Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Dźwięk cyfrowy
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-2-107-ID-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Dźwięku w Mediach i Kulturze
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Kleczkowski Piotr (kleczkow@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 zna zasady teoretyczne i procesy techniczne związane z cyfrowym odwzorowaniem sygnałów dźwiękowych IAK2A_U04, IAK2A_W10, IAK2A_U14, IAK2A_W07, IAK2A_U16, IAK2A_U06, IAK2A_U10, IAK2A_U17, IAK2A_U09, IAK2A_K05, IAK2A_U15, IAK2A_U03, IAK2A_U07, IAK2A_K04, IAK2A_U11, IAK2A_U02, IAK2A_W06, IAK2A_K07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 zna metody syntezy dźwięku i ich zastosowania IAK2A_W01, IAK2A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
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 IAK2A_U04, IAK2A_U14, IAK2A_U16, IAK2A_U06, IAK2A_K05, IAK2A_U15, IAK2A_U03, IAK2A_K04, IAK2A_U11, IAK2A_K07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 samodzielnie realizuje programowe implementacje wybranych metod syntezy dźwięku IAK2A_U21, IAK2A_U04, IAK2A_U09, IAK2A_U11 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 kreatywnie wykorzystuje metody syntezy dźwięku do symulacji dźwięku instrumentów akustycznych, do przetwarzania sygnałów i do kreowania nowych brzmień IAK2A_U21, IAK2A_U09, IAK2A_U15 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 zna zasady teoretyczne i procesy techniczne związane z cyfrowym odwzorowaniem sygnałów dźwiękowych + - - - - - - - - - -
M_W002 zna metody syntezy dźwięku i ich zastosowania + - - - - - - - - - -
Umiejętności
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_U002 samodzielnie realizuje programowe implementacje wybranych metod syntezy dźwięku - - + - - - - - - - -
M_U003 kreatywnie wykorzystuje metody syntezy dźwięku do symulacji dźwięku instrumentów akustycznych, do przetwarzania sygnałów i do kreowania nowych brzmień - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 116 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
  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
Ćwiczenia laboratoryjne (28h):
  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
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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%)
Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak