EDUTECH Especialização em Informática na Educação

1. EDUTECHEspecialização em Informática na Educação Recursos Tecnológicos II Prof. Anselmo C. de Paiva Depto de Informática - UFMA 4 – Multimídia Data - Audio

2. Roteiro • Psicologia do som • Para que usar som? • Quais as técnicas que existem para comunicação com som • Ciência do Som • Porque existe • Como trabalha  • Tecnologia do som • Como capturá-lo • Como editá-lo • Como usá-lo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

3. Para que serve o som? • Reforça a mensagem • Cria curiosidade e interesse • Narração auxilia o processo de aprendizagem e/ou treinamento • Dá feedback • Desperta !!!! Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

4. Aplicações de Audio Digital • Produção de Música • Gravação em discos rígidos • Síntese de sons • Samplers • Processamento de efeitos • Video • Audio é importante elemento: música e efeitos • Web • Incrementar as páginas web • Ouvir CDs • Ouvir rádios web • Outros usos - Quais ? Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

5. Som • Variação de pressão que se propaga em um meio elástico • Se move através de ondas de pressão  • Se move rápido no ar: 340 m/sec = •  Características de uma onda sonora • Ondas sonoras tem reflexão, refração, difração, etc. • Sinal analógico por natureza. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

6. Som • Geradoras • Mudanças na pressão do ar • Alto falantes – elétrica • Variações diretas de pressão – acústica • Receptores • Microfone – produz sinal elétrico • Ouvidos – respondem a pressão no ouvido Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

7. Características Físicas do som • Amplitude • Altura da onda • Unidade: Decibéis (dB) • Freqüência • #ciclos /tempo •  Unidade: Hz = ciclos/sec • Freqüências audíveis: 20 Hz a 20 KHz • Duração Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

8. Características F’isicas do som Tempo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

9. 500 MHz 200 Mhz 1500 MHz Características Perceptuais • Intensidade • Volume • Altura • Frequência ( sons graves e agudos) • Timbre • Mesma altura e intensidade – instrumentos diferentes Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

10. Intensidade • Representa a percepção da amplitude • Relacionada a potência acústica • Percepção do ouvido é logarítmica • Limite de audibilidade 0 dB • Limiar da dor 120 dB • Sala de estar 40 dB • Grito a 1,5 m 100 dB • 120 dB – 106 ou 220 níveis • Acima de 100 dB poluição sonora • 216 níveis Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

11. Altura • Está associada com a frequência • Altura menor – sons mais graves • Altura maior – sons mais agudos • Uma oitava acima – dobro da frequência Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

12. Psicoacústica • Cochlea: converte para impulsos de frequência nos nervos • Auditory cortex: refina a informação de tempo e frequência Ouvido: recebe ondas 1-D

13. Como ouvimos? • Humanos podem ouvir de 20 Hz a 20 KHz • São perceptíveis variações de 1.5 Hz • Perda de audição ocorre com a idade • 50 anos ouve-se no máximo 14KHz • 70 anos ouve-se no máximo 10 KHz • Importante para projeto de interface Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

14. Representação do som Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

15. Digitalização do Som • Para tratamento e edição no computador necessário fazer a conversão de analógico para digital • Para execução converte de digital para analógico • Digitalizador : PC ou hardware específico Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

16. Amostragem – Questão Básica Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

17. Características do Sinal digital • Frequência de amostragem • Unidade: Hz = samples/sec • Em geral entre 11,025 Hz e 44,100 Hz • Bit-resolution (Recording resolution) • # de bits para armazenar cada amostra • Em geral entre 8 e 32 bits • Requisitos de armazenamento pra sinal mono • Frequência de amostragem * bit-resolution/8 * duração Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

18. A Onda Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

19. Amostragem Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

20. A aproximação Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

21. Maior frequência de amostragem Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

22. Maior frequência de amostragem Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

23. Requisitos de Armazenamento • Sinal mono Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

24. Requisitos de Armazenamento • Sinal estéreo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

25. Amostragem - Aliasing • Maior amostragem melhor a semelhança entre o sinal digital e o sinal analógico correspondente. • Amostragem maior que duas vezes a menor frequência do sinal • Evita problemas de aliasing • Distorção • Boa taxa de amostragem é 44,100 amostras por segundo • Frequência máxima é 22.05 Hz • Humanos podem ouvir até 20 Hz • DVD Audio • 192 kHz / 24 bits por amostra • Frequência máxima 96 Hz Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

26. Aliasing 10 Hz , 5 amostras/sec Sinal resultante Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

27. Amostragem – Tamanho da amostra • Quanto maior o número de bits para armazenar uma amostra melhor a representação da amplitude • Em geral 8 bits – 256 valores • 16 bits – 65 mil valores • Quantização • Pode gerar ruído • Baixa qualidade pode afetar usabilidade Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

