Педагогические науки/ Современные методы преподавания

т.ғ.д., доцент Жунусова Л.Х., Нұрсанова А.С.

(Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық университеті, Алматы қаласы)

ИНФОРМАТИКА САБАҚТАРЫНДА ДЫБЫСТЫҚ АҚПАРАТТЫ КОДТАУ ЖӘНЕ ӨҢДЕУ БАҒДАРЛАМАЛАРЫН ҚОЛДАНУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Өмірде сан алуан дыбыстар бар, атап айтқанда: сағат соғысы және моторгүрілі, жел гуілі мен жапырақтардың сыбдыры, құстардың сайрауымен адамдардың дауысы. Дыбыстардың қайдан пайда болатыны және ол не нәрсе екені жайлы адамдар әлдеқашан аңғарған. Сонымен қатар ежелгі грекиялық философ және ғалым-энциклопедист Аристотель, дыбыс табиғатын зерттеп түсіндірді, дыбыс беруші дене оны алма-кезек қысып және ауаны жеңілдетеді деп тұжырымдады. Осылайша, ішектердің ауытқуы бірде жеңілдеп, кейде ауаны нығыздайды, ал ауаның серпінділігінен осылайша кезектесіп кеңістік бойымен алысқа тарайды – қабаттан қабатқа серпінді толқындар пайда болады. Біздің құлағымызға да жетеді, олар құлақтың жарғағына әсер етеді және дыбысты сездіреді.

Серпінді толқындар адамдардың есту қабілетіне әсер етеді, дыбыс толқындары шамамен 16 Гц –тен 20кГц-ке дейінгі аралықтағы жиілікте болады (1 Гц - 1 секундтағы толқын). Осыған сәйкес серпінді толқындар кез-келген ортада болады, олардың жиілігі белгілі бір аралықта болады, сонымен қоса оларды дыбыс толқындары немесе жай ғана дыбыс деп атайды. Дыбыс туралы айтқанда дыбыс тембрі мен оның саздылығы деп аталатын түсінік маңызды роль атқарады. Кез-келген нақты дыбыс, ол адамның дауысы болуы мүмкін немесе саздық аспапта ойнау болуы мүмкін, ол дегеніміз белгілі бір жиіліктен құралған гармоникалық толқындардың өзіндік үйлесімі. Төменгі жиіліктегі толқынды көбінесе саз деп атайды, ал басқаларын обертон деп атайды. Тембр дегеніміз обертондардың әртүрлі болуы, өзінің қасиетіне байланысты ол тембр немесе обертон болуы мүмкін, ол дыбысқа ерекше бояу береді.

Сигнал амплитудасы, уақыттың әр сәтінде анықталып сандық түрде көрсетілуітиіс. Қарапайым жағдайда бір битті қолдануға болады. Дыбыс бар ма, әлде жоқ па соны тексереді. Бірақ іс жүзінде осындай кодтаудың ешбір мәні жоқ. Сигнал амплитудасын кодтау үшін минимум сегіз бит кетеді, яғни бір байт, ол дыбыс қаттылығының екі жүз елу алты деңгейін сипаттауға мүмкіндік береді. Осындай жағдайда дыбыс сапасы жоғары болмайды. Дискретизация жиілігі аз болса, музыка ойнаған кезде ол қысылып шығады. Жақсы сапа екі байтты қолданған кезде жақсы болады, ол алпыс бес мың әртүрлі амплитуда берген кезде орындалады. Көп жағдайда екі байттың өзі жоғары сапалы дыбысты жазу үшін жеткілікті, дей тұрғанмен кейде 24 бит қолданылады. Үш байт сигнал амплитудасын кодтау кезінде қолданылады. Дыбысты кодтау үшін кодталған дыбысқа қарағанда жиілікті екі есе көп қолдану қажет. Бұны түсіндіру өте қарапайым. Дыбыстық толқын екі жартылай периодтан тұрады: жағымды және жағымсыз. Сондықтан оны ерекше ету үшін әр жартылай периодтан бір таңдау бойынша алу керек.Осылайша адам дыбысты 20 Гц – тен 20000 Гц жиілік диапозонында қабылдайды, сонымен қатар сапалы түрде кодтау үшін жиілікті екі есе көп қолдану керек, 20000 Гц - ке қарағанда 40000Гц қолданған жөн. Сонда сақталған таңдауларды адамның құлағымен қабылданған дыбыс толқынының диапозон ішінде орындалуына мүмкіндік береді. Дыбысты сапалы кодтау үшін артығымен алу керек, сондықтан сандық дыбыс жазу кезінде дискретизация жиілігі 44100 Гц және 48000 Гц-ке тең болды. Бұл дегеніміз сандық түрде дыбыс жазудың әр секундта 4400 бірлік ақпарақ жазылады, олардың жүйелілігі бір секундта дыбыстың ұзақтығын модельдейді.

