SUARA DAN AUDIO

Suara adalah
• fenomena fisik yang dihasilkan oleh getaran benda
• getaran suatu benda yang berupa sinyal analog dengan amplitudo yang
berubah secara kontinyu terhadap waktu

BENDA BERGETAR –> PERBEDAAN TEKANAN DI UDARA –> MELEWATI UDARA (GELOMBANG) –> PENDENGAR

Suara berhubungan erat dengan rasa “mendengar”.
Suara/bunyi biasanya merambat melalui udara. Suara/bunyi tidak bisa
merambat melalui ruang hampa.

KONSEP DASAR
Suara dihasilkan oleh getaran suatu benda. Selama bergetar, perbedaan
tekanan terjadi di udara sekitarnya. Pola osilasi yang terjadi dinamakan
sebagai “GELOMBANG”.
Gelombang mempunyai pola sama yang berulang pada interval tertentu,
yang disebut sebagai “PERIODE”.
Contoh suara periodik : instrument musik, nyanyian burung, dll
Contoh suara nonperiodik : batuk, percikan ombak, dll

Suara berkaitan erat dengan:
1. Frekuensi
- Banyaknya periode dalam 1 detik
- Satuan : Hertz (Hz) atau cycles per second (cps)
- Panjang gelombang suara (wavelength) dirumuskan = c/f
Dimana c = kecepatan rambat bunyi
Dimana f = frekuensi
Contoh:
Berapakah panjang gelombang untuk gelombang suara yang
memiliki kecepatan rambat 343 m/s dan frekuensi 20 kHz?
Jawab:
WaveLength = c/f = 343/20 = 17,15 mm.
Berdasarkan frekuensi, suara dibagi menjadi:
Infrasound 0Hz – 20 Hz
Pendengaran manusia 20Hz – 20 KHz
Ultrasound 20KHz – 1 GHz
Hypersound 1GHz – 10 THz
Manusia membuat suara dengan frekuensi : 50Hz – 10KHz.
Sinyal suara musik memiliki frekuensi : 20Hz – 20Khz.
Sistem multimedia menggunakan suara yang berada dalam range
pendengaran manusia.
Suara yang berada pada range pendengaran manusia sebagai
“AUDIO”, dan gelombangnya sebagai “ACCOUSTIC SIGNALS”.
Suara diluar range pendengaran manusia dapat dikatakan
sebagai “NOISE” (getaran yang tidak teratur dan tidak berurutan
dalam berbagai frekuensi, tidak dapat didengar manusia).

2. Amplitudo
- Keras lemahnya bunyi atau tinggi rendahnya gelombang.
- Satuan amplitudo adalah decibel (db)
- Bunyi mulai dapat merusak telinga jika tingkat volumenya lebih
besar dari 85 dB dan pada ukuran 130 dB akan mampu membuat
hancur gendang telinga
3. Velocity
- Kecepatan perambatan gelombang bunyi sampai ke telinga
pendengar.
- Satuan yang digunakan : m/s
- Pada udara kering dengan suhu 20 °C (68 °F)m kecepatan
rambat suara sekitar 343 m/s

REPRESENTASI SUARA
Gelombang suara analog tidak dapat langsung direpresentasikan pada
komputer. Komputer mengukur amplitudo pada satuan waktu tertentu untuk
menghasilkan sejumlah angka. Tiap satuan pengukuran ini dinamakan
“SAMPLE”.
ANALOG TO DIGITAL CONVERSION (ADC)
Adalah proses mengubah amplitudo gelombang bunyi ke dalam waktu
interval tertentu (disebut juga sampling), sehingga menghasilkan
representasi digital dari suara.
Sampling rate : beberapa gelombang yang diambil dalam satu detik.
Contoh : jika kualitas CD Audio dikatakan memiliki frekuensi sebesar 44100
Hz, berarti jumlah sample sebesar 44100 per detik.

DIGITAL TO ANALOG CONVERTER (DAC)
Adalah proses mengubah digital audio menjadi sinyal analog. DAC biasanya
hanya menerima sinyal digital Pulse Code Modulation (PCM).
PCM adalah representasi digital dari sinyal analog, dimana gelombang
disample secara beraturan berdasarkan interval waktu tertentu, yang
kemudian akan diubah ke biner. Proses pengubahan ke biner disebut
Quantisasi.
PCM ditemukan oleh insinyur dari Inggris, bernama Alec Revees pada tahun
1937.
Contoh DAC adalah: soundcard, CDPlayer, IPod, mp3player

