Audio Visual

 O som - Como se produz

Todos os sons são causados por vibrações. Fisicamente, quando um corpo se encontra na atmosfera ou em qualquer outro meio e efectua oscilações, o corpo oscilante perturba a atmosfera desalojando as partículas de ar das posições ocupadas anteriormente. Percebe-se, igualmente, que essa perturbação não se pode limitar apenas a uma influência sobre a camada de ar mais próxima. O corpo comprime a camada adjacente, esta exerce uma pressão sobre a camada seguinte e, deste modo, camada após camada, partícula após partícula, toda a atmosfera ambiente se põe em movimento transmitindo energia como um impulso ou onda. Diz-se, portanto, que o ar (o agente em que o som melhor se transmite) entrou em vibração, ou ainda, que ele é sede de vibrações sonoras.

As vibrações sonoras nascem em qualquer meio capaz de se contrair, e, dado que a natureza não conhece corpos incompressíveis, as partículas de qualquer meio material podem encontrar-se nestas condições. Ao ramo da física que trata destas vibrações chama-se, portanto, acústica.

 

Sistemas Vibratórios Simples 

  Quando se dão vibrações sonoras cada partícula de ar permanece em média na sua posição: apenas oscila em torno da sua posição de equilíbrio.
No caso mais simples a partícula efectuará oscilações harmónicas, as quais são de carácter sinusoidal, ou seja, sons puros.

 
 

Movimento periódico:
Movimento oscilatório ou vibratório, ou seja, movimento vai-vem em torno de uma posição de equilíbrio que muda periodicamente de sentido. São cíclicos, repete-se ao fim de um determinado tempo.

 Movimento Harmónico Simples
Movimento oscilatório periódico que obtemos quando a força de restituição é proporcional ao deslocamento – dá origem aos sons mais simples, puros.

                                                             F = -k x

O movimento periódico é caracterizado por as seguintes grandezas:
• Ciclo: volta completa da trajectória, volta à posição inicial com o mesmo sentido.
• Período: tempo necessário para realizar um ciclo.
Mas para descrever as propriedades das vibrações sonoras prefere-se muitas vezes ao período a noção de frequência.
• Frequência: esta é a grandeza inversa do período e corresponde ao número de ciclos efectuados num segundo.
• Amplitude: a distância máxima a que a oscilação se afasta da sua posição de equilíbrio.
• Fase: também denominado ângulo fase, é o tempo necessário para que o corpo se desloque da sua posição de equilíbrio até uma determinada posição da sua trajectória. É o ponto onde se encontra o ciclo.
• Diferença de Fase: quando as ondas sonoras não chegam ao mesmo tempo aos dois ouvidos.

                       Período: T(s; ms) = 1/f                 Frequência: f (Hz) = 1/T

Quando dois sons têm a mesma frequência e a mesma amplitude, diz-se que se encontram em oposição de fase, podendo anular-se. Em oposição de fase subtraem-se, em fase somam-se.

A descrição completa de dum dado movimento harmónico simples requer, portanto, a descrição de três parâmetros: o período ou frequência, a amplitude e a fase.

F: força de restituição
- : a força é sempre no sentido oposto ao deslocamento, daí o sinal de menos
k: constante de rigidez, associado à elasticidade
x: deslocamento

 

Nesta imagem podemos ver uma representação temporal e frequencial de uma onda sinusoidal

 
 

   

 

 

Sistemas Vibratórios Complexos

Um som puro corresponde ao movimento oscilatório periódico designado por movimento harmónico simples. O som complexo é um somatório de sons puros, ou seja, o resultado da sobreposição de sinusóides de amplitudes e frequências diferentes.

Como o som puro, um som complexo pode ser periódico ou aperiódico.

O som complexo periódico é composto por uma série de componentes sinusoidais cujas frequências são múltiplas inteiras de uma frequência fundamental:

     F – som fundamental ou primeiro harmónico,
     2F – segundo harmónico,
     3F – terceiro harmónico,
     etc.

São este tipo de os sons complexos que dão origem à sensação sonora de um som com altura definida (sons graves e sons agudos)

Um som que não cumpra esta ordem, cujos componentes de frequência não sejam múltiplos inteiros (não harmónicos), dá a sensação de um som de altura indefinida, designado por ruído.

Portanto, os sons reais, associados à música e à fala, são sons complexos.
 

Teorema de Fourier


Joseph Fourier (1768-1830), matemático francês, fez uma análise harmónica na qual demonstrou que é possível reduzir uma onda complexa periódica numa soma de ondas sinusoidais. Estas ondas sinusoidais possuem frequências que são números inteiros de uma frequência fundamental.
 

