บทที่ 8 : ออดิโอ (Audio)

ทำความรู้จักกับออดิโอ ออดิโอ (Audio) หรือ เสียง (Sound) อยู่ในรูปพลังงานที่สามารถ ถ่ายทอดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งผ่าน ตัวกลางที่เกิดจากการสั่น (Vibrating) ของวัตถุ เป็นคลื่นที่ประกกอบด้วยแอมพลิจูด และความถี่ ศาสตร์ที่ศึกษาเทคโนโลยีการผลิต เสียง เรียกว่า Acoustic Engineering

ทำความรู้จักกับออดิโอ [2] การวัดระดับเสียง มีการใช้อยู่ 2 หน่วย คือ Decibel (dB) และ Hertz (Hz) ระดับเสียง (dB) ชนิดของเสียง เสียงที่แผ่วเบาที่สุดที่มนุษย์ได้ยิน 30 เสียงกระซิบ หรือเสียงในห้องสมุดที่เงียบสงัด 60 เสียงพูดคุยตามปกติ เสียงจักรเย็บผ้า 85 เสียงตะโกนข้ามเขา หรือพื้นที่โล่ง เพื่อให้ได้ยินเสียงสะท้อนกลับ 90 เสียงเครื่องตัดหญ้า เครื่องจักรโรงงาน รถบรรทุก (ไม่ควรได้ยินเกินวันละ 8 ชม.) 100 เสียงเลื่อยไฟฟ้า เครื่องเจาะที่ใช้ลม (ไม่ควรได้ยินเกินวันละ 2 ชม.) 115 เสียงระเบิดหิน คอนเสิร์ตร็อค แตรรถยนต์ (ไม่ควรได้ยินเกินวันละ 15 นาที) 140 เสียงยิงปืน เครื่องบินเจ็ต ควรสวมอุปกรณ์ป้องกันเสมอ

คุณสมบัติของเสียง คลื่นเสียงจะมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์ได้แก่ แอมพลิจูด (Amplitude) ความสูงของคลื่นเมื่อวัด จากแนวปกติ ใช้กำหนดความดังของเสียง ความถี่ (Frequency) จำนวนครั้งในการสั่นของ อนุภาคต่อ 1 หน่วยเวลา ใช้กำหนดเสียงสูงและ เสียงทุ้ม รูปแบบคลื่น (Waveform) เป็นลักษณะการเคลื่อนที่ ของคลื่นเสียง ที่แหล่งกำเนิดต่างกันจะมีรูปแบบคลื่น ต่างกัน ความเร็ว (Speed) จะขึ้นอยู่กับการเดินทางของเสียง ผ่านตัวกลางและอุณหภูมิของตัวกลาง ตัวกลางที่มี ความหนาแน่นมากจะส่งผลให้เสียงเดินทางได้ดีกว่า

องค์ประกอบของระบบออดิโอ การนำเสียงจากธรรมชาติมาใช้งานบน คอมพิวเตอร์ต้องผ่านกระบวนการบันทึก (Record), จัดการ (Manipulate) และเล่น เสียง (Playback) เครื่องมือสำหรับประมวลผลและแปลงเสียง ต้นฉบับให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ได้แก่ ไมโครโฟน (Microphone) เครื่องขยายเสียง (Amplifier) ลำโพง (Speaker) อุปกรณ์ผสมสัญญาณเสียง (Mixer)

องค์ประกอบของระบบออดิโอ : ไมโครโฟน (Microphone) ทำหน้าที่เปลี่ยนคลื่นเสียงจาก แหล่งกำเนิดเสียงให้เป็น สัญญาณไฟฟ้า แบ่งเป็น 2 ชนิดตามลักษณะ โครงสร้าง คือ ไดนามิกไมโครโฟน (Dynamic Microphone) คอนเดนเซอร์ไมโครโฟน (Condenser Microphone)

ไดนามิกไมโครโฟนและคอนเดนเซอร์ไมโครโฟน

องค์ประกอบของระบบออดิโอ : เครื่องขยายเสียง (Amplifier) เป็นอุปกรณ์สำหรับขยาย สัญญาณอินพุตให้มีความดังหรือ แอมพลิจูดเพิ่มขึ้น แต่มีรูปแบบ คลื่นคงเดิม

