Skrivnost Accurate Tuner za Windows Phone – deluje kot človeško uho

Natančen sprejemnik je predstavljen na Nokia Lumia 800

"Če je lutnjist živel osemdeset let, je zagotovo šestdeset let uglasil."

Johann Mattheson, nemški skladatelj, ok. 1720

Sposobnost uglasitve glasbila – glasbenega ušesa – je še vedno temeljna veščina vsakega glasbenika. Toda uglaševanje po posluhu je težko, zahteva čas in rezultat je le redko popoln. Nekateri inštrumenti so pravi izziv za popolno uglašenost. Morda vas bo presenetilo, a tudi kitara spada med te težko uglašene inštrumente, saj mora biti dur terca med G in B (3. in 2. struna) v resnici nekoliko neuglašena, da jo lahko pravilno uglasite.

Nedavna eksplozija elektronskih uglaševalcev višine je rešila to težavo za številne glasbenike. Toda ta orodja stanejo denar in jih ljudje nimajo vedno v žepu. Pametni telefoni tukaj priskočijo na pomoč. Računalniška moč teh majhnih zveri je dovolj dobra za precej napredno obdelavo DSP, sprejemnike pa je mogoče realizirati v programski opremi.

Danes je na vseh platformah pametnih telefonov na stotine aplikacij za nastavitev višine in tudi najmlajša platforma – Windows Phone – že uživa na desetine sprejemnikov na Marketplaceu. Toda obstaja majhna grda skrivnost, ki jo bom delil z vami: 95 % teh aplikacij je neuporabnih. To velja za vse platforme. Na primer, skoraj vsi tunerji za iOS so lepi, s čudovitim in priročnim uporabniškim vmesnikom, vendar ima le približno 1 od 20 od njih pravo mešanico natančnosti, hitrosti in drugih funkcij, da so uporabni in dovolj zanesljivi v praksi.

V tem članku se bom osredotočil na iglene telefonske uglaševalce in izbral samo eno od njihovih pogostih pasti. In celo na splošno bom razložil, kako to rešuje Accurate Tuner za Windows Phone, čeprav ne pričakujte nobene izvorne kode.

Igelni tunerji so najpreprostejši za uporabo. Prikazujejo izmerjeno višino tona na zelo naraven način z iglo, LED diodami ali drugim "analognim" indikatorjem. Običajno prikazujejo tudi noto v znanstvenem zapisu, na primer “C4″Â (C = nota, 4 = oktava). In to je pogosta težava pri telefonskih sprejemnikih, saj sta črka in številka pogosto napačni in se nenehno spreminjata. Pojasnimo, zakaj se to zgodi.

Igelni tunerji analizirajo zvočni signal s kompleksnim znanstvenim algoritmom – Hitra Fourierjeva transformacija (FFT). FFT pretvori signal v graf, kjer je os X frekvenca, Y-os pa amplituda. Vrhovi označujejo prevladujoče frekvence.

Kot lahko vidite, je v tem signalu več frekvenc. Toda v resnici je to frekvenčna analiza samo enega tona, in sicer ene strune kitare. In zdaj prihaja zabavno dejstvo: za glasbene tone je to vedno tako! Za vsako noto je vedno 4-12 vrhov, saj je vsak glasbeni ton sestavljen iz harmoničnih (delnih) frekvenc. Običajno so celoštevilski večkratniki osnovne frekvence.

V zgornjem prikazanem primeru je osnovna frekvenca (1. harmonik) najmočnejša, vendar to ni pravilo. Precej pogosto so 2., 3. ali 4. harmonike močnejše od 1., tako da če uglaševalnik pokaže samo najmočnejšo harmoniko, jo pokaže +1 oktavo, +1 oktavo in 1 popolno kvinto ali +2 oktavo višje! In te opombe se nenehno spreminjajo.

Najpogosteje je samo oktava napačna, črka pa je pravilna. Poceni strojni sprejemniki to težavo najlažje rešijo – preprosto ne prikazujejo oktave. Oglejte si zgornjo sliko Artisan WCT-50 – ni prikazana nobena oktavna številka. C je vedno C, vendar naprava ni prepričana o svoji oktavi. Iskreno povedano, med uglaševanjem le redko morate poznati oktavo.

Pri pametnih telefonih je to vprašanje še bolj pereče, saj imajo tipični telefonski mikrofoni šibek frekvenčni odziv pod 100 Hz, zaradi česar so te vrhove manjše pri frekvencah pod 100 Hz. Tako se telefonski uglaševalci borijo z najnižjo kitarsko struno E2 (82,41 Hz) in najnižja bas struna E1 (40,20 Hz)Â jim je običajno povsem nedosegljiva.

Posnemimo kitarsko E2 na Samsung Focus Flash. To je posneti signal:

In to je izhod FFT:

Kot lahko vidite, sta tako 2. (E3) kot 3. (B3) harmonika močnejša od 1. harmonike E2, kar je pravilna nota! Frekvence pod 100 Hz so samo tišje za mikrofon Focus Flash in drugi telefoni niso nič boljši. Kljub temu ga lahko Accurate Tuner pravilno prepozna:

Opomba: Seznam harmonikov in oblike valov se nekoliko razlikuje od zgornjih grafov, saj ni posnet v popolnoma istem trenutku. Obrabljeno obliko valov je povzročil nekaj hrupa v ozadju. Prav tako je v AT znana napaka, da je 2. harmonik vedno preskočen na seznamu – popravljen bo v naslednji nadgradnji.

Kako je to mogoče? Natančni uglaševalnik analizira vse harmonike, ne le najmočnejše. V nekaterih primerih je celo sposoben izračunati osnovno frekvenco iz višjih harmonikov, tudi če je popolnoma izgubljena v hrupu v ozadju.

Človeško uho deluje na enak način. Njegova višinska občutljivost je veliko slabša pri zelo nizkih frekvencah, vendar poslušalec zagotovo ve, da je to E2, ne E3. Izurjen glasbenik je sposoben izmeriti nizke glasbene tone desetkrat bolje, kot je to anatomsko mogoče, saj njegovi možgani slišijo ton v njegovo kompleksnost in analizira vse njegove komponente, ne le najnižje. Vendar ne deluje za noben ton ali zvok, samo za harmonično bogate zvoke, kot so toni, ki jih običajno proizvajajo glasbila.

Če kupite plačljivo različico Accurate Tuner Pro, lahko modelirate harmonično slabe ali bogate tone v njegovem Tone Generatorju z nastavitvijo ravni harmonik. Če imate dva telefona, ga lahko uporabite za testiranje natančnega sprejemnika in drugih telefonskih sprejemnikov. Kot lahko uganete, bodo najboljši uglaševalci bolj natančni z več harmoniki v zvoku. Seveda bi morali za najboljše rezultate uporabiti trdne zunanje zvočnike.

BREZPLAČNO PRENESITE POPOLNOMA DELUJEjoč NATAČNI SPREJEMNIK!

Plačano Pro različica z več funkcijami je tudi na voljo. Za 2.99 $ podpira veliko nadomestnih nastavitev in temperamentov instrumentov, ponuja blokiranje zaklepanja zaslona, ​​generator tonov in druge funkcije.