Как называется графическое изображение звука
Рисуем звук. Часть 1
Привет! В прошлой статье я рассказывала про применение технологии акустической голографии и SVS. Идем дальше. Теперь рисуем звук!
В серии статей я расскажу для чего и как в системе визуализации звука SVS используется спектрограмма, как выбрать лучшую частоту для анализа даже в шумной среде, расскажу о кейсах, которые мы решили.
Физики под звуком понимают «воспринимаемое слухом физическое явление, порождаемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды». Например, натянутой гитарной струны.
Звук как физическое явление характеризуется тремя параметрами: высотой, силой, звуковым спектром.
Под спектрограммой понимают «изображение, показывающее зависимость спектральной плотности мощности сигнала от времени». Иными словами, спектрограмма – это графическое изображение звука.
Спектрограмму сформировать можно двумя способами: аппроксимировать как набор фильтров или рассчитать сигнал по времени с помощью оконного преобразования Фурье.
Распространенное представление спектрограммы – это двумерная диаграмма: на горизонтальной оси представлено время, по вертикальной оси — частота; третье измерение с указанием амплитуды на определенной частоте в конкретный момент времени представлено интенсивностью или цветом каждой точки изображения. Источники интенсивного звука отображаются красным цветом, а тихие области – темно-синим.
Например, на изображении представлена спектрограмма, полученная при исследовании работы компрессора системой SVS. Один из элементов издавал характерный стук (этот стук видим в виде полосы красного цвета).
Спектрограмма позволяет понимать окружающие звуки. Эта функция может помочь во время поиска неисправности оборудования, а также помочь оптимизировать и улучшить диагностику оборудования. В системе визуализации звука SVS спектрограмма нужна именно для этих целей. Хотите попробовать работу спектрограммы, тогда загляни сюда. В режиме реального времени, звук с микрофона преобразуется (только не забудьте разрешить доступ в браузере), в спектрограмму. При нажатии на спектрограмму приложение воспроизводит звук с соответствующей высотой тона.
Проанализировав спектрограмму аудиофайла можно увидеть хаотичное изображение. Например, профессиональные музыканты с помощью таких изображений анализируют музыку и определяют проблемные места. Открылись новые возможности для стеганографии. В спектрограммы зашифровывают целые изображения. Чем и пользуются некоторые энтузиасты: знаменитый диджей Aphex Twin в качестве секретного послания музыкант встроил в этот трек селфи, проявляющееся на логарифмической спектрограмме.
В следующей статье расскажу, как выбрать частоту для анализа звуковой среды.
Кстати, готова ответить на вопросы, пиши @ni_meleshko.
Если тебе интересно, как у нас в компании Арман дела, то следи тут, в Instagram.
Нотные знаки
Но́та (лат. nota — знак) — условный графический знак, находящийся на нотном стане (нотоносце, как иногда называют пять линий, на которых и записываются ноты) и указывающий высоту и относительную длительность какого-либо звука. Знак состоит из кружка (пустого внутри или заштрихованного), а также (необязательно) штиля и флажка. [1]
Содержание
История
До нот в европейской музыке использовались особые знаки — невмы. Современная музыкальная нотация восходит к трудам Гвидо д’Ареццо первой половины XI века, который начал записывать ноты на четырёхлинейном нотном стане. Впоследствии система дорабатывалась (добавилась пятая линейка, изменился внешний вид нот и ключи и т. д.), и в современном виде она существует с XVII века. Около 1700 года немецкий ученый и музыкант Андреас Веркмейстер предложил логарифмически равномерную двенадцатитоновую музыкальную шкалу и изготовил фортепиано, настроенное в соответствии с ней.
Во времена зарождения с помощью нот могли быть записаны только высоты звуков, но не ритм; в периоды ранней мензуральной (XIII век), «чёрной» мензуральной (XIV век) и «белой» мензуральной (XV, XVI века) нотаций развивалась в основном эта составляющая записи музыки.