28. Implicações da Amostragem • Trade off entre Qualidade do Áudio e Razão de Amostragem • Frequ6encia e Tamanho das amostras afetam a qualidade do som • Ouvidos não respondem linearmente ao som • Decibel (dB) é uma medida logarítmica do som • 16-bit possui SNR de 98 dB – inaudível • 8-bit possui SNR de 50 dB • 8-bit é grosseiramente 8 vezes mais ruidoso Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

29. Efeito do Tamanho da amostra • File Type File Size (all mono) 44Hz 16 bit 3.5 Mb 44KHz 8-bit 13.Mb 22KHz 8-Bit 424 Kb 11KHz 8-bit 120 K Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

30. Formatos de Amostragem • Muitos formatos para som amostrado • Qualidade de CD – 44.1 kHz, 16 bits por canal • 44,100 x 2 x 60 = 5.2 MB / minuto • .wav (PC) .aiff (MAC) • Média qualidade • 22 kHz, 8 Bits • Baixa qualidade • 11 kHz, 8 bit, Mono • 11 000 x 60 = 660 Kb /minuto Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

31. Formatos de Arquivos de Som • Aiff - padrão • audio interchange file format • MIDI – descritiv para instrumentos musicais • WAV - Microsoft; 8-bit e 16-bit • SND - Apple; 8-bit • AU - Sun; 16-bit comprimido • Other • Riff - Microsoft; superset of WAV • VOC - SoundBlaster • SMP - Turtle Beach Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

32. Laboratório 1 – Edição de Áudio • Instalar o CoolEdit • Cópiar os arquivos de som: • What is the meaning of life? what.wav • This is a lab about sound editing. sound.wav • The clapping of one or two hands shows appreciation. clapping.wav • Is a bird in the hand better than two in the bush? hand.wav Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

33. Laboratório 1 – Edição de Áudio • Abra um novo arquivo de som • Abra os arquivos de som copiados • Em uma janela com um arquivo copiado, marque uma parte do som que deseja • Então escolha Edit->Copy • Vá para o arquivo novo e escolha Edit->Paste • Crie um arquivo de som com a seguinte frase: What is the sound of one hand clapping • Salve o arquivo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

34. Laboratório 2 - Gravação • Escolha • Iniciar->Configurações->Painel deControle • Clique em Multimidia e escolha a qualidade preferida como "CD Quality" e o volume de gravação para "High." • Clique em apply Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

35. Laboratório 2 - Gravação • Plug o microfone no slot correto na placa de som Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

36. Compressão • Queremos som de alta qualidade mas precisamos reduzir o tamanho • MP3 é um formato comum • MPEG-1 ( Motion Pictures Expert Group) Audio Layer 3 • Utiliza uma codificação baseada em características perceptuais para reduzir o tamanho • Compressão com perda Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

37. Compressão MP3 • Pode reduzir tamanho dos arquivos até 12 vezes • Numero de bits por 1 seg de áudio Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

38. Dicas para Utilização de som - Web • Não existe padrão para audio na Web • Poucos sistemas possuem audio de 16 bits • Ouvir audio de 16 bits em sistema de 8 bits é horrível • Perder muito tempo baixando som cansa o usuário • So faça som de 8 bits em sua homepage • Ou forneça nas duas opções 8 e 16 bits Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

39. Dicas para Utilização de som - Web • Grave na maior taxa de amostragem e tamanho de amostra que vc puder, depois transforme na frequência e tamanho que vc deseja • Mantenha tamanho do arquivo pequeno • Subamostrando para 8-bit • use uma frequência de amostragem menor • use som mono • Descreva em que formato o som esta sendo disponibilizado • WAVE, AIFF, or outro • De informação sobre o tamanho do arquivo Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

40. Dicas para Utilização de som - Web • Se precisar de som de alta qualidade e possui arquivos de som grandes : • Use um clip pequeno como preview • ou para os que não tem sistema com alta capacidade • De uma olhada em www.realaudio.com/help/content/audiohints.html Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

41. Introdução a MIDI • MIDI - Musical Instrument Digital Interface • Protocolo que possibilita a comunicação entre um comptudador, sintetizadores, teclados e outros instrumentos entre si. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

42. Componentes de um Sistema MIDI • Sintetizador • Gerador de som • Sequenciador: • Programa editor de música. • Possui vários MIDI INs e MIDI OUTs. • Canal • Usado para separar informação • Existem 16 canais MIDI em um cabo • Timbre: • Qualidade do som e.g., som de flauta, som de cello, etc. Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

43. Componentes de um Sistema MIDI • Pitch: • Nota musical que o instrumento toca • Voice: • Porção do sintetizador que produz som. • Podem possuir muitas vozes (12, 20, 24, 36, etc.) • Cada voz trabalha independentemente e simultaneamente para produzir som de diferente timbre e pitch • Patch: • Conjunto de controles que define um timbre Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação

44. Componentes de um Sistema MIDI • Dados MIDI são como uma lista de notas, dizendo que instrumento está on ou off • Arquivos MIDI tem menos informações que áudio amostrado • Não codifica o timbre, isto é deixado para o sintetizador Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Multimídia para Educação