Pertemuan 3: Aplikasi Audio dan Suara By : Munengsih Sari Bunga POLITEKNIK 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 Hz 2)Pendengaran manusia 20Hz –20KHz 3)Ultra sound 20 KHz-1 GHz 4)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 telinga 130 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 Encoding Mengubah 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: Pengambilansampling Kuantisasi Pengkodean

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 detik Precision = 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 bagus Ukuran 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 Compression Ukurankecil Ekstensi: .ra

Audio File Format : WMA File Format & Codec ciptaan Microsoft Ditujukan untuk menyaingi popularitas MP3 Compressed Lossless Compression Lossy Compression Ukuran file lebih kecil dari pada MP3

AUDIO SOFTWARE Software untuk memutar file audio Winamp XMMS RealMediaPlayer Windows Media Player iTunes AUDIO HARDWARE Hardware yang didesain untuk memutar file audio digital CD Player MP3 Player iPod

~ 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 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 : Lensa : untuk mengatur banyak cahaya, zoom, dan kecepatan shutter Imager : untuk melakukan konversi cahaya ke sinyal electronic video 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 Line SECAM : 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 scan Adalah 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 scan Adalah 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.

THANK YOU ~ END ~