Τεχνολογία Ήχου

Εισαγωγή στην τεχνολογία του ήχου μέσα από μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση: από το φωνόγραφο στο σήμερα. Το γενικευμένο μοντέλο της αλυσίδας της ηχογράφησης και αναπαραγωγής του ήχου. Γενικευμένη θεώρηση ηχητικών συστημάτων: μοντελοποίηση και λειτουργικές προδιαγραφές. Η έννοια της απόκρισης συχνότητας ενός συστήματος. Τύποι παραμορφώσεων σε ηχητικά συστήματα. Μετρήσεις παραμορφώσεων και τρόποι αντιμετώπισης. Τεχνολογίες και χαρακτηριστικά ακουστικών μετατροπέων: ευαισθησία και κατευθυντικότητα. Συστήματα μικροφώνων και μεγαφώνων. Αναλογικά ηχητικά συστήματα: πηγές, προενισχυτές και ενισχυτές ισχύος. Συστήματα ηχείων. Τυποποιήσεις αναλογικών ηχητικών διασυνδέσεων. Πολυκαναλικά συστήματα αναπαραγωγής τρισδιάστατου ήχου (studio και οικιακού ή επαγγελματικού κινηματογράφου). Θεμελιώσεις ψηφιακού ήχου. Ψηφιοποίηση αναλογικού ήχου: δειγματοληψία και κβαντισμός. Πρότυπα ψηφιακής κωδικοποίησης ηχητικών σημάτων (PCM, DSD, PWM) και τεχνικές απωλεστικής συμπίεσης. Ψηφιακά συστήματα ήχου: πηγές, ψηφιακοί επεξεργαστές, ψηφιακοί ενισχυτές και ηχεία. Τεχνολογίες αποθήκευσης ηχητικών σημάτων: αποθήκευση σε αρχεία υπολογιστή, σε φορητά ψηφιακά μέσα και σε οπτικούς δίσκους. Πρότυπα οπτικών και ψηφιακών μαγνητικών δίσκων για αποθήκευση ηχητικών δεδομένων. Ψηφιακή εκπομπή, τεχνολογίες ψηφιακής ραδιοφωνικής μετάδοσης.

To μάθημα "Τεχνολογία Ήχου" είναι μάθημα επιλογής που διδάσκεται στο Γ' εξάμηνο του ενδεικτικού Προγράμματος Σπουδών του Τμήματος Τεχνών Ήχου και Εικόνας του Ιονίου Πανεπιστημίου. Σκοπός του μαθήματος είναι η παρουσίαση και ανάλυση θεμάτων που σχετίζονται με την τεχνολογία του ήχου και τα οποία αποτελούν τη βάση για την περαιτέρω αξιοποίηση των τεχνολογιών αυτών στην καλλιτεχνική πράξη και δημιουργία, με επίγνωση των περιορισμών και των δυνατοτήτων που παρέχουν. Στόχο του μαθήματος αποτελεί η συγκριτική εξέλιξη των αναλογικών και ψηφιακών τεχνολογιών του ήχου, υπό το πρίσμα της επιτυγχανόμενης ποιότητας, όπως αυτή οριοθετείται από κατάλληλες μετρικές παραμορφώσεων, αλλά και η συγκριτική αξιολόγηση των ίδιων των αναλογικών και ψηφιακών τεχνολογιών.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση των σπουδών στο μάθημα ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

• διακρίνει τους διαφορετικούς τύπους των παραμορφώσεων που εμφανίζονται στα ηχητικά συστήματα,
• αξιοποιεί τις μετρήσεις των παραμορφώσεων ως μέτρα ποιότητας ή καταλληλότητας του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού,
• αναγνωρίζει τις διαφορετικές τυποποιήσεις κωδικοποίησης του ψηφιακού ήχου,
• προσδιορίζει τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των διαφορετικών τάξεων ενίσχυσης και τύπων διασυνδέσεων ηχητικών υποσυστημάτων,
• επεξηγεί τη διαδικασία που υλοποιείται για την ψηφιοποίηση του αναλογικού ήχου,
• επιχειρηματολογεί υπέρ μιας συγκεκριμένης αναλογικής ή ψηφιακής προσέγγισης/υλοποίησης.

1η εβδομάδα: Εισαγωγή στην τεχνολογία του ήχου μέσα από μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση: από το φωνόγραφο στο σήμερα. Το γενικευμένο μοντέλο της αλυσίδας της ηχογράφησης και αναπαραγωγής του ήχου. Οι δύο όψεις της τεχνολογίας του ήχου: αναλογική και ψηφιακή.

2η εβδομάδα: Γενικευμένη θεώρηση ηχητικών συστημάτων. Μοντέλα ακουστικών, ηλεκτρικών και ηλεκτροακουστικών υποσυστημάτων. Η τυπική αλυσίδα της ηχογράφησης και της ηχητικής αναπαραγωγής: δομή και λειτουργικές προδιαγραφές και διασυνδέσεις. Τύποι παραμορφώσεων σε ηχητικά συστήματα.

3η εβδομάδα: Αναπαράσταση συστημάτων στο πεδίο της συχνότητας: η απόκριση συχνότητας. Γραμμικές παραμορφώσεις στο πεδίο της συχνότητας και της φάσης. Παραμορφώσεις προσθετικού θορύβου. Η έκφραση του λόγου σήματος προς θόρυβο ως μέτρο ποιότητας μιας ηχογράφησης.

4η εβδομάδα: Μη γραμμικές παραμορφώσεις: συνηθέστεροι τύποι και τρόποι αποφυγής της εμφάνισής τους. Παραμορφώσεις λόγω ψαλιδισμού και συνδυασμένες παραμορφώσεις.

5η εβδομάδα: Αναλογίες στοιχείων και συστημάτων για την δημιουργία μοντέλων των ηλεκτροακουστικών μετατροπέων. Ο βασικός συντονιστής, το δοχείο τύπου Helmholz. Ηλεκτροακουστικοί μετατροπείς, ιστορική εξέλιξη των τεχνολογιών τους. Βασικά χαρακτηριστικά, ευαισθησία μετατροπέων. Ορισμός της έννοιας της κατευθυντικότητας.

6η εβδομάδα: Το μικρόφωνο ως ηλεκτροακουστικός μετατροπέας: ισοδύναμα κυκλώματα, ευαισθησία και έκφραση της κατευθυντικότητας. Κατηγοριοποίηση των μικροφώνων βάσει κατευθυντικότητας. Ορισμός σταθμών ηχητικών σημάτων. Μέθοδοι μέτρησης της ευαισθησίας. Μικρόφωνα και απόκριση συχνότητας. Απόκριση σε απότομες μεταβολές. Το φαινόμενο της εγγύτητας. Τύποι και ενδεικτική χρήση μικροφώνων για μονοφωνική και στερεοφωνική ηχογράφηση.

7η εβδομάδα: Το μεγάφωνο ως ηλεκτροακουστικός μετατροπέας. Ηλεκτρικά ισοδύναμα και πρότυπα απόκρισης συχνότητας. Ευαισθησία και απόδοση των μεγαφώνων. Λειτουργία διαφράγματος και κατευθυντικότητα. Οδήγηση μεγαφώνων.

8η εβδομάδα: Ιστορική αναδρομή σε τεχνολογίες αναλογικής ηχογράφησης. Εγγραφή σε μαγνητική κασέτα. Συστήματα αναλογικών ενισχυτών (προενισχυτών και τελικών ενισχυτών). Τυπικές λειτουργίες και τάξεις / χαρακτηριστικά των ενισχυτών ισχύος. Συστήματα ηχείων, θέματα σχεδίασης της καμπίνας. Χαρακτηριστικά των ηχείων: ευαισθησία, απόκριση συχνότητας, κατευθυντικότητα και εμπέδηση. Η συμπεριφορά του ηχείου ως φορτίο του τελικού ενισχυτή. Συστήματα διαχωρισμού συχνοτήτων και δρόμοι ενός ηχείου.

9η εβδομάδα: Βασικές κατηγορίες αναλογικών ηχητικών διασυνδέσεων. Οι διασυνδέσεις ως πηγές παραμόρφωσης. Τύποι διασυνδέσεων: συνδέσεις μικροφώνων, γενικές διασυνδέσεις, χρωματική κωδικοποίηση καλωδίων. Σύνδεση ηχείων σε ενισχυτές, σειριακή και παράλληλη τοπολογία. Διπλοκαλωδίωση και διενίσχυση. Αναλογικές τεχνολογίες αναπαραγωγής του ήχου στο χώρο.

10η εβδομάδα: Θεμελιώσεις ψηφιακού ήχου: μετατροπή αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά. Στοιχεία δειγματοληψίας ηχητικών σημάτων. Παραμορφώσεις λόγω δειγματοληψίας.

11η εβδομάδα: Στοιχεία κβαντισμού ηχητικών σημάτων. Η έννοια της δυναμικής περιοχής του ψηφιακού σήματος. Η αναγκαιότητα της χρήσης τεχνικών dither και διαμόρφωσης θορύβου κβαντισμού.

12η εβδομάδα: Αναπαράσταση και κωδικοποίηση του ψηφιακού ήχου. Αριθμητική σταθερού σημείου και κινητής υποδιαστολής. Τύποι ψηφιακής κωδικοποίησης: PCM, DSD και PWM. Τεχνολογίες και πρότυπα συμπίεσης μη απωλεστικής και απωλεστικής συμπίεσης: FLAC, ADPCM, AC-3 και MPEG Audio. Ψηφιακά πολυκάναλα συστήματα/πρότυπα ήχου και εφαρμογές πολυκαναλικού ήχου (studio και οικιακού ή επαγγελματικού κινηματογράφου).

13η εβδομάδα: Τεχνολογίες αποθήκευσης ηχητικών σημάτων: αποθήκευση σε αρχεία υπολογιστή, σε φορητά ψηφιακά μέσα και σε οπτικούς δίσκους. Πρότυπα οπτικών και ψηφιακών μαγνητικών δίσκων για αποθήκευση ηχητικών δεδομένων. Ψηφιακή εκπομπή, τεχνολογίες ψηφιακής ραδιοφωνικής μετάδοσης.

Λ. Χαδέλης, «Τεχνολογία Ήχου», Εκδ. ΔΕΜΕΡΝΤΖΗΣ ΠΑΝΤΕΛΗΣ, ISBN: 978-960-9474-00-9, 2010 (κωδικός συστήματος εύδοξος: 3784)

Brice Richard, «Τεχνολογία Μουσικής», ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., ISBN: 978-960-8129-10-8, 2000 (κωδικός συστήματος εύδοξος: 18549029)

Διατίθεται ψηφιακό / πολυμεσικό υλικό που καλύπτει ολόκληρη τη διδακτέα ύλη. Η διάθεση του υλικού αυτού γίνεται μέσω της πλατφόρμας e-class. Παράλληλα, εργαστηριακές ασκήσεις παρουσιάζουν πρακτικές πτυχές των ζητημάτων που καλύπτονται και περιγράφονται στην θεωρία.

Παροχή πολυμεσικού υλικού.
Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class.

Οι εξετάσεις του μαθήματος είναι γραπτές. Από τα συνολικά θέματα της εξέτασης, ένα ποσοστό ίσο προς 20% σχετίζεται με το πρακτικό (εργαστηριακό) σκέλος του μαθήματος.