместо стандартного CD аудио файлов. Эти диски могут воспроизводиться на большинстве проигрывателей CD, DVD и Blu-ray (вам необходимо проверить функции проигрывателя).
HDCD — это вариант стандарта аудио CD, который расширяет аудиоинформацию, хранящуюся в сигнале CD, на 4 бита ( диски основаны на 16-битной аудио технологии ) до 20 бит, HDCD может расширить звуковую емкость современной технологии CD до новых стандартов, но все еще включенные, CDCD-закодированные CD-диски для воспроизведения на CD-проигрывателях не-HDCD (не HDCD-проигрыватели просто игнорируют лишние «биты») без какого-либо увеличения стоимости программного обеспечения для CD. Кроме того, как побочный продукт более точной схемы фильтрации в чипах HDCD, даже «обычные» компакт-диски будут звучать полнее и естественнее на CD-проигрывателе, оснащенном HDCD.
HDCD был первоначально разработан Pacific Microsonics, а позже стал собственностью Microsoft. Первый диск HDCD был выпущен в 1995 году, и хотя он никогда не превосходил формат Redbook CD, было выпущено более 5000 наименований ( ознакомьтесь с частичным списком ).
При покупке музыкальных компакт-дисков ищите инициалы HDCD на оборотной стороне или внутренней упаковке. Тем не менее, существует много выпусков, которые могут не включать ярлык HDCD, но могут быть и дисками HDCD. Если у вас есть CD-плеер с функцией декодирования HDCD, он автоматически обнаружит его и предоставит дополнительные преимущества.
HDCD также упоминается как компактный цифровой диск высокой четкости, компактный цифровой диск высокой четкости.
SACD (Super Audio Compact Disc) — это формат аудиодиска высокого разрешения, разработанный Sony и Philips (которые также разработали компакт-диск). Используя формат файла Direct Stream Digital (DSD) , SACD предоставляет альтернативу импульсной кодовой модуляции (PCM), используемой в формате CD.
В то время как стандартный формат CD привязан к частоте дискретизации 44,1 кГц , SACD осуществляет выборку на частоте 2,8224 МГц, но вместо 16-битной глубины он использует 1-битную глубину. Имея емкость 4,7 гигабайта на диск (столько же, сколько DVD), SACD может вместить отдельные стереофонические и шестиканальные миксы по 100 минут каждый. Формат SACD также имеет возможность отображать фото и текстовую информацию, такую как примечания лайнера, но эта функция не включена в большинство дисков.
Проигрыватели компакт-дисков не могут воспроизводить диски SACD, но проигрыватели SACD имеют обратную совместимость с обычными компакт-дисками, а некоторые диски SACD представляют собой двухслойные диски с контентом PCM, которые можно воспроизводить на стандартных проигрывателях компакт-дисков. Другими словами, один и тот же диск может содержать версии записанного контента на CD и SACD. Это означает, что вы можете инвестировать в двухформатные SACD для воспроизведения на своем текущем CD-проигрывателе, а затем получить доступ к содержимому SACD на том же диске позже на SACD-совместимом проигрывателе.
Следует отметить, что не все диски SACD имеют стандартный слой CD. Это означает, что вы должны проверить этикетку диска, чтобы увидеть, может ли определенный диск SACD воспроизводиться на стандартном проигрывателе компакт-дисков.
Некоторые проигрыватели DVD, Blu-ray и Ultra HD дисков более высокого класса также могут воспроизводить диски SACD.
SACD могут поставляться в двухканальной или многоканальной версиях. В тех случаях, когда SACD также имеет версию CD на диске, CD всегда будет двухканальным, но уровень SACD может быть двух- или многоканальной версией.
Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, заключается в том, что кодирование формата файлов DSD, используемое в SACD, также используется в качестве одного из доступных форматов для загрузки звука Hi-Res . Это предлагает слушателям музыку повышенного качества в нефизическом формате аудио диска.
Музыкальные файлы в формате DSD можно загружать с таких сервисов, как HD Tracks , HighResAudio , Native DSD , ProStudio Masters и Super HiRez . Файлы могут быть сохранены на ПК и сохранены на носителе, таком как жесткий диск или флэш-накопитель USB.
Сколько песен вы можете поместить на CD?
