14 лет назад 27 февраля 2005 в 23:56 316

Детекторы лжи, генераторы бинауральных волн, вокодеры, средства анализа звука, программы для управления внешними звуковыми приборами… И все это здесь – в нашем обзоре.

ГЕНЕРАТОРЫ БИНАУРАЛЬНЫХ РИТМИЧЕСКИХ ВОЛН (BINAURAL BEATS)
Бинауральные ритмы – это специфические электрические волны, которые возникают в мозге, являясь, по сути, результатом сложения излучений наших родных полушарий. В разных состояниях мозга – мысленная или физическая активность, страх, радость, сон, усталость – бинауральные ритмы имеют разную амплитуду и частоту. Существуют теории, согласно которым бинауральные волны улучшают работу мозга, стимулируют память, приносят спокойный сон. Главный принцип работы генератора как раз и состоит в стимулировании тех или иных биений.

Основные типы человеческих бинауральных колебаний:
Тип Частота Поведение
Delta 0,5-4 Гц Глубокий сон
Theta 4-8 Гц Сонливость, а также первый этап сна
Alpha 8-14 Гц Спокойствие, но настороженное
Beta 14-30 Гц Высокая сосредоточенность и напряжение

Как же это работает? А вот как. В наушники подаются сигналы разной частоты. Наш мозг создает на этой основе собственную картину, несколько отличную от изначальной – создается впечатление, что мы слышим “биения”, от частоты первого звука до второго. Сигналы можно модулировать, подавать более сложные формы волны, добавлять шум, изменять в процессе прослушивания высоту волн по заданному алгоритму – все это в результате может помочь добиться интересных результатов.

Обычно такие волны делают вручную, в звуковых редакторах, но существуют и специализированные программы. Одна из них, Brainwave Generator (www.bwgen.com), кроме синтеза звука содержит визуальные эффекты и предоставляет пользователю возможность подключить специальное устройство – Audiostrob. Разумеется, вам потребуются еще и хорошие наушники – желательно мониторные. Необходимо, чтобы они хорошо держали предельно высокие и низкие частоты (в нашем тестировании использовались наушники AKG K240S).

В основном окне программы мы можем только выбрать пресет и прослушать его. Можно сделать задержку перед прослушиваем, задать визуальное сопровождение. Самое же интересное находится в редакторе биений – здесь мы можем создать свой фирменный бинауральный бит. Полифония генератора составляет десять голосов, причем каждый голос можно редактировать по ряду параметров: частоте биений, высоте тона, громкости, форме волны (можно даже задать свою), добавить шум, поиграть с модуляциями.

Помимо этого есть редактор визуальных эффектов – но он довольно простой и неинтересный, лучше включить какой-нибудь красивый плагин к Winamp, тем более что у программы есть возможность вывода полученной бинауральной волны в обыкновенный .wav файл. К сожалению, его нельзя перевести в MP3 – при сжатии некоторые необходимые частоты “съедаются” и, соответственно, пропадает эффект стимуляции.

Личные впечатления: некоторые пресеты оказались совершенно “убойными”: посидев пятнадцать минут в наушниках, автор почувствовал ощутимый прилив энергии; другие же оставили мозг равнодушными. Несколько часов потребовалось на то, чтобы привыкнуть к бинауральным волнам, так как при первом прослушивании с трудом подавляешь желание сорвать наушники. Громкость должна быть очень низкой, еле слышной, все эффекты карты отключены, и, разумеется, придется выключить любую фоновую музыку.

В производстве собственных бинауральных битов автор не преуспел – настройки звучали довольно красиво, но никакого полезного эффекта не несли. Создатели программы предупреждают: эпилептикам, сердечникам и лицам, употребляющим психоактивные вещества или транквилизаторы, работа с Brainwave Generator строго не рекомендуется!

ПРОГРАММЫ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ЗВУКА
Приложений для всевозможного анализа звука достаточно много. Из всего этого “спектра программ для анализа спектра” примечательны две – Sound technology Spectralab (www.soundtechnology.com) и Analyzer 2000 (www.brownbear.de) от немецкой компании Brown Bear Software.

