www.blf.ru - Блокфлейта. Школа игры.

www.blf.ru - Блокфлейта. Школа игры. (http://blf.ru/forum/index.php)
-   Акустика флейт (http://blf.ru/forum/forumdisplay.php?f=51)
-   -   Ищу фурревого разложенца. (http://blf.ru/forum/showthread.php?t=3358)

noname 07.11.2011 23:41

Ищу фурревого разложенца.
 
Занимаюсь вопросами фазового согласования гармонических составляющих. То есть, пытаюсь выяснить характер взаимодействия основного тона и обертонов в зоне гидродинамического усиления. При долгом баловстве с рассматриванием осцилограммы звука флейты и попытками визуального повторения осцилограммы посредством сложения косинусоидальных/синусоидальных графиков гармоник обнаружил, что повторить можно только в том случае, если имеет место постоянное смещение точек локальных минимумов/максимумов функций гармоник относительно точек локального минимума/максимума основного тона. Это, в принципе, кореллирует с принципами звукообразования и взаимодействия гармоник через гидродинамику струя/лабиум.

Но это все на визуальном методе, на косвенном подтверждениями с корректировками звука через вырезание кусочков из сонограмм (Аудасити). А хотелось бы подключить математический аппарат, дабы не облажаться.

Собсна чё мне нада: имеющуюся осциллограмму (вав-файл) разложить/преобразовать по Фурье на отдельные функции гармоник так, чтобы можно было бы увидеть их фазовое отношение. Можно просто в виде уравнений, можно в визуальном представлении.

Ищу человека или юзабельный софт.

sekan 08.11.2011 19:05

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Мне в голову этот сайт приходит websound.ru

Martin Lemke 08.11.2011 21:05

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Matlab я думаю. Читает звуковые файлы и делает с ними все, что ты напишешь.

noname 09.11.2011 00:47

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
sekan, к сожалению, среди представленных аналайзеров http://websound.ru/soft-analyzers_r.htm нет такого, который раскладывает осцилограмму на несколько. Сами аналайзеры красивые и удобные, наглядные, конечно, в первом есть радующая глаз трехмерная спектрограмма, второй дает визуально удобные спектрограммы.

Martin Lemke, ну, Матлаб, бесспорно штука шикарная, и когда-то я имел желание разобраться с нею, но понял, что это либо надо уделять ей много внимания и постоянно использовать, либо не касаться. Мне, как экономисту, достаточны инструменты Экселя и Статистики, потому я, после баловства с функциями да вероятностями просто отбросил в сторону эту замечательную софтину.

resjega 10.11.2011 00:54

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, посмотри здесь:
http://csaa.ru/mu/toe_nesin_tok.pdf
страницы 7-8.

noname 10.11.2011 11:50

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
resjega, все понимаю, осознаю, что делать и руцями несложно, но, все же, мне нужна прога. Целью-то я ставлю не единичное измерение, а хочу прогнать звук по милисекундам, да наглядно отобразить процессы взаимодействия гармоник. Потом то же самое сотворить с процессами атаки-затухания, побаловаться с разными модификациями звука... короче, измерений надо много проводить...

resjega 10.11.2011 23:59

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, там на 8-ой странице упомянута программа Mathcad:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad
Здесь кое-что о работе с этой программой:
http://www.nestor.minsk.by/kg/2008/31/kg83112.html

http://radiomaster.ru/cad/mc12/glava_04/index19.php

http://www.sistemair.ru/dok/mathcad/text/index18-4.html

Но,вот,здесь,есть одно очень ценное замечание:
http://inzhener.biz/index.php/option...ask/view/id/34

"Указанные преобразования довольно сложны, и грамотное применение их требует соответствующих математических познаний".

Sopilkar 11.11.2011 00:05

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
написано же...
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 37957)
Матлаб, бесспорно штука шикарная, и когда-то я имел желание разобраться с нею, но понял, что это либо надо уделять ей много внимания и постоянно использовать, либо не касаться. Мне, как экономисту, достаточны инструменты Экселя и Статистики, потому я, после баловства с функциями да вероятностями просто отбросил в сторону эту замечательную софтину.


noname 11.11.2011 05:07

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
resjega, Маткад, конечно, неплохой вариант, все наглядно... О предупреждении "Указанные преобразования довольно сложны, и грамотное применение их требует соответствующих математических познаний". Понимаешь, в чем дело, я уже представляю себе результаты первых преобразований, то есть, осцилограмму я в Экселе "повторяю". И на простых примерах я просто посмотрю, как результаты будут себя вести в математическом представлении. Суть процесса со стороны физики понятна. А вот изучить хочу разнообразные отступления от равновесных, обычных состояний: атакировка, затухание, случаи, когда осциограмма неожиданно становится ярким примером синусоидального графика (что никак не вяжется с природой духовых)...

