Mono- ja stereoääni Stereoääni

Transkriptio

1

2 1 Mitä ääni on? Olet ehkä kuulut puhuttavan ääniaalloista, jotka etenevät ilmassa näkymättöminä. Ääniaallot käyttäytyvät meren aaltojen tapaan. On suurempia aaltoja, jotka ovat voimakkaampia kuin pienet aallot. Aallot etenevät vapaasti eteenpäin, kunnes törmäävät rantahietikkoon, tai kuljettuaan tarpeeksi pitkän matkan vaimenevat itsestään. Näin tapahtuu myös ääniaalloille. Ääni on aineessa etenevää pitkittäistä aaltoliikettä. Tavallisimmin tämä aine on ilmaa. Rummun lyönti saa aikaan ilmanpaineen vaihtelun, joka etenee ilmassa aaltomaisena liikkeenä. Kun aallot saavuttavat korvan tärykalvon, kalvo värähtelee ääniaaltojen tahdissa ja tämä mielletään kuultavaksi ääneksi Äänentaajuus ilmoitetaan hertseinä Äänen taajuutta voidaan muokata digitaalisesti, jolloin korostetaan tai vaimennetaan tietyn hertsin taajuuksia. Myös kotistereoissa on korkeiden ja matalien äänien säätimet, jolloin puhutaan äänen sävynsäätämisestä. Äänet voidaan jakaa niiden taajuuden mukaan basso-, keski- ja diskanttiääniksi Hz bassoäänet Hz keskiäänet Hz diskanttiäänet Äänen voimakkuus Äänen voimakkuuden muutokset ilmoitetaan desibeleinä. Äänenkäsittelyohjelmissa äänen voimakkuuteen voidaan vaikuttaa monella tavalla. Puheen hiljaisia kohtia voidaan vahvistaa ja voimakkaita kohtia hiljentää. Äänenvoimakkuudesta käytetään myös nimitystä amplitudi, joka englanninkielisenä amplitude-sanana on tarkoittaa useimmissa äänenkäsittelyohjelmissa äänen voimakkuuden säätämistä. 30 db Asuinhuoneiston normaali äänenvoimakkuus db Vilkkaasti liikennöity katu db Normaalin puheen äänenvoimakkuus 120 db Lentokoneen aiheuttama äänenvoimakkuus 130 db Kuulon kipuraja on 130 db ja altistuminen näin voimakkaalle melulle vaurioittaa kuuloelimiä. Mono- ja stereoääni Stereoääni Kahden korvan avulla voimme aistia tilavaikutelman, jossa äänet kuuluvat eri suunnasta ja paikasta eri voimakkuudella. Ääni voi kuulua kaukaa, läheltä, oikealta, vasemmalta tai esimerkiksi suoraan kuulijan edestä. Äänenkäsittelyohjelmat pystyvät toistamaan ja nauhoittamaan stereoääntä. Stereoäänessä on aina kaksi äänikanavaa eli vasen ja oikea kanava. Vasemmalle kanavalle tallennetaan kuulijasta katsottuna vasemmalta puolelta tulevat äänisignaalit ja vastaavasti oikealle kanavalle oikean puoleiset äänisignaalit. Stereoäänen tallentamiseen tarvitaan kaksi monomikrofonia tai stereomikrofoni, jonka sisään on rakennettu kaksi äänikapselia. Äänitystilanteessa stereovaikutelma syntyy äänen voimakkuuden ja kulkuaikaeron mukaan. Kulkuaikaerolla tarkoitetaan äänen voimakkuuden heikkenemistä suhteessa äänen kulkemaan matkaan. Stereoäänen toistamiseen tarvitaan kaksi kaiutinta, jolloin vasemman kanavan signaali johdetaan vasempaan ja oikean kanavan signaali oikeanpuoleiseen kaiuttimeen. Monoääni Monofonisen äänen taltioimiseen tarvitaan yksi mikrofoni ja äänen toistamiseen yksi kaiutin. Tyypillisiä monoääniä ovat puhe, puhelimen pirinä ja esimerkiksi kahvinkeittimen ropina. Monen äänen luonne on paikallaan pysyvä, pistemäinen eikä äänessä ole suuntavaikutelmaa, joten ne voidaan taltioida monoääninä. Normaalisti monoääntä kuunnellaan kahdesta kaiuttimesta, jolloin ääni tuntuu kuuluvan kaiutinparin keskeltä. Säätelemällä monoäänen voimakuutta voidaan luoda mielikuvia äänen etäisyydestä. Hiljaiset äänet mielletään kaukaisiksi ja voimakkuudeltaan kovat äänet läheisiksi.