องค์ประกอบของระบบออดิโอ : ลำโพง (Speaker) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงพลังงาน ไฟฟ้าให้กลับมาเป็นพลังงานเสียง โดยจะรับสัญญาณทางไฟฟ้ามาจาก เครื่องขยายเสียง

องค์ประกอบของระบบออดิโอ : อุปกรณ์ผสมสัญญาณเสียง (Audio Mixer) เป็นเครื่องมือสำหรับบันทึกและแก้ไข เสียงในแต่ละ แทร็ คได้อย่างอิสระ เช่น ความดัง จังหวะ หรือระงับเสียง การเพิ่มเอฟ เฟค เช่น เสียงคอรัส เสียงเอคโค เมื่อผสมเสียงแต่ละแทร็คแล้วจึงผสาน เสียงลงในช่องสัญญาณ หากเป็น ระบบสเตอริโอจะใช้ 2 ช่องสัญญาณ แต่หากเป็นเซอราวด์จะมากกว่า 2 ช่องสัญญาณขึ้นไป

อุปกรณ์ผสมสัญญาณเสียง (Audio Mixer)

ประเภทของเสียง แบ่งได้ 2 ประเภทดังนี้ MIDI (Musical Instrument Digital Interface) คือเสียงที่แทนเครื่องดนตรีชนิด ต่างๆ สำหรับใช้กับเครื่องดนตรี อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ Digital Audio คือเสียงที่ส่งมาจาก แหล่งกำเนิดเสียงจริงๆทั้งจากธรรมชาติและที่ สร้างขึ้นเอง แล้วนำข้อมูลมาแปลงให้อยู่ใน รูปดิจิตอล คุณภาพของสัญญาณเสียงจะ ขึ้นอยู่กับอัตราการสุ่ม (Sampling Rate) มี หน่วยเป็น Hz

MIDI:Musical Instrument Digital Interface มาตรฐานด้านเสียงตั้งแต่ปี 1980 เป็นข้อมูลที่แสดงถึงลักษณะเสียงที่แทน เครื่องดนตรีชนิดต่างๆ เสียงจาก MIDI ไม่เหมือนเครื่องดนตรี จริงๆ สร้างเสียงตามตัวโน้ต เสมือนเล่นเครื่อง ดนตรีชนิดนั้นเลย เครื่องมือที่ใช้เล่นเสียงเพลง MIDI จะมี ผลต่อคุณภาพเสียงที่ได้ MIDI จำเป็นต้องมีการปรับแต่งเสียงให้ ไพเราะ

MIDI ข้อดี ข้อเสีย ไฟล์มีขนาดเล็ก แสดงเสียงได้แค่ ดนตรีบรรเลง ไม่จำเป็นใช้เครื่อง ดนตรีจริง ใช้หน่วยความจำน้อย ประพื้นที่ใน HDD เหมาะกับงานบน เครือข่าย ง่ายต่อการแก้ไข ปรับปรุง ข้อเสีย แสดงเสียงได้แค่ ดนตรีบรรเลง อุปกรณ์ที่ใช้สร้าง เสียงมีราคาแพง

Digital Audio เสียงที่มาจากไมโครโฟน เครื่องสังเคราะห์ เสียง เครื่องเล่นเทป เสียงต่างจากธรรมชาติ หรือที่สร้างขึ้น นำข้อมูลที่ได้มาแปลงเป็นสัญญาณดิจดตอล ข้อมูลจะถูกสุ่มมาในรูปแบบ Bit หรือ Byte เรียกอัตราการสุ่มว่า “Sampling Rate” และข้อมูล ที่ได้เรียกว่า “Sampling Size” เสียงแบบนี้มีขนาดข้อมูลใหญ่ ใช้ทรัพยากร มากกว่า

