edutech especialização em informática na educação
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EDUTECH Especialização em Informática na Educação. Recursos Tecnológicos II Prof. Anselmo C. de Paiva Depto de Informática - UFMA. 4 – Multimídia Data - Audio. Roteiro. Psicologia do som Para que usar som? Quais as técnicas que existem para comunicação com som Ciência do Som - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
EDUTECHEspecialização em
Informática na Educação
Recursos Tecnológicos IIProf. Anselmo C. de Paiva
Depto de Informática - UFMA
4 – Multimídia Data - Audio
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4 – Dados Multimídia - AudioRoteiro
• Psicologia do som– Para que usar som?– Quais as técnicas que existem para
comunicação com som
• Ciência do Som– Porque existe– Como trabalha
• Tecnologia do som– Como capturá-lo – Como editá-lo– Como usá-lo
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4 – Dados Multimídia - AudioPara que serve o som?
• Reforça a mensagem
• Cria curiosidade e interesse
• Narração auxilia o processo de aprendizagem e/ou treinamento
• Dá feedback
• Desperta !!!!
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4 – Dados Multimídia - AudioAplicações de Audio Digital
• Produção de Música – Gravação em discos rígidos– Síntese de sons– Samplers – Processamento de efeitos
• Video – Audio é importante elemento: música e efeitos
• Web – Incrementar as páginas web– Ouvir CDs – Ouvir rádios web
• Outros usos - Quais ?
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4 – Dados Multimídia - AudioSom
• Variação de pressão que se propaga em um meio elástico
• Se move através de ondas de pressão
• Se move rápido no ar: 340 m/sec =• Características de uma onda sonora• Ondas sonoras tem reflexão,
refração, difração, etc. • Sinal analógico por natureza.
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4 – Dados Multimídia - AudioSom
• Geradoras– Mudanças na pressão do ar– Alto falantes – elétrica– Variações diretas de pressão – acústica
• Receptores• Microfone – produz sinal elétrico• Ouvidos – respondem a pressão no
ouvido
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4 – Dados Multimídia - AudioCaracterísticas Físicas do som
• Amplitude– Altura da onda– Unidade: Decibéis (dB)
• Freqüência – #ciclos /tempo – Unidade: Hz = ciclos/sec – Freqüências audíveis: 20 Hz a 20 KHz
• Duração
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4 – Dados Multimídia - AudioCaracterísticas F’isicas do som
Tempo
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4 – Dados Multimídia - AudioCaracterísticas Perceptuais
• Intensidade– Volume
• Altura– Frequência ( sons graves e agudos)
• Timbre– Mesma altura e intensidade –
instrumentos diferentes
200 Mhz 500 MHz 1500 MHz
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4 – Dados Multimídia - AudioIntensidade
• Representa a percepção da amplitude• Relacionada a potência acústica• Percepção do ouvido é logarítmica
– Limite de audibilidade 0 dB– Limiar da dor 120 dB– Sala de estar 40 dB– Grito a 1,5 m 100 dB
• 120 dB – 106 ou 220 níveis
• Acima de 100 dB poluição sonora – 216 níveis
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4 – Dados Multimídia - AudioAltura
• Está associada com a frequência• Altura menor – sons mais graves• Altura maior – sons mais agudos• Uma oitava acima – dobro da
frequência
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4 – Dados Multimídia - AudioPsicoacústica
Auditory cortex: Auditory cortex: refina a refina a informação de informação de tempo e tempo e frequênciafrequência
Cochlea: Cochlea: converte converte para para impulsos de impulsos de frequência frequência nos nervosnos nervos
Ouvido: Ouvido: recebe recebe ondas 1-D ondas 1-D
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4 – Dados Multimídia - AudioComo ouvimos?
• Humanos podem ouvir de 20 Hz a 20 KHz
• São perceptíveis variações de 1.5 Hz
• Perda de audição ocorre com a idade– 50 anos ouve-se no máximo 14KHz– 70 anos ouve-se no máximo 10 KHz– Importante para projeto de interface
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4 – Dados Multimídia - AudioRepresentação do som
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4 – Dados Multimídia - AudioDigitalização do Som
• Para tratamento e edição no computador necessário fazer a conversão de analógico para digital
• Para execução converte de digital para analógico
• Digitalizador : PC ou hardware específico
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4 – Dados Multimídia - AudioAmostragem – Questão Básica
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4 – Dados Multimídia - AudioCaracterísticas do Sinal digital
• Frequência de amostragem – Unidade: Hz = samples/sec – Em geral entre 11,025 Hz e 44,100 Hz
• Bit-resolution (Recording resolution) – # de bits para armazenar cada amostra– Em geral entre 8 e 32 bits
• Requisitos de armazenamento pra sinal mono – Frequência de amostragem * bit-
resolution/8 * duração
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4 – Dados Multimídia - AudioA Onda
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4 – Dados Multimídia - AudioAmostragem
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4 – Dados Multimídia - AudioA aproximação
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4 – Dados Multimídia - AudioMaior frequência de amostragem
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4 – Dados Multimídia - AudioMaior frequência de amostragem
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4 – Dados Multimídia - Audio
• Requisitos de Armazenamento– Sinal mono
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4 – Dados Multimídia - Audio
• Requisitos de Armazenamento– Sinal estéreo
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4 – Dados Multimídia - AudioAmostragem - Aliasing
• Maior amostragem melhor a semelhança entre o sinal digital e o sinal analógico correspondente.
• Amostragem maior que duas vezes a menor frequência do sinal– Evita problemas de aliasing– Distorção
• Boa taxa de amostragem é 44,100 amostras por segundo– Frequência máxima é 22.05 Hz– Humanos podem ouvir até 20 Hz
• DVD Audio– 192 kHz / 24 bits por amostra– Frequência máxima 96 Hz
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4 – Dados Multimídia - AudioAliasing
10 Hz , 5 amostras/sec
Sinal resultante
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4 – Dados Multimídia - AudioAmostragem – Tamanho da amostra
• Quanto maior o número de bits para armazenar uma amostra melhor a representação da amplitude– Em geral 8 bits – 256 valores– 16 bits – 65 mil valores
• Quantização – Pode gerar ruído
• Baixa qualidade pode afetar usabilidade
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4 – Dados Multimídia - AudioImplicações da Amostragem
• Trade off entre Qualidade do Áudio e Razão de Amostragem
• Frequ6encia e Tamanho das amostras afetam a qualidade do som– Ouvidos não respondem linearmente ao som– Decibel (dB) é uma medida logarítmica do som– 16-bit possui SNR de 98 dB – inaudível– 8-bit possui SNR de 50 dB – 8-bit é grosseiramente 8 vezes mais ruidoso
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4 – Dados Multimídia - AudioEfeito do Tamanho da amostra
• File Type File Size (all mono)44Hz 16 bit 3.5 Mb 44KHz 8-bit 13.Mb
22KHz 8-Bit 424 Kb11KHz 8-bit 120 K
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4 – Dados Multimídia - AudioFormatos de Amostragem
• Muitos formatos para som amostrado• Qualidade de CD – 44.1 kHz, 16 bits
por canal– 44,100 x 2 x 60 = 5.2 MB / minuto– .wav (PC) .aiff (MAC)
• Média qualidade– 22 kHz, 8 Bits
• Baixa qualidade– 11 kHz, 8 bit, Mono– 11 000 x 60 = 660 Kb /minuto
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4 – Dados Multimídia - AudioFormatos de Arquivos de Som
• Aiff - padrão– audio interchange file format
• MIDI – descritiv para instrumentos musicais
• WAV - Microsoft; 8-bit e 16-bit • SND - Apple; 8-bit • AU - Sun; 16-bit comprimido • Other
– Riff - Microsoft; superset of WAV – VOC - SoundBlaster – SMP - Turtle Beach
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4 – Dados Multimídia - AudioLaboratório 1 – Edição de Áudio
• Instalar o CoolEdit• Cópiar os arquivos de som:
– What is the meaning of life? what.wav
– This is a lab about sound editing.sound.wav
– The clapping of one or two hands shows appreciation.clapping.wav
– Is a bird in the hand better than two in the bush? hand.wav
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4 – Dados Multimídia - AudioLaboratório 1 – Edição de Áudio
• Abra um novo arquivo de som• Abra os arquivos de som copiados• Em uma janela com um arquivo copiado,
marque uma parte do som que deseja• Então escolha Edit->Copy• Vá para o arquivo novo e escolha Edit-
>Paste• Crie um arquivo de som com a seguinte
frase: What is the sound of one hand clapping• Salve o arquivo
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4 – Dados Multimídia - AudioLaboratório 2 - Gravação
• Escolha• Iniciar->Configurações-
>Painel deControle• Clique em Multimidia e
escolha a qualidade preferida como "CD Quality" e o volume de gravação para "High."