Análise da Forma de Onda
Onda complexa: Teoricamente, todas as ondas periódicas complexas podem ser obtidas a partir de sinusóides:

            

A partir das próximas representações temporais e frequenciais podemos sintetizar sons:
a) dente de serra: composição extrema com componentes de frequência sinusoidais pares e ímpares com amplitudes numa relação de 1/n:
(n = nº de harmónico)
          
  

b) quadrada: só os componentes de frequência sinusoidais ímpares com amplitudes numa relação de 1/n: 
       
c) triangular: só os componentes de frequência sinusoidais ímpares com amplitudes numa relação de 1/n2 

     

Como se propaga

O som propaga-se através de um meio material, sendo este em qualquer forma ou estado, tais como sólido, líquido ou gasoso.
Quando um corpo (fonte sonora) perturba o meio que o rodeia, essa perturbação afasta-se da origem transmitindo-se sob a forma de onda.
Se o som se propagasse instantaneamente, todas as partículas oscilariam como uma só. Mas a propagação não é instantânea e os volumes de ar encontrados pelo caminho entram em movimento uns após outros, arrastados, por assim dizer, por uma onda proveniente da fonte sonora.

Existem inúmeras ondas no mundo, sendo por nós captadas, sobretudo, através da audição e da visão.
Estas, quanto à sua natureza, podem ser electromagnéticas (ondas que nos permitem ver – ondas de rádio, de luz) e mecânicas (ondas que nos permitem ouvir – ondas sonoras). As de natureza electromagnéticas propagam-se muito mais rápido que as mecânicas. As ondas sonoras necessitam das partículas de um meio para se propagarem, daí a não se propagarem no vácuo, pois este não é um meio material, já com as ondas de luz e rádio isto não acontece, por exemplo, se houvesse uma grande explosão na Lua, podia-se vê-la mas não ouvi-la, devido a existir uma zona de vácuo entre a Lua e a Terra.

Classificação das Ondas
As ondas podem ser classificadas das seguintes formas:

   – Propagativas e Estacionárias
Embora todas as ondas sejam propagativas, existem meios cuja dimensão é finita conduzindo à interferência entre as diversas ondas reflectidas e, consequentemente, à formação de ondas estacionárias.

 Planas, Esféricas e Cilíndricas
Nas primeiras, a frente de onda é plana, nas segundas, os raios propagam-se em todos os sentidos por esferas concêntricas e, nas terceiras, as ondas formam cilindros concêntricos em torno de um eixo.

 Transversais e Longitudinais:
Numa onda transversal as vibrações que formam a onda movimentam-se perpendicularmente à direcção segundo a qual a onda se propaga;

Exemplo: se se colocar um pedaço de cortiça na água, verifica-se que a onda, ao atingir a cortiça que flutua na superfície da água, faz com que ela apenas oscile, subindo e descendo, sem variar a direcção. Como a rolha não é arrastada, concluímos que a onda não transporta matéria. Porém, como ela se movimenta, implica que recebeu energia da onda.

Uma onda longitudinal é aquela na qual as partículas vibram na mesma direcção segundo a qual a onda se propaga. Quando um corpo vibrante se movimenta para a frente, ele comprime as partículas do meio umas contra as outras, de modo a originar zonas de compressão. Quando o corpo vibrante se movimenta para trás, as partículas do meio ficam mais afastadas, originando zonas de rarefacção. Tanto as compressões como as rarefacções originadas propagam-se para diante, afastando-se da origem. As ondas sonoras são ondas longitudinais;

Exemplo: ao puxarmos uma mola para trás e para frente, ela estica e encolhe, sendo que a parte encolhida corresponde a uma compressão e a parte esticada corresponde a uma rarefacção.
 

Comprimento de Onda


Denomina-se Comprimento de Onda à distância entre dois pontos consecutivos igualmente posicionados na onda.

Ao examinar o comportamento das partículas em oscilação e ao compará-lo aos movimentos de outras partículas que se encontrem sobre a mesma linha de propagação do som, constata-se que a partícula vizinha começa a vibrar com algum atraso e a partícula seguinte com um atraso ainda maior. As diferenças vão aumentar até ao momento em que se encontra uma partícula atrasada um período, vibrando em sincronismo com a primeira partícula. A que distância se encontra o ponto síncrono? Esta distância há-de ser igual ao produto da velocidade de propagação do som c pelo período T, esta distância vai corresponder ao comprimento de onda, λ:

                                      λ = cT        ou       λ = c/f (frequência)

Quanto mais baixa a frequência, maior é o comprimento de onda, ou seja, mais grave é o som.

 

Velocidade do Som
 As ondas sonoras viajam a velocidades diferentes quando em meios de propagação diferentes, devido à densidade e elasticidade do próprio meio.
                  

Se a mão de uma pessoa, agindo na extremidade livre da corda, realizar um movimento vertical, periódico, de sobe-e-desce. uma onda passa a propagar-se horizontalmente com a velocidade .
 