Форма записи нот на нотном стане
Нотным станом (или нотоносцем) называются те пять линеек, на которых располагаются ноты. Линейки считают снизу вверх. Ноты в виде овальных помет записываются в порядке звучания слева направо. Каждая нота находится либо на какой-нибудь строке нотоносца, либо в междустрочии. Иногда используются добавочные линейки, расширяющие нотный стан вверх или вниз. Дополнительные линейки рисуются только на такую длину, какая требуется для написания нот, на них находящихся. Вертикальная позиция ноты (её высота на нотном стане) зависит от высоты её звучания. Каждой строке/междустрочию нотоносца присваивается некое порядковое нотное значение, при этом порядок нот не меняется (проще представить это в соответствии с белыми клавишами фортепиано). Например, если на второй линейке снизу находится нота «соль», то между первой и второй строкой располагается нота «фа», на первой — «ми» и так далее. Таким образом, чтобы определить позиции всех нот на нотоносце, достаточно определить позицию одной; остальные при этом вычисляются автоматически. Чтобы знать, какая нота выбрана как отправная, в музыке существуют ключи — специальные символы, записывающиеся в левом конце нотоносца. Наиболее распространённый скрипичный ключ (ключ «соль», отдалённо напоминающий букву «G», латинское обозначение ноты) указывает на то, что на второй строке снизу поставлена нота «соль» первой октавы; басовый ключ (ключ «фа», восходящий своей графикой к букве «F») указывает на то, что второй строке сверху соответствует нота «фа» малой октавы. Реже в записи музыки встречаются другие ключи «соль» (старофранцузский), ключи «фа» (басопрофундовый). Партии определённых инструментов пишутся в ключах «до» (альтовом, теноровом, и других).
Существуют не только «чистые» ноты («до», «ре», «ми», «фа», «соль», «ля», «си», обозначим их общей буквой «n»), но и их производные «n-диез», «n-бемоль», «n-дубль-диез», «n-дубль-бемоль», для обозначения которых слева от ноты пишутся символы диез, бемоль, дубль-диез и дубль-бемоль, называемые знаками альтерации. Эти же знаки (только одного вида — диезы или бемоли) могут стоять в начале каждой строчки нотоносца и означать, что все ноты данного названия исполняются в диезном или бемольном варианте (см. статью Тональность). Знаки, стоящие в начале строчки (при ключе) называются ключевыми, знаки, стоящие при отдельных нотах — случайными. Случайные знаки действуют в пределах одного такта. Есть ещё один знак альтерации — бекар. Он существует для отмены ранее указанного диеза или бемоля.
Цвет овала нот, называемого головкой (чёрный или белый), палочки, приставленные к ним, называемые штилями, и небольшие штрихи на штилях, называемые флагами, указывают на их длительность. Основными длительностями нот являются целая (белая нота без штиля) и её половинные деления: половина (белая со штилем), четверть (чёрная со штилем), восьмая (чёрная со штилем и одним флагом), шестнадцатая (чёрная со штилем и двумя флагами), тридцать вторая (чёрная со штилем и тремя флагами) и т. д. Намного реже применяются более мелкие длительности (шестьдесят четвёртые и сто двадцать восьмые) и более крупные (бревис, равная двум целым и обозначающаяся специальным знаком: белым прямоугольником с выступающими торцевыми сторонами). При этом длительность целой ноты есть величина относительная; она зависит от текущего темпа произведения. При задании длительности звучания целой автоматически задаются длительности звучания остальных типов нот.
Если подряд записаны несколько нот длительностью меньше четвертей, то они записываются под общим ребром — палочкой, соединяющей концы штилей. При этом, если ноты восьмые, ребро одинарное, если шестнадцатые — двойное и т. д. Это ребро иногда называют вязкой. В современной нотописи встречается объединение нот (чаще всего шестнадцатые, тридцать вторые и мельче) под одно ребро из разных тактов. При этом над тактовой чертой остаётся только одно ребро.
Бывает, что нужно записать ноту, длящуюся, например, три восьмых. Для этого есть два способа: либо берутся две ноты, в сумме дающие три восьмых (то есть четверть и восьмая) и залиговываются, то есть между ними ставится лига — дуга, концами почти прикасающаяся к овалам нот, либо к более длинной длительности (в нашем случае — к четверти) справа от овала приписывается точка, означающая, что длительность ноты увеличена ещё наполовину. Очень редки случаи, когда ставятся две точки. По строгим правилам нотописи, это ошибка. Ноты с точкой также могут объединяться под одним ребром. Существуют определённые правила, регламентирующие применение того или иного вида группирования нот. Они называются правилами группировки.
Наконец, бывает необходимым поделить какую-либо длительность не на две половины, а на три, пять или другое количество равных частей, не кратное двум. В этом случае используются триоли, квинтоли и другие аналогичные формы записи.