Если вы записываете несжатые песни, подобные тем, которые записаны на обычном аудио-CD, вы можете хранить около 80 минут музыки на CD. Однако, если вы используете компакт-диск MP3, вы можете разместить много альбомов на одном диске с данными MP3, который обеспечивает часы музыки.
Предполагая, что у вас есть цифровая музыкальная библиотека со средними потерями , которая содержит песни с типичным временем воспроизведения от трех до пяти минут, вы можете хранить от 100 до 150 песен на музыкальный компакт-диск.
Сколько песен вы можете записать на диск, зависит от нескольких факторов. Основными из них являются:
- Средняя длина песен
- Средний битрейт — некоторые песни в вашей музыкальной библиотеке могут быть закодированы с высоким битрейтом. Это делает файлы больше, поэтому они занимают больше места на компакт-диске MP3.
- Аудиоформат — Формат оказывает наибольшее влияние на количество песен, которые вы можете поместить на диск MP3. Песни, закодированные в формате без потерь, например FLAC или ALAC, занимают гораздо больше места для хранения, чем песни, закодированные в формате с потерями, например MP3, AAC и WMA. Несмотря на свое название, MP3 CD может содержать музыку в других форматах.
Почему запись аудио CD отличается
Запись аудио-CD отличается. Аудио компакт-диски — это не то же самое, что компакт-диски с данными, и они не содержат файлов MP3.
Аудио CD содержит аудиоданные в формате CDDA (компакт-диск Digital Audio). Это несжатые аудиоданные, и для них требуется намного больше места, чем для файлов MP3, AAC или любого другого типа сжатых аудиофайлов. Минута аудио CDDA всегда занимает одинаковое количество места на диске, поэтому вы можете записать на диск только максимальное количество минут. Даже если песни, которые вы записываете, имеют формат MP3, их необходимо преобразовать в более крупный формат CDDA, если вы хотите, чтобы диск работал в обычном проигрывателе компакт-дисков.
Это идет и в другом направлении. Аудио компакт-диски, которые вы покупаете в магазинах, могут воспроизводить не более 80 минут, но если вы скопируете альбом в формат MP3 или AAC , на вашем ПК будет использовано менее 700 МБ дискового пространства. Чтобы преобразовать CDDA в MP3, ваш компьютер использует процесс сжатия с потерями , при котором некоторые данные выбрасываются. В противном случае ваша разорванная музыкальная коллекция заняла бы очень много места!
Просмотр содержимого документа
«Аннотация»
Чайченков Сергей Викторович
учитель информатики и ИКТ
МБОУ Грушевской СОШ Аксайского района Ростовской области
Урок по теме: «Кодирование и обработка звуковой информации»
Электронное пособие предназначено для изучения соответствующей темы базового курса информатики и ИКТ в 8 классе.
Тема «Кодирование и обработка звуковой информации» дается трудно ученикам основной школы. Для лучшего понимания учениками процесса дискретизации звука в ЭОР используется визуализация этого процесса с помощью анимации, демонстрируются звуковые фрагменты, оцифрованные с различным качеством.
Пособие включает сценарий урока, презентацию, тест в виде веб-страницы, материал для практической работы.
Некоторые проигрыватели дисков поддерживают MP3 CD
Также есть компромисс. Некоторые проигрыватели компакт-дисков могут читать как стандартные аудио CD, так и «MP3 CD».
MP3 CD это именно то, на что это похоже. Вместо того, чтобы преобразовывать файлы MP3 в CDDA при записи аудио-CD, вы записываете файлы MP3 на компакт-диск с данными. Затем проигрыватель дисков читает CD, загружает файлы MP3 и воспроизводит их так же, как компьютер.
Чтобы узнать, поддерживает ли ваш проигрыватель дисков MP3 CD, найдите на нем логотип «MP3». Вы также можете прочитать руководство по эксплуатации или проверить его спецификации, и вы должны увидеть список поддержки MP3, если он есть.
Чтобы создать MP3 CD, вы просто записываете диск с данными и заполняете его до 700 МБ аудиофайлов. Возможно, вы захотите упорядочить MP3-файлы по папкам, чтобы их было проще перемещать по вашему проигрывателю дисков. Некоторые приложения, такие как iTunes, имеют опцию «MP3 CD», но вы можете добиться того же, записав файлы MP3 на диск с данными с помощью любого инструмента для записи дисков.