Exemplo: Uma corda de massa m e comprimento L (λ/2), sob a acção de uma força de tracção.

Cada ponto da corda sobe e desce. Assim que o ponto A começa o seu movimento (quando O sobe), B inicia o seu movimento (quando O se encontra na posição inicial), movendo-se para baixo.
O ponto D inicia o seu movimento quando o ponto O descreveu um ciclo completo (subiu, baixou, voltou a subir e regressou à posição inicial).
Se se continuar a movimentar o ponto O, chegará o instante em que todos os pontos da corda estarão em vibração.
Neste caso, a velocidade de propagação da onda depende da densidade linear da corda e da intensidade da força de tracção
, e é dada por:

       F = a força de tracção na corda                            

                             µ = m/L, a densidade linear da corda
O som propaga-se mais rapidamente através dos sólidos e líquidos do que nos gases. As moléculas dos sólidos e dos líquidos estão mais juntas do que as dos gases, por isso reagem mais depressa quando sofrem uma compressão, passando os impulsos de som com maior rapidez. O som propaga-se a uma velocidade cerca de cinco vezes mais na água do que no ar e cerca de quinze vezes mais no aço.
A temperatura tem também um papel importante. Conforme o aumento da temperatura, a velocidade de propagação é maior. Em valores reais, a velocidade aumenta 0,6 m/s por cada grau centígrado (ºC), no ar. Exemplo: a 0ºC a velocidade é de 331 m/s e a 40ºC é de 355 m/s.
Outro factor importante é a humidade atmosférica, ou seja, quanto mais elevada for, maior é a quantidade de vapor de água, menor é a densidade do ar e maior será a velocidade de propagação do som.

 Energia e Potência de uma Fonte Sonora

Para que se crie uma dada perturbação num meio é necessário gastar energia. Desde que um certo número de ondas seja produzido em cada segundo, deve ser fornecida, em cada segundo, uma certa quantidade de energia. Deste modo a produção contínua de um trem de ondas requer um consumo constante de potência por parte da fonte. A potência é a quantidade total de energia emitida por uma fonte sonora irradiada no ar atmosférico por uma unidade de tempo (j/s ou ω). A maior parte da potência perde-se entre outras razões por atrito, transformando-se em som apenas uma pequena porção. A potência que se torna audível mede-se em watts acústicos.

Lei do Inverso do Quadrado da Distância


Num campo livre (campo sonoro sem reflexões), durante a propagação do som, duplicar a distância à fonte sonora provoca uma quebra de intensidade pelo factor 4 (6 dB de nível de intensidade sonora), ou seja, a intensidade sonora é inversamente proporcional ao quadrado da distância que medeia entre a fonte sonora e o ponto de observação.
A maior parte das fontes sonoras podem ser consideradas como pontuais, sendo que as ondas esféricas são na prática o tipo de ondas mais comuns. Como uma fonte pontual radia em todas as direcções, toda a energia sonora da fonte se espalha sobre superfícies esféricas de raio (r) crescente, à medida que a onda se propaga. Deste modo, podemos encontrar uma relação simples entre a potência sonora P da fonte e a intensidade I numa dada distância r:

 

 

Num campo livre a relação entre a intensidade da energia acústica e a pressão num dado ponto do espaço é:

                                    I = p²rms/∂.c

                 – p²rms – valor eficaz da pressão sonora (Pa);
                 – c – velocidade de propagação da onda (ms-1);
                 – ∂ – massa volúmica do meio (Kgm-3) densidade do meio

Intensidade e Pressão Sonoras

O volume de um som depende da intensidade (quantidade de energia) que as ondas desse som transportam. Grandes vibrações têm muita energia e produzem ondas de som intenso, de grande amplitude, podendo por vezes ser perigosas e causar danos enormes – as ondas chocam contra as estruturas e fazem-nas vibrar. Sons de baixa intensidade são produzidos por vibrações de pequenas amplitudes. Como a intensidade sonora é o produto da pressão pela velocidade das partículas do meio, equivalente à potência recebida por unidade de área, a sua unidade é w/m2. Contudo, a intensidade é habitualmente expressa em decibel (dB), unidade logarítmica que traduz a forma como ouvimos.
O meio desempenha o papel de suporte para a propagação da perturbação provocada pela vibração de uma fonte sonora. O meio que utilizamos habitualmente é o ar, e as ondas que nele se propagam apelidam-se de ondas de pressão ou ondas de compressão/rarefacção, visto o movimento vibratório das partículas de ar produzido pela propagação da onda sonora gerar flutuações de pressão relativamente à pressão atmosférica normal, daí o som audível consistir em ondas de pressão. Contudo, os valores envolvidos nestas flutuações são muito reduzidos. O limiar de audibilidade, para a frequência de 1000 Hz, equivale a uma amplitude de pressão sonora igual a 2×10-5 Pa. A pressão sonora associada ao limiar da dor é equivalente a um milhão de vezes acima da do limiar de audição.