PERKEMBANGAN FORMAT AUDIO
YEAR    PHYSICAL FORMAT                    CONTENT FORMAT
1979      Compact Disc (CD)
1985                                                                    AIFF
1987      Digital audio tape (DAT)
1990s    Digital Compact Cassette
1991      MiniDisc                                           ATRAC
1992                                                                   WAVEform (WAV)
Dolby Digital surround cinema sound
1993                                                                   Digital Theatre System (DTS)
1995                                                                   MP3
1996      DVD
1999      Super Audio CD (SACD)             Windows Media Audio (WMA)
2000                                                                   Free Lossless Audio Codec
2001                                                                   Advanced audio coding (AAC)
2002                                                                  Ogg Vorbis
2003      DualDisc

BERBAGAI FORMAT AUDIO
AAC (Advanced Audio Coding) [ .m4a ]
􀂃 AAC bersifat lossy compression (data hasil kompresi tidak bisa
dikembalikan lagi ke data sebelum dikompres secara sempurna, karena
setelah dikompres terdapat data-data yang hilang).
􀂃 AAC merupakan audio codec yang menyempurnakan MP3 dalam hal
medium dan high bit rates.
Cara kerja:
1. Bagian-bagian sinyal yang tidak relevan dibuang.
2. Menghilangkan bagian-bagian sinyal yang redundan.
3. Dilakukan proses MDCT (Modified Discret Cosine Transform)
berdasarkan tingkat kekompleksitasan sinyal.
4. Adanya penambahan Internal Error Correction.
5. Kemudian, sinyal disimpan atau dipancarkan.
Kelebihan AAC dari MP3:
1. Sample ratenya antara 8 Hz – 96 kHz, sedangkan MP3 16 Hz – 48 kHz.
2. Memiliki 48 channel.
3. Suara lebih bagus untuk kualitas bit yang rendah (dibawah 16 Hz).
􀂃 Software pendukung AAC : IPod dan Itunes, Winamp.
􀂃 Handphone : Nokia N91, Sony Ericsson W800, dan Motorola ROKR E1.
􀂃 Hardware: Play Station Portable (PSP) pada Agustus 2005.
WAVEFORM AUDIO [ .WAV ]
- WAV adalah format audio standar Microsoft dan IBM untuk PC.
- WAV biasanya menggunakan coding PCM (Pulse Code Modulation)
- WAV adalah data tidak terkompres sehingga seluruh sampel audio
disimpan semuanya di harddisk.
- Software yang dapat menciptakan WAV dari Analog Sound misalnya
adalah Windows Sound Recorder.
- WAV jarang sekali digunakan di internet karena ukurannya yang relatif
besar.
- Maksimal ukuran file WAV adalah 2GB.
Audio Interchange File Format [.AIF]
- Merupakan format standar Macintosh.
- Software pendukung: Apple QuickTime
Audio CD [.cda]
- Format untuk mendengarkan CD Audio
- CD Audio stereo berkualitas sama dengan PCM/WAV yang memiliki
sampling rate 44100 Hz, 2 Channel (stereo) pada 16 bit.
- Durasi = 75 menit dan dynamic range = 95 dB.
Mpeg Audio Layer 3 [.mp3]
- Merupakan file dengan lossy compression.
- Sering digunakan di internet karena ukurannya yang cukup kecil
dibandingkan ukuran audio file yang tidak terkompresi.
- Distandarisasi pada tahun 1991.
- Kompresi dilakukan dengan menghilangkan bagian-bagian bunyi
yang kurang berguna bagi pendengaran manusia.
- Kompresi mp3 dengan kualitas 128 bits 44000 Hz biasanya akan
menghasilkan file berukuran 3-4 MB, tetapi unsur panjang
pendeknya lagu juga akan berpengaruh.
- Software pemutar file mp3 : Winamp.
- Software encoder : LAME (Lame ain’t MP3 Encoder), sebuah
encoder mp3 open source dan freeware yang dibuat oleh Mike
Cheng pada awal tahun 1998.
- Macam-macam bit rate: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160,
192, 224, 256 and 320 kbit/s
MIDI (Music Instrument Digital Interface)
Standard yang dibuat oleh perusahaan alat-alat musik elektronik berupa
serangkaian spesifikasi agar berbagai instrumen dapat berkomunikasi.
MIDI = format data digital
Interface MIDI terdiri dari 2 komponen:
1. Perangkat Keras
Hardware yang terhubung ke peralatan (alat instrumen / komputer)
2. Data Format
Pengkodean informasi
• spesifikasi instrument
• awal / akhir nada
• frekuensi
• volume suara
MIDI device (mis. synthesizer) berkomunikasi melalui channel
• piranti standard memiliki 16 channel
• 128 macam instrumen (termasuk noise effect)
mis : 0 Accoustic piano
12 Marimba
40 Violin
• 1 channel dapat memainkan 3 – 16 note
MIDI Reception Mode
Mode 1 : Omni On / Poly
Mode 2 : Omni On / Mono
Mode 3 : Omni Off / Poly
Mode 4 : Omni Off / Mono
Komponen-Komponen MIDI device
• Sound generator ? pembangkit suara synthesizer
• Microprocessor ? mengirim / menerima MIDI message
• Keyboard ? mengontrol synthesizer secara langsung
• Control Panel ? mengatur fungsi-fungsi selain nada dan durasi (volume,
jenis suara, dll)
• Auxiliary Controllers ? memanipulasi nada (modulation, pitch, dll)
• Memory
MIDI Message
Format MIDI message terdiri dari status byte (keterangan mengenai jenis
pesan) dan data bytes.
Terdapat 2 jenis MIDI message:
1. Channel Message (dikirim pada piranti tertentu)
Channel voice message -> performance data antar MIDI device,
keyboard action, perubahan control panel
Channel mode message -> bagaimana MIDI device penerima
merespon channel voice message
2. System Message (dikirim pada semua piranti dalam sistem)
System real-time message (1 byte) -> sinkronisasi waktu
System common message -> mempersiapkan sequencer/synthesizer
untuk memainkan lagu
System exclusive message -> personalisasi message