Дискретизация жиілігі дыбыстық сигналды компьютер өлшемі бойынша кодтаған кезде өте жоғары болмайды, ал сандық мәліметтер едәуір үлкен болады. Сандық аудиомәліметтердің алатын орнының көлемін азайту үшін ақпаратты қысудың әртүрлі әдістері қолданылады, көбінесе MPEG алгоритмі қолданылады.Мысалы, MPEG-1 Layer 3 (МР3) алгоритмін қолдану арқылы қысу әдісі мәліметтің көлемін он есеге дейін азайтады, дыбыстың сапасын сақтау барысында audio-CD қолданылады. WMA (Windows Media Audio) стандарты бойына қысу форматы МР3-мен бірдей болады, Windows операциялық жүйесінің соңғы нұсқасының қолдауымен жұмыс істейді.

Осы екі стандартта да психоакустикалық модель бойынша қысу қолданылады, яғни бастапқы берілген дыбыстық сигналдан ақпарат бөлінеді, олар архивтеу-бағдарламаларында іске асады, олар онша естіле бермейді, содан кейін сигнал кәдімгі әдістермен қысылады. Осындай әдіспен кодтағанда бастапқы берілген сигнал бұрмаланады, бұл дегеніміз – сапаны жоғалту деген сөз. Сапаны жоғалту дәрежесін ретке келтіруге болады, алайда сапаны жоғарылату кезінде ақпараттың көлемі де ұлғаяды. Жазбаның сапасын сипаттайтын негізгі параметрлер декодтауға арналған мәліметтер ағымының жылдамдығы болып саналады. Осындай параметрлерді битрейт деп атайды (bitrate- бит жиілігі).

Битрейт өлшем бірлігі Кб/с және ол 320 Кб/с-қа дейін жетеді. Көп жағдайда 192 немесе 128 битрейт жеткілікті деп саналады. Битрейт 48 Кбит/с-тан төмен болған жағдайда оның сапасы күрт төмендейді және оны әуен жазған кезде қолданған жөн. Сөйлеген дауысты жазу үшін битрейт аз мөлшерде қолданылады. Сапалы диктофондық жазба жасау үшін 8 Кбит/с битрейт қажет. MP3 және WMA форматтарында бұрмалау мен кодтау көбінесе әуеннің сипатына байланысты болады.

Компьютерде дыбыс жазып оны тыңдауға арналған арнайы дыбыстық адаптерлер қолданылады. Дыбыстық адаптер бір арнайы процессордан тұрады, осылайша дыбыстың шығуын басқаратын функциялардан негізгі процессор босатылады. Дыбыстық адаптердің көмегімен дыбыстық ақпарат жазылады, әуен мен сөйлеуді компьютер арқылы естуге мүмкіндік береді.

Дыбыстарды өңдеу үшін дыбыстық редакторды қолдану керек. Ең жақсы дыбыстық редакторларға Sound Forge, BitwigStudio, WaveLab бағдарламасы жатады. Көпканалды монтажда Cool Edit редакторы қолданылады. Әуенді редактрлеу үшін және вокалды әуенмен толықтыру үшін бағдарламалар қолданылады, оны MIDI және аудио секвенсор деп атайды. Осындай класқа жататын ең жақсы бағдарламаларға Cakewalk Sonar және Cubase VST жатады.

SonySoundForge – Sony компаниясы ұсынып отырған дыбысты өңдеу бағдарламасы. Соңғы шыққан нұсқасы Pro10.0d деп аталады, 2012 жылы жарық көрген. 24, 32 және 64 биттік дыбыстардың өңдеу мүмкіншіліктері бар. Яғни дыбысты өңдеудің жан-жақты функциялары қарастырылған.