Medição de níveis sonoros


Através do sonómetro é possível medir os parâmetros objectivos de uma onda sonora e traduzi-los numa leitura correspondente ao loudness subjectivo do som.
 

Por causa da forma como percepcionamos o som, existem três tipos de filtros ou redes de ponderação que tratam de imitar o ouvido, atenuando as medidas para as baixas frequências.

Assim:
   – para sons silenciosos, o filtro mais usual é o denominado “A”; as leituras exprimem-se em dB(A), dando uma resposta equivalente ao contorno de 40 fones;
   – para sons moderados escolhe-se o contorno “B” dB(B), com uma resposta semelhante ao contorno de 70 fones;
   – para volumes intensos, o filtro “C” dB(C) dá uma amplificação quase constante.

Propriedades das Ondas
Porque é que a voz soa mais forte quando se canta no banho? Isto acontece porque as ondas sonoras são reflectidas por superfícies lisas e duras, como as paredes da casa de banho. Embora a direcção das ondas sonoras mude, as suas frequências não se alteram. Antes da invenção do radar, os marinheiros apanhados pelo nevoeiro avaliavam a distância a que estavam de obstáculos perigosos fazendo soar a buzina de nevoeiro e, seguidamente, contando o intervalo de tempo entre a emissão e a reflexão do som. Mas os sons nem sempre são reflectidos. Se chocarem contra uma superfície fofa, como uma almofada, são absorvidos e não serão reflectidos.  

 Reflexão:
Quando uma onda embate contra uma barreira, reflecte-se. Antes da reflexão, as ondas designam-se por incidentes e, após a reflexão, designam-se por reflectidas. A reflexão acontece em obstáculos cujas dimensões são maiores do que o comprimento de onda dos sons. Se as ondas incidirem na perpendicular relativamente à superfície do obstáculo mudam apenas de sentido. Se a incidência não for na perpendicular, o ângulo segundo o qual as ondas incidentes embatem na barreira é igual ao ângulo segundo o qual são reflectidas. Todas as ondas se reflectem, incluindo as ondas luminosas e as sonoras.
Se uma onda sonora chocar com um obstáculo ao reflectir-se pode formar um eco. Por exemplo, se uma pessoa se colocar a alguma distância de uma parede e bater palmas, o som será reflectido na sua direcção num curto espaço de tempo. Este intervalo de tempo depende da distância a que a pessoa se encontra da parede, se estiver a 50 metros, o som tem de percorrer 100 metros para voltar até aos ouvidos dessa pessoa.
Quando um som ecoa, num meio fechado, durante vários segundos, diz-se que há reverberação, ou seja, se num espaço fechado forem emitirem sons, todos eles se vão reflectir, e ao conjunto destas reflexões chama-se reverberação. É o que acontece quando, numa sala vazia, alguém fala e parece que o som se prolonga.

 

   Refracção:
Refracção é a mudança de direcção de uma onda quando passa de um meio para outro. A causa da refracção é a variação da velocidade de propagação da onda ao passar de um meio para outro diferente. Como por exemplo, as ondas na água profunda ao viajarem para a água pouco profunda mudam de velocidade e de direcção. As ondas luminosas também se refractam, quando passam de um dado meio para outro distinto do primeiro.

   Difracção:
O fenómeno da difracção verifica-se quando as ondas sonoras contornam um obstáculo ou quando se dispersam ao passarem por um orifício estreito. Para uma dada onda, a difracção é mais intensa se a abertura da passagem tiver um diâmetro da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda. Por exemplo, as ondas sonoras têm um comprimento de onda grande, e por isso podem difractar-se através de orifícios largos. As ondas luminosas têm comprimentos de onda pequenos, e difractam-se em aberturas muito pequenas.
 

 

   Interferência (principio da sobreposição de ondas):
Quando as ondas emitidas a partir de duas ou mais fontes diferentes se encontram no espaço combinam-se entre si dando origem há interferência. Quando duas ondas, em fase, têm a mesma frequência e sentido, a amplitude resultante é igual ao dobro da de qualquer onda
¾ interferência construtiva. Quando as duas ondas se encontram em “oposição de fase” ocorre a interferência destrutiva, sendo que a amplitude da onda resultante será nula. A interferência construtiva de ondas luminosas origina pontos de luz mais brilhantes, e a interferência destrutiva origina pontos sem iluminação.

