ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДИСКОВ ШАРМАНКИ ПО ФОТОГРАФИИ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 7
II. ОБЗОР ИМЕЮЩИХСЯ РЕШЕНИЙ 8
2.1. Основные проблемы используемого в данный момент решения 10
2.2. Поиск современного решения 11
2.3. Перспективы развития приложения 12
III. Решение 14
3.1. Разработка приложения для извлечения мелодии из фотографии 15
3.2. Разработка API 20
3.3. Инструкции для портирования библиотеки FluidSynth на Windows 21
3.4. Инструкция подготовки фотографии 24
3.5. Инструкция создания soundfont файла 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 34
ПРИЛОЖЕНИЕ
I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 7
II. ОБЗОР ИМЕЮЩИХСЯ РЕШЕНИЙ 8
2.1. Основные проблемы используемого в данный момент решения 10
2.2. Поиск современного решения 11
2.3. Перспективы развития приложения 12
III. Решение 14
3.1. Разработка приложения для извлечения мелодии из фотографии 15
3.2. Разработка API 20
3.3. Инструкции для портирования библиотеки FluidSynth на Windows 21
3.4. Инструкция подготовки фотографии 24
3.5. Инструкция создания soundfont файла 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 34
ПРИЛОЖЕНИЕ
Музыка имеет такую же древнюю историю, как человеческая цивилизация. Она стала неотъемлемой частью человеческой жизни, увеличивается в размерах, во всех своих формах и вышла за географические барьеры и распространяется по всему миру. Люди выражают свои идеи, мысли, эмоции и чувства посредством вербального и невербального общения. Устное общение осуществляется через звук, однако; невербальное общение осуществляется через жестикуляцию, язык жестов, текст и картинки. Для сохранения этих выражении на более длительного времени, эти формы выражения проявились в физической среде. А именно: печатные и непечатные средства массовой информации, книги, сериалы, рисунки, картины, партитуры, записи пластинок, кассеты, аудиовизуальные ленты и другие. Интерес и необходимость хранения и передачи идей, записанных на физические носители, привели к развитию техник и способов хранения, организации, поиска и предоставления материала по мере необходимости. Развитие и применение этих техник в библиотеках изменило представление библиотек и информационных центров. Сегодня все информационные сферы были затронуты и подвержены влиянию технологий, а область библиотек и информационных центров также получила огромную пользу от появления информационных технологий. На данный момент трендом библиотек является цифровое представление исторических ценностей, возможность просмотра их в интернете.
Оцифровка - описание объекта, изображения, аудио-видеосигнала (в аналоговом виде) в виде набора дискретных цифровых замеров (выборок) этого сигнала/объекта, при помощи той или иной аппаратуры, т. е. перевод его в цифровой вид, пригодный для записи на электронные носители. Для оцифровки объект подвергается дискретизации (в одном
или нескольких измерениях, например, в одном измерении для звука, в двух для растрового изображения) и аналогово-цифровому
преобразованию конечных уровней. Полученный в результате оцифровки массив данных («цифровое представление» оригинального объекта) может использоваться компьютером для дальнейшей обработки, передачи по цифровым каналам, сохранению на цифровой носитель. Перед передачей или сохранением цифровое представление, как правило, подвергается фильтрации и кодированию для уменьшения объема. [1]
Благодаря оцифровке у нас есть возможность прослушать произведения великих композиторов, голоса известных людей, рассмотреть картины Леонардо да Винчи. Так и в национальном архиве ИЯЛИ имеются рукотворные полифонные записи, сделанные Сафиулинным около века назад, которые тоже можно открыть всему мира.
