denis brueck ws 01/02. motivation immer häufigerer einsatz von digitalen audiosystemen –breite...
Post on 05-Apr-2015
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Denis Brueck WS 01/02
Motivation
• Immer häufigerer Einsatz von digitalen Audiosystemen– Breite Einsatzgebiete
• Produktion von Musik
• Produktion von Werbespots
• Produktion von Radiosendungen
• Immer mehr Multimedia
– Bessere Ergebnisse• Sehr hohe Qualität
• Schnellere Produktionszeiten
Inhalt
– Grundlagen• Sampling von analogen Signalen
• Aufbau von Audiodateien
• Was ist Midi?
• Aufbau von Mididateien
• Einsatz von Midi in Studiosystemen
– Harddiskrecording und Sequenzingsysteme• Wie sieht ein digitales Audiostudio aus?
• Die Hardware
• Die Software
Digitalisieren von analogen Signalen
- Abtasten der Amplitude
- Wandeln in einen Binärwert
Digitalisieren von analogen Signalen
• Probleme– Clipping
– Datenverlust durch “Sample and Hold”
– Aliasing Fehler
Audiodaten
• Aufbau von Audiodateien– Beispiel Wave-Datei
• gehoert zu den RIFF-Formaten
• kann mehrere Formate haben
– Samplefrequenz
– Sampletiefe
• Informationen sind im Dateiheader gespeichert
Header einer Wave-Datei
0-3 52 49 46 46 RIFF KENNUNG "RIFF"8-11 57 41 56 45 WAVE KENNUNG „WAVE“4-7 39 2B 00 00 LAENGE
Bytes = 002B39H (11065)
Header einer Wave-DateiByte Nr. HEX ASCII Beschreibung
0-3 52 49 46 46 RIFF KENNUNG "RIFF"
4-7 39 2B 00 00 LAENGE Bytes = 002B39H (11065)
8-11 57 41 56 45 WAVE KENNUNG „WAVE“12-1 66 6D 74 20 Fmt KENNUNG „fmt“
+ 1 Leerzeichen16-19 10 00 00 00 LÄNGE DES FOLGENDEN
UNTERBLOCKES 00000010H (16)
20-21 01 00 Kodierung für Windows-PCM-Verfahren01H (1)
22-23 01 00 KANÄLEMono=1Stereo=2
24-27 44 AC 00 00 ABTASTFREQUENZ2B11H = 11,025 kHz5622H = 22,050 kHzAC44H = 44,1 kHz
28-31 88 58 01 00 BYTES PRO SEKUNDE88200 (2Byte*44100KHz)
32-33 02 00 BYTES PRO SAMPLE8 Bit Mono = 18 Bit Stereo = 216Bit Mono = 216 Bit Stereo = 4
Header einer Wave-Datei34-35 10 00 SAMPLETIEFE
(16 Bit)36-39 64 61 74 61 data DATA-KENNUNG
„data“40-43 11 2B 00 00 DATENBLOCKLÄNGE
(11025 Samples)44-ende Ab hier beginnen die eigentlichen
Sound-Daten
Audioformate professioneller Harddiskrecordingsysteme
• Jedes System arbeitet mit eigenem Dateiformat– Zum Speichern von spezifischen Informationen
• Lautstärkeverläufe• Fadings• Schnittpunkte
– Neue Standards• Sampletiefen bis 24Bit • Samplefrequenzen bis zu 96KHz
MIDI
• MIDI (Musical Instrument Digital Interface)– Entstanden 1982 – Ansteuerung elektronischer Musikinstrumente– GM (General Midi) Standard
• Spezifikation• Manipulation• Übertragung• Speicherung
Die Midi-Spezifikation (elektrisch)
• Datenübertragung– Asynchron / Seriell
– Datentransferrate von 31.25Kbaud (+/- 1%)
– 1 Start-, 8 Daten-, 1 Stopbit
– 5mA-Stromschleife
– Übertragung über geschirmtes Twisted-Pair-Kabel
– Verbindung über 5-poligen Dinstecker
Aufbau eines Midinterfaces
Aufbau von Mididateien
• Beschreibung der Midi-Datei (Byte 9-14)– Format 0
• Nur ein Track• Kann direkt abgespielt werden• Leichte Verschiebung der Noten• Nicht zur Weiterbearbeitung verwenden!
DateikennungByte Nr 1 2 3 4
HEX 4Dh 54h 68h 64hASCII M T h d
File-Header:Laenge der Headerinformation
Byte Nr 5 6 7 8HEX 00h 00h 00h 06h
ASCII
Beschreibung der Midi-DateiByte Nr 9 10 11 12 13 14
HEX aah aah bbh bbh cch bbhASCII
Aufbau von Mididateien
– Format 1• Jedes Instrument bekommt einen eigenen Track
• Tracks werden hintereinander gespeichert
• Kann nicht direkt abgespielt werden
• Geeignet zur Weitergabe von Midiprojekten
Aufbau von Mididateien
– Format 2• Kombination aus Format 0 und Format 1
• Wird in der Praxis kaum genutzt
Aufbau von MididateienTrack-Header:
TrackkennungByte Nr 1 2 3 4
HEX 4Dh 54h 68h 64hASCII M T r k
Laenge der Spur (ohneInformations-Byte!!)