Ладно, я пока буду искать существующую прогу с наглядным представлением, а если не найду, то возьмусь за Маткад.

resjega 11.11.2011 21:23

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, в общем,тебе нужна прога,подобная тому тьюнеру с сайта про сяку.
Который даёт спектрограмму,к тому же записывает и позволяет
потом многократно анализировать уровень гармоник.
Только тебе надо,чтобы эта прога выдавала множество графиков.
Вверху такой же как и все звуковые редакторы,а потом ниже один
за другим графики синусоидальных составляющих этого сигнала с
их фазами и уровнями по отношению друг к другу.
Дело только в том,что тьюнер нужен миллионам,а такая прога лишь
небольшой части людей типа тебя.Поэтому,наверно,и найти такой
программный инструмент для работы непросто.Я даже полагаю,что,может быть,
её в таком чисто инструментальном виде,где любой желающий мог бы
работать с ней примерно так же просто,как с этим тьюнером,до сих пор никто не написал.
Хотя преобразование Фурье и его более подходящий для компа вариант
под названием быстрое преобразование Хартли,где отсутствуют мнимые числа,используется повсюду.
Ну,хотя бы в тех же фильтрах подавления шума в сигнале цифровым методом.
Кстати,очень даже может быть,что этот тьюнер,как раз и фильтрует по этому методу Фурье/Хартли.
В таком случае,если бы автор переписал её под твои надобности - это было бы скорее всего то,что ты ищешь!

noname 12.11.2011 04:12

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
resjega, Да мне нужно соотношение осцилограм...

Суть явления, которое я хочу продемонстрировать - это зависимость гармоник от основного тона и их зависимость между собой.
Панфлейта (равно как и любая другая флейта) - очень "сухой" инструменты. Вот, например у ноты ля (трубка 26 мм, гладкие стенки после омывания политурой шеллака, классическое горлышко, относительно острый лабиум) соотношение амплитуд звукового давления основного тона и 3-й гармоники (1 резонирующий обертон) колеблется в районе 1/8 (микрофон на расстоянии 3 см сбоку от горлышка). И при нормальном звукоизвлечении только 3-я гармоника коррелирует пиками с основным тоном, но постоянно запаздывает. Все последующие гармоники являются эпизодическими, и каждые 5-30 циклов проходят "подстройку" с основным тоном и прочими гармониками (вспомни график в книжке, который ты по стереотипу принял за иллюстрацию интерференции).
Идеальная физическая модель работы духового - косинусоидальный график (пик/впадина осцилограммы основного тона совпадает с одним из пиков/впадины гармоники). Запаздывание и "подстройки" растут из негармоничности гармоник реального духового. Идеальный струнный щипковый - тот имеет синусоидальный график.
Если извлекать звук с закрытием горлышка (сильным), то можно добиться того, чтобы пятая гармоника коррелировала с основным тоном, и тоже работала с запаздыванием. То есть, влияние частоты основного тона на запаздывание находится в прямой зависимости от отношения амплитуд. Интересно, что более высокие гармоники при этом превращаются вообще в черти-что, а самая верхушка просто-напросто исчезает (ты слышишь при этом что звук становится "гнусавым").

Все эти прикольчики я выцепил очень простым путем: на сонограмме в Аудишн копируешь в отдельный файл отдельный отрезок частот, соответствующий основному тону или отдельной из гармоник, и рассматриваешь осцилограмму. Преобразуешь децибелы в отношения звукового давления - можешь вычислить соотношения амплитуд. На графике осцилограммы основного тона отмечаешь время пиков и впадин, а потом ищешь эти точки на осцилограмме гармоники.

В результате таких опытов можно определить соотношения амплитуд основного тона и грамоник, при которых гармоника теряет свою эпизодичность и "включается" в систему основного тона и предыдущих гармоник... Практическая выгода вопроса: поиск соотношений внутренних диаметров и длины резонаторов, области горлышка для достижения определенного тембра, что выльется в согласование звукоизвлечения обычным способом и звукоизвлечение "полутонов". Пока что все мои попытки конструирования флейт Пана (тьфу-тьфу-тьфу далеко не неудачные) - лишь результат практического опыта, эмпирики, тембрального слуха, а хотелось бы подключить научные методы :)

Один интересный момент: один из 40-50 звуков трубки получается не косинусоидальным с запаздыванием, а синусоидальным. Условия умышленного создания такого соотношения пока подобрать не могу.

Но самая смакота "научная" находится на этапе атаки и затухания... Там основной тон еще не "вырос", он не "давит" собой гармоники. Опять же, условия экспериментов надо бы создать нормальные для атаки. Человек не может начать звук абсолютно без атакировки, поскольку дыхательные пути и ротовая полость до области артикуляции служат "накопителем" воздуха под давлением. Это нужно придумать воздухопровод с регулируемым "амбушюром", компрессорную ёмкость до воздуховода...

Блин, получить бы еще качественных файлов для анализа. Я работаю-то с 48 килогерцами, 32 бита, да домашние условия (гудящий гомп под боком) корректирую на предмет шума и обрезки низов. :( Студийные записи надо :)

И не могу отделаться от мысли, что я собираю велосипед подручными средствами. Наверняка этим кто-то уже занимался.

resjega 12.11.2011 19:24

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 38005)
Запаздывание и "подстройки" растут из негармоничности гармоник реального духового. Идеальный струнный щипковый - тот имеет синусоидальный график.

У меня возникает мысль,что у шипкового инструмента волна распространяется в твёрдом теле,поэтому быстрее,и времени на запаздывание остаётся мало.
А вот в духовых среда распространения - воздух,где распространение волны идёт медленнее и потери на гармониках сильнее,поэтому в реальных условиях вряд ли удастся добиться
гармоничности духового близкой к щипковым.И если сделать щипковый инструмент со струной в несколько метров,то будет та же самая негармоничность как
и в духовых,наверно.А если это так то,можно было бы уже электрозвукоснимателями всю эту картину замерять
на очень низких частотах,причём,катая их от одной точки к другой.Тогда бы и точки
измерения были бы дальше друг от друга и разные виды атак было бы легче моделировать механически,а не лёгкими.
Только опять же неясно,насколько эти все измерения будут переносимы на духовые.
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 38005)
Но самая смакота "научная" находится на этапе атаки и затухания...

