Windows Phone용 Accurate Tuner의 비밀 - 사람의 귀처럼 작동

Nokia Lumia 800에서 시연된 Accurate Tuner

"류트 연주자가 XNUMX년을 살았다면 그는 XNUMX년을 조율한 것이 틀림없다."

독일 작곡가 요한 마테손(Johann Mattheson) 1720

악기를 조율하는 능력, 즉 음악적 귀는 여전히 모든 음악가에게 기본적인 기술입니다. 그러나 귀로 조율하는 것은 어렵고 시간이 걸리며 결과가 완벽하지 않습니다. 일부 악기는 완벽하게 조율하는 것이 진정한 도전입니다. 당신을 놀라게 할 수도 있지만 기타도 조율하기 어려운 악기에 속합니다. G와 B 사이의 장3도(2번째와 XNUMX번째 현)가 실제로 제대로 조율되기 위해서는 약간의 조율이 맞지 않아야 하기 때문입니다.

최근 폭발적인 전자 피치 튜너로 인해 많은 음악가들이 이 문제를 해결했습니다. 그러나 이러한 도구는 비용이 많이 들고 사람들이 항상 주머니에 가지고 있지는 않습니다. 스마트폰이 여기에 도움이 됩니다. 이 작은 짐승의 컴퓨팅 성능은 상당히 고급 DSP 처리에 충분하며 튜너는 소프트웨어로 실현할 수 있습니다.

오늘날 모든 스마트폰 플랫폼에는 수백 개의 피치 튜닝 앱이 있으며 가장 어린 플랫폼인 Windows Phone도 이미 Marketplace에서 수십 개의 튜너를 사용하고 있습니다. 하지만 여러분과 공유할 작은 추악한 비밀이 있습니다. 이 앱의 95%는 사용할 수 없습니다. 모든 플랫폼에 해당됩니다. 예를 들어, 거의 모든 iOS 튜너는 아름답고 편리한 UI를 제공하지만 그 중 1개 중 약 20개만이 실제로 사용 가능하고 신뢰할 수 있는 정밀도, 속도 및 기타 기능의 올바른 조합을 갖추고 있습니다.

이 기사에서는 니들 폰 튜너에 집중하고 일반적인 함정 중 하나를 고를 것입니다. 그리고 소스 코드는 기대하지 않지만 Windows Phone용 Accurate Tuner가 해결하는 방법을 광범위하게 설명할 것입니다.

니들 튜너는 가장 사용하기 쉬운 튜너입니다. 바늘, LED 또는 기타 "아날로그" 표시기를 통해 측정된 톤 피치를 매우 자연스럽게 표시합니다. 또한 일반적으로 "C4"(C = 음표, 4 = 옥타브)와 같은 과학적 표기법으로 음표를 표시합니다. 그리고 이것은 문자와 숫자가 종종 틀리고 지속적으로 변경되기 때문에 폰 튜너의 일반적인 문제입니다. 왜 그런 일이 일어나는지 설명합시다.

니들 튜너는 복잡한 과학적 알고리즘을 통해 사운드 신호를 분석합니다. 고속 푸리에 변환 (FFT). FFT는 신호를 그래프로 변환합니다. 여기서 X축은 주파수이고 Y축은 진폭입니다. 피크는 지배적인 주파수를 나타냅니다.

보시다시피 이 신호에는 여러 주파수가 있습니다. 그러나 사실 이것은 하나의 톤, 즉 기타의 한 줄의 주파수 분석입니다. 이제 재미있는 사실이 나옵니다. 음악적 톤의 경우 항상 그렇습니다! 모든 음악 톤은 고조파(부분) 주파수로 구성되어 있기 때문에 주어진 음에는 항상 4-12개의 피크가 있습니다. 일반적으로 기본 주파수의 정수배입니다.