Byte Nr 5 6 7 8HEX xxh xxh xxh xxh
ASCII
– Midi-Ereignisse• Beschreibt Note oder Aktion
• Vergleichbar mit Daten vom Synthesizer
• Zusätzlich wird Deltazeit angegeben
– Gibt Auskunft über Eintreten des nächstenEreignisses
– Deltazeit ist lauflängencodiert
» Zahl 7Bit codieren
» Wenn Nachfolgestelle -> 8. Bit auf 1 setzen
» Keine Nachfolgestelle -> 8. Bit auf 0 setzen
Aufbau von Mididateien
Midi EreignisHEX Binaer
Parameter Beschreibung
8xh 1000xxxxb nn, gg NOTE AUSnn -> Notegg -> Geschwindigkeit
9xh 1001xxxxb nn, gg NOTE ANnn -> Notegg -> Geschwindigkeit
Axh 1010xxxxb nn, gg NOTE ABKLINGENnn -> Notegg -> Geschwindigkeit
Bxh 1011xxxxb kk, ww KONTROLLAENDERUNGkk -> Kontrollnummerww -> Neuer Wert
Cxh 1101xxxxb aa KANALAUSGANGaa -> Kanalnummer
Exh 1110xxxxb bb, tt TONHOEHENAENDERUNGbb -> Bodentt -> Hoechster Wert
Midi Ereignis
Aufbau von Mididateien
Meta-Ereignisse
Meta-BefehlHEX Binaer
Parameter Beschreibung
00h 00000001b nn, ss ss SETZT SEQUENZ DER SPURnn -> 02 (Laenge der Daten)ss ss -> Sequenznummer
01h 00000001b nn, tt tt tt ... TEXTnn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
02h 00000010b nn, tt tt tt ... COPYRIGHT-TEXTnn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
03h 00000011b nn, tt tt tt ... SEQUENZ- ODER SPURNAMEnn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
04h 00000100b nn, tt tt tt ... SPURNAMEnn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
05h 00000111b nn, tt tt tt ... LYRIC (SONGTEXT)nn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
Aufbau von Mididateien
Meta-Ereignisse (Forts.)06h 00001000b nn, tt tt tt ... MARKER
nn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
07h 00000101b nn, tt tt tt ... HINWEISnn -> Laenge des Textes in Bytett -> Text“string“
2Fh 00101111b nn nn MARKIERT DAS ENDE EINER SPURnn -> 00
51h 1011000h nn, tt tt tt NEUES TEMPOnn -> 03tt tt tt -> Mikrosekunden pro ¼ Note
58h 01011000b nn zz xx cc bb ZEITSIGNATUR (NOTENWERT)nn -> 04zz -> Zaehler des Notenwertesxx -> Nenner des Notenwertes(2=viertel,3=achtel, usw.)\cc -> Anzahl Ticks in einemMetronomschlagbb=anzahl 32tel-Noten zu einer Viertelnote
59h 01011001b nn ft mi HINWEISnn -> 02ft -> Feinabstimmung(hoeher > 128 > tiefer)mi -> hoch/tief (0=hoch, 1=tief)
7Fh 01111111b nn dd SEQUENZINFORMATIONENnn -> Anzahl der zu sendenden Bytesdd -> Daten
Aufbau von Mididateien
Hex-Ansicht einer Midi-DateiGeparste Midi-Datei
Einsatz von MIDI in Audiosystemen
• Midi als musikalischer Informationsträger mit vielen Vorteilen– Einfache Handhabung
• Einfache Verkabelung
• Viele Tools
• Weite Verbreitung
– Steigerung der Kreativität• Änderung der Instrumente
• Erstellen künstlicher Arrangements
Einsatz von MIDI in Audiosystemen
– Verkürzte Produktionszeit• Korrigieren von Fehlern möglich
• Automatische Quantisierung
• Großer Pool an MIDI-Projekten
Einsatz von MIDI in Audiosystemen
• MIDI zum Synchronisieren und Steuern des Musikequipmentes– Synchronisation
• SMPTE
• MTC
• MIDI-Clock
– Steuerung von Geräten via Midi• Zur Automatisierung
• Zur Steuerung
DigitalesAudiosignal
Digitale
Aufzeichnung
Typischer Aufbau eines digitalen Audiostudios
Analoges SignalAbhöranlage
DA-Wandler&
Mischpult
AD-Wandler
Monitormix
Kopfhörer-
Mischer
MIDI
Midi-Geräte
Endmix
Verstärker
DigitalesAudiosignal
Hersteller von Audio-Software
• Harddiskrecording SW -> Analoge Signale– Creamware (TripleDat)
• Führend im DSP-Bereich– Softwaresampler– Softwaresynthesizer
– Steinberg (Cubase)– Emagic (Logic)– DigiDesign (ProTools)
• Sehr Professionell/Sehr Teuer!
• MIDI-Sequenzing SW– Steinberg– Emagic
MIDI-Sequenzer
• Allgemeines– Mehrspur - “MIDI-Tonbandgerät”
– Geräte müssen Midi “sprechen”
– Auch als Hardwarelösung erhältlich
– Realtime oder Steptime möglich
– Macht Komponieren auch für “nicht Musiker” möglich!
MIDI-Sequenzer (Der Arranger)Tracks (Spuren)
Midi PartsTransportfenster
Locator
MIDI-Sequenzer (Notenbearbeitung)
• Ermöglicht effektives Komponieren• Nachbearbeitungsmöglichkeiten• Verschiedene Darstellungsmöglichkeiten
– Noten-Editor
– Grid-Editor (Drum-Editor)
– Notenlängen-Editor
– Midi-Editor
• Ermöglicht sauberen Notendruck
Midi-Mixer
Lautstärke
Spurstatus
Systembefehle
Harddiskrecordingsysteme
• Allgemeines– Digitaler Mehrspurrecorder
– Verwaltung von Samples
– Schneiden von Samples
– Manipulieren von Samples• Lautstärke
• Mischen
• Effekte
– Kein Qualtitätsverlust des Rohmaterials
Harddiskrecordingsysteme (Cutter)
Harddiskrecordingsysteme (Audiomixer)
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