Но это же такой короткий отрезок времени.Вот,наверно,поэтому тебе и нужна такая программка,чтобы буквально эти несколько самых интересных периодов
сложного колебания расскладывать на составляющие.Причём,повторяя опыты один за другим и сравнивать предыдущие показания с новыми.
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 38005)
И не могу отделаться от мысли, что я собираю велосипед подручными средствами. Наверняка этим кто-то уже занимался.

Я думаю,что и сам велосипед изобретался в мире тысячи раз в разных концах света независимо друг от друга.

А вот синусоидальные и косинусоидальные графики...Как я понимаю синусоидальные - это когда основная частота и её гармоника сходятся по амплитуде в пучностях,а
косинусоидальные - это соответственно когда они сходятся на пиках?А когда гармоники запаздывают,что имеем синусоидальные или косинусоидальные графики?
Мне,кажется,что здесь тоже можно ошибок наделать.Как понять от какой точки запаздала гармоника?От точки пучности или узла?Или может быть она уже запоздала даже
больше,чем на четверть периода?Иметь бы возможность наблюдать этот процесс в динамике,как очень замедленную киносьёмку.Опять же,на очень низких частотах легче
получить картину замедления,наверно.

noname 13.11.2011 14:48

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
resjega,
Цитата:

Сообщение от resjega (Сообщение 38012)
частота и её гармоника сходятся по амплитуде в пучностях

Ну вот, опять двадцать пять. "Смешались в кучу кони, люди". Пучности и узлы - это терминология стоячих вол, синтетического явления, которое наблюдается в духовых при установлении регулярных по амплитуде гармоник, но не имеет никакого отношения к механизму работы духового. Ты, наверное, хотел сказать "максимум/минимум амплитуды (звукового давления)"

Синусоидальный график - это такой, который в точке 0 имеет значение 0 для всех гармоник, и для основного тона (первая гармоника, sin(x)), и для всех обертонов (sin(nx), где n - 2,3,4...). От точки 0 они все растут вверх, в одном направлении.
Косинусоидальный график - это такой, в котором графики
Построй эти фунукци,
аsin(nx), и аcos(nx) (на разных графиках),
где n - 1,2,3,4... хватит 10.
а - веса, то есть, отношения амплитуд (попробуй просто 1, 1/2, 1,3, 1,4...)
в Экселе или графопостроителе, посмотри, что происходит при их сложении (суммарный график).
Отдельно построй для закрытой трубки, то есть сложи только нечетные гармоники. Увидел общую систему? (не поленись, построй, если не построил и не увидел, то дальше не читай и не отвечай).

Цитата:

Сообщение от resjega (Сообщение 38012)
Как понять от какой точки запаздала гармоника?От точки пучности или узла?Или может быть она уже запоздала даже
больше,чем на четверть периода?

На графике нечетных гармоник (изучаю панфлейту ведь) косинусоидальные графики имеют общие максимумы и минимумы, на синусоидальном - общие точки пересечения оси абсцисс. То есть, значения не имеет, от чего запаздывает.
Идеальная картина панфлейты/кларнета - совпадение пиков. IRL чем ближе инструмент к состоянию передува - тем ближе пики. При передуве волна основного тона становится одной из волн, которые образуют гармонику, то есть имеет место полное совпадение.
Запиши несколько звуков на панфлейте, обычный, передув, и процесс перехода в передув. Запиши "закрытый" звук (увеличение громкости третьей-пятой гармоники). Посмотри на то, как изменяется форма осцилограммы.

Цитата:

Сообщение от resjega (Сообщение 38012)
У меня возникает мысль,что у шипкового инструмента волна распространяется в твёрдом теле,поэтому быстрее,и времени на запаздывание остаётся мало.

Струнные и духовые - это принципиально разные инструменты. У струнных есть звучащее тело - струна, и создаваемый звук поностью зависит от особенностей струны. Физика идеальных колебаний струны (и это тоже стоит поизучать, если уж хочешь разобраться) такова, что графики гармоник соотносятся синусоидально. Резонатор тупо "делает эхо".
Сравни результаты своего синусоидального графопостроительства с вот этим:

http://dic.academic.ru/pictures/enc_...uka_analiz.jpg

Это "пилообразный график" (чередующиеся зубья), так звучит фортепьяна, арфа. У гитары чуть сложнее. У нее гриф/дека назодятся под натяжением, и "ходят" из стороны в сторону, а лицевая часть деки вообще находится под натяжением, гуляет - вверх-вниз. Поскольку и них площадь большая, они рождают "призвуки". Но если гитару "зажать в тиски", сделать все её части неподвижными, то ты так же получишь пилообразный график (и при этом очень длинный и "звонкий", "насыщенный" сустейн).

В духовых, где звучащего тела нет, резонатор является неотъемлемой часть звукообразующей системы. Лишь при взаимодействии и взаимовлянии гидродинамики (струя и лабиум, поток воздуха и трость, поток воздуха и губы) и акустики (движение по мензуре, инвертирование на открытых торцах, инвертирование на закрытых) происходит установление стабильных волн с частотами основного тона и обертонов.