Вообще-то, многие функции, реализованные в этих программах, есть и в Adobe Audition, и в Steinberg Wavelab. Но функции по большей части “музыкантские”. Герои же этого обзора – скорее технические программы, они более корректны по ряду параметров и обладают большими возможностями в своей области.

Для чего вообще нужен спектральный анализ? В музыке – для проверки качества звука, выявления его частотных и фазовых характеристик, качества компрессии и мастеринга. Для составления спецификаций акустики – на нее подают сигналы, снимают и сравнивают спектры, выявляют уровни линейных/нелинейных потерь. Для проверки качества микрофонов, для создания специализированных графиков, для эхолокации и для многого другого.

Spectralab – явно более серьезная инженерная программа, где можно проводить высокоточные измерения, комплексный анализ сигналов, составлять трехмерные графики время/спектр, и многое другое. Analyzer 2000 попроще, такой глубокой редакции и анализа там нет, зато он немного быстрее и стабильнее, к тому же у него есть возможность декодирования азбуки Морзе.

Не обошлось и без недостатков: у Spectralab неудобный фазовый анализатор (а у Analyzer его вообще нет), и некоторые проблемы со скоростью вывода графического спектра в полосовом режиме.
Главный же плюс обеих программ – практически предельная корректность вывода спектра – хотя это, разумеется, зависит еще и от звуковой платы. То есть не надо ожидать точных спектров от Sound Blaster Live! – его АЦП оставляет желать лучшего.

Обе программы имеют обширные настройки (чем не может, кстати, похвастаться ни Audition, ни Wavelab) – можно регулировать границы вывода частот, скорость обновления экрана, подробно настраивать шкалу, изменять цветовую гамму. Есть возможность вычислять величину гармонических искажений (THD), искажений взаимной модуляции (IMD), измерять соотношение сигнал/шум (SNR). Программы умеют работать как с предварительно записанными файлами, так и с входящим сигналом, а также самостоятельно записывать звук.

ДЕТЕКТОРЫ ЛЖИ
“Настоящий” аппаратный детектор лжи должен, по идее, снимать с испытуемого массу параметров: кровяное давление, темп сердцебиения, выделение пота, напряжение мышц, размер глазного яблока. И лишь потом, в качестве дополнительной уточняющей характеристики, идет эмоционально-акустическое сканирование голоса, причем надо предварительно откалибровать прибор, чтобы суметь зафиксировать разницу между правдой и ложью. Более того, нужно сделать поправку на “нервы”, то есть волнение испытуемого. Программа Ex-Sense (www.ex-sense.com), тем не менее, обещает высокое качество детектирования, хотя и предупреждает что “Как и все автоматизированные системы, Ex-Sense не всегда дает стопроцентной точности. Используйте здравый смысл вместе с вашим Ex-Sense для достижения лучшего результата!”

Программа различает пять типов лжи: защитная ложь (объект лжет, чтобы ему не причинили вред), наступательная ложь (хочет добиться дополнительной выгоды), “белая” ложь (не хочет ранить чьи-то чувства), смущенная ложь (хочет выкрутиться из неудобного положения) и, наконец, просто шутка.
Из расплывчатых объяснений разработчиков (в которых нет никакой конкретики, никаких цифр и ссылок), следует, что Ex-Sense сканирует поступающий голосовой сигнал, после чего раскладывает его на эмоциональные составляющие, переводит в математические формулы и на основе этого выводит результат, получая ответ на вопрос – правду говорил человек или лгал.

В программе два режима: LOVE и RISK. Первый, как легко догадаться, поможет проверить вашу вторую половину на силу испытываемых к вам эмоций, а второй служит для серьезных менеджеров, чтобы осуществлять “проверку по-быстрому в вашей повседневной бизнесменской жизни”. В режиме RISK все выглядит достаточно симпатично – ползающие бегунки, самописцы и прочие признаки серьезной программы.

