Подписаться

Bitcrusher

Последняя правка сделана 2021-05-12 08:27:16 Править

A Bitcrusher - это звуковой эффект, который вызывает искажение за счет уменьшения разрешения или полосы пропускания данные цифрового аудио. Результирующий шум квантования может производить впечатление «более теплого» или резкого звука в зависимости от степени уменьшения.

Содержание

  • 1 Методы
    • 1.1 Снижение частоты дискретизации
    • 1.2 Снижение разрешения
  • 2 Основные элементы управления
  • 3 Примеры
  • 4 Ссылки

Методы

Типичный bitcrusher использует два метода для снижения качества звука: уменьшение частоты дискретизации и уменьшение разрешения.

Снижение частоты дискретизации

Цифровой звук состоит из быстрой последовательности числовых отсчетов, которые кодируют изменяющуюся амплитуду звуковой волны. Для точного представления широкополосного сигнала значительной продолжительности цифровому аудио требуется большое количество выборок с высокой частотой дискретизации. Чем выше частота, тем точнее сигнал; более низкая скорость требует, чтобы аналоговый сигнал источника был отфильтрован нижними частотами, чтобы ограничить максимальную частотную составляющую в сигнале, иначе высокочастотные составляющие сигнала будут наложены. В частности, частота дискретизации (также известная как частота дискретизации) должна быть как минимум в два раза больше максимальной частотной составляющей в сигнале; эта максимальная частота сигнала, составляющая половину частоты дискретизации, называется пределом Найквиста.

. Хотя распространено заблуждение, что частота дискретизации влияет на «гладкость» представленной в цифровом виде формы волны, это неверно; теория дискретизации гарантирует, что вплоть до максимальной частоты сигнала, поддерживаемой частотой дискретизации (то есть пределом Найквиста), цифровой (дискретный) сигнал будет точно представлять аналоговый (непрерывный) источник, за исключением искажения шума квантования, возникающего в результате конечной точности отдельных отсчетов. Исходный сигнал можно точно восстановить, просто пропустив дискретный сигнал нижних частот через идеальный фильтр нижних частот (с идеальным вертикальным профилем отсечки). Однако, поскольку невозможно построить идеальный фильтр, необходимо использовать настоящий фильтр с постепенным переходом между полосой пропускания и полосой задерживания, в результате чего невозможно точно записать все частоты вплоть до предела Найквиста для заданная частота дискретизации. Решение состоит в том, чтобы увеличить частоту дискретизации на величину, которая учитывает переходные полосы фильтров, используемых как для дискретизации, так и для непрерывной реконструкции; вот почему, например, компакт-диски используют частоту дискретизации 44,1 кГц для записи звука, которая редко превышает 20 кГц, даже несмотря на то, что предел Найквиста для этой частоты дискретизации составляет 22,05 кГц. Другое соображение состоит в том, что для идеальной реконструкции выборки должны быть визуализированы как идеальные импульсы бесконечно малой длительности, но все реальное оборудование генерирует прямоугольные импульсы для выборок; некоторые низкокачественные устройства цифро-аналогового преобразования используют ступенчатое преобразование, которое по существу выводит выборки в виде прямоугольных импульсов, длительность которых равна периоду выборки. В этом случае также увеличение частоты дискретизации может уменьшить и компенсировать возникающие искажения. Даже в этом случае нельзя переоценить тот факт, что, независимо от его мотивации, дополнительный запас, добавленный к частоте дискретизации, не делает восстановленную форму волны более гладкой, а просто предотвращает наложение частот в полосе перехода на более низкие частоты, что могло бы исказить сигнал. нелинейно.

DAW сегодня обычно используют частоту дискретизации 44,1 кГц или выше. Ранние цифровые устройства использовали гораздо более низкие частоты дискретизации, чтобы сохранить память для сохраненного звука. Например, A Speak Spell 1979 года выпуска использовал частоту дискретизации 8 кГц.