Цитата:

Сообщение от resjega (Сообщение 38012)
Иметь бы возможность наблюдать этот процесс в динамике,как очень замедленную киносьёмку.Опять же,на очень низких частотах легче

Запись на микрофон - это и есть фотография, дорогой мой. Звук (нормальной громкости) закрепить на визуальном изображении невозможно (380 метров в секунду). В ненормальных условиях (сумашедшая амплитуда, когда звук становиться уже не просто звуком, но и ударной волной) - можно Вот, смотри, здесь на область выстрела светят прожектором, и зоны повышенного/пониженного давления (читай "плотности") вкупе с температурными изменениями (чем и отличается ударная волна от звуковой) по-разному преломляют свет.

http://img0.liveinternet.ru/images/a...visible_01.jpg

Звуковые волны нормальной амплитуды не меняют "прозрачности" воздуха. И даже если ты смог бы их фиксировать, то не увидел бы абсолютно ничего нового по сравнению с микрофоном. Ту же самую осцилограмму, но в объеме.

Гидродинамические процессы - те да фиксируют:
http://www.flute-a-bec.com/miko_mov1a.GIF
http://www.flute-a-bec.com/miko_mov2.gif
http://www.flute-a-bec.com/soufflebiseau1.jpg
http://www.flute-a-bec.com/soufflebiseau2.jpg
Источник: http://www.flute-a-bec.com/miko-fluit.html Если тебе не покажется слишком трудным (бытует мнение, что голландский - родной брат немецкого), то я тебе советую прочитать и перевести, полезную вещь для форума сделаешь).

Но, опять же, упирается все в "количество раз в секунду", в герцы, да в степень задымленности (струя с дымом) или температурной разницы (струя горячая): заснять можно лишь самые начальные стадии атаки).

К слову, свяжись со мной по скайпу, пожалуйста. Надо поговорить.

noname 16.11.2011 09:36

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Вопщем, может статься, что кому-то когда-то захочется заниматься такими же вещами с другими инструментами.

Выход я нашел в том же Аудишн.

1. Наигрываем звук.
2. Чистим его от шума через Нойз редукшн.
3. На сонограмме инструментом Marquee Selection tool просто вырезаем (волшебство да и только) полосу частоты соответствующей гармоники и сохраняем в отдельный файл.
4. Звуковое давление (упрощенно - громкость) гармоник у флейт по отношению к основному тону очень низкое (прога SpectraPLUS считает показатель Total Harmonic Distortion, то есть - отношение силы гармоник к основному тону, для звука ля при 16 мм трубке с гладкими стенками - от 10 до 13%). Потому эвалайзером просто увеличиваем громкость либо отдельных файлов, либо подтягиваем гармоники вверх в анализируемом общем файле. Последнее удобнее, поскольку можно спектрограммой (скан селекшн) контролировать результат.
5. Анализировать визуально через Эксель не получилось. Причина: многа букав :) То есть, на одну секунду получается ажно 32 тыс. заначений, и чуть более двух секунд звука тупо не влазят в экселевскую таблицу, получается уже больше 65 тысяч строк. А жалко, поскольку в экселе мне удобно проводить всякие корелляции, лаги замерять, да и просто визуально на одном графике сравнивать, в нем же можно было бы провести "усиление". Statistica тоже не помогла, тормозит на количестве значений.
И выход я нашел через все тот же Аудишн. В многоканальном виде открываем общую осциллограмму, осциллограммы основного тона, теретьей и пятой гармоник (изучаю панфлейту), и визуально сравниваем фазовые аспекты. Собственно, усиление проводится только для того, чтобы в многоканальном виде хоть что-то увидеть, поскольку пятая гармоника выглядит почти как прерывистая полоска.

В таком представлении осциллограмм гораздо нагляднее выглядят и временные громкостные соотношения гармоник, очень показательны атака и затухание.

Результаты (вкратце) показали:
1. Эпизодичность сигналов всех гармоник начиная с третьей. Увеличивая громкость получаемого на панфлейте звука можно сделать третью гармонику более постоянной. Причина - низкая упругость гидродинамической составляющей.
2. Между неэпизодичными гармониками и основным тоном есть фазовый лаг пиков максимумов/минимумов амплитуд, гармоники запаздывают. Над причиной думаю.
3. Лаг зависит от общей громкости звука (громче-меньше лаг).
4. У громкости основного тона есть своеобразный "энергетический предел" нарастания, и громкость гармоник с увеличение общей громкости растет более скорыми темпами.
5. Наконец-то наглядно увидел процесс установления гармоник при разных атаках, их взаимное влияние. Результат совпал с результатами трудов акустиков-органистов.
6. Передув при усилении - процесс полной "переустановки звука". Фазовые моменты приводят к "гибели звука" при силе струи, очень близкой к передуву.
7. В любом передуве у любой флейты есть "ундертон", то есть частота первого регистра, и убрать его окончательно просто невозможно.

Буду дальше дуть и смотреть. Параллельно подключаю кену.

Вообще, факт того, что можно самостоятельно, в домашних условиях проводить изучение природы звука музыкального инструмента, уже окрыляет. То есть, имея лишь комп и микрофон можно на серьезном уровне оценивать тембральные особенности инструмента.
Для визуального анализа, конечно, стоит иметь два-три монитора, чтобы видеть одновременно представление в виде спектрограммы, сонограммы, осциллограммы, да еще неплохо было бы на сонограмме изменять размер временого промежутка, на котором "считывается" отдельная позиция сонограммы. SpectraPLUS в этом плане меня вообще разочаровал, сонограммы выглядят очень размыто, временные пертурбации визуально не выцепишь. А ведь программа создавалась именно как анализатор звука.