Batimento
 

Um efeito de interferência de importância considerável é o batimento. Quando duas ondas sonoras de diferentes frequências se encontram muito próximas, a alteração da interferência, construtiva ou destrutiva, provoca que o som seja alternadamente mais e menos intenso – a este fenómeno chama-se Batimento.
A frequência de batimento é igual à diferença das frequências dos dois movimentos elementares.
 

fB = f2 – f1

Efeito Doppler
 

A altura de um som é o número de ondas sonoras emitidas por segundo. Se o corpo emissor se aproximar do receptor, este recebe mais ondas por unidade de tempo que as produzidas pelo emissor. Tem, portanto, a sensação de um som mais agudo que o emitido. Se o emissor se afastar, produz-se o efeito oposto e o som recebido ouve-se mais grave. A sensação da altura de som da sirene de uma ambulância em movimento depende da aproximação ou do afastamento da mesma. Quando a ambulância se aproxima do observador, as ondas de som são comprimidas, aumentando a sua frequência, e a sirene parece mais aguda e intensa. Após passar pelo observador, as ondas sonoras da sirene tornam-se mais longas, diminuindo a sua frequência.

                                           

Ressonância
 

A maior parte dos objectos pode vibrar. À frequência a que um objecto vibra naturalmente chama-se “frequência de ressonância”, visto esta ser a frequência na qual a excitação produz a resposta maior. Se um som dessa frequência exacta for produzido perto do objecto, este capta a energia da onda sonora e vibra, gerando vibrações de grande amplitude – ao que se chama ressonância. O conhecimento do valor da frequência de ressonância é importante para o caso de se desejar explorar a resposta máxima de um sistema ou, pelo contrário, evitar atingir esse valor. Para um determinado sistema com mais do que um modo de vibração/ressonância, podemos chamar às frequências desses modos simplesmente ressonâncias.
Podemos encontrar a aplicação do fenómeno da ressonância em várias situações, tais como nos instrumentos musicais (caixas de ressonância e tubos ressoadores actuam como ressoadores múltiplos); no ouvido, amplificação feita pelo ouvido externo; etc.

Um aspecto particular da ressonância é a vibração por simpatia: ressonância do sistema vibrante em conjunto com a ressonância de outro corpo associado – o som é mais amplificado. Isto pode ser ouvido quando se toca música com grande intensidade numa sala. Uma determinada nota faz com que uma porta ou um objecto perto de uma coluna de altifalantes entre em ressonância. Se um cantor emitir um som de frequência igual à frequência natural de um copo de vidro, este pode entrar em ressonância tão violenta que se estilhaça.
 

Campo Sonoro 

É necessária a distinção entre Campo Sonoro e Campo Visual. Em primeiro lugar, o campo sonoro proporciona um nível de envolvência superior ao campo visual. Devido às nossas características perceptivas, o nosso ângulo de visão limita-se a um máximo de 180 graus. Por outro lado, a nossa amplitude auditiva possibilita-nos a captação de sons a 360 graus.

Esta nossa característica está por detrás da criação do sistema Dolby Surround e, mais recentemente, do sistema THX, 11 vezes galardoado pela Academia de Hollywood. As mais recentes salas de cinema estão equipadas com este sistema que proporciona a imersão quase total no ambiente do filme.

Estes sistemas têm duas preocupações subjacentes. Por um lado reproduzir um som o mais fielmente possível. Por outro, nesta reprodução eliminar o ruído. Tendo em conta que o ruído é algo que impede a veículação da mensagem e que se compõe de todos os elementos que interferem com a leitura sonora. A mistura de vários registos sonoros durante a fase de pós-produção do áudio pode levar a um produto ruidoso.

 

Acústica

A Acústica é o ramo da física que estuda o som. O som é um fenômeno ondulatório causado pelos mais diversos objetos e se propaga através dos diferentes estados físicos da matéria.

Em acústica geralmente podemos dividir entre geradores de som, meios de transmissão, propagação e receptores. A acústica mensura estes meios, cria instrumentos, tabelas, etc, de forma a fornecer dados necessários aos mais diversos ramos da ciência para a utilização dos sons, de seus meios de propagação e efeitos.

Na cadeia geração e recepção acústica inclui-se o indivíduo que recebe o efeito sonoro e o evento que dá origem ao fenômeno. A acústica é considerada uma ciência que abrange diversas disciplinas e por elas é abrangida.

 

Banda sonora

Uma trilha sonora (português brasileiro) ou banda sonora (português europeu) , conhecida em inglês como soundtrack é, tecnicamente falando, “todo o conjunto sonoro de um filme, incluindo além da música, os efeitos sonoros e os diálogos.” Isso também inclui peças de um programa de televisão ou de jogos eletrônicos. Pode incluir música original, criada de propósito para o filme, ou outras peças musicais, canções e excertos de obras musicais anteriores ao filme. A definição de “trilha sonora” se expandiu na década de 1990, com coletâneas do tipo “Music Inspired By”. Alguns exemplos bem sucedidos dessa tendência foram as trilhas de O Corvo (nos EUA) e Trainspotting (no Reino Unido[5]).

