Το μυστικό του Accurate Tuner για Windows Phone - λειτουργεί σαν ανθρώπινο αυτί

Το Accurate Tuner παρουσιάστηκε στο Nokia Lumia 800

«Αν ένας παίκτης λαούτου έχει ζήσει ογδόντα χρόνια, σίγουρα έχει περάσει εξήντα χρόνια κουρδίζοντας».

Johann Mattheson, Γερμανός συνθέτης, περ. 1720

Η ικανότητα συντονισμού ενός μουσικού οργάνου - ενός μουσικού αυτιού - εξακολουθεί να είναι μια θεμελιώδης δεξιότητα για κάθε μουσικό. Αλλά ο συντονισμός με το αυτί είναι δύσκολος, απαιτεί χρόνο και το αποτέλεσμα σπάνια είναι τέλειο. Μερικά όργανα είναι μια πραγματική πρόκληση για να συντονιστείτε τέλεια. Μπορεί να σας εκπλήσσει, αλλά ακόμη και μια κιθάρα ανήκει σε αυτά τα δύσκολα κουρδισμένα όργανα, καθώς το μεγαλύτερο τρίτο μεταξύ του G και του B (3η και 2η χορδή) πρέπει στην πραγματικότητα να είναι ελαφρώς άφωνο για να κουρδιστεί σωστά.

Η πρόσφατη έκρηξη των ηλεκτρονικών ραδιοφώνων έλυσε αυτό το πρόβλημα για πολλούς μουσικούς. Αλλά αυτά τα εργαλεία κοστίζουν χρήματα και οι άνθρωποι δεν τα έχουν πάντα στις τσέπες τους. Τα smartphone έρχονται να βοηθήσουν εδώ. Η υπολογιστική ισχύς αυτών των μικρών θηρίων είναι αρκετά καλή για αρκετά προηγμένη επεξεργασία DSP και οι δέκτες μπορούν να πραγματοποιηθούν σε λογισμικό.

Σήμερα, υπάρχουν εκατοντάδες εφαρμογές pitch tuning σε όλες τις πλατφόρμες smartphone και ακόμη και η νεότερη πλατφόρμα – το Windows Phone – απολαμβάνει ήδη δεκάδες δέκτες στο Marketplace. Αλλά υπάρχει ένα μικρό άσχημο μυστικό που πρόκειται να μοιραστώ μαζί σας: το 95% αυτών των εφαρμογών δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Είναι αλήθεια για όλες τις πλατφόρμες. Για παράδειγμα, σχεδόν όλοι οι δέκτες iOS είναι όμορφοι, με πανέμορφο και εύχρηστο περιβάλλον εργασίας χρήστη, αλλά μόνο περίπου 1 στους 20 από αυτούς έχει τον σωστό συνδυασμό ακρίβειας, ταχύτητας και άλλων χαρακτηριστικών ώστε να είναι αρκετά αξιόπιστα και αξιόπιστα στην πράξη.

Σε αυτό το άρθρο θα επικεντρωθώ στους βελόνες δέκτες τηλεφώνου και θα διαλέξω μόνο μία από τις κοινές παγίδες τους. Και θα εξηγήσω ακόμη σε γενικές γραμμές πώς επιλύεται από το Accurate Tuner για Windows Phone, αν και μην περιμένετε κανέναν πηγαίο κώδικα.

Οι δέκτης βελόνων είναι οι πιο απλοί στη χρήση. Δείχνουν ένα μετρημένο τόνο τόνου με πολύ φυσικό τρόπο με μια βελόνα, LED ή άλλη «αναλογική» ένδειξη. Επίσης συνήθως παρουσιάζουν μια νότα σε μια επιστημονική σημείωση, για παράδειγμα "C4" (C = νότα, 4 = οκτάβα). Και αυτό είναι ένα κοινό πρόβλημα με τους δέκτες τηλεφώνου, καθώς το γράμμα και ο αριθμός είναι συχνά λάθος και αλλάζουν συνεχώς. Ας εξηγήσουμε γιατί συμβαίνει.

Οι δέκτης βελόνας αναλύουν το ηχητικό σήμα με έναν πολύπλοκο επιστημονικό αλγόριθμο - Γρήγορος μετασχηματισμός Fourier (FFT). Το FFT μετατρέπει το σήμα στο γράφημα, όπου ο άξονας Χ είναι μια συχνότητα και ο άξονας Υ είναι ένα πλάτος. Οι κορυφές υποδηλώνουν κυρίαρχες συχνότητες.

Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν πολλές συχνότητες σε αυτό το σήμα. Αλλά στην πραγματικότητα, αυτή είναι η ανάλυση συχνότητας ενός μόνο τόνου, δηλαδή μιας χορδής μιας κιθάρας. Και τώρα έρχεται το διασκεδαστικό γεγονός: Για τους μουσικούς τόνους, αυτό συμβαίνει πάντα! Υπάρχουν πάντα 4-12 κορυφές για κάθε δεδομένη νότα, επειδή κάθε μουσικός τόνος αποτελείται από αρμονικές (μερικές) συχνότητες. Συνήθως είναι ακέραια πολλαπλάσια της θεμελιώδους συχνότητας.

Στην παραπάνω εικονογραφημένη περίπτωση, η θεμελιώδης συχνότητα (η 1η αρμονική) είναι η ισχυρότερη, αλλά δεν είναι ο κανόνας. Πολύ συχνά η 2η, η 3η ή η 4η αρμονική είναι ισχυρότερες από την 1η, οπότε αν ο δέκτης δείχνει απλώς την ισχυρότερη αρμονική, την δείχνει +1 οκτάβα, +1 οκτάβα και 1 τέλεια πέμπτη ή +2 οκτάβες ψηλότερα! Και αυτές οι νότες αλλάζουν συνεχώς.

