HANG Multimédia tananyag 2018.12.29. Huszár István.

Az előadások a következő témára: "HANG Multimédia tananyag 2018.12.29. Huszár István."— Előadás másolata:

1 HANG Multimédia tananyag Huszár István

2 Mi a hang? Hangnak nevezzük egy rezgő testnek (hangforrás) rugalmas közegben (hangtér) terjedő rezgéseit és hullámait, ha azok hangérzetet keltenek. A hang lényegében olyan fizikai inger, mely a hallószervben mint fiziológiai inger keletkezik. A hang hullámjelenség, amely egy adott pontban mint gyors nyomásingadozás (rezgés) érzékelhető, illetve mérhető. Huszár István

3 Milyen gyorsan terjed a hang?
A hang különböző sűrűségű közegekben különböző sebességgel terjed. A hang terjedési sebessége 0 °C-os hőmérsékletű levegőben: c0 = 331,8 m/s. A hang terjedési sebessége 15 °C-os hőmérsékletű levegőben: c15 = 340 m/s. Huszár István

4 Milyen két nagy csoportba soroljuk a hangokat?
1. Zaj, zörej,dörej: a hallható hangok egyik csoportja, amelyet néhány, a környezetünkben lévő szabálytalanul rezgő test okozhat, a dobhártyánkat rendszertelen rezgésbe hozza. 2. Zenei hang: többé-kevésbé hosszantartó tónusok – vagy zenei „hangjegyek” jellemzik. Abban különbözik a zajtól, hogy a légnyomás-idő grafikonja periodikus. Huszár István

5 Melyek a hang fő jellemzői?
1. Hang erőssége (nyomásváltozás nagysága). 2. Hang magassága (a nyomásfüggvény periódusideje). 3. Hang színezete v. hangszín (az ismétlődő függvény szerkezetétől függ). Huszár István

6 Mi a hangerősség mértékegysége?
A hangerősség mértékegysége a bel [B] (Alexander Graham Bell nevéhez fűződik), de a gyakorlatban ennek tizedrészét, a decibelt használjuk dB = 0,1 B A hangerősséget másként hangosságnak, vagy a hangérzet erősségének is nevezzük. Huszár István

7 Mekkora a hallható hang frekvenciája?
Az emberi fül általában 16 Hz és Hz rezgésszám közötti hangterjedelmet képes érzékelni. Ezek az értékhatárok az életkor függvényei. Idősebb korban már kevésbé halljuk a magasabb hangokat. Huszár István

8 Hogyan nevezzük a fülünkkel már nem hallható hangtartományokat?
A 16 Hz frekvenciájú rezgésszám alatt a hangtartomány neve: infrahang. A Hz (=20 kHz) frekvenciájú rezgésszám felett a hangtartomány neve: ultrahang. A természetben ezek a hangtartományok is mindennaposak a kommunikációban (pl. bálnák között, vagy denevérek között). Huszár István

9 Mi a szerepe a hangoknak az emberek, és a legtöbb állat életében?
A hallás, és a beszéd az egyik legfontosabb kommunikációs csatornánk. Segítségével állandóan információkat szerzünk a környezetünkből, és mi magunk is információkat juttathatunk általa a környezetünkbe. Huszár István

10 Mit értünk egy hang felharmonikusán?
A felharmonikus az alaphang rezgésének egész számú többszöröse. Például egy húr sajátrezgésének frekvenciái f, 2f, 3f… stb, ahol az f az alapfrekvencia, a 2f a második harmonikus, a 3f a harmadik harmonikus stb. Így keletkezik a zenei hang. Huszár István

11 Mi határozza meg a zenei hangok színezetét?
A zenei hangok színezetét a különböző harmonikusok egymáshoz viszonyított összessége határozza meg. Az a hang, amelyben csak az alapharmonikus hallható, az ún. tiszta hang. Amelyben több erős hangzású felharmonikus is van, a gazdag hang. Huszár István

12 Hogyan állíthatunk elő mesterségesen zenei hangokat?
A zenei hangok összetettek. Az összetevők különböző oszcillátorok (rezgéskeltők) segítségével állíthatók elő. Annyi oszcillátor kell, ahány felharmonikust akarunk összekeverni. Ha minden oszcillátorra hangerőszabályzót teszünk, hogy a harmonikusokat tetszőleges arányban keverhessük, akkor különböző színezetű hangokat állíthatunk elő. (Szintetizátor.) Huszár István

13 Hogyan kell letárolni és visszajátszani a hangokat, ha a legjobb minőséget szeretnénk elérni?
A hang egy analóg (időben folyamatosan változó) jelenség, ezért a legjobb hangminőséget akkor érjük el, ha ilyen formában tudjuk letárolni, és visszajátszani. Ezért a hagyományos hanglemezek valósághűbb hangzást szolgáltatnak, mint a digitalizált (pl. CD-minőségű) hangok. (Nem is beszélve a veszteségesen tömörítettekről, pl. mp3.) Huszár István

14 Mi az ADC és a DAC? ADC: Analog Digital Converter, azaz analóg digitális átalakító,melynek segítségével az analóg jeleket digitálissá alakíthatjuk (digitalizálás). DAC: Digital Analog Converter, a lejátszás során a digitális jeleket analóggá alakítják át. Huszár István

15 Mi történik a hang digitalizálásakor?
Meghatározott időközönként (diszkrét időpillanatokban) mintát veszünk a hangból (sampling). A mintavételezés gyakoriságát a mintavételezési frekvencia jellemzi. Egy adott időpillanatban kapott értéket a jel véges részeire bontott dinamikatartomány szintjeire kerekítjük (kvantálás). A kapott értékeket bináris jelsorozatként ábrázoljuk, és tároljuk. Huszár István

16 Mi a követelmény a mintavételezés során?
A mintavételi frekvenciát az időbeli felbontás mértékének tekinthetjük. A jel esetleges gyors változásait csak akkor közelíthetjük jól, ha a mintavételi frekvencia elég nagy. A gyakorlatban a digitalizálni kívánt hang legnagyobb frekvenciájának 2-3 szoros értékével kell mintát venni. A CD minőség mintavételezése 44,1 kHz. Huszár István

17 Mi az ADC és a DAC? ADC: Huszár István