Um filme pode popularizar uma obra musical já existente, mas menos conhecida pelo grande público. 2001 – Uma Odisseia no Espaço deu uma popularidade sem precedentes ao poema sinfónico Assim falou Zaratustra, de Richard Strauss. O filme Elvira Madigan, de Bo Widerberg, ao utilizar o concerto para piano n.º 21 de Wolfgang Amadeus Mozart, popularizou de tal forma esse tema musical que, apesar de já existir há muito, passou a ser cognominado de Elvira Madigan.

As edições das bandas sonoras em álbum têm sido lançadas de dois modos: ou se trata da edição da banda sonora de um filme ou são colecções de várias peças de um certo autor criadas especificamente para alguns filmes – como, por exemplo, Bernard Herrmann, Ennio Morricone ou Nino Rota.

Som Analógico E Som Digital

Para gravarmos os sons numa fita ou no HD, temos que convertê-los primeiro em sinais elétricos e depois em informações digitais. E para usarmos bem toda essa tecnologia cada dia mais disponível, um pouquinho de teoria ajuda. Engorda e faz crescer o nosso som.

Ondas sonoras. Primeiro, recordemos alguns princípios da física do som. Tudo o que chamamos de som são vibrações dos meios físicos, como o ar. Uma corda de violão ou nossas cordas vocais movimentam-se e pressionam o ar em vaivém. Uma vibração ou um ciclo ocorre quando o ar é comprimido e rarefeito, voltando depois ao estado original. Quando estas vibrações ocorrem entre 20 e 20 mil vezes por segundo ouvimos um ou mais sons. O físico Hertz deu seu nome à medida ‘ciclos por segundo’. Ouvimos então, do grave pro agudo, vibrações nas frequências de 20 Hz até 20 kHz, aproximadamente.


O gráfico com o desenho de ondas sonoras ou oscilograma, presente em muitos programas de gravação, mostra a compressão e a descompressão do ar ao longo do tempo. Na vertical, a variação na pressão do ar determina os volumes do som. Na horizontal, o tempo decorrido.

Som analógico.

Um microfone tem uma membrana que acompanha as vibrações do ar e um circuito que gera uma corrente eléctrica. A tensão ou voltagem dessa corrente varia, oscilando junto com as vibrações da membrana. Uma boa comparação com a variação da voltagem é o movimento de abrir e fechar suave e sucessivamente uma torneira. Ou, se você usar um dimmer para clarear ou escurecer um ambiente, você, ao girar o botão, estará deixando passar mais ou menos corrente para a lâmpada. Estará fazendo oscilar a voltagem ou tensão eléctrica que chega à lâmpada, fazendo-a iluminar mais forte ou mais fraco o ambiente.

É isso o que o microfone faz. Todas as vibrações sonoras que ele consegue captar do ar com sua membrana são transformadas em oscilações na voltagem da corrente que ele manda pelo cabo até o amplificador. De lá até o alto-falante, trabalhamos com variações de tensão eléctrica. Quando o sinal eléctrico do áudio chega ao alto-falante, este faz o movimento inverso ao do microfone: seu cone vibra accionado pelas variações eléctricas e, assim, põe o ar em movimento, produzindo novamente som mecânico.

Entre a membrana do microfone e o cone do alto-falante temos o sinal eléctrico do áudio, ou o som analógico. Analógico e não análogo, que quer dizer parecido. Analógico por se basear numa analogia, ou semelhança, no caso entre as vibrações do ar e as oscilações da voltagem.

Som digital. Quando mandamos o som analógico para uma placa de som de computador ou para uma mesa digital, o sinal eléctrico terá que ser digitalizado, ou convertido em informações expressas em números. Na entrada do aparelho onde ligamos o cabo há um conversor analógico/digital, ou AD. Na saída do aparelho, existe um respectivo conversor DA, digital/analógico. O AD precisa transformar voltagens em números.

O DA faz o contrário, recriando o som analógico depois dele ter sido processado pelo computador para que o alto-falante possa nos mostrar o resultado.

O conversor AD colhe amostras periódicas da pressão sonora

O conversor AD transforma as vibrações sonoras em números por um processo de amostragem. Milhares de vezes por segundo, ele “anota” o estágio da oscilação e lhe atribui um valor numérico. São, na verdade, milhões de números anotados numa pequena canção. Ao ser representada graficamente, essa lista de números adquire uma forma de onda semelhante ao gráfico do som original. Porém, se olharmos de perto, veremos que as curvas da oscilação parecem uma escadinha, a onda faz um ziguezague. De fato, o som digital não é contínuo, ele é como um pisca-pisca muitíssimo rápido. Quanto mais vezes por segundo são colhidas as amostras da oscilação do som, mais o som digital se assemelha ao som original.

