Tajna točnog tunera za Windows Phone – radi kao ljudsko uho

Točan tuner demoran na Nokia Lumia 800

"Ako je svirač lutnje živio osamdeset godina, sigurno je proveo šezdeset godina uštimavajući."

Johann Mattheson, njemački skladatelj, oko. 1720. godine

Sposobnost ugađanja glazbenog instrumenta – glazbenog uha – i dalje je temeljna vještina svakog glazbenika. Ali ugađanje po sluhu je teško, zahtijeva vrijeme i rezultat je rijetko savršen. Neki instrumenti pravi su izazov savršeno uštimati. Možda će vas iznenaditi, ali čak i gitara spada među ove instrumente koji se teško podešavaju, jer glavna terca između G i B (3. i 2. žica) zapravo mora biti malo neusklađena da bi bila pravilno ugođena.

Nedavna eksplozija elektroničkih ugađača visine tona riješila je ovaj problem za mnoge glazbenike. Ali ovi alati koštaju novac i ljudi ih nemaju uvijek u džepu. Pametni telefoni ovdje dolaze u pomoć. Računalna snaga ovih malih zvijeri dovoljno je dobra za prilično naprednu DSP obradu, a tuneri se mogu realizirati u softveru.

Danas postoje stotine aplikacija za podešavanje tona na svim platformama pametnih telefona, a čak i najmlađa platforma – Windows Phone – već ima desetke tunera na Marketplaceu. Ali postoji mala ružna tajna koju ću podijeliti s vama: 95% ovih aplikacija je neupotrebljivo. To vrijedi za sve platforme. Na primjer, gotovo svi tuneri za iOS su lijepi, s prekrasnim i praktičnim sučeljem, ali samo 1 od 20 njih ima pravu mješavinu preciznosti, brzine i drugih značajki kako bi bili upotrebljivi i dovoljno pouzdani u praksi.

U ovom ću se članku usredotočiti na iglene telefonske tunere i odabrati samo jednu od njihovih uobičajenih zamki. I čak ću opširno objasniti kako to rješava Accurate Tuner za Windows Phone, iako ne očekujte nikakav izvorni kod.

Ugađači igle su najjednostavniji za korištenje. Pokazuju izmjerenu visinu tona na vrlo prirodan način pomoću igle, LED dioda ili drugog “analognog” indikatora. Također obično prikazuju notu u znanstvenoj notaciji, na primjer “C4″Â (C = nota, 4 = oktava). A to je čest problem s telefonskim tunerima, jer su slovo i broj često pogrešni i stalno se mijenjaju. Objasnimo zašto se to događa.

Igličasti ugađači analiziraju zvučni signal pomoću složenog znanstvenog algoritma – Brza Fourierova transformacija (FFT). FFT pretvara signal u graf, gdje je os X frekvencija, a os Y amplituda. Vrhovi označavaju dominantne frekvencije.

Kao što vidite, u ovom signalu postoji nekoliko frekvencija. Ali zapravo, ovo je analiza frekvencija samo jednog tona, odnosno jedne žice gitare. A sada dolazi zabavna činjenica: za glazbene tonove to je uvijek slučaj! Uvijek postoji 4-12 vrhova za bilo koju notu, jer se svaki glazbeni ton sastoji od harmonijskih (djelomičnih) frekvencija. Obično su cjelobrojni višekratnici osnovne frekvencije.

U gore prikazanom slučaju, osnovna frekvencija (1. harmonik) je najjača, ali to nije pravilo. Vrlo često su 2., 3. ili 4. harmonici jači od 1., pa ako tuner samo pokazuje najjači harmonik, pokazuje ga +1 oktavu, +1 oktavu i 1 savršenu kvintu ili +2 oktave više! A te se bilješke stalno mijenjaju.

Najčešće je samo oktava pogrešna, dok je slovo točno. Jeftini hardverski tuneri najlakše rješavaju ovaj problem – jednostavno ne pokazuju oktavu. Pogledajte gornju sliku Artisan WCT-50 – nema prikazan broj oktave. C je uvijek C, ali uređaj nije siguran u svoju oktavu. Da budem iskren, rijetko trebate znati oktavu tijekom ugađanja.

Na pametnim telefonima ovaj problem je još hitniji, jer tipični telefonski mikrofoni imaju slab frekvencijski odziv ispod 100 Hz, što čini te vrhove manjim za frekvencije ispod 100 Hz. Stoga se telefonski tuneri bore s najnižom gitarskom žicom E2 (82,41 Hz) i najniža bas žica E1 (40,20 Hz)Â obično im je potpuno nedostižna.

Snimimo gitarski E2 na Samsung Focus Flash. Ovo je snimljeni signal:

A ovo je FFT izlaz:

Kao što vidite, i 2. (E3) i 3. (B3) harmonik su jači od prvog, E1, što je točna nota! Frekvencije ispod 2 Hz samo su tiše za mikrofon Focus Flasha, a drugi telefoni nisu ništa bolji. Ipak, Accurate Tuner ga može ispravno identificirati:

Bilješka: Popis harmonika i oblika vala malo se razlikuje od gornjih grafikona, jer nije snimljen u istom trenutku. Izlizani oblik vala uzrokovan je nekim pozadinskim šumom. Također, poznata je greška u AT-u da se 2. harmonik uvijek preskače na popisu – bit će ispravljen u sljedećoj nadogradnji.

Kako je ovo moguće? Točan tuner analizira sve harmonike, a ne samo onaj najjači. U nekim slučajevima čak je u stanju izračunati osnovnu frekvenciju iz viših harmonika čak i ako je potpuno izgubljena u pozadinskom šumu.

Ljudsko uho radi na isti način. Njegova osjetljivost na visinu tona je mnogo lošija na vrlo niskim frekvencijama, ali slušatelj sigurno zna da je ovo E2, a ne E3. Obučeni glazbenik može izmjeriti niske glazbene tonove deset puta bolje nego što je to anatomski moguće, jer njegov mozak čuje ton u njegovu složenost i analizira sve njegove komponente, a ne samo onu najnižu. Međutim, ne radi ni za jedan ton ili zvuk, samo za harmonijski bogate zvukove, kao što to obično stvaraju glazbeni instrumenti.

Ako kupite plaćenu verziju Accurate Tuner Pro, možete modelirati harmonično slabe ili bogate tonove u njegovom Tone Generatoru postavljanjem razina harmonika. Ako imate dva telefona, možete ga koristiti za testiranje točnog tunera i drugih telefonskih tunera. Kao što možete pretpostaviti, najbolji tuneri bit će precizniji s više harmonika prisutnih u zvuku. Naravno, za najbolje rezultate trebali biste koristiti čvrste vanjske zvučnike.

PREUZMITE ODMAH BESPLATNO POTPUNO RADNI TUNER!

Plaćen Pro verzija s više značajki također je dostupan. Za 2.99 dolara podržava mnogo alternativnih podešavanja instrumenata i temperamenta, nudi blokiranje zaključavanja zaslona, ​​generator tonova i druge značajke.