Digital Audio

Processing Sound เป็นกระบวนการต่างๆที่นำไฟล์เสียงเข้าสู่ โปรแกรมสำหรับการสร้างหรือแก้ไขเสียง และทำการทดสอบเสียงที่สร้างขึ้นก่อน นำไปใช้งาน การบันทึก(Recording) การนำเข้าข้อมูลเสียง(Importing) MiniDisc เทป การแก้ไขและเพิ่มเทคนิคพิเศษ(Edit and Effect) การจัดเก็บ(Digital audio file)

Recording Sound ขึ้นอยู่กับผู้ใช้ต้องการคุณภาพและ มาตรฐานเสียงอย่างไร ถ้าอยากได้เสียงดี ต้องใช้โปรแกรมนำเข้า และแสดงผลได้ดี รวมทั้ง Hardware ที่มี ประสิทธิภาพ แต่มีค่าใช้จ่ายสูง เสียงที่ทำงานผ่านคอมพิวเตอร์มี สัญญาณดิจิตอลอยู่ 2 แบบ Synthesize sound เป็นเสียงจากตัววิเคราะห์ เสียงเช่น MIDI Sound data เป็นเสียงที่ได้จาการแปลง สัญญาณ Analog เป็น Digital

Importing Sound เป็นการนำเข้า เสียง เพื่อให้ง่าย ต่อการจัดการ เสียงมากขึ้น การนำเข้าเสียงจะ นำเข้าจากแผ่น CD Audio และใช้ ซอฟต์แวร์ที่ เหมาะสมร่วมกัน เช่น Program Quick Time ,Windows Media Player

Editing and Effect เป็นการแก้ไขและตัดต่อเสียง ปรับแต่งเสียง สิ่งสำคัญคือจัดสรรเวลาให้เสียงแสดงผลให้ ตรงกับองค์ประกอบโปรแกรมที่ช่วยเช่น Audio Edit

Digital Audio File แฟ้มข้อมูลเสียงจะมีการจัดเก็บแบบ ตรงไปตรงมา คือไม่ว่าจะบันทึกเสียง จากแหล่งใด แฟ้มข้อมูลก็จะทำการ บันทึกเป็นสื่อดิจิตอล การบันทึกแต่ละครั้งก็จะใช้อุปกรณ์ เพียงชนิดเดียว ต้องเตรียม RAM และ HDD รองรับให้เหมาะสมกับคุณภาพเสียงที่ ต้องการ มีมาตรการป้องกันการรบกวน

การจัดเก็บแฟ้มข้อมูลเสียงแบบดิจิตอล (Preparing Digital Audio File) ขนาดของแฟ้มข้อมูลกับคุณภาพ การ บันทึกเสียงแบบสเตริโอ จะให้คุณภาพ ของเสียง ที่ฟังแล้วสมจริงมากกว่า การบันทึกเสียงแบบโมโน แต่ แฟ้มข้อมูลเสียงแบบสเตริโอที่บันทึกได้ จะใช้พื้นที่มากกว่าแฟ้มข้อมูลเสียงแบบ โมโน โดยใช้ระยะเวลาบันทึกเท่ากัน และถ้าต้องการความละเอียดของเสียง สูง  ต้องใช้ Sampling Rate สูงด้วย (Sampling Rate วัดเป็น Hz, Sampling Size วัดเป็น bit)

การคำนวณขนาดของแฟ้ม การบันทึกเสียงแบบโมโน = Sampling Rate x ระยะเวลาบันทึกx (Sampling Size/8) x 1 การบันทึกเสียงแบบสเตริโอ = Sampling Rate x ระยะเวลาบันทึกx (Sampling Size/8) x 2 ตัวอย่าง    บันทึกเสียงแบบสเตริโอ 10 Seconds , Sampling Rate 44.1 KHz  ,Sampling Size  16 bits 44100x10x(16/8)x2  = 1764000 Bytes