Aspecto da onda sonora depois de digitalizada
Taxas de amostragem. A colheita de amostras também é medida em Hertz. Examinemos o que aconteceria com três diferentes sons digitalizados em 10 mil amostras por segundo. Dizemos que essa taxa de amostragem é de 10 kHz. Um som grave de 100 Hz, um som médio de 1 kHz e um agudo de 10 kHz. Cada ciclo da onda sonora de 100 Hz terá cem amostras, já que são 10 mil amostras para 100 ciclos. Com 100 amostras, este ciclo será razoavelmente bem representado por uma “escadinha” quase curva. Cada ciclo da onda de 1 kHz terá apenas dez amostras, o que não chega a definir tão bem o seu desenho ao longo do tempo. Mas repare que cada ciclo de onda do som de 10 kHz terá apenas uma amostra, já que são dez mil ciclos de onda e dez mil amostras em um segundo. Se temos apenas uma amostra por ciclo, elas não permitem visualizar (nem ouvir) uma oscilação. Quando o conversor DA for ligar essas amostras para que o alto-falante nos mostre o som, teremos ausência de oscilação, o que significa silêncio: aquela frequência não será ouvida. No desenho das ondas sonoras ao longo do tempo, uma linha horizontal equivale a uma corda de violão parada, sem produzir som.

Uma onda complexa tem frequências perdidas numa baixa taxa de amostragem

Para permitir a audição de uma oscilação numa certa frequência, a amostragem deve ser de, no mínimo, o dobro daquela frequência, o que, pelo menos, já caracteriza uma oscilação: uma amostra para algum ponto do “morro” e outra para um ponto do “vale” que formam o ciclo. Assim, se ouvimos frequências até 20 kHz, a indústria, ao criar o CD, teve que adoptar uma taxa de amostragem superior a 40 kHz. Escolheu 44.1 kHz, ou 44 mil e cem amostras por segundo, que deve ser a única amostragem utilizada na confecção de um CD de áudio. Já a indústria da multimédia sonoriza programas em CD-ROM com amostragens mais baixas, como 22.05 kHz, para desobstruir o tráfego de informações entre o leitor de CD-ROM e a memória do computador. O resultado é um som abafado, quase sem agudos, já que em 22.05 kHz só ouvimos frequências até 11.025 Hz. Procure os pratos da bateria na música do seu jogo preferido em CD-ROM. Por outro lado, o DVD-Video usa 96 kHz e o DVD-Audio vai a 192 kHz. O resultado são agudos mais precisos.

Você não consegue melhorar o som aumentando a taxa de amostragem após ele ter sido digitalizado. Mas consegue piorá-lo se diminuir.

Bits. Cada amostra digital é um ponto que marca a posição da oscilação sonora num certo instante. De tanto em tanto tempo (por exemplo, num CD, a cada 1/44100 de segundo ou 0,000023 seg) o conversor AD marca se a voltagem subiu ou desceu. Indica com um valor numérico uma variação na amplitude da onda, uma variação no sentido vertical do desenho. Quantos valores podemos usar para expressar essa variação na amplitude da onda? Depende do conversor AD e do programa utilizado. Ele pode usar uma quantidade maior ou menor de valores, o que vai interferir na dinâmica, na variação dos volumes dos sons.

A quantidade de valores possíveis para indicar a amplitude em cada amostra da onda é expressa em ‘bits’. Isto porque o computador, para fazer seus cálculos, usa o sistema binário. Como temos dez dedos, geralmente usamos o sistema decimal, com dez algarismos, para fazermos contas. Com um dígito formamos dez números: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Com dois dígitos, cem números, 00 a 99; três dígitos, mil números e a cada dígito multiplicamos o total de valores por dez.

 
No computador, um bit é um instante em que ele verifica a presença ou ausência de electricidade e ele representa as duas opções com os dígitos zero e um. Como só dispõe de dois algarismos, 0 e 1, em um bit, o computador forma o número zero ou o número 1. Mas em dois bits, forma quatros números, 00, 01, 10 e 11, que correspondem a 0, 1, 2 e 3. Com três bits, 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111, temos oito números, de 0 a 7. Em quatro bits, de 0000 a 1111, formamos números de 0 a 15. Cada bit a mais dobra a quantidade de valores possíveis.

Já que 8 bits permitem formarmos 256 números, o som digitalizado em 8 bits só tem 256 volumes possíveis ao longo do tempo. E a dinâmica do ouvido humana é muito mais sofisticada, conseguindo distinguir desde o bater das asas do mosquito até uma turbina de avião, som milhões de vezes mais forte.