위 그림의 경우 기본 주파수(1차 고조파)가 가장 강한 주파수지만 규칙은 아닙니다. 꽤 자주 2차, 3차 또는 4차 고조파가 1차 고조파보다 더 강하므로 튜너가 가장 강한 고조파를 표시하면 +1 옥타브, +1 옥타브 및 1 완전 2도 또는 +XNUMX 옥타브 더 높은 것으로 표시됩니다! 그리고 이러한 메모는 계속 변경됩니다.

대부분의 경우 문자는 정확하지만 옥타브만 틀립니다. 저렴한 하드웨어 튜너는 이 문제를 가장 쉬운 방법으로 해결합니다. 옥타브를 표시하지 않기 때문입니다. 위의 Artisan WCT-50 사진을 참조하십시오. 옥타브 번호가 표시되지 않습니다. C는 항상 C이지만 장치는 옥타브에 대해 확신하지 못합니다. 솔직히 튜닝하는 동안 옥타브를 알 필요가 거의 없습니다.

스마트폰에서 이 문제는 훨씬 더 시급합니다. 일반적인 전화 마이크는 100Hz 미만의 주파수 응답이 약하여 100Hz 미만의 주파수에서 피크가 더 작아지기 때문입니다. 따라서 폰 튜너는 가장 낮은 기타 줄 E2(82,41Hz) 및 가장 낮은 베이스 스트링 E1(40,20Hz)은 일반적으로 완전히 도달할 수 없습니다.

Samsung Focus Flash에서 기타의 E2를 녹음해 봅시다. 다음은 녹음된 신호입니다.

그리고 이것은 FFT 출력입니다:

보시다시피 2nd(E3)와 3rd(B3) 고조파가 1st E2보다 강해서 정확한 음표입니다! 100Hz 미만의 주파수는 Focus Flash의 마이크에 대해 더 조용할 뿐이고 다른 전화기는 더 낫지 않습니다. 그래도 Accurate Tuner는 정확하게 식별할 수 있습니다.

참고 : 고조파 목록과 파형은 정확히 같은 순간에 취해진 것이 아니기 때문에 위의 그래프와 약간 다릅니다. 닳은 파도 모양은 일부 배경 소음으로 인해 발생했습니다. 또한 AT에는 2차 고조파가 항상 목록에서 건너뛰는 알려진 버그가 있습니다. 이는 다음 업그레이드에서 수정될 것입니다.

이것이 어떻게 가능한지? Accurate Tuner는 가장 강한 고조파뿐만 아니라 모든 고조파를 분석합니다. 어떤 경우에는 배경 잡음에서 완전히 손실된 경우에도 더 높은 고조파에서 기본 주파수를 계산할 수도 있습니다.

사람의 귀도 같은 방식으로 작동합니다. 음정 감도는 매우 낮은 주파수에서 훨씬 나쁩니다. 그러나 청취자는 이것이 E2가 아니라 E3임을 확실히 압니다. 훈련된 음악가는 낮은 음조를 해부학적으로 가능한 것보다 XNUMX배 더 잘 측정할 수 있습니다. 복잡성을 파악하고 가장 낮은 구성 요소뿐만 아니라 모든 구성 요소를 분석합니다. 그러나 일반적으로 악기에서 생성되는 음색과 같이 조화롭게 풍부한 사운드에만 적용되는 음색이나 사운드에는 적용되지 않습니다.

Accurate Tuner Pro의 유료 버전을 구입하면 고조파 레벨을 설정하여 Tone Generator에서 고조파가 좋지 않거나 풍부한 톤을 모델링할 수 있습니다. 전화기가 XNUMX대라면 Accurate Tuner 및 기타 폰 튜너 테스트에 사용할 수 있습니다. 추측할 수 있듯이 최고의 튜너는 사운드에 더 많은 고조파가 존재하므로 더 정확합니다. 물론 최상의 결과를 얻으려면 견고한 외부 스피커를 사용해야 합니다.

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결제됨 더 많은 기능이 포함된 Pro 버전 도 사용 가능합니다. $2.99에 다양한 악기 튜닝 및 평균율을 지원하고 화면 잠금 차단, 톤 제너레이터 및 기타 기능을 제공합니다.