Во время записи отслеживается четыре параметра (ее можно потом сохранить): уровень лжи, волнение, неуверенность и стресс. Некоторое время перед началом детектирования программа калибруется – авторы рекомендуют в это время ни о чем серьезном не говорить. После записи в меню Advanced в виде самописцев отображаются шесть параметров. Они, по всей видимости, являются итогом разложения голоса на эмоциональные составляющие – при желании можно самостоятельно составить представление о душевном состоянии собеседника и обойтись без меню Basic, где в текстовом формате выводится краткое мнение программы о правдивости собеседника.

Вот тут-то и начинается самое интересное: программа НЕ ГОВОРИТ, лжет собеседник или нет. Она просто выдает общие фразы: “объект был очень уверен во время разговора”, “объект не возбужден”, “стресс субъекта на приемлемом уровне”. А в самом конце вообще шедевр: “Слишком много неточностей и погрешностей” – и это в каждом тестировании, вне зависимости от результата! Оставшиеся три пункта меню не представляют собой ничего особенного: итоговая числовая характеристика по измеренным параметрам, блокнот, куда можно записать, что вы обо всем этом думаете и меню сохранения.

Режим LOVE – практически тот же RISK, только упрощен до предела. Зато во время интенсивных эмоций испытуемого появляются очень милые сердечки. Автор, правда, как ни старался, ни одного не заработал. Это был бы наверняка неплохой тренинг для начинающих актрис.

Жаль, конечно, но Ex-Sense не является детектором лжи, хотя с другой стороны, эмоции она определяет довольно верно. Прочитав в микрофон начало этой статьи, автор получил вышеуказанную характеристику. Далее, примерно в течение часа усиленно говорил правду и неправду в микрофон, привлекая также к этому делу волонтеров – эмоции действительно определяются верно, но вот ложь это или нет… программа однозначного ответа не дает.

Подводя итоги, можно сказать, что Ex-Sense – это отличный эмоциональный сканер. Но до детектора лжи он пока не дорос. Может быть в следующих версиях…

EMAGIC SOUND DIVER
Программа Emagic Sound Diver (www.emagic.de/support/download/sounddiverW.php?lang=EN) напрямую со звуком не работает, она предназначена для управления внешними устройствами, подключенными по MIDI: синтезаторами, сэмплерами, контроллерами и процессорами эффектов. Встроенная библиотека включает в себя более пятисот устройств, выпущенных с 1982 года (именно тогда появился стандарт MIDI). Для работы потребуется всего лишь подключить прибор к компьютеру, выбрать его из списка, добавить в конфигурацию и выставить необходимые параметры: MIDI вход и выход, device ID (порядковый номер устройства, если их несколько одинаковых), тайм-аут и паузу отсылки событий – манипуляции с последними двумя параметрами ускоряют работу и уменьшают количество ошибок.

В меню Options можно выставить режим MIDI Thru, если клавиши находятся на другом устройстве, Autoaudition – для автоматической подгрузки патча и Autoplay – для проигрывания звука при каком-либо изменении параметров.

Щелкнув курсором на один из подгруженных приборов, мы попадаем в его внешнюю схему: список патчей (простых программ устройства), перформансов (комбинированных или мультипрограмм), различных настроек. Первым делом надо привести в соответствие содержимое памяти прибора и программы. Для этого надо выделить все ячейки (Ctrl-A), нажать правую кнопку мыши и выбрать Request. После загрузки во всех ячейках появятся названия. Двойным кликом на ячейке мы переходим в визуальное отображение структуры прибора.

Редакция осуществляется совершенно аналогично обыкновенному управлению через меню прибора, но Sound Diver позволяет это делать намного быстрее – все параметры находятся на одном экране, а не скучены в несколько сотен страниц на экране 20×2 символа:

Помимо редактирования программ можно еще загрузить дополнительные звуки, обычно в изобилии присутствующие на сайте производителя звукового прибора, а так же на “фанатских” сайтах – Sound Diver понимает большинство распространенных форматов. Присутствует возможность создания собственной библиотеки, непосредственно с прибором не связанной, в которую можно собрать необходимые патчи для последующей загрузки в инструмент.