Для изменения длительности ноты в бо́льшую сторону на усмотрение исполнителя в записи используются ферматы. Кроме того, в нотной записи аналогично самим нотам используются паузы для записи участков без звучания.
В музыке ХХ столетия появились (правда, не прижились) такие знаки, как кластеры, белые и чёрные, применяющиеся для фортепианной музыки. Они представляют собой вертикальные прямоугольники разной высоты, снабжённые штилем и означают, что все белые (или чёрные, или все) клавиши в указанном диапазоне (от нижнего края кластера до верхнего) берутся одновременно. Чаще всего ладонью. Например, кластер покрыл пространство от первой линейки до четвёртой (в скрипичном ключе). Это означает, что должны быть нажаты ноты от «ми» первой октавы до «ре» второй.
Чередование сильных и слабых долей (внутреннего ритма) мелодии обуславливает её деление на такты. Такты разделяются тактовой чертой — тонкой вертикальной чертой, пересекающей все пять линеек.
Названия и обозначения
Названия нот. История названий
В настоящее время приняты следующие названия нот (в том порядке, в котором они соответствуют белым клавишам фортепиано): до, ре, ми, фа, соль, ля, си. Ноты, расстояние между которыми кратно октаве, называются одинаково.
За эталон частоты ноты берётся нота ля первой октавы, частота которой должна быть равной 440 Гц. В равномерно темперированном строе отношение частот двух соседних нот (например, до и до-диез) равно 
; таким образом, можно видеть, что отношение частот нот, отстоящих друг от друга на октаву, равно двум.
Приведённая выше система наименований обязана своим появлением гимну св. Иоанну. За названия первых шести нот взяты первые слоги строк гимна, который пелся в восходящей октаве:
UT queant laxis REsonare fibris MIra gestorum FAmuli tuorum, SOLve polluti LAbii reatum, Sancte Ioannes.
Названия шести нот ввёл Гвидо д’Ареццо (нота до у него называлась ут). В дальнейшем ут был заменён на до (Дж. Дони, около 1540 года) и добавлена нота си (сокращение от «Sancte Ioannes»; Х. Вальрант, около 1574 года). В США и Венгрии нота си переименована в ти, чтобы не путать её с нотой C («си») в латинской нотации, где она обозначает ноту до (см. ниже).
Латинская система
Другая распространённая система обозначения нот — латинская: ноты от до до си обозначаются буквами латинского алфавита C, D, E, F, G, A, H (читается «ха»).
Мнемонический прием для запоминания нот, расположенных на первой — пятой линейках нотоносца: ми, соль, си, ре, фа (с интервалом в терцию). Для удобства запоминания используется фраза: «Мигрировала Соль на Сицилию Регистрировать Фамилию».
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Упрощенная система
Существуют также упрощенная система записи нот, созданная для различных музыкальных инструментов: клавишная табулатура и гитарная табулатура. Использование табулатуры может быстро освоить любой человек, даже не владеющий нотной грамотой.
Артикуляционные профили
Артикуляционный профиль — это графическая схема, на которой представлены органы артикуляции в разрезе, схематическая модель, изображающая положения артикуляционных органов при произнесении того или иного звука.
Артикуляционные профили гласных звуков
Графическое изображение твердых и мягких согласных звуков
Наличие или отсутствие дополнительной артикуляции — палатизации, связанной с формой, которую принимает мышца языка при произношении согласного звука, определяет разделение согласных на твердые и мягкие. При произнесении мягких согласных средняя часть спинки языка поднимается и приближается к твердому небу. При произнесении твердых согласных средняя часть спинки языка опущена, но ее задняя часть отодвигается к мягкому небу и весь язык напряжен. Эта дополнительная артикуляция называется веляризацией.
Фонетическое описание предполагает наглядную характеристику звуковых единиц с трех точек зрения: как они произносятся. В данном случае речь идет об артикуляционном аспекте речи. Какие при этом возникают звуки. Относительная важность того или иного артикуляционного профиля определяется целями и задачами коррекционного обучения. В целом это абсолютно равноправные участники процесса речевой коммуникации.
Артикуляция звуков в графическом изображении
В пособии представлены 45 наглядных схем, на которых изображены положения артикуляционного аппарата во время произнесения различных звуков: гласных и согласных: звонких и глухих, мягких и твердых. Схематическое изображение звуков при нормальном прикусе поможет ребенку в выборе нужной артикуляционной позиции, при выполнении артикуляционной гимнастики. Предлагаемый демонстрационный материал адресован логопедам, студентам дефектологических факультетов, педагогам и методистам логопедических детских садов, учителям начальной школы и родителям детей, имеющих необходимость в коррекции звукопроизношения.