Хотелось бы еще раздобыть микрофон, который можно было бы присобачить вместо донышка трубки, и получить вообще идеальные значения. Мой микрофончик перегружается напрочь.

Васян 14.12.2013 08:27

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 37937)
Занимаюсь вопросами фазового согласования гармонических составляющих.
.......
Ищу человека или юзабельный софт.

Собственно я программист, попробуйте мою программу FlutoMAX Flute Designer, там есть встроенный хроматический тюнер, основанный на анализаторе спектра, вполне возможно, что у вас появятся мысли по этому поводу, напишите мне и попробуем их реализовать :-D

noname 23.12.2013 23:00

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Васян, с удовольствием. Получилось прочитать мои сообщения из этой темы и повторить их на Аудишыне?

Васян 24.12.2013 08:03

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56106)
Васян, с удовольствием. Получилось прочитать мои сообщения из этой темы и повторить их на Аудишыне?

В аудишне да не только в нём, сколько раз приходилось наблюдать спектр сигнала, кроме как визуализации, данные от туда достать можно, аудишн позволяет их копировать в буфер, в результате получается подобное:
PHP код:

Freq    Left    Right
0    
-56.559043884    -58.072792053
5.383    
-53.971736908    -55.012569427
10.766    
-51.972770691    -53.083213806
16.149    
-52.33367157    -53.629074097
21.533    
-55.297332764    -56.864173889
26.916    
-55.630767822    -57.070861816
32.299    
-54.088088989    -55.365406036
37.683    
-55.666435242    -56.665222168
43.066    
-56.423633575    -57.019165039
48.449    
-55.276111603    -55.941383362
53.833    
-52.711856842    -53.252239227
.... 

Дело вовсе не в аудишне, анализ Фурье можно сделать самостоятельно без помощи стороннего софта. Реализаций алгоритмов DFT и FFT, написано много, и принципиально они между собой не различаются.

Так понимаю нужна программа, которая производит анализ Фурье, результат которого предоставляется в виде графиков визуально, и в виде массивов чисел в памяти, затем с этими массивами чисел производятся различные статистические операции, вычисляются соотношения амплитуд, фаз между разными гармониками?

Давайте тогда так, вы как автор, придумайте название для этого проекта.
У меня для даже самой несложной программы есть правило организовывать в своём виртуальном пространстве отдельный проект, под который отводится отдельная папка с соответствующим деревом вложенных папок, где хранятся все нужные по проекту материалы. :-D

noname 24.12.2013 19:57

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56112)
Так понимаю нужна программа, которая производит анализ Фурье, результат которого предоставляется в виде графиков визуально, и в виде массивов чисел в памяти, затем с этими массивами чисел производятся различные статистические операции, вычисляются соотношения амплитуд, фаз между разными гармониками?

Абсолютно верно. Но не столько "нужна", сколько "хотелось бы такую". Потому что пока потребитель на эту прогу лишь 1. Я :)
Если название проекта настолько уж важно, и действительно имя придумывать должен я, то пусть он называется "Величие Василия Макарова". Потому что затянется это на бес его знает какое времечко: нужно будет изучать статистику, основы математики рядов, основой звукообработки. А я всего лишь серенький экономистик. А если еще делать удобоваримый интерфейс... Это действительно будет величие, сравнимое с самоличным написанием аудишна. И никому пока не нужное :)

Васян 24.12.2013 21:41

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56132)
Абсолютно верно. Но не столько "нужна", сколько "хотелось бы такую". Потому что пока потребитель на эту прогу лишь 1. Я :)

Мне такая программа нужна тоже, потому как в планах на основе данных исследований сделать модуль синтеза, который смог достаточно точно, со всеми нюансами, синтезировать звуки реальных инструментов, для разрабатываемого проекта виртуально-реального синтезатора «Uranium». Ради достижения этой цели готов потратить на это годы, если уж на то пошло.

Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56132)
Если название проекта настолько уж важно, и действительно имя придумывать должен я, то пусть он называется "Величие Василия Макарова"

Ну это вы загнули http://www.smayly.ru/gallery/kolobok/AllDarkSML/476.gif
Мне нужно как то папку обозвать, чтобы в неё материалы по этой теме собрать. Ладно, напрягу свой ум и придумаю название проекта.

Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56132)
Это действительно будет величие, сравнимое с самоличным написанием аудишна. И никому пока не нужное :)

Аудишн достаточно сложная программа, в ней только полсотни диалоговых окон. Да и смысл наделять программу для исследований звука функциями аудиоредактора? Разве что по по минимуму, усиление, обрезка семпла. Насчёт нужности кому либо ещё, думаю найдутся ещё энтузиасты, время покажет...

noname 25.12.2013 08:25

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56139)
Ну это вы загнули

А я настаиваю! :) И это... ко мне можно на "ты".
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56139)
Да и смысл наделять программу для исследований звука функциями аудиоредактора?

