Главная » Хабрахабр » Идеи из стола: виртуальный винил

Идеи из стола: виртуальный винил

Одна из этих идей оцифровка грампластинки посредством сканирования ее поверхности. Есть идеи, которые живут давно. В основном в интернете много сказано-написано про эксперименты по 2D сканированию пластинок. Сканирование бывает разным, но упростим до 2D и 3D.

Рассмотрим вариант объемного сканирования.

Суть идеи: 3D сканирование пластинки -> Обработка и сохранение 3D образа -> Создание виртуального проигрывателя с виртуальной 3D иглой -> далее многожильные провода к Hi-Fi технике.

Жду читателя под катом.

В надежде на то, что может кому и пригодится или просто приятно будет провести время за чтением. Цикл статей о том, что хотел когда-то сделать, но не сделал.

Первое что приходит в голову при словосочетании оцифровка грампластинок это ансамбль технических устройств в составе проигрывателя винила и далее все зависит от вкуса и знаний конструктора, список аппаратуры по преобразованию аналогового сигнала и цифровой код широк (вариант преобразования аналоговый-в-аналоговый сигнал например запись на магнитную ленту мы пропустим). Немного истории и предметной области. Упрощенно процесс оцифровки можно проиллюстрировать следующей фотографией:

Вышеуказанный процесс преобразования аналогового сигнала в цифровую форму широко освещен со всех возможных сторон и оброс за время своего существования мифами и легендами, особенно касательно глубоко субъективных параметров, таких например как: "живой", "ламповый", "мягкий" звук.

Статья для примера: Как оцифровывать виниловые пластинки.

Вспоминается документальный фильм о небольшой западной фирме специализирующийся на производстве исключительно станин для дорогих проигрывателей весом под 50кг. Даже просто отдельно взятый проигрыватель грампластинок, может породить жаркие споры, например о весе основания проигрывателя способного погасить микровибрации, о материале и форме иглы звукоснимателя, системах подвеса звукоснимателя, стабилизаторов пластинки, источников питания, толщины и материала проводов и способов их изготовления. Небольшая статья о топовых проигрывателях.

Пример на фото весом под 175 кг.

Небольшой слайд про устройство звукоснимателя проигрывателя:

подробнее можно прочитать в статьях Википедии: грампластинка и звукосниматель.

Приятно вспомнить ощущение вынимаемой из чехла пластинки, осмотр ее под определенными углами на предмет обнаружения микроцарапин, потому что царапина могла конечно превратится в проблему воспроизведения музыкального произведения и далее сам процесс воспроизведения. Все это говорит нам, что тема воспроизведения "живого" звука актуальна на фоне ренессанса аналогового звучания, в том числе виниловых пластинок.

Коснемся самого простого варианта сканирования, 2D сканирование поверхности пластинки для получения снимка дорожек и дальнейшее воспроизведение на компьютере при помощи специально написанной для этого программы преобразующей изображение дорожек в звуковой сигнал.

Короткая статья на Хабре по этой теме: Извлечение звука из фотографий пластинок

На этом принципе работы существуют серийно выпускаемые проигрыватели. Здесь возможен вариант сканирования и воспроизведения в реальном времени, когда сканируется небольшая площадь пластинки и сканер перемещается над вращающейся пластинкой подобно игле звукоснимателя повторяя траекторию звуковой дорожки, но без прямого контакта с пластинкой.

Фотография лазерного проигрывателя, где сканирующим элементом является луч лазера, а воспроизведение происходит путем измерения отраженного луча от поверхностей дорожки пластинки.

Тема самостоятельного создания подобного устройства неплохо освещена в следующей конференции, диалог идет в ней на протяжении восьми лет: Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок.

Есть интересная публикация про эксперимент по переводу звукового сигнала в 3D образ пластинки, дальнейшая распечатка его на 3D принтере и воспроизведение звука на обычном проигрывателе грампластинок. Материалов в части 3D сканирования пластинок в интернете заметно меньше. Статья называется Печать грампластинок на 3D-принтере.

Причем сканируют по настоящему старые восковые валики и прочие носители звука, часто разрушенные или поломанные на части. Есть публикации о процессе восстановления звука из музейных экспонатов, в указанной статье "Sound Reproduction R & D Home Page" как раз описывается процесс работы как с 2D, так и с 3D сканированием. Об истории носителей звука до наступления магнитофонных кассет следующий слайд:

Мы уже в полушаге от идеи статьи, так сделаем его.