Em 16 bits, que é o formato usado nos CDs de áudio, temos 65536 volumes possíveis, o que já é um salto qualitativo. Os 24 bits usados no DVD permitem 16.777.216 variações na amplitude. Podemos trabalhar com arquivos maiores, como 20 ou 24 bits e depois converter para 16 ou menos bits, já que esses valores são múltiplos uns de outros.

Cabos digitais. Entre dois dispositivos digitais, como uma mesa e um gravador ou placa de som, o som pode transitar já digitalizado, economizando conversões desnecessárias no meio do caminho. Para isso, são usados diversos cabos, conectores e formatos. Os mais comuns são o AES/EBU, estéreo profissional com plug XLR; S/PDIF, estéreo doméstico em cabo RCA ou ótico; ADAT, com oito canais em um cabo ótico e TDIF, também de oito canais num cabo multi-pinos.

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Noção de pixel e côr digital

Noção de pixel

A palavra pixel é oriunda da junção dos termos picture e element, formando, ao pé da letra, a expressão elemento de imagem. Ao visualizarmos uma imagem com alto índice de aproximação ,é possível identificar pequenos quadrados coloridos nela, que, somados, formam o desenho completo.

Esses pontos, que são a menor parte de uma imagem, levam o nome de pixels. A partir da noção do pixel como uma medida da qualidade das imagens, foi propagado o termo “resolução” para atribuir quantos pixels em altura e largura uma foto tem.

Noção de Cor Digital


A cor é uma sensação produzida no cérebro em resposta à presença de luz. Assim, a cor de um objecto não existe no objecto em si, mas na luz que incide e que é reflectida ou transmitida por esse objecto.
Os modelos gráficos e as imagens em aplicações multimédia podem utilizar a cor. A cor, ao contrário do que as pessoas pensam, é um fenómeno muito complexo.
Assim os processos usados na representação de imagens digitais são também complexos, pelo que se tem de conjugar o conhecimento técnico com a sensibilidade artística.

Modelos de cor:
Os dois modelos mais usados são o modelo RGB (Red, Green and Blue) e o modelo CMYK (Cyan, Magenta, Yellow and Back). O primeiro é bom para imagens a visualizar em ecrãs enquanto o segundo é bom para imagens a imprimir.

Uma imagem greyscale (escala de cinzento) tem 256 tons de cinzento desde o preto sólido (0) até ao branco puro (255), usados para construir uma imagem. Em contraste com o greysacle o modo Bitmap oferece apenas pixéis brancos e pretos.

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Conceito de Multimedia

<b<O que é a multimédia:
Vejam as coisas desta maneira, multimedia é uma forma de apresentar informação usando diferentes tipos de media combinados entre si. Num computador, o software é a junção de todos esses tipos de media. Estes tipos de media podem incluir texto, grafismo, animação, som, ou video. O software Multimedia organiza e junta estes elementos e guiando o utilizador pela informação pretendida.

Não há muito tempo atrás, multimedia requeria hardware muito caro, sendo as placas de video e monitores de TV também essenciais para ter multimedia em casa. Actualmente já não é assim. A maior parte dos recentes sistemas dos computadores actuais já são “multimedia-ready”, ou seja, já vêm equipados, preparados para este novo tipo de tecnologia, e pode ser facilmente manejado pelas novas tecnologias que o software oferece, tais como, video digital e CD-ROMs. Se possuires um leitor de CD-ROM e um monitor a cores, então, estás apto a desfrutar deste novo mundo, que é o da Multimédia.

Actualmente , muitas empresas já se identificam como, empresas multimedia. Estas empresas talvez já possam estar equipadas com software que crie apenas ficheiros de animação ou gráficos acompanhados com um pouco de som. Contudo, uma verdadeira empresa multimédia ter a capacidade de incorporar animação, video, ou gráficos para o software podendo ainda disponibilizar design gráfico e ferramentas software que possam explorar informação.

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Para que serve este blog?

Neste blog pretendo publicar os trabalhos práticos realizados ao longo do ano a Of. Multimédia B, bem como as pesquisas de conteúdos teóricos e trabalhos artísticos relacionados com a área da multimédia  que servirão de suporte e inspiração ao meu trabalho prático.

Temas de trabalhos pesquisados:
Fotografia Digital, Música electrónica, Vídeo Digital, Animações, Projectos Multimédia.

Sub-temas:

Vídeo-arte, Animação 2d e 3d, Performance,
Digital Performance, Arte interactiva, Digital Art,
Documentários, Instalações interactivas, Música electrónica,
Instalações multimédia, Dança Contemporânea, Fashionable Technology, etc.

Temas das pesquisas teóricas:

Introdução ao Multimédia Digital, Imagem Digital, Som Digital, Vídeo Digital, Animação, Integração multimédia.

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