Dźwięki słyszalne – na określenie dźwięków z zakresu częstotliwości i natężeń, które rejestruje człowiek, dla odróżnienia od dźwięków zbyt cichych bądź zbyt niskich (bliskie infradźwięki) lub zbyt wysokich (na pograniczu ultradźwięków), by mogły być zarejestrowane przez ludzkie ucho przeciętnego człowieka. Człowiek, jak i zwierzęta, odbiera dźwięki słyszalne poprzez zmysł nazywany słuchem, którego narządem są uszy. Natężenie dźwięku można wyrazić w postaci powierzchniowej gęstości mocy fali akustycznej w (W/m²), jednak powszechniejsze i wygodniejsze jest podawanie wartości poziomu natężenia dźwięku, czyli we względnej skali logarytmicznej, której jednostką jest decybel. Jeszcze inną skalą, która uwzględnia fizjologię ludzkiego ucha, jest skala głośności mierzonej w fonach. Dźwięki słyszalne przez poszczególnych ludzi mogą różnić się zarówno w zakresie częstotliwości, jak i głośności. Regułą jest, że wraz z wiekiem zakres częstotliwości się zawęża (dotyczy to szczególnie częstotliwości wysokich) oraz podnosi się dolna granica poziomu głośności słyszanych dźwięków. Zjawisko niedosłuchu dotyka ostatnio coraz częściej również młodych ludzi z powodu powszechnego użycia słuchawek dousznych. Istoty żywe przetwarzają dźwięki w określony sposób. Pierwszy etap to rejestracja wartości ciśnienia w funkcji czasu. Następnie dźwięk jest analizowany – wydzielany jest ton podstawowy (decydujący o słyszanej wysokości dźwięku) i wyższe składowe harmoniczne, których amplitudy decydują o barwie dźwięku. Analiza taka jest możliwa, ponieważ każdą, dowolnie skomplikowaną falę można rozłożyć na składowe sinusoidalne. Z matematycznego punktu widzenia operacja taka nazywa się transformacją Fouriera. Gdy dźwięk składa się z wielu składowych, każdej składowej można przypisać określone parametry – amplitudę, fazę oraz częstotliwość. Następnie uzyskane wartości amplitudy są poddawane logarytmowaniu (zgodnie z prawem Webera-Fechnera), dzięki czemu słabe dźwięki są tak samo rozróżnialne jak silne. W efekcie mózg uzyskuje strumień danych, który reprezentuje najważniejsze cechy dźwięku (głośność, wysokość, barwę). Człowiek używa tej metody do rozpoznawania mowy, mimo występowania silnych zakłóceń (np. rozmowa w tłumie).
b)
Próbkowanie:Analogowy sygnał jest ciągły w czasie, więc konieczne jest przetworzenie go na ciąg liczb. To, jak często sygnał jest sprawdzany i zamieniany na liczbę zależną od jego poziomu, określane jest mianem częstotliwości próbkowania. Innymi słowy można powiedzieć, że częstotliwość próbkowania jest odwrotnością różnicy czasu pomiędzy dwiema kolejnymi próbkami. Zwykle nie jest możliwe odtworzenie dokładnie takiego samego sygnału na podstawie wartości liczbowych, ponieważ dokładność jest ograniczona przez błąd kwantyzacji. Jednak wiarygodne odwzorowanie sygnału jest możliwe do osiągnięcia, gdy częstotliwość próbkowania jest większa niż podwojona, najwyższa składowa częstotliwość sygnału (twierdzenie Nyquista-Shannona).
Kwantyzacja:Sygnał analogowy (np. napięcie, prąd) może przyjmować dowolne wartości, systemy cyfrowe natomiast są w stanie przetwarzać tylko sygnały reprezentowane słowami o skończonej liczbie bitów. Taka reprezentacja wymaga zatem skończonej liczby poziomów reprezentacji. W tym przypadku kwantyzacja to proces polegający na przypisaniu wartości analogowych do najbliższych poziomów reprezentacji, co wiąże się z nieuniknioną i nieodwracalną utratą informacji.
Kodowanie:Kodowanie dźwięku to sposób zamiany dźwięku (fali akustycznej) na pewien kod, który jest tak wymyślony żeby łatwo dało się odkodować dźwięk przy pomocy odpowiedniego dekodera. Zasadniczo kodowanie dzielimy na analogowe i cyfrowe.
c)
MP3:Standardy MPEG-1 i MPEG-2 są przeznaczone do kompresji ruchomych obrazów oraz towarzyszącego im dźwięku. W ich realizacji wykorzystano algorytm zmodyfikowanej dyskretnej transformacji cosinusowej. Standardy te oferują możliwość kompresji strumienia danych reprezentującego dźwięk na trzy sposoby, tzw. warstwy (ang. layer): Layer 1, Layer 2 i Layer 3. Sposób "Layer 3", charakteryzujący się najwyższym stopniem kompresji i dobrą jakością dźwięku, został następnie wykorzystany do zapisu (utrwalania) dźwięku cyfrowego jako format lub standard MP3. Standard MP3 ujrzał światło dzienne w grudniu 1991 roku, przede wszystkim w ramach działań prowadzonych przez niemieckie stowarzyszenie naukowo-badawcze występujące pod nazwą Fraunhofer-Gesellschaft[3] (Fraunhofer Institute)[4]. Pliki zawierające dane w tym formacie otrzymują zwyczajowo rozszerzenie "mp3".
WMA:Powodem stworzenia WMA mogły być konflikty patentowe z Fraunhofer Institute - twórcą formatu MP3, dotyczące dołączania kodeka MP3 do systemu Windows. Według Microsoftu WMA zapewnia jakość dźwięku znacznie lepszą niż MP3, a początkowo firma z Redmond twierdziła nawet, że WMA dorównuje jakości płyty CD przy bitrate równym 64 kb/s. Niezależne testy odsłuchowe pokazały, że choć WMA przy bitrate 96 kb/s i niższym brzmi nieco lepiej niż MP3, to jednak przy wysokim bitrate oferuje zauważalnie gorszą jakość dźwięku. Kodek w żadnym wypadku nie dorównuje jakości płyty CD przy 64 kb/s. Wraz z Windows Media Player 9 Microsoft zaprezentował nowe kodeki z rodziny WMA: WMA 9 Professional (obsługujący dźwięk wielokanałowy), WMA 9 Lossless (bezstratny) i WMA 9 Voice (zoptymalizowany do przesyłania głosu przy bardzo niskim bitrate). Wszystkie trzy nie są wstecznie kompatybilne.
OGG:Ogg – format kontenera strumieni danych, opracowany przez fundację Xiph.org, stworzony by wspierać inicjatywy związane z rozwojem wolnego oprogramowania do kodowania i dekodowania multimediów. Często spotykany zapis wielkimi literami „OGG” jest nieprawidłowy[3]. Jest to także nazwa rodziny kodeków, co powoduje częste nieporozumienia: np. film zapisany w kontenerze AVI może zawierać strumień dźwięku Vorbis, a w kontenerze Ogg może znajdować się strumień dźwięku w formacie MP3 i obraz kodowany jako DivX/Xvid. Kontener Ogg może zawierać wiele multipleksowanych strumieni dźwięku, obrazu i napisów. Zgodnie ze specyfikacją pliki audio zawierające muzykę mają rozszerzenie .oga, pliki wideo rozszerzenie .ogv, a aplikacje zawarte w tym kontenerze rozszerzenie .ogx. Dla kontenera zawierającego tylko dźwięk w formacie Vorbis używa się rozszerzenia .ogg.
ACC:AAC (ang. advanced audio coding) – algorytm stratnej kompresji danych dźwiękowych, którego specyfikacja została opublikowana w roku 1997. Format AAC zaprojektowany został jako następca MP3, oferujący lepszą jakość dźwięku przy podobnym rozmiarze danych.
AC3:A/52 – standard stratnego kodeka dźwięku używany na większości płyt DVD-Video. Obecnie również jako standard w cyfrowej telewizji DVB. Powszechnie znany jako Dolby Digital, Dolby Digital Audio Compression-3 lub AC3 (nazwy handlowe używane przez twórcę kodeka, firmę Dolby), nazwa A/52 została przyjęta przez ATSC. Dźwięk jest kodowany z oryginalnego zapisu PCM o częstotliwości próbkowania 48 kHz i próbkowaniu 16-24 bit (czyli o jakości wyższej niż CD-Audio). Taki zapis, zajmujący ponad 5 Mb/s, jest kompresowany do 384 kbps lub 448 kbps dla dźwięku 5.1 (poniżej kompresja jest zbyt znaczna, wartości wyższe są dosyć rzadko stosowane, głównie na DVD – do 640 kbps) albo 192 kbps dla dźwięku 2.0 z pewną stratą jakości, szczególnie wyczuwalną przy słuchaniu płyt z muzyką zapisaną w tym formacie (taką prędkość strumienia stosuje się najczęściej do dźwięku Dolby Digital nadawanego w telewizjach).
d)
FLACFLAC (ang. Free Lossless Audio Codec) – format bezstratnej kompresji dźwięku z rodziny kodeków Ogg. Format ten jest rozwijany przez Xiph.Org Foundation, a jego wzorcowa implementacja jest wolnym oprogramowaniem. W przeciwieństwie do stratnych kodeków dźwięku takich jak Vorbis, MP3 i AAC, kodek FLAC nie usuwa żadnych danych ze strumienia audio, dzięki czemu po dekompresji otrzymujemy cyfrowy obraz dźwięku identyczny z pierwowzorem. Niezgodność z analogowym oryginałem wynika wyłącznie z konwersji analogowo-cyfrowej – ograniczona liczba bitów nie odda w 100% analogowego dźwięku (szum kwantyzacji). Format FLAC jest obecnie obsługiwany przez większość oprogramowania służącego do edycji i odtwarzania dźwięku (czasami wymagana jest odpowiednia wtyczka).
WavPackWavPack – darmowy, format bezstratnej kompresji dźwięku, oparty na zasadach otwartego oprogramowania. Pliki zawierające dźwięk w tym formacie mają rozszerzenie .wv WavPack umożliwia tworzenie hybrydowych plików - tworzony jest wówczas plik zakodowany stratnie oraz plik z "danymi naprawczymi", który w połączeniu z plikiem zakodowanym stratnie umożliwia odtworzenie czystego strumienia dźwiękowego.
f)
Audacity jest darmowym edytorem plików dźwiękowych, stanowiącym bezpłatną alternatywę dla takich programów jak Cool Edit Pro i WaveLab. Jego główne zadania to nagrywanie i odtwarzanie dźwięków, importowanie i eksportowanie plików w formatach MP3, WAV, AIFF, Ogg Vorbis i innych.
GoldWave to proste w obsłudze i niezwykle rozbudowane, jak na swoje niewielkie rozmiary narzędzie do odtwarzania, nagrywania, edycji oraz konwersji dźwięku. Program oferuje wbudowany odtwarzacz plików audio, który zintegrowany został z narzędziem do nagrywania dźwięku z dowolnego źródła. Przy jego użyciu użyciu odsłuchamy ulubione piosenki, dostosujemy ich podstawowe parametry odtwarzania jak głośność, balans czy też szybkość, a także zapiszemy na dysku komputera dźwięk z mikrofonu, starych kaset magnetofonowych, płyt gramofonowych itp. Nie zabrakło również zestawu przydatnych filtrów i efektów, z pomocą których usuniemy szumy i wszelakie zakłócenia z naszych plików dźwiękowych, usuniemy wokal z piosenek, zmienimy ton głosu wykonawcy oraz wiele, wiele więcej. GoldWave pozwala także na edycję plików dźwiękowych, wycinanie wybranych fragmentów, łączenie kilku plików dźwiękowych w jeden, przeprowadzanie normalizacji dźwięku, stosowanie różnego rodzaju wzrostu głośności i wyciszania odpowiednio na początku lub końcu utworu, wyłączanie wybranych kanałów itp. Narzędzie nie potrafi jednak obsłużyć więcej niż jednej ścieżki dźwiękowej, a zapis audio możliwy jest do takich formatów jak WAV, MP3, XAC, AIFF, AIFFC, IFF, AU, VOC, SND, SDS, SMP, VOX, MAT, M4A, FLAC, OGG i WMA. Kolejną zaletą GoldWave jest wsparcie dla pluginów, które poszerzyć mogą możliwości programu o nowe funkcje i efekty.