Цифровая память перестала быть узким местом многих технологий. На сегодняшний день, объем обычных фотографий измеряется мегабайтами, телефоны имеют гигабайтные объемы памяти, облака с бесплатными терабайтами и прочие успехи производителей микроэлектроники. Получается, что в настоящее время конечный пользователь не особо ограничен объемом требуемой памяти, поэтому с разрешения читателя опущу из статьи вычисления необходимых для оцифровки грампластинки объемов памяти.

Коротко о сути возможного эксперимента или бизнеса(кому как удобнее представлять):

Методы сканирования могут различаться: наиболее доступное это стерео фотографирование под микроскопом, не в смысле что просто, а исключительно в силу труднодоступности сканирующих электронных микроскопов и других электронно-вакуумных устройств, возможен вариант применения моно-микро-сканирования с разных ракурсов участков пластинки и дальнейшем программным восстановлении формы поверхности. Первый этап: Стерео-сканирование поверхности грампластинки с последующим восстановлением карты высот с шагом заведомо избыточным в части сохранения сигнала записанного на грампластинке. Как вариант оптические сканеры компьютерной мыши, могут подойти на роль сканирующего элемента, но точно не буду утверждать, не зная оптическое разрешение-увеличение поверхности данных устройств. Так как это не руководство к действию, а больше к бездействию, то фантазии читателя здесь полный простор.

Устраняются шумы и прочие артефакты сканирования. Второй этап: Обработка полученного стерео изображения в 3D формат, технология уже отработанная. Раньше для этого требовались специальные знания: Полезные хитрости по уходу, хранению и чистке виниловых пластинок. Так же на этом этапе возможно устранить микрочастицы пыли на поверхности пластинки программным способом. Будем считать, что на выходе получаем полигональную модель поверхности пластинки, основанную на данных сканирования.
Пока мы имеем 3D модель с размером и количеством полигонов полученных из "сырых" данных, здесь так же простор для оптимизации формы и количества полигонов, возможно применить сплайны для более точной аппроксимации поверхности звуковой дорожки или другие математические методы.

Математическое моделирование движение иглы проигрывателя по материалу грампластинки с учетом данных о сканированной поверхности звуковой дорожки. Третий этап. Интуиция автора подсказывает, что даже "простое" повторение рельефа сканированной грампластинки может приводить к вполне приличному в части качества Hi-Fi звуку. Степень проработки математического моделирования может быть любой, вплоть до полного игнорирования физических процессов вроде трения и нагревания иглы звукоснимателя, внутренних деформаций и напряжений в материале иглы и площади контакта иглы с поверхностью пластинки тд.

Но ведь возможно распечатать пластинку на принтере из будущего с необходимой точность, а сейчас наверное возможно сделать резак по виниловым заготовкам, чтобы насладиться редким экземпляром пластинки присланной другом по переписке, например с другого континента, в виде 3D образа. Если уж автор произнес заветное Hi-F, то конечно уточню и безусловно соглашусь с тезисом, что в конце моделирования звука стоит цифро-аналоговый преобразователь(ЦАП), и он как раз все испортит в части "живого лампового" звука. Понимаю, что существуют кодеки, предназначенные для сжатия аудиоданных без потерь (FLAC), но у нас тоже что-то похожее получается, но ближе к прямому копированию не звука, а его носителя. Или прослушать через ЦАП компьютера.

Хотелось бы нарисовать радужную картину шагающих по миру цифровых 3D копий грампластинок. Что дальше, спросит читатель. Но в действительности надеюсь освежил воспоминания читателя о том времени, когда за грампластинками ходили в магазин, как за книгами, что сейчас тоже не так часто случается. Интернет площадки по обмену образами дисков, может даже с применением криптовалюты. Спасибо за время потраченное на чтение. А тем кто не застал это время, как раз время начать моделировать 3D пластинки, в будущей матрице они вполне станут ходовым товаром.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

День Радио: патенты Маркони и Попова

Не имея большого желания присоединяться к более чем столетнему холивару Попов vs. Маркони, все же воспользуюсь грядущим очередным Днем Радио (который традиционно отмечается в нашей стране 7 мая), чтобы на примерах А.С. Попова и Г. Маркони напомнить почтеннейшей публике о ...

Обзор цифровой ручки MT6081 — ваши заметки сразу на компьютере

Вот чего, конечно, у «Даджета» не отнять, так это умения называть свои гаджеты странными символами: куда ни глянь, то MT1104, MT4017, MT… и так далее. Мы добрались до модели MT6081 — это довольно любопытная смарт-ручка, и мы вам расскажем, чем ...