Page 13 - Multimedia met Windows

Analoge geluidsdragers, zoals de langspeelplaten en de audiocassette, vinden we binnenkort enkel nog in musea. Vandaag luisteren we naar audio-cd’s en nog meer naar kleine digitale muziekspelers.

Geluid ontstaat door trillingen die een verandering in de luchtdruk veroorzaken. Die luchtdrukveranderingen bewegen zich voort als een golf. De hoogte van de golf is de luchtdruk en die bepaalt het volume of de sterkte van het geluid. De vorm van de golf zijn de wisselingen in de luchtdruk en die bepalen de frequentie of de toonhoogte van het geluid. Trillingen kunnen veroorzaakt worden door stembanden, muziekinstrumenten, luidsprekers en andere objecten die de lucht kunnen doen trillen, bijvoorbeeld een hamer die op een aambeeld slaat. De trillingen in de luchtdruk worden door ons oor opgevangen en onze hersenen maken daar een bepaald geluid van.

Om geluid te kunnen registreren zijn microfoons nog: die kunnen de drukverschillen registreren en doorgeven aan een elektronische component die de volumes meet en er een bepaalde waarde aan toekent. Gebeurt de meting digitaal, dan wordt de geluidsgolf duizenden keren per seconde gemeten. Dit wordt samplen genoemd. De nauwkeurigheid van de meting is afhankelijk van het aantal waarden op de meetschaal. Die wordt uitgedrukt in bits. Het schema hieronder toont aan dat er veel metingen nodig zijn en dat de nauwkeurigheid van de meetschaal goed genoeg moet zijn om de geluidsgolf zo goed mogelijk te kunnen opmeten:

Geluidsgolven hebben grillige vormen met sterk wisselende volumes. De samplesnelheid drukt uit hoe vaak het volume gemeten wordt. Je krijgt een aanvaardbare kwaliteit vanaf ongeveer tienduizend metingen per seconde, kortweg uitgedrukt als 10 kHz (kilohertz). Dit komt overeen met de kwaliteit van een telefoongesprek. Bij een samplesnelheid van 10 KHz kan je frequenties tot 5 kHz opnemen. Dat is voldoende om bijvoorbeeld de menselijke stem te registreren maar ruim onvoldoende voor de meeste muziekstukken. Voor audio-cd’s werd voor een 4 keer hogere kwaliteit gekozen: 44,1 kHz. Dit is niet zo toevallig gekozen. Veel hoger dan 44,1 kHz hoeft namelijk niet: uit testen blijkt dat de meeste personen het verschil tussen bijvoorbeeld 44,1 kHz en 88,2 kHz toch niet horen. Bij een lagere sample snelheid kunnen hoge geluidsfrequenties, zoals de fijne klanken voortgebracht door een viool of gitaar, niet meer geregistreerd worden. Een sample snelheid van 44,1 kHz laat toe frequenties te registreren tot 22 kHz. Dit is voldoende om zelfs de meeste hoge klanken van muziekinstrumenten gedetailleerd te registreren.

De schaal waarmee de gemeten volumes van een geluidsgolf worden gemeten bepaalt eveneens de klankkwaliteit van een digitaal audiosignaal. Het meer waarden de meetschaal kent, hoe preciezer een meting kan genoteerd worden. Met een 8 bits meetschaal krijg je 2 8 of 256 mogelijke waarden: van 0 tot 255. Met de 16 bits meetschaal krijg je een veel nauwkeuriger schaal met 2 16 of 65536 waarden! Het nadeel van een 16 bits schaal ten opzichte van een 8 bits schaal is dat je 2 keer meer data nodig hebt.