Blog về Ứng dụng mới đơn giản hóa việc phân tích âm thanh cho các chuyên gia âm thanh

Bạn đã bao giờ ngạc nhiên trước bản giao hưởng của thiên nhiên - từ tiếng chim hót đến tiếng sấm sét chưa? Hoặc tự hỏi tại sao các nhạc cụ khác nhau chơi cùng một nốt nhạc lại tạo ra những trải nghiệm thính giác khác biệt? Ứng dụng web JavaScript "Trình phân tích micrô" (PWA) mang tính cách mạng của ComPADRE loại bỏ nhu cầu về thiết bị đắt tiền, biến bất kỳ máy tính hoặc điện thoại thông minh nào thành công cụ nghiên cứu âm thanh mạnh mẽ.

Công cụ cải tiến này do Wolfgang Christian tại Đại học Davidson phát triển, xử lý âm thanh trong thời gian thực thông qua hai hình ảnh trực quan chính:

• Đồ thị biên độ:Hiển thị cường độ sóng âm theo thời gian, thể hiện các biến thể động như gợn sóng trên mặt nước.
• Phổ tần số:Sử dụng công nghệ Biến đổi Fourier nhanh (FFT) để phân tách âm thanh thành các tần số cấu thành, tạo ra "dấu vân tay" âm thanh thể hiện đặc điểm âm sắc.

Máy phân tích giải quyết thách thức chung về âm học - tình trạng quá tải thông tin trong phạm vi thính giác của con người 20Hz-20kHz. Người dùng có thể:

• Đặt dải tần số tùy chỉnh (giá trị tối thiểu/tối đa)
• Điều chỉnh thời lượng ghi thông qua các điểm dữ liệu có thể định cấu hình (được tối ưu hóa dưới dạng lũy ​​thừa của hai: 1024, 2048, v.v.)
• Đo chu kỳ sóng và tính toán tần số

Được thiết kế để trình diễn trong lớp và thí nghiệm của học sinh, công cụ này cho phép:

• Phân tích so sánh sự thay đổi cao độ và âm lượng
• Nghiên cứu âm sắc của nhạc cụ thông qua so sánh quang phổ
• Thí nghiệm giao thoa sóng âm
• Xác minh thực nghiệm các lý thuyết âm học

Được xây dựng trên Mô phỏng JavaScript dễ dàng (EjS) v5.3, nền tảng này chạy trên mọi trình duyệt hỗ trợ JavaScript trên các hệ thống Windows, macOS, Linux, iOS và Android.

Là một Ứng dụng web lũy tiến, máy phân tích cung cấp các tùy chọn cài đặt trên các thiết bị tương thích để sử dụng ngoại tuyến. Mặc dù việc triển khai Safari và Chrome khác nhau giữa các nền tảng nhưng quyền truy cập trình duyệt vẫn có sẵn trên toàn cầu.

Người dùng có thể tiến hành thử nghiệm thông qua các bước sau:

1. Cấp quyền truy cập micrô
2. Tạo âm thanh (giọng hát, nốt nhạc cụ, v.v.) trong khi quan sát hình ảnh trực quan theo thời gian thực
3. Ghi lại các phân đoạn dữ liệu để phân tích chi tiết

Các câu hỏi điều tra chính bao gồm:

• Các mẫu dạng sóng của âm thuần
• Chuyển đổi theo chu kỳ sang tần số
• Nhận dạng tần số đỉnh
• Phân tích hài hòa/âm bội
• So sánh âm sắc giữa các nguồn âm thanh

Công cụ này thể hiện các nguyên tắc cơ bản bao gồm:

• Phân tích Fourier:Phân tách sóng phức tạp thành sóng hình sin cấu thành
• Sóng hài:bội số nguyên của tần số cơ bản
• Âm bội:Tất cả các thành phần tần số trên tần số cơ bản
• Âm sắc:“Màu sắc” độc đáo của âm thanh được quyết định bởi nội dung hài hòa

Nền tảng dễ tiếp cận này biến các khái niệm âm thanh trừu tượng thành trải nghiệm hình ảnh hữu hình, phục vụ cả sinh viên, nhà giáo dục cũng như những người đam mê âm thanh.