Полифон - музыкальная шкатулка для воспроизведения дисков, механическое устройство, впервые произведенное компанией Polyphon Musikwerke, расположенное в Лейпциге, Германия. Полномасштабное производство, изобретенное в 1870 году, началось примерно в 1897 году и продолжалось в начале 1900-х годов. Полифоны экспортировались по всему миру, а музыка поставлялась на английский, французский и немецкий рынки, а также за ее пределы, с музыкой, каталогизированной для русского, польского и балканского регионов. Polyphon также является звукозаписывающим лейблом, зарегистрированным немецкой Polyphon Musikwerke AG в 1908 году. Polyphon торгуется под маркой Polydor с 1913 года под своими торговыми марками Polyphon Musik и Polyphon Record. [2]
Многие записи, возможно, оцифровать посредством звукозаписи. Звукозапись - процесс записи звуковых сигналов, результатом которого является фонограмма. Фонограмма — звуковые сигналы, полученные в результате звукозаписи и содержащиеся на аналоговом или цифровом
носителе, или закодированные в определенном файле. [3] Необходимое оборудование для звукозаписи: устройство для преобразования
акустических колебаний в электрический сигнал (микрофон) или генератор тона (напр. звуковой синтезатор, семплер), устройство для преобразования электрических колебаний в последовательность цифр, устройство для хранения полученных данных. Но некоторые записи или имеют повреждения, или не могут воспроизведены. И благодаря идее научного руководителя была разработана программа для оцифровки записей с помощью фотографии. В этой работе будут рассмотрен способ оцифровки в механической звукозаписи с помощью фотографии носителя и семплов (небольшой оцифрованный звуковой фрагмент), являющиеся набором звуков инструмента. Мое решение поможет устранить такие проблемы как: восстановление записей подвергшихся физическим
повреждениям, уменьшение времени оцифровки, уменьшение стоимости оцифровки, возможные способы улучшения и модификации под другие виды записей.
Запись имеет дискообразную форму с проколами на ней. Каждый прокол хранит информацию, какой звук издать, в какой момент. Звуковая волна воспроизводится при соприкосновении прокола с серией звездообразных колес с трещоткой. Этот звучание имеет свой приятный оттенок, соприкосновение металла об металл. Способ оцифровки с помощью воспроизведения и записи на микрофон может подвергнуть угрозе существованию исторических автоматических музыкальных шкатулок.
Для написания приложения использовался язык python, использовались библиотеки: opencv, matplotlib, numpy, imutils, midiutil. OpenCv - для обработки фотографии. Matplotlib - для визулизации промежуточных результатов. Numpy, imutils - для преобразования данных к их последующему воспроизведению. Midiutil - для генерации midi файла. Мной не будет рассмотрены вопросы - засветленности/затемненности, слияния цветов фотографии; адаптации звучания к конкретным устройствам. Для модификации будет доступна библиотека семплов устройств и сам принцип оцифровки, а также API для наполнения библиотеки будущими записями.
Оцифровка - описание объекта, изображения, аудио-видеосигнала (в аналоговом виде) в виде набора дискретных цифровых замеров (выборок) этого сигнала/объекта, при помощи той или иной аппаратуры, т. е. перевод его в цифровой вид, пригодный для записи на электронные носители. Для оцифровки объект подвергается дискретизации (в одном
или нескольких измерениях, например, в одном измерении для звука, в двух для растрового изображения) и аналогово-цифровому
преобразованию конечных уровней. Полученный в результате оцифровки массив данных («цифровое представление» оригинального объекта) может использоваться компьютером для дальнейшей обработки, передачи по цифровым каналам, сохранению на цифровой носитель. Перед передачей или сохранением цифровое представление, как правило, подвергается фильтрации и кодированию для уменьшения объема. [1]
Благодаря оцифровке у нас есть возможность прослушать произведения великих композиторов, голоса известных людей, рассмотреть картины Леонардо да Винчи. Так и в национальном архиве ИЯЛИ имеются рукотворные полифонные записи, сделанные Сафиулинным около века назад, которые тоже можно открыть всему мира.
Полифон - музыкальная шкатулка для воспроизведения дисков, механическое устройство, впервые произведенное компанией Polyphon Musikwerke, расположенное в Лейпциге, Германия. Полномасштабное производство, изобретенное в 1870 году, началось примерно в 1897 году и продолжалось в начале 1900-х годов. Полифоны экспортировались по всему миру, а музыка поставлялась на английский, французский и немецкий рынки, а также за ее пределы, с музыкой, каталогизированной для русского, польского и балканского регионов. Polyphon также является звукозаписывающим лейблом, зарегистрированным немецкой Polyphon Musikwerke AG в 1908 году. Polyphon торгуется под маркой Polydor с 1913 года под своими торговыми марками Polyphon Musik и Polyphon Record. [2]
Многие записи, возможно, оцифровать посредством звукозаписи. Звукозапись - процесс записи звуковых сигналов, результатом которого является фонограмма. Фонограмма — звуковые сигналы, полученные в результате звукозаписи и содержащиеся на аналоговом или цифровом
носителе, или закодированные в определенном файле. [3] Необходимое оборудование для звукозаписи: устройство для преобразования
акустических колебаний в электрический сигнал (микрофон) или генератор тона (напр. звуковой синтезатор, семплер), устройство для преобразования электрических колебаний в последовательность цифр, устройство для хранения полученных данных. Но некоторые записи или имеют повреждения, или не могут воспроизведены. И благодаря идее научного руководителя была разработана программа для оцифровки записей с помощью фотографии. В этой работе будут рассмотрен способ оцифровки в механической звукозаписи с помощью фотографии носителя и семплов (небольшой оцифрованный звуковой фрагмент), являющиеся набором звуков инструмента. Мое решение поможет устранить такие проблемы как: восстановление записей подвергшихся физическим
повреждениям, уменьшение времени оцифровки, уменьшение стоимости оцифровки, возможные способы улучшения и модификации под другие виды записей.
Запись имеет дискообразную форму с проколами на ней. Каждый прокол хранит информацию, какой звук издать, в какой момент. Звуковая волна воспроизводится при соприкосновении прокола с серией звездообразных колес с трещоткой. Этот звучание имеет свой приятный оттенок, соприкосновение металла об металл. Способ оцифровки с помощью воспроизведения и записи на микрофон может подвергнуть угрозе существованию исторических автоматических музыкальных шкатулок.
Для написания приложения использовался язык python, использовались библиотеки: opencv, matplotlib, numpy, imutils, midiutil. OpenCv - для обработки фотографии. Matplotlib - для визулизации промежуточных результатов. Numpy, imutils - для преобразования данных к их последующему воспроизведению. Midiutil - для генерации midi файла. Мной не будет рассмотрены вопросы - засветленности/затемненности, слияния цветов фотографии; адаптации звучания к конкретным устройствам. Для модификации будет доступна библиотека семплов устройств и сам принцип оцифровки, а также API для наполнения библиотеки будущими записями.
По итогам работы мною было разработано API, позволяющее проводить оцифровку/воспроизведение мелодии по фотографии полифонного диска автоматической музыкальной шкатулки, проведены тестовые испытания работоспособности системы на дисках с радиусом в 15 см, оцифрована автоматическая музыкальная шкатулка MIRA. Выявлены недостатки и преимущества оцифровки с помощью фотографии полифонного диска, оценены возможные пути развития данного продукта. Приложение по оцифровке масштабируемо, доступно к модификациям, имеет простой алгоритм работы, может легко внедрено в другие ресурсы.
По итогам работы были решены проблемы предыдущих способов оцифровки записей, а именно:
1. Время, затраченное на оцифровку диска, уменьшено с 1.2 минуты до 6 секунд.
2. Появилась возможность воспроизведения поврежденных записей.
3. Появилась возможность воспроизведения записей с поврежденными устройствами воспроизведения.
4. Разработано API для управления приложением, хранения мелодии, хранения фотографии и тонкой настройки оцифровки, предусмотрена возможность для расширения функционала приложения.
В будущем, я думаю, проект внесет неоценимый вклад в индустрии оцифровки аналоговых источников звуков, культурно-образовательную сферу ИЯЛИ, в индустрию исторической музыки в целом.
С моей стороны было разработано решение, выполнено тестирование, разработано API, написаны инструкции для работы с приложением, разработаны требования к системе. Как следствие цель была выполнена и проходит процесс реализации.
По итогам работы были решены проблемы предыдущих способов оцифровки записей, а именно:
1. Время, затраченное на оцифровку диска, уменьшено с 1.2 минуты до 6 секунд.
2. Появилась возможность воспроизведения поврежденных записей.
3. Появилась возможность воспроизведения записей с поврежденными устройствами воспроизведения.
4. Разработано API для управления приложением, хранения мелодии, хранения фотографии и тонкой настройки оцифровки, предусмотрена возможность для расширения функционала приложения.
В будущем, я думаю, проект внесет неоценимый вклад в индустрии оцифровки аналоговых источников звуков, культурно-образовательную сферу ИЯЛИ, в индустрию исторической музыки в целом.
С моей стороны было разработано решение, выполнено тестирование, разработано API, написаны инструкции для работы с приложением, разработаны требования к системе. Как следствие цель была выполнена и проходит процесс реализации.