Если же случилось так, что вашего устройства в списке нет, то можно написать плагин для его поддержки (так называемую “адаптацию”) самостоятельно. Производитель всячески поощряет создание новых адаптаций и даже платит их авторам!

Sound Diver – не единственная программа подобного рода, из его конкурентов можно назвать Midiquest (www.soundquest.com) и Unisyn (www.motu.com). Также существует много утилит для одного-двух приборов, найти их можно на главном синтезаторном портале SynthZone (www.synthzone.com) или в форумах Yahoo (www.groups.yahoo.com).

ВОКОДЕРЫ
Вокодеры (сокращение от Voice+Coder) появились в конце 30-х годов. Изобретатель первого подобного устройства, Гомер Дадли, планировал использовать прибор для телефонии, то есть обыкновенного разговора по телефону. Правда, компания Dell Laboratory, в которой работал инженер, завернула проект массового использования, что, в общем-то, не удивительно.

Тем не менее вокодеры использовались для компрессионной передачи голосовых данных, для военного кодирования, в музыке (пресловутый “голос робота”, “поющие гитары”, “говорящие барабаны” и т. д.) и синтезе речи. Первый такой прибор – Parallel Bandpass Vocoder собрал сам Гомер Дадли, он же к вокодеру добавил синтезатор, позже идею подхватила фирма Korg, создав Korg Vocoder, а уже в 90-х годах вокодеры были встроены практически во все синтезаторы аналогового моделирования.

Существуют несколько типов вокодеров: полосовые, они же EQ-вокодеры, формантные, в основном использующиеся для синтеза голоса, гомоморфные, ортогональные, модельные и модуляционные. Классический вокодер состоит из носителя, или модулируемого сигнала, и модулирующей волны – модулятора. В качестве носителя используется звук, который надо закодировать – чаще всего голос, а модулятор обычно представляет собой простые волны с широким спектром (пила, пульс, квадрат), иногда белый или фильтрованный шум.

Сигналы модулятора и носителя режутся на определенное количество полос, после чего сканируется длина каждой полосы у модулятора. Затем частотные характеристики модулятора накладываются на носитель.

Легко догадаться, что чем выше число полос, тем больше характеристик сохраняет оригинальный сигнал, и звучит, соответственно, разборчивее. По этой же причине не рекомендуется применять в качестве модулятора бедные гармониками волны – синусоиду или треугольник.

Синтезаторы речи – это, по сути, это те же вокодеры, только с заранее запрограммированными носителями. В настоящее время чаще используются математические модели, где полосовые вокодеры используются наряду с формантными, такое сочетание позволяет добиться более качественного звучания. Подобные программы используются в станках и роботах на производстве, в различных автоматах, терминалах и т.п. Многие фирмы, выпускающие электронные компоненты, делают среди всего прочего и чипы – синтезаторы речи.

Помимо роботов, у вокодеров достаточно широкий спектр применения – звуковые спецэффекты для музыки и фильмов, речевые программы для прослушивания текста, плагины к браузерам, позволяющие общаться голосом без серьезного утяжеления трафика.

Из программных продуктов, существующих на сей день, можно посоветовать следующие:
– Native Instruments Vokator (www.native-instruments.com) – серьезная программа с впечатляющими возможностями, не обычный вокодер, а скорее, вокально-формантная рабочая станция.

– Prosoniq Orange Vocoder (www.prosoniq.net) – отличный вокодер под VST – с очень мягким, теплым и выразительным звуком. Несмотря на свой приличный возраст (выпущен в 1997 году), по юзабилити он пока номер один.

– Analog-X Say it (www.analogx.com) – совсем простая программка для синтеза речи; проговаривает написанный текст голосом робота, может писать в wav-файл.