Вот потому я и предлагаю тебе, исключительно для того, чтобы осознать, что именно нужно будет осуществить и что уже осуществлено в Аудишине, просто взять и прогнать те моменты, которые описаны мною в сообщениях выше. Можешь мне поверить, что при должном углублении ты потратишь не менее месяца и откроешь для себя много нового. И в Скайпе, голосом, я тебе подскажу, на что именно тебе нужно обращать внимание.
Собственно, чистка, обрезка, разделение на гармоники, нормализацию по громкости - всё это уже осуществляется Аудишном. Он выдаёт ряды значений. Вопрос именно в удобоваримом визуальном представлении, обсчитывании лагов, соотношений амплитуд (и тоже их выводом в графическом виде). Работать придется с файлами по 1-4 секунды. Это определенный объем данных. Те статистические и графопостроительные возможности, которые есть у меня (точнее - те, которыми я просто привык пользоваться) - они с таким набором значений не справляются. И если говорить объективно, то нужен лишь "аддон" к Аудишну, который и сам по себе уже является продвинутым саунд-анализатором.
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56139)
для разрабатываемого проекта виртуально-реального синтезатора «Uranium».

При всем при том, что мне эта цель кажется невероятно прекрасной и желаемой, я вынужден тебя предупредить, что её достижение связано с таким количеством научной (и именно исследовательской) работы, что до первых результатов действительно уйдут годы.
Ведь для того, чтобы насинтезить что-то, надо знать о существовании этого чего-то (фактически - уметь выполнять), знать физическую природу, знать вариации и критические значения, знать рычаги управления и определить будущие рычаги управления "исполнителя". А учитывая тот факт, что ты программист, я заранее готов предугадать, что тебя так и будет порывать что-то побыстрее напрограммировать, в ущерб глобальной цели. Глобальная же цель окажется такой, что всё ранее уже воплощенное в коде окажется в лучшем случае бесполезным, а в худшем - еще и будет тянуть назад (ведь столько времени уже потратил).
Потому, если меня кто-то спросит, возможно ли достоверно под какую-то "клавиатуру/аппликатуру/датчики" насинтезировать панфлейту (очень простая с точки зрения физики и синтеза), то я отвечу, что только с невероятными затратами времени/раздумий/нервов. Еще относительно легко насинтезируется окарина. А вот с прочими инструментами - скорее отвечу "невозможно". Если синтезить не под риал-тайм, то будет намного проще. Подробнее готов поговорить голосом. И не раньше 2-го :)

Васян 25.12.2013 13:52

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56149)
А я настаиваю! :) И это... ко мне можно на "ты".

Я придумал название проекта - Spectrum Expert
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56149)
Собственно, чистка, обрезка, разделение на гармоники, нормализацию по громкости - всё это уже осуществляется Аудишном.

Это вполне реализуемо.
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56149)
лагов

- это что за термин такой, сам придумал? Невстричал ранее ни где...
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56149)
И если говорить объективно, то нужен лишь "аддон" к Аудишну, который и сам по себе уже является продвинутым саунд-анализатором.

Плагин формата VSTe написать можно но не вижу в этом смысла, тут нужна отдельная программа, так как для плагинов имеется куча ограничений, и приходится использовать всяческие ухищьрения, чтобы их обойти, и далеко не на всех VST-хостах они работают верно. Поэтому эта идея отпадает.
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56149)
я вынужден тебя предупредить, что её достижение связано с таким количеством научной (и именно исследовательской) работы, что до первых результатов действительно уйдут годы.

- Удивил ))) Я этим делом уже не мене двух десятков лет занимаюсь и имею достаточный опыт в синтезаторостроении как в программно-реализуемом варианте, так и в аппаратно-реализуемом (до того как стал программистом, занимался радиоэлектроникой).
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56149)
Подробнее готов поговорить голосом. И не раньше 2-го :)

Если у тебя выделенная сеть и ты спокойно можешь обобщатся по скайпу, это не значит, что у того с кем ты хочешь поговорить то же самое, извини, но я живу в глухой деревне и пользуюсь GSM-модемом, скорость связи которого максимум 10 кб/сек :-(

Васян 25.12.2013 16:48

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, Ты в курсе, про преобразование Фурье, кроме того что оно позволяет получить спектр сигнала из аудиоданных?
Как оно происходит, какие свойства, параметры, требования?
Для начала следует пояснить, что существует два основных алгоритма, реализующие преобразование Фурье это:
  1. Дискретное преобразование Фурье (DFT)
  2. Быстрое преобразование Фурье (FFT)
В применении к аудиоданным используется алгоритм FFT, использующий размер преобразований, представляющими из себя степень двойки (128, .., 1024, 2048 и т.д.).
Например, пусть, у нас есть аудио - данные, сэмплированные в 44.1 кГц, и мы, взяв 8 значений (отдельных отсчетов), хотим получить частотное разложение этого участка. В результате у нас получится 5 пар коэффициентов - 4 синусоиды с частотами 22.05 кГц, 16.5 кГц, 11.025 кГц, 5.51 кГц, и синусоида с частотой 0 кГц - то есть константа. Взяв 8 значений, мы можем разложить исходный сигнал на 4 гармоники (синусоиды, частоты). Про константу (нулевую гармонику) на время забудем - её надо просто прибавить при обратном преобразовании, а здесь она нас не интересует.

Взяв 16 отсчетов, мы получим 8 частот. Для 1024 - 512 частот. Шаг между ними, то есть частотное разрешение, составляет, в нашем примере с 44.1 кГц, (22.05 кГц)/ (N/2), или просто (44.1 кГц)/N. Частоты идут от нуля и выше, с этим шагом.