g)
Windows Media Player (w skrócie WMP) – stworzony przez firmę Microsoft program komputerowy pełniący głównie funkcję odtwarzacza multimedialnego używanego do odtwarzania cyfrowych multimediów: plików dźwiękowych, wideo, grafik na komputerach osobistych z systemem operacyjnym Microsoft Windows, a także na urządzeniach zgodnych ze specyfikacją Pocket PC i innych z systemem Windows Mobile. Microsoft wydał również wersje aplikacji na komputery Apple Macintosh i Solaris, lecz zaniechał ich kontynuacji.
WinampAplikacja posiada szereg przydatnych funkcji, wśród których znajdziemy m. in. możliwość zgrywania płyt Audio CD do wielu formatów (aacPlus, AAC, WMA, MP3), opcję nagrywania płyt CD (maksymalna prędkość nagrywania w wersji darmowej to 2x), odtwarzania radia internetowego i stacji telewizyjnych oraz od pewnego czasu również formatu Flash. Winamp oferuje ponadto możliwość wyszukiwania tekstów piosenek, informacji o artystach, kupowania biletów na koncerty, pobierania muzyki, importowania biblioteki z programu iTunes, zarządzania dodatkami (tzw. add-ons), zdalnego odtwarzania muzyki i wideo, tworzenia dynamicznie generowanych playlist na podstawie preferencji muzycznych, współdzielenia muzyki i znacznie więcej. Od wersji 5.5 autorzy przebudowali całkowicie interfejs aplikacji, dodali obsługę formatu Flash, możliwość synchronizacji z wieloma urządzeniami w tym iPod, zaimplementowali narzędzie Winamp Toolbar pozwalające na przejęcie kontroli nad odtwarzaczem z poziomu przeglądarki internetowej i dodali wsparcie dla Windows 7.
Quick Time jest popularnym odtwarzaczem multimedialnym, który stworzony został przez firmę Apple dla systemów Windows i Mac OS. Pozwala na odtwarzanie plików audio/wideo udostępnianych strumieniowo za pośrednictwem Internetu. Obsługuje format H.264 i różne standardy dźwięku przestrzennego, umożliwiając odtwarzanie multimediów w bardzo dobrej jakości. Co istotne, QuickTime automatycznie analizuje przepustowość posiadanego łączą, dając możliwość oglądania materiałów w najlepszej możliwej jakości bez obaw o "zrywanie" połączenia, długie ładowanie itp. Z poziomu programu mamy dostęp do m.in. zwiastunów i fragmentów najnowszych produkcji kinowych. Proste opcje ustawień odtwarzania pozwalają na zwiększenie lub zmniejszenie prędkości odtwarzania, przydatne podczas oglądania dużych ilości multimediów.
Real Player to program do odbioru transmisji audio i wideo w czasie rzeczywistym (bez konieczności pobierania całych plików), poprzez Internet. Wykorzystywane przez program formaty RealAudio i RealVideo są najpopularniejszym sposobem transmitowania audycji radiowych i telewizyjnych w Internecie. Program umożliwia odtwarzanie i konwersję plików audio i video w wielu formatach, odtwarzanie płyt DVD, nagrywanie płyt CD-Audio bezpośrednio z odtwarzacza oraz posiada wbudowaną przeglądarkę stron WWW.