Эти компакт-диски не будут работать на любом старом проигрывателе компакт-дисков, так что это не самое совместимое решение. Но если вы используете проигрыватель компакт-дисков, который поддерживает MP3-CD, например, автомобильную стереосистему, вы можете записать MP3-CD вместо аудио-CD, чтобы разместить больше музыки на диске.
MP3 CD является CD данных , который может содержать часов музыки в формате MP3. Типичный чистый компакт-диск, записываемый или перезаписываемый, способен хранить до 700 МБ данных. Компакт-диск MP3, который может быть прочитан только автомобильными проигрывателями компакт-дисков, компьютерными дисководами компакт-дисков или автономными периферийными устройствами, в шесть раз превосходит музыку стандартного аудио компакт-диска, который вы покупаете в магазине. С 2000-х годов популярность компакт-дисков неуклонно снижается, но они по-прежнему полезны в автомобилях с проигрывателями компакт-дисков и для резервного копирования вашей музыкальной библиотеки.
Если автомобильная стереосистема не поддерживает современные функции, такие как USB-порты для подключения портативных устройств или беспроводные технологии, такие как Bluetooth, использование компакт-диска может пригодиться для прослушивания музыки во время поездок на работу.
Создание диска с данными, содержащего файлы MP3, позволяет разместить несколько альбомов на одном диске — идеально подходит для долгого путешествия. Этот тип диска также полезен, если вы хотите слушать аудиокниги.
Что происходит при записи компакт-диска с данными
Во время записи вы выбираете запись компакт-диска с данными или аудио-CD. Ваша программа записи дисков записывает диск в другом формате в зависимости от выбранной вами опции.
Компакт-диски с данными просты для понимания. Когда вы записываете компакт-диск с данными, содержащий файлы MP3 или файлы любого другого типа, ваш компьютер создает диск, содержащий эти файлы. Файлы на диске имеют тот же размер, что и на вашем компьютере. Таким образом, если у вас есть 200 МБ файлов MP3, которые вы хотите записать на диск размером 700 МБ, вы можете поместить файлы MP3 и до 500 МБ других файлов данных на диск.
Просмотр содержимого документа
«Кодирование и обработка звука»
Урок «Кодирование и обработка звуковой информации»
(базовый курс ИИКТ, 8 класс, раздел «Мультимедиа»)
Автор: Чайченков Сергей Викторович, учитель информатики МБОУ Грушевской СОШ Аксайского района Ростовской области.
Тема урока: «Кодирование и обработка звуковой информации».
Тип урока: комбинированный (изучение нового материала и практическая работа).
Цель урока: изучение принципов кодирования звуковой информации.
Задачи урока:
Образовательные:
объяснить различие между аналоговым и цифровым звуком;
познакомить с принципами кодирования звуковой информации;
сформировать представление о зависимости качества цифрового звука от частоты дискретизации и глубины кодирования звука;
сформировать умения нахождения объема звуковой информации;
сформировать навыки записи, редактирования и сохранения звука с нужным качеством.
Развивающая:
развивать мышление, память, внимательность, навыки использования прикладного программного обеспечения.
Воспитательная:
воспитывать дисциплинированность, самостоятельность, информационную культуру.
Оборудование:
Рабочее место учителя: компьютер, проектор, экран, микрофон, колонки.
Рабочее место ученика: компьютер, наушники с микрофоном.
Программное обеспечение: ОС Microsoft Windows XP , приложение Microsoft PowerPoint, компьютерная презентация «Кодирование и обработка звуковой информации», стандартное приложение «Звукозапись».
Организационный момент (3 мин)
Актуализация знаний (3 мин)
Изучение нового материала (20 мин)
Рефлексия, тестирование (7 мин)
Практическая работа (10 мин)
Домашнее задание (1 мин)
Подведение итогов урока (1 мин)
I . Организационный момент (3 мин)
Приветствие, проверка присутствующих, объявление темы (слайд 1).
Сегодня мы продолжим изучать, как различная информация представляется в компьютере. Вы все наверняка любите слушать музыку. А знаете ли вы … (слайд 2).
Что такое звук?
Как раньше хранили звуковую информацию?
Какие носители звуковой информации используются сейчас?
От чего зависит качество звука?
