Lab Journal 6

Отку­да в циф­ро­вом зву­ке берёт­ся шум? Он берёт­ся из не вполне точ­но­го пред­став­ле­ния ана­ло­го­во­го сиг­на­ла, так как для того, что­бы опи­сать сину­со­и­ду, у нас име­ет­ся конеч­ное коли­че­ство коор­ди­нат по оси Y. В слу­чае с ком­пакт-дис­ка­ми это 65536 воз­мож­ных зна­че­ний, так как у нас есть 16 бит — 15 бит на опи­са­ние уров­ня плюс один бит на знак. 8‑битные зву­ко­вые фай­лы, кста­ти, без­зна­ко­вые (во бар­дак!) Ось Х про­бле­мы не пред­став­ля­ет, в пол­ном соот­вет­ствии с тео­ре­мой Най­к­ви­ста-Шен­но­на-Котель­ни­ко­ва

Зави­си­мость в деци­бе­лах отно­ше­ния сигнал/шум от того, каким коли­че­ством уров­ней опи­сы­ва­ет­ся сиг­нал, линей­ная, и рас­счи­ты­ва­ет­ся как 20log₁₀(2^{коли­че­ство бит}), или при­мер­но 6.02 × коли­че­ство бит.

Стой­кие апо­ло­ге­ты ана­ло­го­вых носи­те­лей напи­ра­ют на то, что, мол на циф­ро­вом носи­те­ле все­го 65536 уров­ней, а на нашем-то тёп­лом лам­по­вом вини­ле (или на маг­нит­ной плён­ке) коли­че­ство уров­ней ана­ло­го­вое, т.е. неогра­ни­чен­ное!!! Ага, ага. А вот хрен вам. С ана­ло­го­во­го носи­те­ля точ­но так же мож­но достать конеч­ное коли­че­ство уров­ней сиг­на­ла, и для хоро­ше­го «доре­во­лю­ци­он­но­го» вини­ла это чис­ло состав­ля­ет при­мер­но 2000 или 11 бит. Это даст пре­дель­ное отно­ше­ние сигнал/шум в рай­оне 70 дБ — что, вооб­ще-то, не так уж пло­хо. Это замет­но луч­ше MP3-шек, напри­мер =))) Толь­ко винил надо хоро­шень­ко помыть-почи­стить, что­бы не было слыш­но пыли — она силь­но пор­тит впе­чат­ле­ние.

В слу­чае с плён­кой уже надо гово­рить более пред­мет­но — тут смот­ря какая плён­ка. Наи­луч­шее каче­ство в домаш­них усло­ви­ях дава­ли кату­шеч­ные маг­ни­то­фо­ны — с них мож­но было тоже достать при­мер­но 11 бит. Кас­се­ты, когда толь­ко появи­лись, были пол­ное и окон­ча­тель­ное гов­но, и дава­ли где-то 6‑битный звук. Это­го было вполне доста­точ­но для при­ме­не­ния в дик­то­фо­нах (для коих, их, соб­ствен­но, и раз­ра­бо­та­ли), но недо­ста­точ­но для каче­ствен­но­го вос­про­из­ве­де­ния музы­ки. Тем не менее, их рас­ту­щая попу­ляр­ность и сопут­ству­ю­щие посто­ян­ные улуч­ше­ния в обла­сти элек­тро­ни­ки при­ве­ли к тому, что посте­пен­но они вышли на уро­вень кату­шеч­ных маг­ни­то­фо­нов, а с вве­де­ни­ем тех­но­ло­гий типа Dolby и про­чих улуч­шай­зе­ров, даже немно­го пре­взо­шли их (кату­шеч­ные маг­ни­то­фо­ны к это­му вре­ме­ни уже, ясен пень, никто не улуч­шал). Но — это при нали­чии хоро­шей кас­сет­ной деки, каче­ствен­ной сту­дий­ной ком­пакт-кас­се­ты, и т.д. А вос­хи­щать­ся ана­ло­го­вым носи­те­лем МК-60, суну­тым в Элек­тро­ни­ку-302 мож­но раз­ве что после тре­тьей бутыл­ки.

Что име­ем с гуся? С гуся име­ем то, что ана­ло­го­вый носи­тель тоже, по сути, циф­ро­вой — коли­че­ство вытас­ки­ва­е­мой с него инфор­ма­ции конеч­но. Это для любо­го носи­те­ля спра­вед­ли­во — даже для 35mm фото­гра­фи­че­ской плён­ки. С неё — в иде­а­ле — мож­но достать 10 мега­пик­се­лей. Повто­рюсь — в иде­а­ле. Со сним­ков на совет­скую ч/б плён­ку сере­ди­ны 1960х годов я вытя­ги­вал при­мер­но 1 мега­пик­сель, не более.