• Clique em apply
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4 – Dados Multimídia - AudioLaboratório 2 - Gravação
• Plug o microfone no slot correto na placa de som
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4 – Dados Multimídia - AudioCompressão
• Queremos som de alta qualidade mas precisamos reduzir o tamanho
• MP3 é um formato comum– MPEG-1 ( Motion Pictures Expert
Group) Audio Layer 3– Utiliza uma codificação baseada em
características perceptuais para reduzir o tamanho• Compressão com perda
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4 – Dados Multimídia - AudioCompressão MP3
• Pode reduzir tamanho dos arquivos até 12 vezes
• Numero de bits por 1 seg de áudio
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4 – Dados Multimídia - AudioDicas para Utilização de som - Web
• Não existe padrão para audio na Web• Poucos sistemas possuem audio de 16
bits• Ouvir audio de 16 bits em sistema de 8
bits é horrível• Perder muito tempo baixando som cansa
o usuário• So faça som de 8 bits em sua homepage• Ou forneça nas duas opções 8 e 16 bits
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4 – Dados Multimídia - AudioDicas para Utilização de som - Web
• Grave na maior taxa de amostragem e tamanho de amostra que vc puder, depois transforme na frequência e tamanho que vc deseja
• Mantenha tamanho do arquivo pequeno• Subamostrando para 8-bit• use uma frequência de amostragem menor• use som mono
• Descreva em que formato o som esta sendo disponibilizado– WAVE, AIFF, or outro
• De informação sobre o tamanho do arquivo
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4 – Dados Multimídia - AudioDicas para Utilização de som - Web
• Se precisar de som de alta qualidade e possui arquivos de som grandes :• Use um clip pequeno como preview• ou para os que não tem sistema
com alta capacidade
• De uma olhada em www.realaudio.com/help/content/
audiohints.html
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4 – Dados Multimídia - AudioIntrodução a MIDI
• MIDI - Musical Instrument Digital Interface
• Protocolo que possibilita a comunicação entre um comptudador, sintetizadores, teclados e outros instrumentos entre si.
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4 – Dados Multimídia - AudioComponentes de um Sistema MIDI
• Sintetizador– Gerador de som
• Sequenciador: – Programa editor de música. – Possui vários MIDI INs e MIDI OUTs.
• Canal– Usado para separar informação– Existem 16 canais MIDI em um cabo
• Timbre: – Qualidade do som e.g., som de flauta, som
de cello, etc.
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4 – Dados Multimídia - AudioComponentes de um Sistema MIDI
• Pitch: – Nota musical que o instrumento toca
• Voice: – Porção do sintetizador que produz som. – Podem possuir muitas vozes (12, 20, 24, 36,
etc.)– Cada voz trabalha independentemente e
simultaneamente para produzir som de diferente timbre e pitch
• Patch: – Conjunto de controles que define um timbre
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4 – Dados Multimídia - AudioComponentes de um Sistema MIDI
• Dados MIDI são como uma lista de notas, dizendo que instrumento está on ou off
• Arquivos MIDI tem menos informações que áudio amostrado
• Não codifica o timbre, isto é deixado para o sintetizador