Keuntungan Menggunakan Digital Video

Beberapa Keuntungan Menggunakan Digital Video
Digital video memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan analog video, yang paling penting adalah ketepatan yang tinggi dalam proses transmisi (high fidelity) dibandingkan dengan sinyal analog. Pada sinyal analog, saat penerimaan akhir transmisi akan sulit membedakan antara sinyal asli dan noise yang mungkin diperkenalkan selama transmisi. Dengan transmisi yang diulang-ulang maka akumulasi noise tidak dapat dihindari. Lain halnya dengan sinyal digital yang dapat membedakan antara sinyal asli dengan noise. Sinyal digital juga dapat ditransmisikan berulang-ulang sebanyak yang kita inginkan tanpa mempengaruhi kualitasnya.

– Sinyal Video dan Noise

Video digital memiliki keuntungan lain :
• Mudah untuk di rubah. Video Analog seperti Video Tape bekerja secara linear yang memiliki awalan, bagian tengah dan akhiran. Jika ingin merubah video tersebut, kita harus sering kali melakukan rewind, pauss, reff tape tersebut untuk mendapatkan frame yang kita inginkan.
• Digitalisasi juga memungkinkan untuk melakukan random akses.
• Interaktif, Video digital disimpan dalam media penyimpanan random contohnya magnetic/optical disk. Sedangkan video analog
menggunakan tempat penyimpanan sekuensial, contohnya magnetic disc/kaset video. Video digital dapat memberikan respon waktu yang cepat dalam mengakses bagian manapun dari video.
• Kualitas: sinyal analog dari video analog akan mengalami penurunan kualitas secara perlahan karena adanya pengaruh kondisi atmosfer. Sedangkan video digital kualitasnya dapat diturunkan menggunakan teknik kompresi.
• Transmisi dan distribusi mudah karena dengan proses kompresi, maka video digital dapat disimpan dalam CD, ditampilkan pada web, dan ditransmisikan melalui jaringan.

Konsep Audio Efek

Efek audio banyak digunakan pada pengolahan sinyal audio digital untuk keperluan editing musik. Teknologi ini digunakan untuk menambahkan efek tertentu pada sinyal audio atau memodifikasi sinyal audio. Efek audio secara garis besar sibagi menjadi empat yaitu:

• Efek berbasis amplitudo sinyal

Contoh: volume control, panning, compression/expansion, noise gating, dan attach delay.

• Efek berbasis time-delay

Contoh: delay, echo, chorus, flanger, robot, reverb dan phasing

• Efek distorsi bentuk sinyal

Contoh: efek distorsi

• Efek respon frekuensi (filter digital)

Contoh: equalizer, pitch shifting

Jenis-Jenis Video

Video

Pada dasarnya terdapat dua jenis video dalam layer computer, yaitu : analog dan digital video.

a. Video Analog merupakan produk dari industri pertelevisian dan oleh sebab itu dijadikan sebagai standar televise

b. Video Digital adalah produk dari industri computer dan oleh sebab itu dijadikan standar data digital.

1. Video Analog

Meskipun banyak video yang diproduksi hanya untuk platform display digital(untuk Web, CD-ROM, atau sebagai presentasi HDTV DVD), video analaog (kebanyakan masih digunakan untuk penyiaran televisi) masih merupakan platform yang paling banyak diinstal untuk mengirim dan melihat video.

Standar Penyiaran Video Analog

Tiga standar penyiaran video analog yang paling banyak digunakan di dunia adalah NTSC, PAL, dan SECAM. Di Amerika Serikat, standar NTSC sudah tidak digunakan lagi, digantikan oleh standar Televisi Digital ATSC. Karena standar dan format ini tidak dapat saling menggantikan, maka sangat penting untuk mengetahui di mana proyek multimedia Anda akan digunakan. Kaset Video yang direkam di Amerika Serikat (menggunakan NTSC) tidak an diputar ditelevisi Negara Eropa manapun (yang menggunakan PAL atau SECAM), meskipun metode dan style recording kaset menggunakan “VHS”. Demikian juga tape yang direkam di Eropa dalam format PAL ata SECAM tidak akan diputar di recorder kaset video NTSC. Masing-masingsistem didasrakan pada standar yang berbeda yang mendefinisikan cara informasi diekode ntuk menghaslkan sinyal elekronik, yang pada akhirnya membentuk gambar televise VC mulormast dapat meutar ketiga standar tersebut, namun biasay idak dapat dubbing dari satu standar ke standar yang lain; dubbing antar standar membutuhkan perlengkapan khusus terkemuka.

a. NTSC

Amerika serikat, Kanada, Meksiko, Jepang, dan banyak Negara lain menggunakan system penyiaran dan pemutaran video berdasarkan spesifikasi yang dibuat pada tahun 1952, National Television Standar Comitee. Standar ini

mendefinisikan sebuah metode untuk mengenkode informasi kedalam sinyal video terbuat dari 525 garis Horizontal yang di-scan dan digambar ke dalam wajah dalam tabung gambar berfosfor setiap 1/30 detik dengan electron yang bergerak cepat. Gambar tersebut muncul dengan cepat sehingga mata Anda menangap image yang stabil. Gerakan electron sebenarnya membuat dua lintasan ketika ia menggambar satu frame video, pertama meletakkan semua garis berangka ganjil, kemudian semua garis berangka genap. Masing-masing lintasn ini (yang terjadi dalam kecepatan 60 perdetik, atau 60 Hz) melukis sebuah field dan dua field dikombinasikan untuk menciptakan satu frame dengan kecepatan 30 fps(frame per second ). ( Secara teknis, kecepatan sebenarnya adalah 29.97 Hz.) Proses pembuatan satu frame dari dua field disebut interlacing, sebuah teknik yang membantu mencegah kedipan pada layer televise. Monitor computer menggunakan teknologi scan progresif yang berbeda dan menggambar daris dari seluruh frame dalam satu lintasan, tanpa menggabungkannya dan tanpa kedipan.

b. PAL

Sistem Phase Alternate Line (PAL) digunakan di Inggris, Eropa Barat, Australia, Afrika Selatan, Cina, dan Amerika Selatan. PAL meningkatkan resolusi layer menjadi 625 garis Horizontal, namun memperlamabta kecepatan scan menjadi 25 frame per detik. Sama seperti saat penggunaan NTSC, garis genap dan ganjil digabungkan , setiap field memerlukan 1/50 detik untuk menggambar (50Hz).

c. SECAM

Sistem Sequantial Color and Memory (SECAM, diambil dari bahasa Perancis, Systeme Electronic pour Couleur Avec Memoire atau Sequentiel Couleur Avec Memoire) digunakan di Perancis. Eropa timur, USSR (sekarang Rusia), dan beberapa Negara lai. Meskipun SECAM merupakan system dengan 625 garis, 50 Hz, namun berbeda jauh dari system warna NTSC dan PAL dalam hal dasar teknologi dan metode penyiaran. Terkadang TV yang dijual di Eropa memanfaatkan dual komponen dan dapat menggunakan system PAL dan SECAM.

d. ATSC

High Definition Television (HDTV) dari komisi komunikasi federal pada tahun 1980-an, pertama-tama berubah menjadi Advanced Television, kemudian berakhir menjadi Digital Television (DTV) seperti diumumkan FCC pada 1996. Standar,

yang diubah sedikit demi sedikit dari Digital Televisons Standard ( ATSC Doc. A/53) dan Digital Audio Compression Standard (ATSC Doc. A/52), mengubah televisi amerika dari standar analog ke standar digital dan menyediakan bagi stasiun televisi bandwidth cukup untuk mempresentasikan empat atau lima sinyal Standard Television (STV, menyediakan resolusi NTSC 525 garis dengan aspek rasio 3:4, namun dalam bentuk sinyal digital) atau satu sinyal HDTV (menyediakan garis 1080 garis resolusi dengan layer bioskop dengan aspek rasio 16:9). Hal penting untuk produser multimedia , standar tersebut mengizinkan adanya transmisi data ke komputer dan untuk layanan ATV interaktif yang baru .