Вот поэтому при FFT используется такое понятие как размер окна, который может быть только степенью двойки (128, .., 1024, 2048 и т.д.),
чем больше размер окна, тем большее разрешение по частоте мы можем получить, но следует учесть, что размер окна совпадает с количеством анализируемых сэмплов, к примеру имеем размер окна 16384, это соответственно 16384 сэмплов, и при частоте дискретизации 44.1 кГц это будет кусок, длительностью 0,3715 сек., с шагом преобразования 2,69165 Гц.
Help к любой программе звукообработки скажет нам одну простую истину, которая звучит так: выигрывая в разрешении по времени, мы проигрываем в разрешении по частоте, и наоборот.

Далее есть такой момент, как оконные функции, необходимые для улучшения качества при FFT. Разные оконные функции приводят к разным результатам, и все они располагаются в некий спектр, от почти-ничего не делания, до сильного вмешательства в спектральное разложение.
Перечисляю этот спектр известных функций, от самых безобидных до ядреных: Triangular, Hanning, Hamming, Blackman, Welch (распределение Гаусса), Blackman-Harris.

Так что в проектируемой программе следует реализовать выбор размера окна и оконной функции, и найти оптимальное решение, результаты которого больше всего похожи на правду. :-D

Далее необходимо сделать компоненты, позволяющие визуализировать спектр сигнала и осциллограмму.
Компонент, реализующий визуализацию спектра сигнала можно взять из хроматического тюнера программы FlutoMAX Flute Designer, переделав его для данной задачи:

http://cs614616.vk.me/v614616036/1258/gMkrChV21_E.jpg

Компонент для визуализации амплитудно-временной зависимости (осциллограммы) придётся разработать самому, также учесть те моменты, что потребуется масштабирование, и выделение фрагмента, по аналогии с Эдоб Аудишн.

Вот с этих моментов и следует начать реализацию проекта «Spectrum Expert». :idea:

noname 25.12.2013 20:11

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56155)
- это что за термин такой, сам придумал? Невстричал ранее ни где...

Это "запаздывание". В любом из возможных применений этого слова. Термин статистический.
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56155)
Если у тебя выделенная сеть и ты спокойно можешь обобщатся по скайпу, это не значит, что у того с кем ты хочешь поговорить то же самое, извини, но я живу в глухой деревне и пользуюсь GSM-модемом, скорость связи которого максимум 10 кб/сек

Жаль, много времени потеряется.
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56158)
Ты в курсе, про преобразование Фурье, кроме того что оно позволяет получить спектр сигнала из аудиоданных?

Да, в курсе.
И все эти моменты УЖЕ реализованы в Аудишине. С помощью элементарного описанного выше алгоритма можно получить несколько параллельных рядов значений для нескольких гармоник (и шума).
При разложении Аудишн позволяет учитывать и оконные функции и размер окна (надеюсь, что моя память не подводит меня).
Еще раз повторюсь, что востребована, в первую очередь, функция для удобного визуального и статистического анализа. Только после её реализации вообще стоит задумываться о самом разложении.
Браться за само преобразование Фурье смысла нет, это уже осуществлено.
Так что, начинать надо с осциллограммного представления (со всеми масштабирования по времени или амплитуде, представлениями в паскалях или ДБ), вычисления соотношений амплитуд основного тона и гармоник, основного тона и гармоник+шум, корреляции фаз и амплитуды суммарного сигнала, лагов максимумов/минимумов или нулевых значений гармоник. И всё это тоже выдавать в виде графиков, параллельных осциллограмме.

Васян 25.12.2013 20:53

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56171)
Это "запаздывание". В любом из возможных применений этого слова. Термин статистический.

В звукотехнике это называется латентность, от latency - к примеру в драйверах ASIO - latency compensation ( компенсация задержки).

Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56171)
Жаль, много времени потеряется.

В контакте пиши. Там сообщения быстро проходят.
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56171)
И все эти моменты УЖЕ реализованы в Аудишине.

Программа должна быть независима от стороннего софта.
Ты предлагаешь, эти текста из буфера обмена, что результатом является разложения в Аудишне?
Бред конечно, но я привык уж над чем нить поработать чтобы аналогичные функции реализовать, а не искать лёгких путей.
Так что FFT будет встроено в программу http://www.smayly.ru/gallery/kolobok/AllDarkSML/476.gif

noname 25.12.2013 22:05

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56174)
В звукотехнике это называется латентность, от latency - к примеру в драйверах ASIO - latency compensation ( компенсация задержки).

Не знаю. В общематематическом, общестатистическом смысле - это просто запаздывание. "Time lag". Применяя к конкретному явлению можно придумать тысячи названий. В данном случае лаг будет описывать фазовое соотношение, а изменение лага - степень гармоничности обертонов и основного тона.
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56174)
Ты предлагаешь, эти текста из буфера обмена, что результатом является разложения в Аудишне?

Нет, из сохраненных файлов .вав. Еще раз нижайше тебя прошу пройтись по описанному выше алгоритму :)
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56174)
Так что FFT будет встроено в программу

Хозяин - барин. :)

Васян 26.12.2013 07:02

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56176)
Не знаю. В общематематическом, общестатистическом смысле - это просто запаздывание.