Профили звуков речи можно широко использовать как теоретический материал в методическую копилку, так и в непосредственной практической работе с детьми дошкольного и школьного возраста с фонетико-фонематическим недоразвитием речи и другими речевыми патологиями. Всего предлагается 12 страниц. Даны артикуляционные профили следующих звуков звуков: в-ф, а, г-к, и, j, л, м, н, о, п-б, р, с-з, т-д, у, х, ц, ч, ш-ж, щ, ы, э.
Автор: Новикова Е.В.
Название: Артикуляция звуков в графическом изображении. Учебно-демонстрационный материал.
Как называется графическое изображение звука
Код ОГЭ по информатике: 2.2.1. Запись изображений и звука с использованием различных устройств
Графическая и звуковая информация может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, непрерывно изменяющихся во времени. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, и значения ее изменяются скачкообразно.
Для компьютерной обработки звука и изображений они должны быть представлены в цифровой, дискретной форме. Преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных закодированных значений называется дискретизацией.
Запись звука
Звук — это звуковая волна с непрерывно меняющимися амплитудой и частотой. Частота сигнала определяет тон звука: чем она больше, тем тон звука выше. Амплитуда определяет громкость звука: чем она больше, тем звук громче.
Для оцифровки (дискретизации) звука он разбивается на составляющие, каждой из которых присваивается числовой код. Дискретизацию звукового сигнала осуществляет звуковая карта компьютера (или видеоадаптер), а именно — ее аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Звуковая карта представляет собой небольшую плату с набором микросхем со специальными разъемами для подключения микрофона, динамиков, клавиатуры и других устройств. Звуковые карты предоставляют широкий спектр возможностей работы со звуком, например, запись звука с микрофона или конструирование сложных полифонических мелодий.
Запись звука происходит через микрофон, который создает непрерывный электрический сигнал, а воспроизведение — через динамики (акустические колонки) или наушники, которые звучат также под действием непрерывного электрического сигнала. В результате происходит преобразование аналоговой формы представления звука в дискретную и обратное преобразование из дискретной формы в аналоговую. Первый процесс называется аналого-цифровым преобразованием (АЦП), второй — цифро-аналоговым преобразованием (ЦАП). Звуковая карта совмещает функции АЦП и ЦАП.
Преобразователь АЦП через определенные интервалы времени (с определенной частотой) измеряет уровень звукового сигнала на входе и сохраняет эту числовую величину на диске. Последовательность этих чисел и составляет звуковой файл.
Чем чаще измеряется уровень звукового сигнала, тем точнее цифровой сигнал воспроизводит форму аналогового. Этот параметр называется частотой дискретизации, или частотой сэмплирования. Она может принимать значения от 8 до 48 кГц.
Напряжение на входе звуковой карты измеряется с некоторой точностью, зависящей от разрядности сохраняемого числа. Этот параметр называется глубиной, или разрядностью звука (битрейтом, англ. bit rate). Современные 16–битные звуковые карты обеспечивают 16–битную глубину кодирования звука, что дает возможность кодирования 65 536 (= 2 16 ) различных уровней громкости.
На аудиодисках звуковая информация представлена с частотой дискретизации 44,1 кГц (вдвое выше того, что может слышать человеческое ухо) и глубиной звука 16 бит. Современные профессиональные звуковые карты могут записывать звук с частотой 96 кГц и 4–байтной глубиной звука (и даже выше), что обеспечивает высокое качество кодирования.
После оцифровки звука используют специальные программы редактирования звуковых файлов (редакторы звукозаписей) для монтажа музыки, ее реставрации, добавления спецэффектов и т. п.
Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки легко осуществить с помощью мыши. Кроме того, можно накладывать звуковые дорожки друг на друга (микшировать звуки) и применять различные акустические эффекты (эхо, воспроизведение в обратном направлении и др.).
Звуковые редакторы позволяют также изменять качество цифрового звука и объем звукового файла, изменяя частоту дискретизации и глубину кодирования. Оцифрованный звук можно сохранять в звуковых файлах в универсальном формате без сжатия WAV или в формате со сжатием МР3.
