ZELENÁ VÝSTAVA

Vzdělávací výstavy pro žáky základních a středních škol graficky uzpůsobené i pro robotické čtení pro nevidomé a doplněné o multimediální doprovodné prvky.

 

 

Co je to zvuková karta:
Zvuková karta je rozšiřující karta počítače pro vstup a výstup zvukového signálu, ovládaná softwarově.

Typická zvuková karta obsahuje zvukový čip, který provádí digitálně-analogový převod nahraného nebo vygenerovaného digitálního záznamu. Tento signál je přiveden na výstup zvukové karty (většinou 3,5mm jack-sluchátkový).

Zvuková karta také má „line in“ konektor, do kterého je možné připojit kazetový přehrávač nebo podobný zdroj zvukového signálu. Zvuková karta tento signál digitalizuje a uloží (pomocí příslušného počítačového programu) na úložiště dat. Digitalizace se provádí pomocí vzorkování. V každém časovém intervalu se zjistí a zaznamená aktuální stav signálu neboli vzorek. Čím kratší je interval mezi vzorkováním, tím vyšší je vzorkovací frekvence, tím více vzorků bude pořízeno a tím bude výsledný záznam kvalitnější. Druhý faktor, který určuje kvalitu digitálního signálu, je počet použitých úrovní v každém ze vzorků. Nejčastěji používané vzorkovací frekvence: 11025 Hz (telefonní kvalita), 22050 Hz (rádio kvalita), 44100 Hz (CD kvalita), 48000 Hz, 96000 Hz. Počet bitů na jeden vzorek je většinou 8, 16 nebo 24.

Třetí konektor, který většina zvukových karet má, se používá k přímému připojení mikrofonu. Signál z něj je možné také nahrávat na úložiště dat nebo ho jinak zpracovat (např. software na rozpoznávání hlasu nebo VoIP).

Většina zvukových karet má také MIDI a GamePort konektor. Konektor MIDI slouží k připojení např. elektronického klávesového nástroje nebo jiného zdroje digitálního MIDI signálu. Pokud nahráváme z MIDI, tak nemusíme provádět vzorkování. Do počítače se uloží informace o tom, který nástroj hraje, výška tónu, délka tónu, dynamika úhozu na klávesu, atd. Rozhraní GamePort slouží k připojení joysticku nebo jiného herního zařízení.

Starší zvukové karty také měly IDE rozhraní. To sloužilo k připojení CD-ROM mechaniky, ale v dnešní době již nemá opodstatnění, protože moderní počítače jsou vybaveny EIDE, SATA nebo SCSI rozhraním, které umožňuje připojit více zařízení. Pokud je v počítači zvuková karta i CD-ROM mechanika, mohou se propojit pomocí tzv. audio kabelu, ten je však v dnešní době již zbytečný, jelikož většina zvukových přehrávačů se obejde bez něj. Toto spojení umožňuje přenášet analogový nebo digitální zvukový signál z CD-ROM mechaniky do zvukové karty a tak je možné poslouchat hudební CD ze stejných reproduktorů jako zvuk z počítače.


Komprese zvuku
Základním formátem, jenž vznikne jako první při převodu hudby z cd, je WAV. Jedná se o nekomprimovaný(=nezmenšený ani nezmršený) formát pro ukládání zvuku, který je tímto způsobem uložen v nejlepší možné kvalitě. WAV má však jednu velkou nevýhodu a to, že 1 minuta zabírá 10MB paměti.

Proto máme další zvukové formáty, které v paměti zabírají méně místa. Dále je rozdělujeme podle způsobu komprese(=zmenšení nebo zmršení) na ztrátové a bezeztrátové.
Formáty ztrátové komprese

Obecně ztrátová komprese znamená zmenšení objemu dat díky odstranění méně potřebných informací. Po kompresi již nikdy nemůžeme získat zpět původní data.
Zvuk se komprimuje tak, že se originální zvuková stopa rozdělí na vzorky vlnových signálů určitých frekvenčních pásem a odstraní se všechny vzorky z pásem, jejichž frekvence je pro člověka neslyšitelná. Člověk totiž slyší jen zvuky v pásmu kmitočtů od 16Hz do 20 000Hz, což je akceptovaný psychoakustický model. Ale různá individua stejně mohou tyto hranice posouvat a to na obě strany.

Kvalita zvuku a velikost výsledného zvuku se dá kontrolovat zvolením počtu vzorků vlnových signálů za sekundu. Anglicky se to nazývá sampling rate a je to čísílko, kterého si můžete všimnout i ve winampu. Čím menší sampling rate, tím menší velikost souboru a menší kvalita zvuku.

Zde je hlavní problém ztrátové komprese. Kvalita zvuku se snižuje rychleji než velikost souboru, takže hudba už nezní jako z CD, ale spíš jako z rádia. I to je ale pro většinu lidí dostatečná kvalita, přestože věrnost zvuku je ta tam. Plusem je, že velikost souboru činí asi 10% původního.

Ztrátových kompresních formátů je více než těch bezztrátových.

MP3(zkratka pro MPEG-1 Level 3)
Je nejrozšířenější digitální audio formát dneška. Jedná se o univerzální formát, který je podporován snad každým digitálním přehrávačem hudby i všemi programy na PC. Nabízí akceptovatelný kompromis mezi velikostí souboru a kvalitou zvuku.

Advanced Audio Coding (AAC či MPEG-4 AAC)
Formát pro poslech hudby používán na iTunes a v iPodu. Zvuk je kvalitnější než u MP3 a formát poskytuje ochranu proti neautorizovanému užití. Přehrají ho však jen přehrávače od Apple. Jedná se o uzavřený formát.

OGG Vorbis (OGG)
Otevřený formát (narozdíl od AAC) s proměnnou sampling rate, což zajišťuje kvalitnější zvuk v místech, kde by byl poznat rozdíl.

RealAudio Media (RA,RM,RMA)
Uzavřený formát pro real-time proudy zvuku(např. internetová rádia). Vyvíjeno firmou Real Networks.

Windows Media Audio (WMA)
Alternativa k MP3 nabízená firmou Microsoft s podobnou kvalitou zvuku jako MP3 při poloviční velikosti souboru.

Formáty bezztrátové komprese

Pokud je pro někoho důležitější věrnost poslouchané hudby, formáty ztrátové komprese jej nebudou zajímat a raději se poohlédne po formátech komprese bezztrátové. Beztrátová komprese sice není tak účinná, avšak komprimovaný soubor lze vrátit zpět do původního stavu opačným postupem - dekompresí.

Princip bezztrátové komprese hudby je více méně jako u známých archivů ZIP nebo RAR. Přebytečné bity jsou odstraněny, ale je zaznamenáno, kde chybí. Při přehrávání se soubor postupně dekomprimuje, takže se přehrává originální neporušená zvuková stopa, jen je zmenšena její velikost v paměti. Úspora místa je typicky 50%, obyvkle ale bývá o něco menší. Tím se hudební soubory stávají méně vhodné pro přenositelné přehrávače, kde je málo paměťového místa. Nicméně pokud někdo ukládá sbírku CDček na pevný disk počítače, není velikost souborů až takový problém, zvláště když uvážíme nízkou cenu pevných disků. Použitím téměř jakéhokoliv bezztrátového formátu lze uložit 1000 CDček na přibližně 300GBpaměti.

Free Lossless Codec (FLAC)
Známý otevřený bezztrátový formát, který je použitelný na všech hlavních operačních systémech. Jeho komprese není nijak ohromující a činní asi 60% původního souboru, ale zato je rychlejší a rozšířenější než ostatní formáty.

Apple Lossless Audio Codec (ALAC,M4A)
Uzavřený formát od firmy Apple používaný na iTunes a v iPod.

Windows Media Audio Lossless (WMA)
Bezztrátový formát dostupný v přehrávačích Windows Media Player verze 9 a 10. Používá stejnou příponu souborů jako normální Windows Media Audio soubory.

Monkey's Audio (APE)
Audio kodek s nejlepším kompresním poměrem, ovšem dost pomalý.

Zvukové standarty
S rozvojem nových technologií se u moderních přístrojů (TV, přehrávače, receivery,…) objevuje řada formátů, které dříve nebyly zcela běžné.

A jelikož se jedná o vícekanálový zvuk, je jasné, že se dvěma kanály stereofonní konfigurace si rozhodně nevystačíme. Jak se říká, „s jídlem roste chuť“, a současné technologie umožňují rozšiřování prostorových vjemů ve zvukovém doprovodu v kinech i v našich domácnostech, což má za následek postupné doplňování dalších kanálů v konfiguracích prostorového zvuku.