На сегодняшнем уроке мы попробуем ответить на эти вопросы.
Для этого нам надо решить следующие задачи (слайд 3):
понять различие между аналоговым и цифровым звуком;
познакомиться с принципами кодирования звуковой информации;
определить, от каких параметров зависит качество цифрового звука;
научиться находить объем звуковой информации;
сформировать навыки записи, редактирования и сохранения звука с нужным качеством.
II . Актуализация знаний (3 мин)
Принципы кодирования звуковой информации очень схожи с принципами кодирования графической информации, которые мы изучили недавно. Давайте вспомним их (слайд 4).
Фронтальная беседа по вопросам:
В каком виде должна быть представлена информация, чтобы её можно было обрабатывать при помощи компьютера?
Что такое дискретизация?
Приведите примеры представления информации в непрерывной (аналоговой) и в дискретной форме.
Что такое разрешение графического изображения?
Что такое глубина цвета?
Итак. При аналоговом представлении информации физическая величина изменяется плавно и непрерывно, принимая при этом бесконечное множество значений (слайд 5).
При дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно, принимая при этом конечное множество значений (слайд 6).
Дискретизация – это преобразование аналоговой формы информации в набор дискретных значений.
III . Изучение нового материала (20 мин)
(Слайд 7). Немного физики. Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.
Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звука различных громкости и тона. Чем больше интенсивность (амплитуда) звуковой волны, тем громче звук (слайд 8) (игрушечная дудочка – труба). Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука (слайд 9) (скрипка – контрабас).
(Слайд 10) (для любознательных).
Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 колебаний в секунду (низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (высокий звук). Частота измеряется в герцах (1 Гц – одно колебание в секунду).
Диапазон амплитуд, в котором человек может воспринимать звук, очень большой. Для измерения громкости звука применяется специальная единица «децибел» (дБ). Изменение громкости звука на 20 дБ соответствует изменению давления, создаваемого звуковой волной, в 10 раз.
Может ли компьютер обрабатывать аналоговый звук?
Что нужно сделать, чтобы звук можно было обработать с помощью компьютера?
Чтобы компьютер смог обрабатывать звук, необходимо аналоговый (непрерывный) звуковой сигнал преобразовать в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Для этого в компьютере имеется звуковая карта (аудио-адаптер). Колебания звуковой волны преобразуются микрофоном в электрические колебания, которые с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуется в дискретный сигнал, сохраняемый в памяти компьютера в виде двоичного кода.
При воспроизведении звука происходит обратный процесс. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует дискретные сигналы в аналоговые электрические колебания, воспроизводимые акустической системой в виде звуковых волн.
Процесс преобразования непрерывного звукового сигнала в дискретный называется оцифровкой звука (временнóй дискретизацией).
В звуковой карте непрерывный сигнал измеряется через небольшие равные промежутки времени. Каждое измеренное значение сигнала кодируется двоичным кодом и остается неизменным до следующего измерения. В результате плавный непрерывный сигнал заменяется на ряд дискретных значений, кривая становится ступенчатой, т. е. происходит искажение информации.
От чего будет зависеть качество оцифрованного звука?
Искажения сигнала можно уменьшить, если измерять уровень звукового сигнала чаще или увеличить количество возможных дискретных значений сигнала (использовать более длинный двоичный код).
Сколько различных уровней амплитуды звука можно закодировать 4 битами?
Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за 1 секунду. Измеряется в герцах (Гц). 1 Гц = 1/сек. (одно измерение в секунду).
На практике применяют значения частоты дискретизации от 8000 Гц (8 кГц) до 48000 Гц (48 кГц), что соответствует изменению качества звука от качества телефонной связи до качества аудио-CD.
Глубина кодирования звука (разрядность дискретизации) – это длина двоичного кода, используемого для кодирования каждого измеренного дискретного уровня громкости звука. От глубины кодирования зависит количество дискретных значений сигнала от нуля до максимума.
N = 2 i , где N – количество дискретных уровней звука, i – глубина кодирования (бит).
Обычно звуковые карты могут использовать только два значения глубины кодирования:
8 бит (2 8 =256 уровней)
16 бит (2 16 =65536 уровней)
Какие параметры аналогичны частоте дискретизации и глубине кодирования звука при кодировании графики?
