Акустика — это одна из отраслей физики, но инженеры-акустики занимаются вопросами, непосредственно касающимися музыкантов: акустикой концертных залов и студий звукозаписи. Специалисты по акустике занимаются, например, следующими вопросами: как на звучание оркестра влияют отражения звука от стен зала или насколько сильным будет гул голосов в ресторане, который планируется разместить в строящемся здании, когда в нем будет полным-полно посетителей. Возможно, вас не интересует карьера ин-женера-акустика, но понимание на элементарном уровне физики звука поможет вам правильно выбрать размещение микрофона при записи вокального произведения, правильно установить параметры цифрового ревербератора, чтобы добиться максимальной достоверности звучания фонограммы, и найти правильные решения бесчисленного множества других вопросов.
Параметры звуковой волны
Для работы с инструментами цифровой обработки звука такое нечеткое определение звука, как “колебания давления воздуха”, становится уже недостаточным. В технике цифровой обработки звука важнейшими являются следующие физические параметры звука: амплитуда и частота.
Амплитуда
Величина изменения давления в зоне сжатия или разрежения называется амплитудой звуковой волны. Амплитуда — это параметр, описывающий, насколько изменяется давление относительно исходного (до возникновения звуковой волны) значения давления воздуха в ту или иную сторону. Амплитуда — это физический параметр звука, т.е. ее можно измерить. Если вам довелось побывать на концерте, где звучала громкая, с “рокочущими” басами музыка, которая гулом отдавалась в вашей грудной клетке, то, что вы ощущали физически, — как раз и были звуковые колебания большой амплитуды, которые заставляли ваше тело вибрировать.
С помощью компьютерных программ обработки звука мы можем отобразить эти периодические повышения и понижения давления во времени в виде графика; он будет иметь вид волнообразной линии, похожей на ту, которая изображена на рис. 1.1. Высота, на которую волнообразная линия, поднимаясь и опускаясь, отклоняется от горизонтальной оси графика, характеризует изменение давления относительно среднего значения — амплитуду волны (рис. 1.3). Этот график напоминает волну в океане — волнообразная линия поднимается вверх, образуя пик или горб, и, дойдя до вершины (точка максимума), опускается вниз, до нижней точки (точка минимума), образуя впадину, и снова взмывает вверх. Точка, в которой волнообразная линия пересекает осевую линию графика, называется точкой перехода через нуль. В этой точке давление равно стационарному (т.е. в отсутствие звуковой волны) давлению воздуха. Общий вид кривой изменения давления во времени называется волной. За очень редким исключением, какое бы устройство из широчайшего спектра оборудования, используемого в цифровой звукозаписи, мы ни взяли, оно предназначено либо для генерирования звуковых сигналов, либо для той или иной их обработки. (Одним из важных исключений является MIDI-аппаратура; с этой технологией цифрового звука вы ознакомитесь в конце данной главы, а ее углубленным изучением мы займемся в главе 8.)