Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
RIA-2-107-ID-s
Name:
Dźwięk cyfrowy
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Dźwięku w Mediach i Kulturze
Field of study:
Acoustic Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Kleczkowski Piotr (kleczkow@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr Pluta Marek (pluta@agh.edu.pl)
dr inż. Barański Robert (robertb@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Kleczkowski Piotr (kleczkow@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 umie posługiwać się technologią dźwięku cyfrowego w stopniu pozwalającym na biegłe użytkowanie urządzeń wykorzystujących tę technologię a także biegłe posługiwanie się odpowiednim oprogramowaniem IA2A_U03, IA2A_K05, IA2A_U06, IA2A_U15, IA2A_K04, IA2A_K07, IA2A_U16, IA2A_U04, IA2A_U14, IA2A_U11 Activity during classes,
Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_U003 samodzielnie realizuje programowe implementacje wybranych metod syntezy dźwięku IA2A_U09, IA2A_U21, IA2A_U04, IA2A_U11 Report,
Execution of laboratory classes
M_U004 kreatywnie wykorzystuje metody syntezy dźwięku do symulacji dźwięku instrumentów akustycznych, do przetwarzania sygnałów i do kreowania nowych brzmień IA2A_U09, IA2A_U21, IA2A_U15 Report,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 zna zasady teoretyczne i procesy techniczne związane z cyfrowym odwzorowaniem sygnałów dźwiękowych IA2A_U09, IA2A_U03, IA2A_U02, IA2A_K05, IA2A_U07, IA2A_U06, IA2A_U15, IA2A_W07, IA2A_W06, IA2A_K04, IA2A_W10, IA2A_U10, IA2A_K07, IA2A_U16, IA2A_U04, IA2A_U14, IA2A_U17, IA2A_U11 Activity during classes,
Test,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W003 zna metody syntezy dźwięku i ich zastosowania IA2A_W08, IA2A_W01 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 umie posługiwać się technologią dźwięku cyfrowego w stopniu pozwalającym na biegłe użytkowanie urządzeń wykorzystujących tę technologię a także biegłe posługiwanie się odpowiednim oprogramowaniem - - + - - - - - - - -
M_U003 samodzielnie realizuje programowe implementacje wybranych metod syntezy dźwięku - - + - - - - - - - -
M_U004 kreatywnie wykorzystuje metody syntezy dźwięku do symulacji dźwięku instrumentów akustycznych, do przetwarzania sygnałów i do kreowania nowych brzmień - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 zna zasady teoretyczne i procesy techniczne związane z cyfrowym odwzorowaniem sygnałów dźwiękowych + - - - - - - - - - -
M_W003 zna metody syntezy dźwięku i ich zastosowania + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. System dwójkowy w zapisie dźwięku, kod z uzupełnieniem do 2, kod PCM. Formaty stało- i zmiennoprzecinkowe. Dyskretyzacja sygnału.
  2. Proces próbkowania sygnału. Błąd szczeliny. Nierównomierność próbkowania w dziedzinie czasu. Błąd kwantyzacji. Szum kwantyzacji.
  3. Przetworniki A/C. Przetwarzanie z nadpróbkowaniem. Przetwarzanie C/A. Rekonstrukcja sygnału i filtry.
  4. Nadpróbkowanie z kształtowaniem szumu. 1-bitowy przetwornik C/A. 1-bitowy przetwornik A/C delta-sigma. Wielobitowy przetwornik delta-sigma.
  5. Czynniki wpływające na jakość przetwarzania A/C i C/A. Strumień DSD. Formaty wysokiej rozdzielczości.
  6. Sposoby kodowania kanałowego. Korekcja błędów. Technologia płyty kompaktowej. Modulacja DSD. Płyta DVD.
  7. Przesyłanie danych w fonii cyfrowej. Interfejsy. S/PDIF, AES/EBU, MADI. Częstotliwość taktująca: generatory i rodzaje synchronizacji.
  8. Konwersja częstotliwości próbkowania i jej rodzaje.
  9. Podział metod syntezy dźwięku, rys historyczny, syntezatory analogowe
  10. Modelowanie widma: synteza addytywna i formantowe
  11. Metody filtracyjne: synteza subtrakcyjna, falowodowa, Karplus-Strong
  12. Synteza tablicowa, operowanie zarejestrowanymi próbkami dźwięków
  13. Metody nieliniowe i inne: FM, kształtowanie fali, synteza granularna i in.
  14. Modelowanie fizyczne
Laboratory classes:
  1. Demonstracja zjawiska upodabniania przy różnych parametrach, dla różnych materiałów dźwiękowych.
  2. Demonstracja wpływu rozdzielczości kwantyzacji oraz nierównomierności częstotliwości próbkowania na jakość materiałów dźwiękowych.
  3. Wpływ efektu zaokrąglania szumowego na jakość materiałów dźwiękowych. Symulacja działania filtru rekonstrukcyjnego w odtwarzaniu dźwięku.
  4. Budowa programowych modeli procesu nadpróbkowania i kształtowania szumu (4 godz).
  5. Samodzielne opracowanie algorytmu konwersji częstotliwości próbkowania (4 godz).
  6. Zapoznanie z oprogramowaniem Pure Data i konstrukcja podstawowych bloków syntezy
  7. Obsługa kontrolera MIDI, polifonia, sterowanie generatorem obwiedni, wykorzystanie LFO
  8. Resynteza dźwięku instrumentu akustycznego metodą syntezy addytywnej
  9. Symulacja syntezatora analogowego metodą syntezy subtrakcyjnej
  10. Tworzenie abstrakcyjnych brzmień z wykorzystaniem syntezatora FM
  11. Operacje na próbkach dźwiękowych w syntezatorze samplingowym
  12. Kolokwium pisemne z zakresu syntezy dźwięku
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 116 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 28 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Participation in laboratory classes 28 h
Preparation for classes 20 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest średnią ocen cząstkowych ze wszystkich zakresów tematycznych wchodzących w skład modułu.
Poniżej przedstawiono sposoby obliczania ocen w poszczególnych zakresach.

  • Technologia dźwięku cyfrowego:
    aktywność i obecność na wykładzie (25%),
    realizacja zadań laboratoryjnych (25%),
    końcowe kolokwium pisemne (50%)
  • Synteza dźwięku:
    realizacja zadań laboratoryjnych (40%),
    końcowe kolokwium pisemne (60%)
Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

Czyżewski Andrzej, Dźwięk cyfrowy. Wybrane zagadnienia teoretyczne, technologia, zastosowania. Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Warszawa 1998.
Watkinson John, The Art of Digital Audio, Third Edition, Focal Press, 2001.
Pohlmann Ken C., Principles of Digital Audio, Fifth Edition, McGraw-Hill, 2005.
Zölzer Udo, Digital Audio Signal Processing, John Wiley & Sons, 1998.
Cook Perry R., Real Sound Synthesis for Interactive Applications. A K Peters, Wellesley, Massachusetts 2004.
Miranda Eduardo R., Computer Sound Design. Synthesis Techniques and Programming. Focal Press, 2006.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None