Демонстрация качества звука при различных значениях частоты дискретизации и глубины кодирования на заранее подготовленных примерах. Обращается внимание учащихся на объемы соответствующих файлов.
Из примеров мы увидели, что с увеличением качества звука растет информационный объем файла.
В каких случаях важно уметь рассчитывать объем звукового файла?
Как же его рассчитать?
I – объем звукового файла (бит);
F – частота дискретизации (Гц);
i – глубина кодирования звука (бит);
t – время звучания (сек);
k – количество каналов в записи ( k = 1 – моно, k = 2 – стерео).
При записи в режиме «стерео» используются 2 микрофона, хранятся 2 независимых звуковых канала, воспроизводятся 2 акустическими колонками. Это дает возможность слышать «объемный» звук. При этом объем файла будет в 2 раза больше.
Вывод: Чем выше качество звука, тем больше объём файла!
Пример задачи: (при отсутствии времени без записи в тетрадь)
Определить объём высококачественного звукового файла со следующими параметрами: частота дискретизации 48 кГц, глубина кодирования 16 бит, время звучания 10 секунд, стерео.
Оцифрованный звук можно сохранять как с полным качеством, так и в форматах со сжатием, при этом информационный объем файлов уменьшается за счет уменьшения качества звука. Наиболее популярные форматы звуковых файлов:
WAV (Waveform audio format) – без сжатия, можно выбрать частоту дискретизации и глубину кодирования для уменьшения размера файла.
MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) – сжатие с потерей информации (ухудшается качество).
WMA (Windows Media Audio) – потоковый звук, сжатие с потерей информации.
Например, те же 10 секунд стереозвука в формате MP 3 (битрейт 96 Кбит/с) будут занимать всего 120 Кбайт.
Решим ещё одну задачу: (при отсутствии времени без записи в тетрадь)
Сколько минут высококачественного звука можно записать на CD диск
(частота дискретизации 44,1 кГц, глубина кодирования 16 бит, стерео).
Почему на диске MP3 в несколько раз больше?
IV. Рефлексия, тестирование (7 мин)
Давайте еще раз попробуем ответить на вопросы, поставленные в начале урока (слайд 21):
Что такое звук?
Как раньше хранили звуковую информацию?
Какие носители звуковой информации используются сейчас?
От чего зависит качество звука?
V. Практическая работа (10 мин)
Для работы со звуком используется специальное программное обеспечение. Чтобы прослушивать звуковые файлы, нужны звуковые проигрыватели. Например, стандартный проигрыватель Windows Media, популярный проигрыватель WinAmp и другие (слайд 22).
Звуковые редакторы позволяют записывать и редактировать звуковые файлы. Звуковой сигнал представлен в визуальной форме, поэтому можно легко осуществлять операции копирования, перемещения, удаления звуковых фрагментов, накладывать звуковые дорожки друг на друга (микширование звука), применять различные звуковые эффекты, сохранять в различных звуковых форматах. Например, это можно сделать с помощью коммерческой программы Adobe Audition или свободно распространяемой программы Audacity (слайд 23).
Выполним небольшую практическую работу в стандартном приложении Звукозапись.
1. Откройте приложение Звукозапись (Пуск – Программы – Стандартные – Развлечения – Звукозапись) (слайд 24)
2. Откройте звуковой файл (Файл – Открыть… – Мои документы – Моя музыка – Высоцкий.wav) (слайд 25)
3. Посмотрите свойства этого файла (Файл – Свойства – Формат аудио: PCM 48 кГц; 16 бит; Стерео) (слайд 26)
4. Сохраните файл в той же папке с новым именем и характеристиками, заданными в таблице (Файл – Сохранить как… – Изменить… – Атрибуты). Посмотрите свойства файла (пункт 3) и запишите их в таблицу (слайд 27)
5. Снова откройте исходный файл (пункт 2) и повторите пункт 4 нужное количество раз (слайд 28)
Разработка предназначена для изучения темы «Кодирование и обработка звуковой информации» базового курса информатики и ИКТ в 8 классе. Для лучшего понимания учениками процесса дискретизации звука в презентации используется визуализация этого процесса с помощью анимации, демонстрируются звуковые фрагменты, оцифрованные с различным качеством. Разработка включает сценарий урока, презентацию, тест по теме в виде веб-страницы, материал для практической работы.
Читайте также: