Lecture 7 Multimedia Technologies PDF

‫تقنيات الوسائط المتعددة‬ Multimedia technologies Lecture (7) Dania Mohamed Ahmed  ‫الخالصة‬ Sound ‫ الصوت‬ Sound properties‫ خصائص الصوت‬ Sound wav...

‫تقنيات الوسائط المتعددة‬ Multimedia technologies Lecture (7) Dania Mohamed Ahmed  ‫الخالصة‬ Sound ‫ الصوت‬ Sound properties‫ خصائص الصوت‬ Sound wave properties ‫ خصائص الموجات الصوتية‬ Sound representation in a computer ‫ تمثيل الصوت في الحاسوب‬ Calculate the volume of sound ‫ حساب حجم الصوت‬  ‫الصوت‪Sound‬‬ ‫‪ ‬هو مجموعة من األمواج غير المرئية‪ ،‬والتي تسمعها الكائنات الحية باالعتماد‬ ‫على حاّس ة الس مع الموج ودة عن دها‪ ،‬وُيع رف الص وت علمي ًا بأن ه الت أثير‬ ‫الفيزيائي على األذنين‪ ،‬وال ذي يجعلهم ا ُتمّي زان األص وات المحيط ة‪ ،‬والتع ّر ف‬ ‫عليه ا بن اًء على ق راءة ال دماغ للموج ات الص وتية ال تي ينقله ا العص ب الس معي‬ ‫له‪.‬‬ ‫‪ ‬الص وت في الحقيق ة ه و ك ل م ا يمكن ان تس معه من خالل حاس ة الس مع‬ ‫وش مل ك ل األص وات ال تي تخ رج عن د نط ق اي كلم ة – الموس يقى – ح تى‬ ‫الضوضاء رغم انها غير مرغوب فيها لكنها تعتبر صوت‪.‬‬ ‫‪ ‬الص وت ه و االه تزازات ال تي تنتق ل ع بر اله واء أو وس ط آخ ر ويمكن س ماعها‬ ‫عندما تصل إلى أذن الشخص أو الحيوان‪.‬‬ ‫‪ ‬إدراك البشر للصوت هو عملية معقدة للغاية‪.‬تتضمن ثالثة أنظمة‪:‬‬ ‫ المصدر الذي يصدر الصوت‪.‬‬ ‫ الوسط الذي ينتشر من خالله الصوت (مثل الهواء)‪.‬‬ ‫ الكاشف الذي يستقبل ويفسر الصوت‪.‬‬ ‫‪ ‬الموج ات هي الش كل ال ذي يرس مه الص وت عن د االنتق ال من المص در‬ ‫للمستقبل في الوسيط النقال (مجموعة من الترّددات التي تّتحد مع جزيئات‬ ‫الهواء‪ ،‬الذي ينفصل عنها بعد مرور الصوت)‪.‬‬ ‫‪ ‬لقد عبر المهندسون عن هذه االهتزازات بطريقة شكل موجات حتي تسهل‬ ‫عملية حساب عدد الذبذبات ودراسة طبيعة الصوت من الناحية النظرية ‪.‬‬ ‫‪ ‬وكل موجة تتكون من عدد من الذبذبات وهذه الذبذبات هي تشكل الموجة‪.‬‬ ‫‪ ‬عادة مجموع ة من الذب ذبات ينتج عن ه تنويع في ح ده وغلظ ه وش دة الص وت‬ ‫حسب المصدر الصادرمنه ‪.‬‬  ‫خصائص الصوت ‪Sound properties‬‬ ‫‪ ‬توجد ثالث خصائص يتميز فيها الصوت هي ‪:‬‬ ‫‪ -1‬درجة الصوت ‪Sound Pitch‬‬ ‫هي المسافة التي يصل إليها معدل ارتفاع الموجات الصوتية‪ ،‬والتي تعتمد على‬ ‫المصدر الذي قام بتوليد الصوت‪ ،‬وقد يكون الصوت خافتًا‪ ،‬أو مرتفعًا جدًا‪ ،‬وينتج‬ ‫عنه ما ُيعرف باسم الصراخ‪ ،‬وهو اندفاع الموجات الصوتية بسرعة عالية وفائقة‬ ‫عبر جزيئات الهواء‪ ،‬مما يؤّدي إلى ازدياد حدتِه‪ ،‬وانتشاره‪ ،‬وكلما ازدادت درجة‬ ‫الصوت صدر عنه عدم تناغم صوتي‪ ،‬في حال احتوى على العديد من الكلمات‬ ‫الصادرة في وقت واحد‪.‬‬ ‫‪ -2‬كثافة الصوت ‪Sound Intensity‬‬ ‫هي ازدياد مقدار الطاقة التي تعمل على نقل الصوت‪ ،‬أي هي عملّية تنتج من‬ ‫خالل زيادة تكثيف جزيئات الصوت‪ ،‬ويقوم مكّبر الصوت الميكروفون بتكثيف‬ ‫الصوت من أجل جعل تردده يزداد بشكل أكبر‪.‬‬  ‫‪ -3‬جودة الصوت ‪Sound Quality‬‬ ‫هي المقياس الذي ُيحدد مدى قدرة الصوت على الوصول بوضوح إلى‬ ‫األشخاص‪ ،‬أي كلما كان الصوت نقيًا‪ ،‬وواضحًا‪ ،‬وال توجد أي مؤثرات تمنع من‬ ‫وصوله‪ ،‬وانتشاره كّلما وصف بأنُه جيد‪ ،‬والعكس صحيح‪ ،‬ومن األسباب التي‬ ‫تؤثر على جودة الصوت‪ :‬مقويات الترددات الصوتية‪ ،‬والتي تستخدمها‬ ‫المحطات اإلذاعية أثناء إذاعة البث الخاص بها ‪ ،‬فتختلف جودة الصوت بين‬ ‫المناطق الجغرافية بناًء على مستوى التغطية الخاصة بالموجات الصوتية‪.‬‬ ‫أيضا من األسباب التي تؤثر على جودة الصوت األخطاء التي تحدث في‬ ‫المعدات أثناء مراحل التسجيل أو يمكن تقليل الجودة عن طريق تنسيقات‬ ‫الملفات المستخدمة عند تخزين األصوات الرقمية‪.‬‬  ‫خصائص الموجات ‪Sound wave properties‬‬ ‫الصوتية‬ ‫‪ ‬يتألف كل صوت من موجات ذات ترددات وأشكال مختلفة‪.‬من خصائص‬ ‫الموجات الصوتية ‪:‬‬ ‫‪.1‬الفترة ‪Period‬‬ ‫‪.2‬التردد ‪Frequency‬‬ ‫‪.3‬السعة ‪Amplitude‬‬ ‫‪.4‬عرض النطاق الترددي ‪Bandwidth‬‬ ‫هو نطاق الترددات التي يمكن أن ينتجها الجهاز أو يمكن لإلنسان سماعها‪.‬‬ ‫‪.5‬ديناميكي ‪Dynamic‬‬  ‫‪ ‬الفترة ‪Period‬‬ ‫هي الفترة التي تتكرر فيها إشارة دورية بانتظام‪.‬‬ ‫‪ ‬التردد ‪Frequency‬‬ ‫هو إدراك الصوت من قبل البشر فهو يقيس مدى "ارتفاع" الصوت كما يراه‬ ‫المستمع‪ ،‬التردد هو مقياس لعدد االهتزازات التي تحدث في ثانية واحدة‪.‬‬ ‫ويقاس هذا بالهرتز ((‪ Hz‬ويتوافق مع درجة الصوت (رفيع – غليظ ‪ -‬حاد)‪.‬‬ ‫‪ ‬كلما زاد االهتزاز المتكرر ‪ ،‬كلما زادت درجة الصوت‪.‬‬ ‫تردد‬ ‫منخفض‬ ‫تردد عالي‬  ‫‪ ‬السعة ‪Amplitude‬‬ ‫هي اإلزاحة القصوى لموجة من وضع التوازن‪.‬كلما كان الصوت أعلى ‪ ،‬كلما‬ ‫زادت طاقته‪.‬هذا يعني أن األصوات العالية لها سعة كبيرة‪.‬‬ ‫سعة‬ ‫منخفض‬ ‫سعة عالي‬  ‫تمثيل الصوت في ‪Sound representation in a computer‬‬ ‫الحاسوب‬‫‪‬‬ ‫من أج ل تخ زين الموج ة الص وتية في الحاس وب‪ ،‬يتم أخ ذ عين ات من‬ ‫الموج ة‪.‬يتم تمثي ل ك ل عين ة ب رقم "الرم ز"‪.‬تع رف ه ذه العملي ة‬ ‫بالرقمنة‪. Digitalization‬‬ ‫‪ ‬يسمي الصوت بعد تخزينه في الحاسوب بالص‪3‬وت ال‪3‬رقمي ‪Digital Audio‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪ ‬الرقمنة ‪Digitalization‬‬ ‫هي عملي ة تحويل اإلش ارات التناظرية‪ Analog‬إلى إش ارة رقمي ة‪. digital‬هن اك‬ ‫ثالث خطوات لتحويل الصوت)بترتيب ) ‪:‬‬ ‫‪ -1‬أخذ العينات ‪.Sampling‬‬ ‫‪ -2‬التقسيم ‪.Quantization‬‬ ‫‪ -3‬الترميز ‪.Encoding‬‬  ‫أخذ العينات ‪Sampling‬‬ ‫‪‬‬ ‫هو مصطلح دورة في الثانية‪.‬تعرف بعملية أخذ العينات للحصول على إشارة‬ ‫يؤثران على جودة الصوت الرقمي هما ‪:‬‬ ‫تماثلية‪.‬هناك عامالن‬ ‫‪ -1‬معدل العينة ‪: Sample Rate‬‬ ‫عدد مرات أخذ العينة ‪ ،‬معدالت أخذ العينات األكثر شيوًعا هي‪، 11.025 :‬‬ ‫‪، 22.05‬‬ ‫و ‪ 44.1‬كيلوهرتز‪.‬‬ ‫‪ -2‬حجم العينة ‪ Sample Size‬أو عمق العينة ‪: Sample Depth‬‬ ‫كمية المعلومات المخزنة حول العينة‪ ،‬أحجام العينات األكثر شيوًعا هي ‪ 8 :‬و‬ ‫‪ 16‬بت‪.‬‬ ‫أخذ العينات ‪Sampling‬‬  ‫‪ ‬التقسيم ‪Quantization‬‬ ‫وهو تمثل سعة كل عينة كأعداد صحيحة أو أرقام‪.‬أو تحويل اإلشارات التماثلية‬ ‫إلى تسلسل قيم رقمية‪.‬عدد األرقام المستخدمة لتمثيل قيمة كل عينة تعرف‬ ‫باسم حجم العينة أو عمق البت‪.‬‬ ‫‪ ‬الترميز ‪Encoding‬‬ ‫تحويل األرقام من النظام العشري إلى نظام ثنائي ( ‪. )1 ، 0‬ليمكن تخزينها في‬  Sound representation in a computer ‫تمثيل الصوت في‬ ‫الحاسوب‬ Sampling ‫أخذ‬ ‫العينات‬ ‫التقسيم‬ Quantization ‫إشــارة تماثلية‬ Encoding ‫الترميز‬  ‫حساب حجم‪Calculate the volume of sound‬‬ ‫الصوت‬ ‫‪.1‬الزمن ‪ Time‬الذي يستغرقة التسجيل ويجب أن يكون بالثواني‪.‬‬ ‫‪.2‬معدل العينة ‪ Sample Rate‬التي يتم أخذها من الموجات الصوتية وتكون‬ ‫بالهيرتز ‪.HZ‬‬ ‫‪.3‬عمق العينة (دقة) ‪ Sample Depth‬وهو عدد البتات ‪ Bits‬التي تستخدم في تمثيل‬ ‫العينة الواحده‪.‬‬ ‫‪.4‬عدد القنوات المستخدمة لتسجيل الصوت ‪ ،‬ويتم تحديدد عدد القنوات على‬ ‫حسب الجهاز الذي إستخدم في عملية التسجيل‪.‬‬ ‫‪.5‬لتحويل حجم الصوت من البت إلى البايت يتم القسمة على ‪.8‬‬ ‫‪.6‬لتحويل من بايت إلى كيلو بايت تقسم على ‪. 1024‬‬ ‫ثانيه)‪.‬‬ ‫‪3‬اة ص‪3‬وتية‬‫‪3‬ون قن‬‫(مره‬ ‫‪ 1024‬تك‬ ‫تقسمحعلى‬ ‫‪3‬ادي ‪mono‬‬ ‫بايت‬ ‫ميقاس‬ ‫‪3‬جيل األ‬ ‫بايت إلي‬ ‫‪3‬تخدم الت‬ ‫‪3‬واتكيلو‬ ‫إذا إس‬ ‫لتحويلن من‬ ‫عدد الق‬‫‪.7 ‬‬ ‫واح‪33‬دة (‪ )one channel‬وإذا إس‪33‬تخدم تس‪33‬جيل االس‪33‬تريو‪ Stereo‬ل‪33‬ه‬ ‫قناتان(‪)Two channels‬‬  ‫الــقــانون‬ Size =Time(S) x Sample Rate(Hz) x Sample Depth(Bit) x No of Channel : ‫ حــيث أن‬.)‫ الزمن (بالثواني‬: Time -.)‫ معدل العينة (بالهيرتز‬: Sample Rate -.)‫عمق العينة (بالبت‬: Sample Depth -. ‫ عدد القنوات‬: No of Channel -  ‫مــــثال‬ ‫‪ ‬تم تسجيل ملف صوتي أستريو ‪ Stereo‬بمعدل اخذ عينات ‪ KHz 44.1‬وبدقة ‪ 16‬بت‬ ‫لمدة دقيقتين أحسب حجم الملف الصوتي بالميقابايات؟‬ ‫الـــحـــل‬ ‫‪ -1‬معدل العينة = ‪KHz x 1000 =44100 Hz 44.1‬‬ ‫‪ -2‬عمق العينة ( الدقه) = ‪ 16‬بت‬ ‫‪ -3‬الزمن = ‪ 2‬دقيقة ‪ x 60= 120‬ثانية‬ ‫‪ -4‬عدد القنوات = ‪) 2‬أستريو)‬ ‫‪ -5‬حجم الصوت = معدل العينة ‪ x‬الدقة ‪ x‬الزمن ‪ x‬عدد القنوات = ‪x 16 x 44100‬‬ ‫‪120 x 2=169344000‬‬ ‫حجم الصوت = ‪=MB 20.19 = ((21168000/1024)/1024) 8169344000/‬‬ ‫س ــ ـ ـ ؤ ا‬ ‫ل‬