Снижение частоты дискретизации (также называемое понижающей дискретизацией) намеренно снижает частоту дискретизации, чтобы ухудшить качество звука. По мере уменьшения частоты дискретизации высокие частоты искажаются или, если цифровой сигнал сначала фильтруется нижними частотами, они теряются. Если используется примитивный ступенчатый ЦАП или если частота среза фильтра ЦАП не регулируется для отслеживания с частотой дискретизации, а вместо этого фиксируется на половине частоты Найквиста для максимальной поддерживаемой частоты дискретизации, тогда формы сигналов также становятся более "грубыми". "звучание. При экстремальном уменьшении форма волны становится металлической в ​​результате сильного наложения спектров и, возможно, нелинейных искажений из-за плохо настроенного цифро-аналогового преобразования. (Обратите внимание, что всех этих эффектов можно избежать, если сигнал проходит фильтрацию нижних частот перед субдискретизацией и если параметры ЦАП для воспроизведения соответствуют уменьшенной частоте дискретизации; тогда форма волны просто звучит с ограниченной полосой частот, как телефон, AM-радио с четким приемом или магнитной лентой при низкой скорости ленты.)

Уменьшение разрешения

Образцы в цифровом аудио записываются как целые числа или числа с плавающей запятой, хранящиеся в цифровой памяти. Эти числа кодируются с помощью серии битов памяти включения и выключения. Чем больше количество битов, тем точнее сэмпл кодирует мгновенный уровень громкости дискретизированной звуковой волны. Сегодня DAW обычно используют 32-битные числа с плавающей запятой, потому что они больше подходят для последовательной многоуровневой обработки и микширования, но окончательный главный вывод обычно состоит из 16-битных или 24-битных целочисленных выборок. Раннее цифровое аудиооборудование и видеоигры использовали 8-битные целочисленные образцы или меньше. В классической драм-машине Roland TR-909 использовались 6-битные целочисленные семплы. Количество битов, используемых в каждой выборке, напрямую влияет на отношение сигнал / шум и динамический диапазон цифрового сигнала, в частности, путем определения амплитуды своего рода шума, называемого шумом квантования, который аналогичен низкоуровневому шуму. белый шум с пропускной фильтрацией.

Уменьшение разрешения намеренно уменьшает количество бит, используемых для аудиосэмплов. По мере уменьшения битовой глубины формы волны становятся более зашумленными, а тонкие вариации громкости теряются, уменьшая динамический диапазон на низких частотах. При экстремальном уменьшении битов формы сигналов уменьшаются до щелчков и гудков (прямоугольные волны), когда форма волны резко перескакивает с низкого на высокий и обратно без промежуточных значений, при этом многие более низкие пики сглаживаются до нулевой амплитуды.

Основные элементы управления

Эффекты Bitcrusher обычно имеют как минимум два элемента управления. Один снижает частоту дискретизации, а другой снижает разрешение.

Ручка или ползунок для уменьшения разрешения (он же «битовая глубина», «глубина» или «бит») обычно регулируется с 32 бит до 1 бит.

Программное обеспечение LossyWAV, разработанное Дэвидом Робинсоном и Ником Карри, рассчитывает минимальную битовую глубину для представления каждого сегмента сигнала PCM без слышимых искажений. Хотя он предназначен в качестве препроцессора для уменьшения скорости передачи данных в сжатии звука, более низкое значение параметра качества приводит к скачкообразному искажению битов.

Элемент управления для уменьшения частоты дискретизации (он же «понижающая дискретизация» или «усреднение»). ") иногда отображается в Гц для новой частоты дискретизации или как коэффициент уменьшения. Снижение частоты дискретизации иногда вместо этого отображается как количество последовательных отсчетов до среднего вместе для создания новой выборки. Значение 20 снижает частоту дискретизации до 1/20 ее первоначальной частоты.

Примеры

  • Андерграундный хип-хоп исполнитель Эзоп Рок тонко использует этот эффект в своих песнях.
  • Конец "Short Circuit" Daft Punk из альбома Discovery, начало в 2:12.
  • В сингле Daft Punk 2000 года "One More Time" в мелодии используется битовый эффект.
  • Пример звука, искаженного биткрашером, находится во введении к песне «Chemicals» из альбома Shrink немецкой группы The Notwist.
  • . Сэмплы, использованные в Roland TR-909 драм-машина, например, имеет разрешение 6 бит, что приводит к похожему звуку.
  • В музыкальном жанре Hardstyle битовое дробление стало существенным эффектом во многих треках.
  • В более жестких версиях жанра электронной музыки Dubstep / Drumstep в последние годы стали более популярными эффекты bitcrusher «yah yah» и «yoi yoi». жанр, в котором некоторые артисты используют эффект больше, чем характерный для жанра "колебания басов ".
  • Часто используется в сэмплах на s Онги для альтер эго Мадлиба Квазимото. [LAX JFK, астронавту, Rappcats Pt. 3, Blitz и т. Д.]

Ссылки

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте