pertemuan 3: aplikasi audio dan suara

Pertemuan 3:Aplikasi Audio dan SuaraBy : Munengsih Sari BungaPOLITEKNIK INDRAMAYU

~ AUDIO ~

APA ITU SUARA??

Sesuatu yang dihasilkan oleh getaran yang berasal dari benda bergerak.

Sesuatu yang menghasilkan bunyi Suara adalah sebuah tekanan gelombang

udara, maka memiliki nilai kontinyu(analog). Audio digital adalah hasil digitasi dari

gelombang suara analog.

Konsep SUARA

Suara dihasilkan oleh getaran suatu benda. Benda bergetar:

terjadi perbedaan tekanan di udara sekitarnya. Pola osilasi yang terjadi dinamakan “GELOMBANG”.

EX suara periodik : instrument musik, nyanyian burung. EX suara nonperiodik : batuk, ombak.

Suara berkaitan dengan:

1) Frekuensi Banyaknya periode dalam 1 detik Satuan: Hertz (Hz) ataucycles per second (cps) Jenis-jenis frekuensi :

1)Infra sound 0 –20 Hz2)Pendengaran manusia 20Hz –20KHz3)Ultra sound 20 KHz-1 GHz4)Hyper sound 1 GHz-10 THz

Manusia bersuara dengan frekuensi : 50Hz –10KHz. Suara musik memiliki frekuensi : 20Hz –20Khz. Sistem multimedia menggunakan suara yang berada

dalam range pendengaran manusia.

WAVELENGTH

Wavelength : Panjang gelombang suara Rumus : c / f Ket : -c = kecepatan rambat bunyi

-f = frekuensi EX:

Berapakah panjang gelombang untuk gelombang suara yang memiliki kecepatan rambat 455m/s dan frekuensi 20 kHz?-Jawab -WaveLength= c/f = 455/20 = 22,75mm.

AUDIO : Suara yang berada pada range pendengaran manusia

ACCOUSTIC SIGNALS : gelombang audio

NOISE : Suara diluar audio(getaran yang tidak teratur dan tidak berurutan, tidak dapat didengar manusia).

PERIODE: gelombang yang berulang-ulang pada waktu tertentu.

2) Amplitudo Keras lemahnya bunyi atau tinggi rendahnya

gelombang. Satuan amplitudo= decibel (db) Batas ambang pendengaran manusia:

85 dB = merusak telinga130 dB = memecahkan gendang telinga

3) Velocity Kecepatan rambat gelombang bunyi sampai ke

telinga pendengar. Satuan : m/s Pada udara kering : suhu 20 °C = 343 m/s

AUDIO

Suara yang dapat didengar oleh manusia adalah berupa gelombang analog.

Gambar gelombang analog:

REPRESENTASI SUARA

Gelombang suara analog tidak dapat langsung direpresentasikan pada komputer.

Komputer mengukur amplitudo pada satuan waktu tertentu untuk menghasilkan sejumlah angka: SAMPLE

Audio digital dibuat saat mengonversikan sebuah gelombang suara kedalam angka–prosesnya digitizing(mendigitalkan).

Kualitas recording digital : Tergantung pada seberapa sering sampel diambil. Berapa banyak angka yang digunakan untuk

merepresentasikan nilai dari tiap sampel (bitdepth, ukuran sampel, resolusi, range dinamis)

Audio Digital Converter

Jenis Audio Digital Converter:1)Analog To Digital Conversion (ADC)2)Digital To Analog Conversion (DAC)

DIGITAL AUDIO (1)

Audio di dunia nyata Analog Audio disimpan pada komputer Digital

ANALOG TO DIGITAL CONVERSION (ADC)Proses mengubah amplitudo gelombang bunyi ke dalam waktu interval tertentu (sampling), sehingga menghasilkan representasi digital dari suara.

Analog to Digital Convertion (ADC) Sampling

Melakukan pencuplikan amplitudo gelombang suara pada tiap satu satuan waktu

EncodingMengubah data hasil pencuplikan ke dalam bentuk binary untuk disimpan ke dalam komputer

DIGITAL AUDIO (2)

Audio disimpan pada komputer Digital Audio di dunia nyata Analog

DIGITAL TO ANALOG CONVERTER (DAC)Proses mengubah suara digital ke alat suara analog (speaker)

Input DAC berupa sinyal digital PCM Pulse Code Modulation Representasi digital dari sinyal analog, sample teratur dari

gelombang suara yang disimpan dalam bentuk biner Ditemukan oleh Alec Reeves (Inggris) pada 1937 EX: Soundcard, MP3 Player, CD Player

Audio File Format

File Format berbeda dengan Codec File Format

Encoding yang dilakukan untuk menyimpan informasi ke dalam komputer

Codec Encoding yang dilakukan untuk melakukan kompresi

sehingga dapat menghemat ruang penyimpanan dalam komputer

Satu jenis file format mampu mendukung beberapa jenis Codec

Pada umumnya Audio File Format hanya mendukung satu jenis Audio Codec.

Sistem Pengkodean Audio Digital Gelombang audio umumnya bersifat

continue dan diubah ke dalam bentuk diskrit.

Langkah yang dilakukan adalah: PengambilansamplingKuantisasiPengkodean

1. PengambilanSampling

Perubahan proses yang bersifat kontinu ke proses yang bersifat diskrit

Ketika melakukan sampling gelombang dengan ADC, terdapat dua kendali:

Sampling rate : berapa banyak sample yang diambil per detik

Sampling precision : berapa banyak perbedaan gradasi (level kuantisasi) yang mungkin ketika mengambil sample

Contoh sampling (1)

Asumsi:Sampling rate = 1000 per detikPrecision = 10

he green rectangles represent samples. Every one-thousandth of a second, the ADC looks at the wave and picks the closest number between 0 and 9. The number chosen is shown along the bottom of the figure.These numbers are a digital representation of the original wave.

Contoh sampling (2)

Ketika DAC membuat kembali gelombang berdasarkan representasi digital tadi, maka akan didapat seperti garis biru berikut:

You can see that the blue line lost quite a bit of the detail originally found in the red line, and that means the fidelity of the reproduced wave is not very good. This is the sampling error.

Contoh sampling (3)

Sampling error dapat dikurangi dengan menaikkan sampling rate dan precision. Gambar berikut sample rate dan precision dinaikkan 2 kali lipat (20 gradasi pada rate 2000 sample per detik)

Contoh sampling (4)

In the following figure, the rate and the precision have been doubled again (40 gradations at 4,000 samples per second):

Kesimpulan

Semakin tinggi rate dan precision, ketepatan (fidelity) representasi analog ke digital semakin mendekati original.

FORMAT AUDIO

Dari Sisi Kompresi Uncompressed File Format : WAV, AIF, AU Lossless Compression File Format : Lossless

WMA Lossy Compression File Format : MP3, WMA,

AAC, RA Dari Sisi Lisensi

Free & Open File Format : WAV, AIF, OGG, MIDI Open File Format : AAC Proprietary File Format : MP3, WMA, RA

Audio File Format : WAV

Format standart dari Microsof & IBM untuk PC

Menggunakan coding PCM Uncompressed Kualitas bagus Ukuran data sangat besar

Ukuran maksimal 2GB per file. Software penghasil : Windows Sound

Recorder Ekstensi.wav

Audio File Format : AIFF

Audio Interchange File Format Format standart Macintosh , ex: iPod Uncompressed

Kualitas bagusUkuran data sangat besar

Menggunakan coding PCM Ekstensi .aif atau .aiff

Audio File Format : Audio CD Format standart untuk mendengarkan

CD Audio Sampling rate 44100Hz

Memiliki kualitas yang sama dengan WAV/PCM dengan spesifikasi serupa

Durasi = 75 menit untuk 1 keping CD (700 MB)

Dynamic Range = 95 dB Ekstensi .cda

Audio File Format : MP3

MPEG-1 Audio Layer 3 Lossy Compression

Bagian yang dihilangkan adalah bunyi-bunyi yang kurang berguna bagi pendengaran manusia.

Sering digunakan di internet karena ukurannya yang cukup kecil dibandingkan ukuran audio file yang tidak terkompresi.

Distandarisasi pada tahun 1991 Ukuran standard 1 lagu berkisar3 –4 MB

Bit-rate 128 kbps 44000 Hz

Format Audio Digital paling populerdidunia MP3 Player

Audio File Format : AAC

Advanced Audio Coding Kualitas lebih baik dari pada MP3

Menggunakan coding berbasis MPEG 2 & MPEG 4 Audio

Sample Rate 8 Hz –96 KHz 48 Channel Bagus untuk audio dengan bit rendah (dibawah16

Hz) LossyCompression

Menghilangkan sebagian informasi dan tidak bisa dikembalikan ke kondisi semula.

Banyak digunakan di Music Player (iPod), Handphone (Nokia, SE, Motorolla), dan Gadget-gadget lainnya(PSP)

Ekstensi.aac, .m4a, .m4b

Audio File Format : RealAudio Developed by RealNetwork

Software: RealMediaPlayer LossyCompression

Hi-Ratio CompressionUkurankecil

Ekstensi: .ra

Audio File Format : WMA

File Format & Codec ciptaan Microsoft Ditujukan untuk menyaingi popularitas

MP3 Compressed

Lossless CompressionLossy Compression

Ukuran file lebih kecil dari pada MP3

AUDIO SOFTWARE

Software untuk memutar file audioWinampXMMSRealMediaPlayerWindows Media PlayeriTunes

AUDIO HARDWARE

Hardware yang didesain untuk memutar file audio digitalCD PlayerMP3 PlayeriPod

~ VIDEO ~

DEFINISI VIDEO

Video: Teknologi untuk menangkap, merekam,

memproses, mentransmisikan dan menata ulang gambar bergerak.

Biasanya menggunakan film seluloid atau media digital.

Berkaitan dengan “penglihatan dan pendengaran” Aplikasi video pada multimedia mencakup banyak

aplikasi Entertainment: broadcast TV, VCR/DVD recording Interpersonal: video telephony, video conferencing

DEFINISI DIGITAL VIDEO

Digital video: Jenis sistem video recording yang bekerja

menggunakan sistem digital dibandingkan dengan analog dalam hal representasi videonya.

Biasanya digital video direkam dalam tape, kemudian didistribusikan melalui optical disc, EX: VCD & DVD.

Alat: Camcorder Macam cam corder: miniDV, DVD camcorder,

digital8

Komponen Camcorder :

1. Lensa : untuk mengatur banyak cahaya, zoom, dan kecepatan shutter

2. Imager : untuk melakukan konversi cahaya ke sinyal electronic video

3. Recorder: untuk menulis sinyal video ke media penyimpanan (seperti magnetic videotape)

TRANSMISI: Sistem broadcast menggunakan channel yang

sama untuk mentransmisikan gambar berwarna maupun hitam putih.

VIDEO ANALOG

Kamera mengkonversi gambar ke media penyimpan untuk ditransimisikan yang ditangkap kedalam sinyal analog dan dikirimkan/ disimpan ke penerima.

VIDEO DIGITAL

Menggunakan kamera, display dan komponen tambahan ADC (Analog to Digital Converter).

Proses encoding Konversi gambar ke media penyimpan digital Proses decoding kembali dalam format digital standar Proses DAC (Digital to Analog Converter).

Standart penyiaran video

Standard TV analog : NTSC dan PAL, Di Perancis standard : SECAM (PAL/

secara umum).

NTSC: National Television Standards Committee

PAL: Phase Alternate LineSECAM : Sequential Color and Memory

Frame rate

Metode untuk mengenkode informasi ke dalam sinyal elektronik yang menciptakan gambar televisi.

Standart Frame Rate

Perbedaan antar Frame Rate Jumlah garis horisontal dalam gambar

video (525 atau 625) Apakah frame ratenya 30 atau 25

frame per detik. Jumlah bandwidth yang digunakan. Apakah menggunakan sinyal AM atau

FM untuk audio videonya.

TEKNIK KAMERA

Interlaced scanAdalah metode untuk menampilkan image/gambar dalam raster scanned display device seperti CRT televisi analog, yang ditampilkan bergantian antara garis ganjil dan genap secara cepat untuk setiap frame.

Progressive scanAdalah metode untuk menampilkan, menyimpan, dan memancarkan gambar dimana setiap baris untuk setiap frame digambar secara berurutan.

Progressive scan Interlaced Scaned

Perbedaan monitor & TV

Properti warna pada sistem broadcast: LUMINANCE

Brightness = jumlah energi yang menstimulasi mata grayscale (hitam/putih)

CHROMINANCE adalah informasi warna.Hue (warna) = warna yang ditangkap

mata.Saturation = color strength (vividness) /

intensitas warna.

~ END ~

THANK YOU