อุปกรณ์สำหรับควบคุมและบันทึกเสียง ประกอบไปด้วย การ์ดเสียง (Sound Card) เป็นอุปกรณ์ ควบคุมเสียงบนคอมพิวเตอร์ มี โปรเซสเซอร์ที่ออกแบบให้ทำงานเฉพาะ ด้านเสียงเท่านั้น นอกจากนี้ยังมี DAC และ ADC ในการแปลงสัญญาณอีกด้วย อุปกรณ์ถ่ายทอดสัญญาณเสียง (Audio Transmission) เป็นอุปกรณ์ถ่ายทอด สัญญาณเสียงระหว่างภาคส่งและภาครับ อุปกรณ์บันทึกเสียง (Audio Recorder) เช่น Audio-CD DVD MiniDisc เทป

Sound Card

1) Audio Jack, 2) RCA Jack, 3) XLR Connector

ขั้นตอนการประมวลผลไฟล์เสียง (Sound Processing) 1 บันทึกเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียง 2 นำไฟล์เสียงเข้าสู่โปรแกรมสำหรับแก้ไขไฟล์เสียงโดยเฉพาะ 3 ปรับแต่ง แก้ไข ตัดต่อ หรือเพิ่มเติมเสียงตามความต้องการ 4 ทดสอบเสียงที่ได้จากการปรับแต่ง 5 นำไฟล์เสียงไปใช้งาน

รูปแบบไฟล์เสียง ไฟล์เสียงจะมีรูปแบบการบีบอัดไฟล์ 2 ประเภท คือ Lossless ที่เก็บ รักษาข้อมูลไว้อย่างครบถ้วน ส่วนอีก วิธีคือ Lossy ซึ่งจะมีการตัดข้อมูล เสียงบางส่วนออกไป ไฟล์เสียงแบบ Lossless ที่นิยม นำมาใช้งาน ได้แก่ WAV, AIFF, FLAC, MID ไฟล์เสียงแบบ Lossy ที่นิยมนำมาใช้ งาน ได้แก่ MP3, WMA, OGG, VOC

ออดิโอกับมัลติมีเดีย วัตถุประสงค์ในการนำเสียงเข้ามา ประยุกต์ใช้กับงานด้านมัลติมีเดีย คือ เพื่อให้เข้าใจถึงเนื้อหาที่ ต้องการนำเสนอ เพิ่มโอกาสการสื่อสารข้อมูล ผ่านช่องทางที่หลากหลายขึ้น

ออดิโอกับมัลติมีเดีย [2] ประเภทของเสียงที่นำมาใช้งานด้านมัลติมีเดีย ได้แก่ เสียงพูด เป็นสื่อกลางการถ่ายทอดข้อมูลที่มี ประสิทธิภาพ สื่อความหมายแทนตัวอักษร จำนวนมากได้ แบ่งเป็นเสียงพูดแบบดิจิตอล และเสียงพูดแบบสังเคราะห์ เสียงเพลง เป็นเสียงที่ใช้สื่อถึงอารมณ์ที่ เกี่ยวข้องกับข้อมูลที่ต้องการนำเสนอ และ เพิ่มความน่าสนใจได้เป็นอย่างดี เสียงเอฟเฟกต์ ใช้สำหรับเพิ่มความแปลก ใหม่และลูกเล่นให้กับข้อมูลที่ต้องการนำเสนอ แบ่งเป็นเสียงเอฟเฟกต์ธรรมชาติ และเสียง เอฟเฟกต์สังเคราะห์

ออดิโอกับมัลติมีเดีย [3] การนำเสียงไปใช้งานต้องคำนึงถึงความเหมาะสม ต่อไปนี้ ตัดสินใจว่าจะใช้เสียงชนิดใดกับงานที่ออกแบบ ไว้ ตัดสินใจว่าจะใช้เสียงแบบมีดี้ หรือเสียงแบบ ดิจิตอลที่ไหนและเมื่อไร พิจารณาว่าจะสร้างข้อมูลเสียงขึ้นมาเองหรือซื้อ สำเร็จรูปมาใช้จึงจะเหมาะสม (มีเว็บไซต์ สำหรับแจกเสียงเอฟเฟกต์ฟรีมากมาย) นำไฟล์เสียงมาทำการปรับแต่งให้เหมาะกับ มัลติมีเดียที่ออกแบบ ทดสอบการทำงานของเสียงว่ามีความสัมพันธ์กับ งานมัลติมีเดียหรือไม่