Jeden, aby se bál, kam tohle všechno povede. Doufejme, že naše obýváky neskončí obložené reproduktory, a že nám zbude kousek místa i na klasický nábytek. Jen stěží je možné si představit zvukovou režii optimalizovanou pro prostorový formát 10.2, natož pak způsob, jakým se zvukový doprovod s tolika kanály při výrobě vlastně míchá.

Prostorová konfigurace reproduktorů

1.0 – mono. S tímto formátem už se dnes prakticky příliš nesetkáte, jedině tak u skutečně starých CRT televizorů či příručních „tranzistoráčků“.
2.0 – obsahuje pouze kanály náležící přednímu páru reproduktorů a přenášený signál může být stereofonní nebo monofonní.
2.1 – přední pár reproduktorů je doplněn o subwoofer přenášející společnou basovou složku. Nejde tedy o samostatný třetí kanál přenášející nízké kmitočty, ale o jeho vytvoření sečtením signálu z obou předních kanálů (a filtrací jejich vyšších kmitočtových složek).
4.0 – přední pár reproduktorů je doplněn o pár zadních (surroundových) reproduktorů, kromě LFE (Low Frequency Effects, informace o basové složce) kanálu oproti konfiguraci 5.1 není zastoupen ani centrální kanál, hrají zde jen reproduktory po stranách poslechového prostoru.
4.1 – sestava 4.0 doplněna kanálem LFE.
5.0 – doplnění sestavy 4.0 o centrální kanál, v této konfiguraci není zastoupen LFE kanál a basová složka tohoto kanálu je přenášena jednotlivými hlavními kanály.
5.1 – tedy 5 hlavních kanálů v rozsahu 20Hz – 20kHz a jeden kanál LFE nesoucí basovou složku v pásmu do 120 Hz. Rozložení jednotlivých kanálů v prostoru je patrné z obrázku níže, kde hlavní kanály – centrální (3. Center) by se měl nacházet přímo v ose mezi poslechovým místem (1.) a zobrazovací plochou, levý a pravý přední kanál (2. L, R – front) by se měly nacházet po stranách zobrazovací plochy v odklonu od pozorovací osy 22° - 30° (4), zadní kanály (6 Ls, Rs – surround) se nachází po stranách pozorovacího místa v odklonu 90° - 110° od pozorovací osy, basová složka (LFE) je reprezentována subwooferem (5. Sub) a jelikož se jedná o nejnižší frekvence zvukového spektra, které se dobře přenáší prostorem a nejsou zatíženy směrovostí reproduktoru, může být jeho umístění v prostoru téměř libovolné.
6.1 – sestava 5.1 je doplněna o zadní centrální kanál, který leží v ose mezi poslechovým místem a zobrazovací plochou.
7.1 – další evoluční varianta sestavy 5.1, tentokrát je sestava doplněna o pár zadních reproduktorů, které se nachází v prostoru za surroundovými reproduktory pod úhlem 135°- 150°.
9.1 – tato konfigurace je využívána systémem Dolby Pro Logic IIz, kdy nad předními reproduktory jsou umístěny další dva přední horní reproduktory.
10.2 – sestava disponující 12 kanály: 7 předních kanálů, 3 surroundové a 2 LFE kanály. Existují velmi drahé přístroje, které vám umožní dopřát si poslech tohoto formátu doma v obýváku, např. i u nás běžně dostupný Pioneer SC-LX90 s cenou pohybující se na úrovni 200 000 Kč, ovšem jen těžko seženete zdroj multimediálního obsahu s tímto zvukovým formátem.

Na běžných DVD a Blu-ray médiích na českém trhu se zatím příliš nevyskytuje ani formát 7.1, natož pak nějaký s ještě větším počtem kanálů.

1. jaký je nejběžnější standard zvuku na DVD?
2. lze připojit ke zvukové kartě externí zdroj zvuku, pokud ano, přes jaký konektor?
3. jaká frekvence je označována jako CD zvuk?

Jaký text je napsán v binárním kodu:

01101010 01100101 01100100 01100101 01101110 00100000 01110000 01100001 01110010 00100000 01101110 01100101 01110011 01110100 01100001 01100011 01101001


 

DOPROVODNÝ PROGRAM

Krátký dokument na téma Přídavné karty

 

 

Veškeré foto, audio, video a knižní materiály umístěné na tomto vzdělávacím portále jsou výhradně pro účely doplnění konkrétní výstavy
a je zakázáno jakékoliv kopírování, šíření obsahu třetím stranám.  Další distribucí se uživatel vystavuje postihu porušení autorského zákona.