Τις περισσότερες φορές μόνο η οκτάβα είναι λάθος, ενώ το γράμμα είναι σωστό. Οι φτηνοί δέκτες υλικού επιλύουν αυτό το πρόβλημα με τον ευκολότερο τρόπο – απλώς δεν δείχνουν την οκτάβα. Δείτε την εικόνα Artisan WCT-50 παραπάνω – δεν εμφανίζεται αριθμός οκτάβας. Το C είναι πάντα C, αλλά η συσκευή δεν είναι σίγουρη για την οκτάβα της. Για να είμαι ειλικρινής, σπάνια χρειάζεται να γνωρίζετε την οκτάβα κατά τη διάρκεια του συντονισμού.

Στα smartphone, αυτό το ζήτημα είναι ακόμη πιο πιεστικό, καθώς τα τυπικά μικρόφωνα τηλεφώνου έχουν ασθενή απόκριση συχνότητας κάτω από 100 Hz, γεγονός που καθιστά αυτές τις κορυφές μικρότερες για συχνότητες κάτω των 100 Hz. Έτσι, οι δέκτες τηλεφώνου δυσκολεύονται με τη χαμηλότερη χορδή κιθάρας E2 (82,41 Hz) και η χαμηλότερη χορδή μπάσου E1 (40,20 Hz)Â είναι συνήθως εντελώς απρόσιτη από αυτούς.

Ας ηχογραφήσουμε το E2 μιας κιθάρας στο Samsung Focus Flash. Αυτό είναι το καταγεγραμμένο σήμα:

Και αυτή είναι η έξοδος FFT:

Όπως μπορείτε να δείτε, τόσο η 2η (Ε3) όσο και η 3η (Β3) αρμονική είναι ισχυρότερες από την 1η, την Ε2, που είναι η σωστή νότα! Οι συχνότητες κάτω των 100 Hz είναι απλώς πιο αθόρυβες για το μικρόφωνο του Focus Flash και άλλα τηλέφωνα δεν είναι καλύτερα. Ωστόσο, το Accurate Tuner μπορεί να το αναγνωρίσει σωστά:

Σημείωση: Ο κατάλογος των αρμονικών και το σχήμα του κύματος διαφέρει ελαφρώς από τα παραπάνω γραφήματα, καθώς δεν λαμβάνεται ακριβώς την ίδια στιγμή. Το φθαρμένο σχήμα κύματος προκλήθηκε από κάποιο θόρυβο φόντου. Επίσης, υπάρχει ένα γνωστό σφάλμα στο AT ότι η 2η αρμονική παραλείπεται πάντα στη λίστα – θα διορθωθεί στην επόμενη αναβάθμιση.

Πώς είναι αυτό δυνατόν? Το Accurate Tuner αναλύει όλες τις αρμονικές, όχι μόνο τις ισχυρότερες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι ακόμη σε θέση να υπολογίσει τη θεμελιώδη συχνότητα από τις υψηλότερες αρμονικές, ακόμα κι αν έχει χαθεί εντελώς σε θόρυβο φόντου.

Το ανθρώπινο αυτί λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Η ευαισθησία του στο ύψος είναι πολύ χειρότερη σε πολύ χαμηλές συχνότητες, αλλά ένας ακροατής ξέρει σίγουρα ότι αυτό είναι E2, όχι E3. Ένας εκπαιδευμένος μουσικός είναι σε θέση να μετρήσει χαμηλούς μουσικούς τόνους δέκα φορές καλύτερα από ό,τι είναι ανατομικά δυνατό, επειδή ο εγκέφαλός του ακούει τον τόνο σε την πολυπλοκότητά του και αναλύει όλα τα συστατικά του, όχι μόνο το χαμηλότερο. Ωστόσο, δεν λειτουργεί για κανένα τόνο ή ήχο, μόνο για αρμονικά πλούσιους ήχους, όπως είναι συνήθως οι τόνοι που παράγονται από μουσικά όργανα.

Εάν αγοράσετε την πληρωμένη έκδοση του Accurate Tuner Pro, μπορείτε να μοντελοποιήσετε αρμονικά φτωχούς ή πλούσιους τόνους στη Γεννήτρια Τόνων του ορίζοντας τα επίπεδα αρμονικών. Εάν διαθέτετε δύο τηλέφωνα, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για τη δοκιμή του Accurate Tuner και άλλων δεκτών τηλεφώνου. Όπως μπορείτε να μαντέψετε, οι καλύτεροι δέκτες θα είναι πιο ακριβείς με περισσότερες αρμονικές στον ήχο. Φυσικά, για καλύτερα αποτελέσματα θα πρέπει να χρησιμοποιείτε συμπαγή εξωτερικά ηχεία.

ΚΑΤΕΒΑΣΤΕ ΤΩΡΑ ΔΩΡΕΑΝ τον ΠΛΗΡΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΑΚΡΙΒΗ Δέκτη!

Αμειβόμενος Pro έκδοση με περισσότερες δυνατότητες είναι επίσης διαθέσιμο. Για 2.99 $ υποστηρίζει πολλούς εναλλακτικούς συντονισμούς οργάνων και ιδιοσυγκρασίες, προσφέρει αποκλεισμό κλειδώματος οθόνης, γεννήτρια ήχου και άλλες δυνατότητες.