Мы с вами не бухгалтерско-статистическими расчётами занимаемся,
так что давайте будем придерживаться терминологии, принятой в звукотехнике.

А вот это как понимать:
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56171)
Браться за само преобразование Фурье смысла нет, это уже осуществлено.

и
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56176)
Нет, из сохраненных файлов .вав.

Судя по этим идеям, я должен сделать частотный анализ в Аудишне, и сохранить их в wav файлах?
В файлах формата wav результаты преобразования Фурье не сохраняются.
Если конешно специально туда внедрить пользовательский чанк с этой информацией, то это возможно, но Аудишн не предоставляет такой возможности.

Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56176)
Еще раз нижайше тебя прошу пройтись по описанному выше алгоритму :)

Проходится придётся и ещё и не раз, как дело до этого дойдёт.
Сейчас у меня задача компоненты для работы программы написать и протестировать,собственно этим и занимаюсь в свободное время :-D

noname 26.12.2013 09:10

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Васян, давай сделаем так: до тех пор, пока ты не пройдешься по приведенным мною алгоритмам, я самоустранюсь от всего, что ты собираешься делать.
И пока тебе хочется просто попрограммировать, себе в удовольствие, пока средства не дают возможности увидеть цель, - я не буду вмешиваться.
А когда "в охоточку" напргораммируешься, тогда напишешь: "Денис, я уже созрел". Тогда отложишь в папку "Прошлое" все уже написанное, наструктурированное, и начнем все с самого начала: я буду учить тебя акустике флейт, давать тебе задания записать те или иные звуки, прогонять в Аудишне приведенный алгоритм, а потом будем совместно думать, что именно и как именно можно напрграммировать для достижения ясной и конкретной цели.
Просто до тех пор, пока ты не будешь готов, у нас с тобой будут получаться прения. Например, относительно того, можно ли в вавах хранить разложенный по гармоникам звук. Ведь до тех пор, пока ты сам не сохранишь отдельные гармоники в отдельных вавах - ты же все равно будешь спорить :)

Пиши, тестируй, компонируй, созревай. Смиренно жду.

Васян 26.12.2013 18:33

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, Согласен. Я сейчас в акурат кодингом компонентов программы и занимаюсь - это основа всей будущей программы.
Как будет готово - сообщу.

Васян 27.12.2013 21:53

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, Столкнулся с одним нюансом, который меня немного озадачил: для работы программа будет открывать wav-файлы, и если даже в файле стереосигнал, то он будет преобразован в моно. Можно в принципе и стерео сигнал обрабатовать, но я в этом не вижу смысла в контексте данной задачи.

noname 28.12.2013 03:42

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Васян, а если открывать сразу два сигнала? Для открытых флейт это вполне обыденная процедура будет: один мик у свисткового окна, а второй, например, у торца (для аппликатуры "все закрыты". Или один у свисткового окна, а второй - у регистрового отверстия.

Васян 03.01.2014 20:13

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56230)
Васян, а если открывать сразу два сигнала?

Да хоть десять сигналов, в формате wav можно максимально 2 в степени 32 каналов записать, это нарушением формата не является :-D

Дело то тут в том, что программа у нас должна работать с одним сигналом, рассчитывать его параметры, выводить результаты расчётов.
Для стерео сигнала сначала обсчитать левый канал, затем правый.
А выводить всё в кучу для левого и правого канала - это на мой взгляд напрастные программные излишества, которые должны ещё к тому же моно режим поддерживать
Цитата:

Сообщение от noname (Сообщение 56230)
Для открытых флейт это вполне обыденная процедура будет: один мик у свисткового окна, а второй, например, у торца (для аппликатуры "все закрыты". Или один у свисткового окна, а второй - у регистрового отверстия.

можно ещё больше микрофонов использовать, расположив их возле игровых отверстий (хоть на каждое отверстие по микрофону :-D). Смысл? Программа должна работать с единственной волновой формой.
Другое дело, когда данные уже будут получены, можно предусмотреть какие-либо сравнительные операции для сигналов с разных микрофонов, количество которых заранее не известно...

noname 04.01.2014 05:11

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56336)
Программа должна работать с единственной волновой формой.

Нет. Если бы мы говорили о трубке панфлейты, я бы с тобой согласился. Более того, второй микрофон для дырочных флейт нужен будет еще и для того, чтобы чистить сигнал, получаемый первым, от тех, что приходят от прочих точек звукоизлучения. Акустика, Василий.
Если полагать, что испытатель будет использовать встроенные микрофоны (вроде твоей "бутылочки"), то тогда да.

Васян 04.01.2014 15:35

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
noname, Пойми, нет такого понятия, как преобразование Фурье для стереосигнала. Поэтому в случае стерео и аудиоданных с большим количеством каналов, преобразование Фурье производится для каждого канала индивидуально.
Иначе никак :-(

Васян 04.01.2014 15:37

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56336)
Программа должна работать с единственной волновой формой.

Пордон, я имел в виду под программой алгоритм.

noname 04.01.2014 17:07

Re: Ищу фурревого разложенца.
 
Цитата:

Сообщение от Васян (Сообщение 56352)
Пойми, нет такого понятия, как преобразование Фурье для стереосигнала

Я и не имею ввиду разложение стереосигнала. Нет, разложение будет применяться именно к каждому отдельному, но фиксироваться их может много.


Текущее время: 12:15. Часовой пояс GMT +3.

Powered by vBulletin® Version 3.8.7
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot