Візуалізуйте аудіофайл або вхід живого мікрофона як форму хвилі, логарифмічний спектр частот або прокручувану спектрограму. Усе працює локально у вашому браузері — нічого не завантажується. Експортуйте будь-яке подання як знімок PNG.
Що таке спектр аудіо?
Форма хвилі показує, наскільки гучно звучить аудіо в кожен момент; спектр показує, які частоти складають цю гучність. Аналізатор вище пропонує обидва подання плюс спектрограму — спектр, що змінюється в часі. Той самий сигнал, три взаємодоповнювальні зображення — і перемикання між ними найшвидший спосіб зрозуміти, з чого складається звук.
Чотири факти, на яких тримається решта сторінки:
• форма хвилі = гучність у часі; спектр = частотний вміст в один момент; спектрограма = спектр у часі (час × частота × інтенсивність)
• математика спектра — це БПФ, застосований до коротких вікон семплів
• файл 44 100 Гц може містити лише частоти до 22 050 Гц (половина частоти дискретизації — межа Найквіста)
• опція логарифмічної частотної осі відповідає тому, як працює слух: октава від 20–40 Гц отримує ту саму ширину, що й 10 000–20 000 Гц
Три види відображення
Форма хвилі відображає амплітуду семплів у часі — чудово для виявлення обрізання, пауз і загальної динаміки, але не показує висоту тону. Спектр бере одне коротке вікно (кілька тисяч семплів) і показує, скільки енергії припадає на кожну смугу частот — від найнижчих басів ліворуч до верхньої межі високих справа. Спектрограма складає сотні таких спектрів зліва направо з плином часу, а інтенсивність подано кольором — глісандо на фортепіано стає висхідною смугою, витримана нота скрипки — стабільною горизонтальною лінією, а мовлення — ланцюжком формант голосних.
БПФ і вікна
Швидке перетворення Фур'є (БПФ) перетворює блок семплів часової області на амплітуди частот. Воно відповідає на запитання: «якщо цей блок є сумою чистих тонів, скільки кожного тону він містить?» Аналізатор ріже аудіо на перекривні вікна по кілька тисяч семплів і виконує БПФ для кожного — менші вікна краще визначають час, більші — частоту, тому фіксований розмір вікна завжди є компромісом. Перемикач логарифмічної частоти — лише відображення: він розтягує графік, щоб низькі октави (де живе більшість музики) отримали видиму ширину, а не стискалися до лівого краю.
Основна частота і гармоніки
Зіграйте ноту ля першої октави на будь-якому інструменті — спектр покаже пік на 440 Гц, основну частоту, плюс менші піки на 880, 1320, 1760 Гц: гармоніки, цілі кратні основної частоти. Саме баланс цих гармонік робить ноту ля скрипки звучною інакше, ніж ноту флейти: та сама основна частота, інший рецепт над нею. Тому спектр — основне подання для визначення інструментів, рішень зведення та пошуку шуму: мережевий гул виглядає як стійкий пік 50/60 Гц, а обрізання MP3 — як енергія, що просто зникає нижче приблизно 16 кГц.
Поширені хибні уявлення
- Форма хвилі показує висоту тону. Ні. Два дуже різні акорди однакової гучності мають майже однакові форми хвилі. Інформація про висоту з'являється лише після БПФ — у поданнях спектра чи спектрограми.
- Спектр і спектрограма — це одне й те саме зображення. Ні. Спектр — це частотний зріз одного миттєвого стану; спектрограма — тисячі таких зрізів, послідовних у часі. Використовуйте спектр, щоб відповісти на «що», а спектрограму — на «коли».
- Аудіо понад 22 050 Гц приховане у файлі CD. Ні. Дискретизація 44 100 Гц математично обмежує вміст 22 050 Гц; межа Найквіста — властивість самих семплів, а не відображення.
Пов'язані інструменти: MIDI у WAV та Аудіо в WAV / FLAC для створення файлів, що варті аналізу; Зменшення шуму, коли спектрограма показує стале шипіння чи гул; та Нормалізація аудіо, коли форма хвилі показує рівні, які потребують корекції.