Virsyn Cantor (www.virsyn.de/en/E_Products/E_CANTOR/e_cantor.html) – синтезатор вокала, с весьма обширными настройками, собственным секвенсором. Восемь голосов могу петь одновременно, внутренний словарь насчитывает более 120 тыс. слов. Английских, разумеется.

Короткой строкой
– Transcribe (www.seventhstring.com) – это программа номер один для всех, кто лишен музыкального слуха. В нее можно загрузить wav или MP3, выделить необходимый фрагмент (желательно, чтобы он был “чистый”, то есть содержал всего один инструмент) и получить в разбитой на полутона спектрограмме соответствующий аккорд.

Высота спектральных пиков автоматически нормализуется, есть режимы приближения и удаления загруженного звука, а также тональная координатная сетка для спектра. Программа имеет встроенный тюнер для настройки файла, расширитель стереопанорамы, параметрический эквалайзер.

– RightMark 3dSound (audio.rightmark.org) – программа для тестирования возможностей звуковой карты. Утилита включает в себя тест поддерживаемых функций Direct Sound3D, проверку качества позиционирования в трехмерной среде, определяет скорость обработки аудиопотоков, тестирует поддержку EAX.

– Max/Msp (www.cycling74.com) – среда визуального программирования для разработки музыкальных приложений. Алгоритмы представлены в виде блоков, к которым подключаются управляющие данные, системы ввода-вывода, элементы интерфейса, есть возможность разработать необходимые элементы самостоятельно на C/C++ или скачать готовые с сайта производителя.

– Pioscope (www.picotech.com), Software Oscilloscope (www.digitalfilter.com) – программные эмуляторы осциллографов (приборы для воспроизведения, анализа и отображения сигнала в реальном времени).

– ASIO4all (michael.tippach.bei.t-online.de/asio4all) – утилита для программной эмуляции ASIO-драйвера, который используют большинство современных аудиоприложений.

– Total Recorder (www.highcriteria.com) – программа для захвата звука через собственный виртуальный драйвер и записи его в wav или MP3.

– MIDI OX (www.midiox.com) – мощная утилита для управления всевозможными MIDI-функциями: опции задержки, передача и прием эксклюзивных MIDI-сообщений, фильтрация и маршрутизирование потоков, конвертирование MIDI-форматов и многое другое.

– Virtual Turntables (carrot.prohosting.com) – несколько подзабытый под влиянием NI Traktor и BPM Studio эмулятор диджейских виниловых проигрывателей (вертушек). Несмотря на отсутствие поддержки ASIO, под DX драйверами осуществляет самую быструю реакцию на действия пользователя – что немаловажно при живой игре.

– Midiscan (www.musitek.com) – программа для сканирования и распознавания нотного письма. Точность 90-98%, скорость около 30 секунд на стандартный лист.

– Disk2file (www.zicweb.com/disk2file/index.php?lg=us) – очень полезная утилита для всех обладателей сэмплеров AKAI S-серии. Позволяет снять образ с SCSI винчестера и записать его на компакт-диск.

– Awave Studio (www.fmjsoft.com) – универсальный конвертор звуковых форматов. Понимает более 250 различных типов файлов, в том числе трекерные, сэмплерные и сжатые. Есть также редактор инструментов, автоматическое конвертирование (batch processing). Умеет передавать данные по протоколам SDS и SMIDI.

– Sound Card Analyzer (online.download.ru/Download/[ProgramID=6174) – программа для тестирования звуковых карт, которое заключается в пропуске сигнала через замкнутую цепь входов-выходов карты с последующим анализом искажений. В результатах теста выводится частотная характеристика, уровень шумов и помех, динамический диапазон, величина гармонических искажений, уровень перекрестных помех. Каждый параметр можно представить в виде графика, а также посмотреть более подробную статистику. Программа поддерживает проверку в 16-, 24- и 32-битном режиме с частотами от 44100 до 96000 Гц.