HANG Multimdia tananyag 10242020 Huszr Istvn 1 Mi

HANG Multimédia tananyag 10/24/2020 Huszár István 1

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. 10/24/2020 Huszár István 2

Milyen gyorsan terjed a hang? A hang különböző sűrűségű közegekben különböző sebességgel terjed. A hang terjedési sebessége 0 °C-os hőmérsékletű levegőben: c 0 = 331, 8 m/s. A hang terjedési sebessége 15 °C-os hőmérsékletű levegőben: c 15 = 340 m/s. 10/24/2020 Huszár István 3

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. 10/24/2020 Huszár István 4

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). 10/24/2020 Huszár István 5

Mi a hangerősség mértékegysége? A hangerősség mértékegysége a bel [B] (Alexander Graham Bell nevéhez fűződik), de a gyakorlatban ennek tizedrészét, a decibelt használjuk. 1 d. B = 0, 1 B A hangerősséget másként hangosságnak, vagy a hangérzet erősségének is nevezzük. 10/24/2020 Huszár István 6

Mekkora a hallható hang frekvenciája? Az emberi fül általában 16 Hz és 20000 Hz rezgésszám közötti hangterjedelmet képes érzékelni. Ezek az értékhatárok az életkor függvényei. Idősebb korban már kevésbé halljuk a magasabb hangokat. 10/24/2020 Huszár István 7

Hogyan nevezzük a fülünkkel már nem hallható hangtartományokat? A 16 Hz frekvenciájú rezgésszám alatt a hangtartomány neve: infrahang. A 20000 Hz (=20 k. Hz) frekvenciájú rezgésszám felett a hangtartomány neve: ultrahang. A természetben ezek a hangtartományok is mindennaposak a kommunikációban (pl. bálnák között, vagy denevérek között). 10/24/2020 Huszár István 8

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. 10/24/2020 Huszár István 9

Mit értünk egy hang felharmonikusán? A felharmonikus az alaphang rezgésének egész számú többszöröse. Például egy húr sajátrezgésének frekvenciái f, 2 f, 3 f… stb, ahol az f az alapfrekvencia, a 2 f a második harmonikus, a 3 f a harmadik harmonikus stb. Így keletkezik a zenei hang. 10/24/2020 Huszár István 10

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. 10/24/2020 Huszár István 11

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. ) 10/24/2020 Huszár István 12

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. mp 3. ) 10/24/2020 Huszár István 13

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. 10/24/2020 Huszár István 14

Mi történik a hang digitalizálásakor? 1. Meghatározott időközönként (diszkrét időpillanatokban) mintát veszünk a hangból (sampling). A mintavételezés gyakoriságát a mintavételezési frekvencia jellemzi. 2. Egy adott időpillanatban kapott értéket a jel véges részeire bontott dinamikatartomány szintjeire kerekítjük (kvantálás). 3. A kapott értékeket bináris jelsorozatként ábrázoljuk, és tároljuk. 10/24/2020 Huszár István 15

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 k. Hz. 10/24/2020 Huszár István 16

Mi az ADC és a DAC? ADC: 10/24/2020 Huszár István 17