Digitální záznam (3)

Zjednodušeně si zkusíme popsat princip digitálního záznamu na obrázku. Pokud si z fyziky pamatujete k čemu slouží osciloskop, nebo máte s tímto přístrojem praxi, nic nového to pro vás nebude.

Naše křivka znázorňuje nějaký obecný audio signál, vzdáleně připomínající sinusovku, ale může to být skutečně cokoli. Zpěv, hudební nástroj, celá kapela, ale i libovolný jiný zvuk nebo hluk. Důležité! Tohle si stále připomínejte, ať si později uvědomíte rozdíl mezi „audio“ a „MIDI“ stopou. Toto je „audio“:

Vodorovná osa pro nás znamená čas. Ono „rozsekání na kousíčky“. Kolik kousíčků za sekundu zaznamenáme, taková je pak vzorkovací frekvence (= vzorkovací kmitočet). Obvyklá hodnota je 44,1kHz, tedy 44100 kousíčků za sekundu (Jiné hodnoty jsou možné a zmíním se o nich později). Je to dvojnásobek slyšitelného spektra a něco málo navíc. Čtyřicet tisíc svislých čar byste asi neviděli, takže je obrázek hodně zjednodušený. Zaznamenaný signál převedený na data (každý sloupec znamená 1/44100 sekundy):

Svislá osa nám vyjadřuje úroveň signálu. Konkrétní jednotka pro nás teď není důležitá, může to být třeba napětí na vstupu zvukové karty. Kolik různých úrovní jsme schopni zaznamenat nám vyjadřuje bitové rozlišení, zpravidla 16 nebo 24 bitů. Pozor, to neznamená 16 a 24 hodnot! Ale dvě na šestnáctou (65 536) nebo dvě na čtyřiadvacátou (16 777 216) různých úrovní signálu a právě tolik by bylo vodorovných čar v našem grafu. Což jsem samozřejmě z praktických důvodů poněkud zredukoval.

Pokud už začínáte chápat, všimnete si určitě jedné nedokonalosti. Zaznamenaný signál je kostrbatý, jakoby složený z kostiček. Ano, to je jedna z nevýhod digitálu oproti analogu. Záznam není dokonalý. Ovšem tato nedokonalost je značně eliminována jednak velmi hustým a častým vzorkováním (naše známé 16 nebo 24 bitů a 44,1kHz) a také filtrací – elektronickými obvody, které mají za úkol tyto kostičky „zakulatit“, aby se výsledná křivka co nejvíce blížila původnímu signálu. V praxi tento rozdíl sluchem nepoznáte.

Takový přibližný převod se někdy nazývá „aproximace“, což by se dalo česky vyjádřit jako „zpřibližnění“. Nebo spíše jako „přibližné, ale co nejpodobnější originálu v rámci daných možností“.

P.S. – Příklad se „schodečky“ berte jen pro ilustraci, ve skutečnosti je to poněkud složitější, zde jde skutečně jen o nastínění prncipu. Elektroinženýr by mi to tu rozcupoval…

(Předchozí díl)