Непосредственная запись звуковой волны приводит к большим размерам файлов. Поэтому было разработано множество форматов звуковых файлов, позволяющих сохранять звук более компактно. Файлы, сжатые с потерей качества, называются lossy (например, MP3, OGG, WMA), файлы без потери качества — loseless (например, WAV, FLAC). В lossy–форматах применяется не только сжатие, но и специальное кодирование звука, выбрасывается часть информации, недоступная человеческому слуху, которую нельзя будет восстановить. В некоторых loseless–форматах также происходит сжатие, но обратимое. Наиболее часто используемые форматы звуковых файлов:
Запись изображений
К компьютеру могут быть подключены цифровые фотокамеры, видеокамеры (веб-камеры) и ТВ–тюнеры, что позволяет получать фотоснимки и видеоизображение непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.
Для получения высококачественных фотографий применяются цифровые фотоаппараты. Для сохранения фотографий они используют модули флеш-памяти или жесткие диски маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.
Если установить в компьютер специальную плату (ТВ–тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.
Для трансляции видео по компьютерным сетям используются веб–камеры.
Существуют программы, предназначенные для просмотра и организации изображений (так называемые графические просмотрщики). Они осуществляют просмотр, упорядочение и публикацию цифровых фотографий, конвертирование графических файлов из одного формата в другой и др. Наиболее развитые программы этого класса содержат ряд инструментов для обработки изображений, в том числе и пакетной. Примерами таких программ являются ACDSee, XnView, IrfanView, Picasa.
Конспект урока по информатике «Запись изображений и звука».
Конспект урока на тему: «Графическое изображение мелодии»
«Графическое отображение мелодии»
Цель: практическое освоение простейших элементов музыкального языка в творческой форме, образно-ассоциативное постижение музыкального языка.
Развивать ассоциативно-художественное мышление путем сопоставления линии в рисунке с музыкой (пением), речью;
Развивать чувство ритма, ощущение высотности звука
Здравствуйте, ребята. Сегодня мы с вами поговорим о том, что такое мелодия. Как вы думаете, для чего нужна мелодия в музыке. Какую функцию она выполняет? Возможна ли музыка без мелодии? (ответы детей)
Мы с вами уже знаем, что мелодия может стоять на месте, идти вверх и вниз, плавно и скачками, кружить на месте и т.д. Рисунок мелодического движения складывается из его различных направлений. Основные из них:
волнообразное движение, образующееся от последовательно чередующихся восходящего и нисходящего направлений;
«горизонтальное» движение на повторяющемся звуке.
Первые три направления движения могут быть: поступенными (т.е. по соседним ступеням звукоряда), скачкообразными (по любым интервалам звукоряда больше секунды) или смешанными. Волнообразное движение может происходить в пределах сравнительно небольшого диапазона, быть восходящим и нисходящим.
Мелодия, не имеющая мотива, называется речитативом. Я предлагаю вам послушать небольшой музыкальный отрывок и проанализировать его мелодию. (Слушаем)
Ребята, есть ли у этой песенки мелодия? (Ответы).
И у каждого звука есть своя высота и длительность. Давайте послушаем еще одну мелодию и попробуем определить, мелодия стоит на месте или движется?
Верно, в этой попевке мелодия сначала стоит на одном звуке, а потом движется наверх, потом снова стоит на месте и спускается вниз.
А теперь давайте попробуем нарисовать линиями движение этой мелодии (рисуем).
А вот еще одна попевка. Послушайте и попробуйте определить движение мелодии. Слова вам подскажут. (слушаем, рисуем).
Итак, вот что должно получиться:
Ребята, а теперь давайте попробуем выполнить небольшое задание самостоятельно. Нужно найти верное графическое изображение мелодии этой песни (соотнести).
ПРИМЕР 
Отлично, у нас все получилось. Итак, ребята, мы с вами увидели, что мелодию можно не только услышать, сыграть, но еще и нарисовать, даже если мы не знаем нот. Это можно сделать простыми линиями. И сразу будет видно, куда движется мелодия: вверх или вниз, или стоит на месте, или делает большие скачки. А теперь домашнее задание:
Задание 1. Прочитайте слогами и прохлопайте ритм песенки. Определите направление движения мелодии. Нарисуйте график движения мелодии этой песни.
Задание 2. Прочитайте слогами и прохлопайте ритм песенки. Определите направление движения мелодии. Нарисуйте график движения мелодии этой песни и ее ритмический рисунок