Sound
Pertemuan 6
Matakuliah
: T0732 / Sistem Multimedia
Tahun
: 2007
Bina Nusantara
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan
mampu :
• Menunjukkan Penggunaan Suara pada Aplikasi
Multimedia
Bina Nusantara
Outline Materi
• Sound
• Waveforms
• Analogue to Digital Converter (ADC)
• Digital Audio
• MIDI (Musical Instrument Digital Interface)
• Using Sound
Bina Nusantara
Sound
• Suara adalah vibrasi (getaran) cepat yang ditransmisikan sebagai variasi dalam tekanan udara
• Saat suara bervibrasi, suara membentur molekul dari media yang ada di sekitarnya yang menyebabkan tekanan gelombang berpencar ke semua arah
• Suara terdiri dari kata-kata yang diucapkan (spoken words), suara manusia, musik, dan bahkan suara gangguan (noise)
• Tipe-tipe suara dalam Multimedia : – Ucapan (Speech)
– Musik – Efek suara
Bina Nusantara
Waveforms
• Gelombang suara digambarkan dalam bentuk
waveforms
– Sebuah waveform yang mengulang dalam interval reguler disebut sebagai periodic waveform
– Waveforms yang tidak memperlihatkan ke-reguler-an (interval) bisa dikategorikan sebagai noise
• Unit ke-reguler-an (Unit of regularity) disebut sebagai
sebuah cycle
– Dikenal sebagai Hertz (atau Hz) mengikuti Heinrich Hertz • 1 cycle = 1 Hz
• Kadang ditulis sebagai kHz atau kiloHertz (1 kHz = 1000 Hz)
Bina Nusantara
Waveforms
distance along wave Cycle
Bina Nusantara
Karakteristik dari gelombang suara
• Suara dideskripsikan dalam dua karakteristik :– Frekuensi
– Amplitudo (atau loudness) • Frekuensi
– rate yang digunakan untuk mengukur suara – Jumlah cycle dalam 1 detik / Hertz (Hz)
– Menentukan jangkauan (pitch) suara yang didengar oleh telinga kita – Semakin tinggi frekuensi, semakin jernih dan tajam suara yang kita dengar Æ
jangkauan (pitch) suara semakin tinggi • Amplitudo
– Intensitas suara atau loudness (tingkat kekuatan) – Semakin kuat suara, semakin lebar amplitudo
• Sebagai tambahan, semua suara memiliki durasi dan suara musikal yang mengikuti yang disebut sebagai rhythm (irama)
Bina Nusantara
Karakteristik dari gelombang suara
distance along wave Cycle
Time for one cycle Amplitude pitch Bina Nusantara
Example waveforms
Piano
Piano
Pan flute
Pan flute
Snare drum
Snare drum
Bina NusantaraMenangkap dan Memainkan digital audio
Air pressure variations Captured via microphone Air pressure variations
ADC
Signal is converted into binary (discrete form) 0101001101 0110101111 Analogue to Digital ConverterDAC
Converts back into voltage Digital to Analogue Converter Bina NusantaraAnalog ke Digital Converter (ADC)
• Sebuah ADC adalah suatu alat yang mengkonversi sinyal analog ke sinyal digital
• Sebuah sinyal analog adalah sebuah continuous value (nilai yang berkelanjutan)
– Dapat berupa nilai manapun dalam skala tak terbatas
• Sebuah sinyal digital ada sebuah discrete value (nilai yang terpisah / terputus)
– Memiliki nilai yang pasti (biasanya sebuah integer) • Sebuah ADC disinkronisasikan ke suatu clock
• Clock akan memonitor sinyal analog yang berkelanjutan pada rate yang
sudah ditentukan dan mengkonversikannya ke suatu nilai diskrit pada waktu tertentu
• Proses konversi analog ke suara digital disebut sebagai Sampling.
Menggunakan PCM (Pulse Code Modulation) Bina Nusantara
Bina Nusantara
Digital sampling - Sampling frequency
Bina Nusantara
Sampling Parameters
• Sampling Rate
– Frekuensi dari sampling
– Diukur dalam Hertz
– Semakin tinggi sampling rate, semakin tinggi kualitas
suara tetapi tempat penyimpanan juga semakin besar
– Standard Sampling rate:
• 48.000 kHz (DAT) - Digital Audio Tape, also DVD • 44.100 kHz (CD) - Compact Disk - typical quality of most
sound cards
• 22.255 kHz - Medium quality
• 11.025 kHz - Low quality (banyak digunakan untuk speech)
Bina Nusantara
Sampling Parameters
• Size sample
– Resolusi dari suatu sample adalah jumlah bits
yang digunakan untuk menyimpan nilai
amplitudo, contoh:
• 8 bits (256 nilai/level yang berbeda)
• 16 bits (65536 nilai/level yang berbeda)
– Semakin tinggi resolusi akan menghasilkan
suara dengan kualitas yang semakin tinggi
tetapi membutuhkan lebih banyak memory
(atau disk storage)
Bina Nusantara
Size sample
Bina Nusantara
Quantisation
• Sample biasanya menampilkan sample audio dalam
bentuk integer (angka diskrit) atau digital
Sample points 0 15 Bina Nusantara
Quantisation
Hasil quantisation : 7. 9, 11, 12, 13, 14, 14, 15, 15, 15, 14, 14, 13, 12, dst. Encoding dari quantisation diatas dalam binary form adalah 0111, 1001, 1011, 1100, 1101, 1110, 1110, 1111, 1111, 1111, 1110, 1110, 1101, 1100, dstBina Nusantara
Menghitung besar file digital audio
• Rumus sebagai berikut :
• Hasil dalam bytes • Dimana :
– sampling rate dalam Hz – Duration/time dalam detik (seconds)
– resolution dalam bits (1 untuk 8 bits, 2 untuk 16 bits) – number of channels = 1 untuk mono, 2 untuk stereo
8
channels
of
number
resolution
duration
rate
×
×
×
Bina NusantaraMenghitung besar file digital audio
• Contoh:
– Hitung besar file untuk audio sepanjang 1 menit, 44.1 KHz, 16 bits, suara stereo
– Dimana :
• sampling rate adalah 44,100 Hz • duration/time adalah 60 detik • resolution adalah 16 bits
• number of channels untuk stereo adalah 2 8 channels of number resolution duration rate× × ×
44100 * 60 * 16 *2
8
Bina NusantaraDigital audio editing software
• Salah satu software berbasis PC yang cukup powerful dan profesional, dulu dikenal dengan Cool Edit. Sekarang dikenal dengan Adobe Audition. Program yang sama, perusahaan yang berbeda.
Bina Nusantara
Bina Nusantara
Editing Digital Audio
• Software untuk mengedit audio yang sederhana,
memungkinkan untuk:
– Merekam segmen-segmen digital audio – Trimming
– Splicing dan assembly
– Pengaturan volume untuk seluruh segmen – Membalik suara
– Copy, cut, paste dan delete segmen digital audio
• Software untuk mengedit audio yang lain adalah:
– Sound Forge – Gold Wave
– PROSONIQ SonicWORX
– Samplitude Studio Bina Nusantara
Audio formats
• .
WAV (Developed by IBM and Microsoft)
• .AU (UNIX)
• .AIFF (Audio Interchange File Format)
• .MP3 (MPEG layer 3)
• .SND (Mac)
• .RA (RealAudio)
• .WMA (Windows Media Audio)
• .VOC (SoundBlaster)
Bina Nusantara
MIDI (Musical Instrument Digital Interface)
• MIDI adalah sebuah standar untuk mengidentifikasi sebuah musical
performance
• Memungkinkan berbagai alat elektronik untuk berkomunikasi bersama – Daripada mengirimkan file digital audio mentah, MIDI mengirimkan instruksi ke alat musik dan memberitahu note yang akan dimainkan, seberapa besar volume, menggunakan suara apa, dan sebagainya
• Synthesizer yang menerima MIDI events bertanggungjawab untuk men-generate suara yang sebenarnya. Contoh : Keyboard Piano • Data MIDI bukan merupakan suara yang terdigitasi : datanya
berupa representasi pendek dari musik dalam bentuk numerik
Bina Nusantara
MIDI Setup
Bina NusantaraMIDI sequencers
• Sebuah MIDI sequencer memungkinkan musisi untuk mengedit dan membuat komposisi musik seperti sebuahword processor
– Cut and paste – Insert / delete
Bina Nusantara
Keuntungan MIDI
• File MIDI sangat padat (compact); ukuran file sangattergantung dengan kualitas playback
• Dalam beberapa hal, MIDI mungkin terdengar lebih baik daripada digital audio (jika suara sumber MIDI memiliki kualitas yang baik)
• Data MIDI dapat diedit; Anda dapat mengubah panjang file MIDI dengan memvariasikan tempo tanpa mengubah pitch • Masih banyak digunakan di lingkungan studio untuk
menghubungkan synthesizers dan alat lainnya
Bina Nusantara
Kerugian MIDI
• MIDI tidak merepresentasikan suara tetapi alat
musik, sehingga playback sering kurang akurat
(biasanya score yang sama, instrument yang
salah)
• MIDI tidak dapat digunakan dengan mudah
untuk memainkan komunikasi (spoken dialog)
• Format lama, sudah mulai dilupakan
Bina Nusantara
MIDI Versus Wav
• Kualitas rekaman, MIDI tergantung pada tools
• Audio .wav lebih mudah dibuat daripada MIDI
• Keuntungan MIDI
– Ukuran file kecil
– Ukuran tempat penyimpanan juga kecil
• Kerugian MIDI
– Playback – Cost dan Skill
Bina Nusantara
Bagaimana menggunakan audio secara efektif
• Cautions dan warnings
– Media yang baik untuk memperingatkan (alert) user
pada informasi kritis. Contoh :
• Menyuarakan alarm saat suatu batas tercapai • Mengingatkan users ketika salah dalam meng-entry data
• Music dan Sound Effects
– Membuat interaksi multimedia lebih nyata. Contoh :
• Background musik untuk sebuah segmen video • Suara nyanyian burung melatarbelakangi foto-foto dalamrangka training biologi
Bina Nusantara
Bagaimana menggunakan audio secara efektif
• Sound-related data.
– Contoh :
• Membantu mekanik untuk mendiagnosa masalah mesin • Melatih mahasiswa kedokteran untuk mengenali perbedaan
suara pernapasan
• Direct voice communication
– Contoh :
• Meninggalkan pesan suara untuk user lain pada aplikasi tertentu
• Konsultasi dengan ahli pada suatu prosedur troubleshooting
Bina Nusantara
Keuntungan dan kerugian menggunakan audio
• Suara menambah nyata suatu aplikasi multimedia danmemainkan peranan yang penting dalam presentasi marketing yang efektif
• Keuntungan :
– Memastikan kepentingan informasi terlihat – Menambah minat
– Dapat berkomunikasi lebih langsung dari media lain • Kerugian :
– Mudah disalahgunakan
– Membutuhkan peralatan khusus untuk produksi yang berkualitas
– Media visual lebih mudah diingat
Bina Nusantara