Sampai bulan Mei 2003, 1587 stasiun TV di Amerika Serikat (94 %) telah memiliki Izin atau lisensi konstruksi DTV. Diantara jumlah itu, 1081 stasiun benar-benar menyiarkan sinyal DTV, hamper semuanya men-simulcast sinyal TV mereka. Berdasarkan jadwal terbaru, semua stasiun televise meninggalkan siaran dalam channel analog dan secara penuh adan berpindah ke sinyal digital pada tahun 2006 ini.

High Definition Television (HDTV) menyediakan resolusi tinggi dengan aspek rasio 16:9. aspek rasio ini mengizinkan melihat film dalam Cinemascope dan Panavision.terdapat perdebatan antara indusri penyiaran dn indstri ompter apakah akan mengunakan teknologi interlacing atau scan progresif. Industri penyiaran telah mengumumkan secara resmi format interlaced 1920 x 1080 resolusi ultra-high sebagai batu penjuru generasi baru dari pusat hiburanterkemuka, namun industri komputer lebih senang memakai sistem scan progresif 1280 x 720 untuk HDTV. Karena format 1920 x 1080 menyediakan lebih banyak piksel dibanding standar 1280 x 720, kecepatan refresh-nya juga akan berbeda. Format dengan interlace resolusi lebih tinggi mengirimkan hanya setengah gambar setiap 1/60 dalam satu detik dank arena interlacing tersebt, dalam image dengan detail ebih ingi terdapat edipacuup besar setiap 30 Hz. Orang-orang yang berkecimpung dibidang computer berpendapat nahwa kualitas gambar dalam 1280×720 lebih superior dan stabil. Kedua format telah dimasukkan dalam standar HDTV oleh Advanced Television Systems Committee(ATSC, http://www.atsc.org)

2. Video Digital

Integrasi Penuh dari video digital dalam kamera dan komputer mengurangi nemtuk televisi analog dari video dari produksi multimedia dan platform pengiriman, jika kamera video anda menggerakkan sinyal output digital, Anda dapat merekam video

Anda langsung ke disk, yang siap untuk diedit. Jika sebuah video klip disimpan sebagai data pada hard disk, CD-ROM atau perangkat penyimpanan massal lain, klip tersebut dapat memainkannya kembali dimonitor tanpa perangkat keras khusus.

Dunia video kini telah mengalami perubahan dari analog ke digital. Perubahan ini terjadi pada setiap tingkatan industri. Pada konsumen rumahan dan perkantoran kita dapat menikmati kualitas video digital yang prima lewat hadirnya teknologi VCD dan DVD (Digital Versatile Disc), sedangkan dunia broadcasting kini juga lambat laun mengalihkan teknologinya kearah DTV (Digital Television). Sebagian besar rumah tangga di Amerika Serikat telah menggunakan penerimaan sinyal kabel digital dan sinyal satelit digital untuk menikmati siaran televisi digital.

Arsitektur Video Digital

Arsitektur Video Digital tersusun atas sebuah format untuk mengenkode dan memainkan kembali file video dengan komputer dan menyertakan sebuah player yang dapat mengenali dan membuka file yang dibuat untuk format tersebut. Arsitektur video digital yang utama adalah AppleQuicktime, Microsoft Windows Media Format, dan Real Network RealMedia. Format file video yang terkait adalah QuickTime movie (.mov), Audio Video Interleaved(.AVI), Windows Media Video (.wmv) , dan RealMedia (.rm). Beberapa player mengenali dan memainkan lebih dari satu format file video.

Video, seperti halnya audio juga mengalami proses yang serupa yaitu biasanya direkam dan dimainkan sebagai sinyal analog. Untuk itulah harus dikonversi menjadi digital terlebih dahulu agar dapat diproses menjadi sebuah multimedia title.

Sebuah sumber video seperti Kamera Video, VCR, TV, atau videodisk, dikoneksikan ke sebuah kartu penangkap video (video capture card ) yang terdapat dalam sebuah computer. Ketika sumber Video tersebut dimainkan, sinyal analog dikirim ke kartu video dan dikonversi menjadi data digital yang kemudian disimpan kedalam harddisk. Dalam waktu yang bersamaan, suara dari sumber video juga didigitalisasi.