BitwigStudio – Немістің Bitwigкомпаниясы ұсынып отырған дыбысты өңдеу бағдарламасы. Көптеген мүмкіншіліктері бар, негізінен әуен жазу, әншінің әуенін өңдеуде, фильмдегі дыбыстарды өңдегенде қолданылады. Қолданушы интерфейсінде дыбысты өңдеуде қолданылатын командалар саны өте көп. Қолданушы өз бетінше бағдарламаны түсінуі мүмкін емес, тек қосымша кітаптар көмегімен ғана түсінікті болады. Қазіргі таңда бағдарламаның соңғы нұсқасы 1.0.14, бағдарлама Windows, OS X, Linux операциялық жүйелеріне арнап жасалған.

Алайда осылардың көбісікоммерциялық бағдарламалық өнімдер болып саналады, олар кәсіби дыбыс жазу студияларында қолданылады. Білім беру мақсатында Audacity (англ. «ерлік», «одáсэти» деп оқылады) дыбыстық редакторы тегін қолданылады. Дыбыстық бірқатар ерекшеліктері бар: ОЖ Linux пен Windows-ке арналған, оның орыс тіліндегі нұсқалары бар, оқушылар үшін интерфейсі қарапайым және түсінікті, ықыласыңыз болса көптеген мақалаларды табуға болады, олар Audacityсипаттап қолдануға арналған. Дистрибутив бар- жоғы 20 Мбайттан тұрады. Бағдарлама өзінің сыртқы қарапайымдылығына қарамастан дыбысты өңдеу бойынша барлық негізгі операцияларды орындауға мүмкіндігі бар.

Аudacity редакторының дыбыстық мүмкіндіктері

· Аудиокартаның сызықтық кірісі мен микрофон арқылы дыбыс жазу.

· Сіз әннің орындалуын және жүргізушінің сөздерін жаза аласыз және т.б.

· Дыбысты редактрлеу.  Редактрлеу дегеніміз бастапқы берілген кез-келген дыбыс үзіндісі: ұзындығын өзгерту, көшірме жасау, кесіп алу немесе үзіндіні қою; дыбыс қаттылығын, шапшаңдығын, дыбыс жоғарылығын өзгерту; әсерлер қосу (эхо, жаңғырықтыру, эквалайзер және т.б.).

· Бірнеше дыбыстық файлдардан дыбыс құрылымын жасау. Сіз бір мезетте дыбыстық файлдармен операция жасай аласыз (театр шуы, бедерлі әуендер,дыбыстық партиялар). Мысалы, орман атмосферасын жасау үшін, сіз құстың сайрағанын және өзен ағысының дыбысын, сонымен қатар жапырақтардың желмен ұшқан шуын қолдана аласыз.Осының бәрінәуезді бедерде әуеннің дыбысын жасай аласыз.

· Жеке дыбыстық файлда жасалған дыбыстық шығарманы сақтау. MP3 немесе WAV форматтарындағы дыбыстық файлда жобаны сақтай отырып сізоны мейрамдарда және мерекелік іс шараларда қолдана аласыз.

Қорыта келгенде, қазіргі таңда дыбысты өңдеу тек шоу-бизнес саласында ғана емес сонымен қатар, ғылыми салада да кең қолданысқа ие болып жатыр, яғни қазіргі таңда аудио кітаптар, аудио лекциялары, слайдтар жасауда дыбысты қолданады. Дыбыстың сапалы болу мақсатында оның өңдейді, өңдеу барысында жоғарыда көрсетілген бағдарламалардың бірін қолданады.

Пайдаланған әдебиеттер:

1. Жапарова Г. Ә. Информатика негіздері: Оқу құралы.- Алматы: Экономика 2006 ж.- 296 б.

2. Беркінбаев К. М. Информатика: Оқулық.- Алматы: Заң әдебиеті, 2005 ж.

3. Чеппел Д. Создаём свою компьютерную студию звукозаписи. Триумф, 2007. http://www.studentlibrary.ru/cgi-bin/mb4

4. Червяков А. Звукозапись и обработка звука в программе Audacity. http://data.www.ikir.ru/arcady/docs/Audacity.pdf

5. Козюренко Ю.И. Звукозапись с микрофона. Altex, 2008. http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/91489

6. Севашко А.В. Звукорежиссура и запись фонограмм. Профессиональное руководство. Altex, 2008. http://www.klex.ru/6kh