3 Digitaali- ja analogiaudio Analoginen ääni Analoginen äänisignaali on sähköisessä muodossa johdettavaa signaalia. Signaalin voimakkuus muodostuu äänenvoimakkuuden mukaan, jolloin äänenpaineen vaihtelu muutetaan esimerkiksi mikrofonin avulla jännitteenvaihteluksi. Tämä jännitteenvaihtelu voidaan tallentaa magneettisesti nauhalle. Analogisia äänentallentimia ovat esimerkiksi C-kasettisoitin ja videonauhuri. Analoginen äänisignaali voidaan tallentaa myös mekaanisesti ääniurana, joka oli perinteisen vinyylilevyn tallennusmekanismi. Analogisen äänen laatu riippuu siitä, kuinka muuttumattomana signaali säilyy tallennus- ja toistoketjun kaikissa vaiheissa. Analoginen signaali on yleensä häiriöaltis, joten kaiuttimista voi kuulua ylimääräistä kohinaa, joka syntyy äänentoistoketjun eri vaiheissa. Magneettisten tallentimien, kuten C-kasetin ongelma, on ollut myös nauhan kuluminen käytössä. Digitaalinen ääni Tietokoneella kaikki tieto on digitaalisessa, eli oikeastaan numeerisessa muodossa. Luonnossa ääni on jossakin aineessa (esim. ilmassa) kulkevia aaltoja. Jotta ääntä voidaan käsitellä tietokoneessa täytyy se muuntaa numeroiksi ns. A/D-muuntimella (analog to digital). Tietokoneen äänikortilla on piiri joka hoitaa tämän muunnoksen. Vastaavasti, kun digitaalista ääntä sitten halutaan kuunnella, se täytyy muuntaa takaisin analogiseksi (luonnolliseksi) ääneksi. Audio eli aaltoääni tarkoittaa sellaisenaan digitoitua ääntä. Audioformaatteja ovat esim. wav (windows), aiff (macintosh) ja au (unix). Luonnollinen ääni digitoidaan aaltoääneksi ottamalla äänestä näytteitä tietyin väliajoin tietyllä tarkkuudella. Aaltoääni vaatii paljon muistia, riippuen kuitenkin äänen laadusta, kuinka paljon. Digitaalinen ääni on jo useimmille tuttu CD-levyiltä (Compact Disc). Koska digitaalinen ääni on numeerista, ei sen laatu huonone kopioitaessa, kuten analogisen äänen (esim. nauhoittaminen kasetille). CD-soittimessa on A/D-muunnin joka muuttaa digitaalisen äänen analogiseksi vahvistinta tai kaiuttimia varten. Tietokoneella ääntä voi olla ainakin kolmessa eri perusmuodossa, audio, midi ja mod. Audio vastaa digitaalisesti nauhoitettua ääntä (kuten kasetille nauhoitetaan). Midi-taas sisältää ohjauskomentoja, joilla ohjataan äänikortilla (tai erillään) sijaitsevaa syntetisaattoria. Mod-musiikissa taas soitetaan ääninäytteitä halutussa järjestyksessä. Digitaalisessa muodossa oleva ääni on tallennettu bitteinä. Digitoinnilla tarkoitetaan äänen, kuten puheen, muuntamisesta numerosarjaksi, joka muodostuu nollista ja ykkösistä. Äänen digitointi voidaan tehdä äänikortissa olevalla A/D -muuntimella, joka muuntaa analogisen jännitteen Jokin vaskipuhallin. Jos oikeaa soitinta ei ole käytettävissä, kokeeseen kelpaa myös 1-2 m pitkä, noin 25 mm halkaisijaltaan oleva metalliputki, jota soitetaan kuin trumpettia. Soittaja tuntee selvästi, miten putkessa oleva ilma värähtelee; värähtelyn voi tuntea myös putken suupuolella pitämällä sormiaan parin sentin päässä putken suulta. Kaikissa näissä siis äänen synnyttää jokin värähtelevä kappale, tai torven tapauksessa putkessa värähtelevä ilma. Mitä nopeampaa värähtely on, sitä korkeampi on syntyvä ääni. Värähtelyn nopeutta kuvaa se, montako värähdystä aikayksikössä tapah-

4

5