XKCD пре­кра­сен как все­гда. Осо­бен­но понра­ви­лись Owl Stuffing и Snake Shaming 🙂

Таки доде­лал про­грам­ку на Питоне, рису­ю­щую спектр сиг­на­ла и авто­ма­ти­че­ски счи­та­ю­щую КНИ+шум и ОСШ. Попут­но узнал, как водит­ся, мно­го ново­го. За что люб­лю Питон — так это за то, что про­грам­ма зани­ма­ет менее 40 строк. На тех же Сях я бы усрал­ся это рисо­вать. Даже на Шар­пах бы усрал­ся.

Про­грам­ме скарм­ли­ва­ет­ся зву­ко­вой файл с сиг­на­лом часто­той в 1 kHz, сге­не­ри­ро­ван­ный про­грам­мой Adobe Audition (в деви­че­стве Syntrillium CoolEdit). Но мож­но взять и бес­плат­ный Audacity, резуль­тат будет точ­но такой же. Про­грам­ма чита­ет файл, берёт зна­че­ние с наи­боль­шим пиком и даёт ему обо­зна­че­ние в 0 деци­бел. Осталь­ное, соот­вет­ствен­но, отри­ца­тель­ные вели­чи­ны. Под­счи­ты­ва­ет­ся сред­не­квад­ра­тич­ное зна­че­ние все­го, что не сиг­нал, и делит­ся на уро­вень сиг­на­ла. Полу­ча­ет­ся КНИ+шум (THD+N). Потом счи­та­ем ОСШ (отно­ше­ние сигнал/шум, SNR) в деци­бе­лах: 20log₁₀(сиг­нал / шум)

Вот так выгля­дит ана­лиз зву­ко­во­го фай­ла с сиг­на­лом 1 kHz, раз­ре­ше­ни­ем 16-бит, часто­та дис­кре­ти­за­ции — 48 kHz:

Это весь­ма близ­ко к тео­ре­ти­че­ско­му иде­а­лу — в иде­а­ле, раз­ре­ше­ние 16 бит может дать ОСШ в 96.3 dB. Но у меня не иде­ал, так как я исполь­зую чуть менее, чем 16 бит — ибо если гене­ри­ро­вать сину­со­и­ду с уров­нем в 0 dB (т.е. по-мак­си­му­му), то поче­му-то уже лезут нели­ней­ные иска­же­ния. Так что я создаю её с уров­нем в ‑0.1 dB, мини­маль­ным отступ­ле­ни­ем от мак­си­му­ма, кото­рое мне даёт делать Audition. В любом слу­чае, 94 dB — это дохре­на.

КНИ в 2 тысяч­ных про­цен­та это тоже пре­крас­но. Без при­бо­ров это­го никто нико­гда не уви­дит, иска­же­ния начи­на­ют быть слы­ши­мы­ми, когда уже вплот­ную при­бли­жа­ют­ся к 1%, хотя это силь­но зави­сит от того, что имен­но слу­ша­ем: если чистые сину­со­и­ды, то иска­же­ния начи­на­ют быть замет­ны­ми гораз­до рань­ше, а если в каче­стве тесто­во­го мате­ри­а­ла брать аль­бо­мы фиф­ти­сен­тов и про­чих, то там мож­но и 10% иска­же­ний не услы­шать. Что не озна­ча­ет, что аппа­ра­ту­ра, даю­щая КНИ в 0.05%, ничем не луч­ше аппа­ра­ту­ры, даю­щей 0.1% — она луч­ше; про­сто в реаль­но­сти уша­ми это­го ни один живой чело­век не услы­шит.

А теперь — сно­ва пнём фор­мат MP3 🙂 Никто как-то вот не заду­мы­ва­ет­ся о том, что они слу­ша­ют в тыся­че­дол­ла­ро­вых дере­вян­ных науш­ни­ках, под­клю­чён­ных к внеш­ним уси­ли­те­лям клас­са А за семь­сот дол­ла­ров, обе­ща­ю­щим КНИ в 0.00045%

А меж­ду тем это реа­лии MP3 с бит­рей­том в 192 килобита/сек:

А это — 320 килобит/сек:

Получ­ше, конеч­но, чем 192 kbps, но всё рав­но про­се­да­ние каче­ства очень нали­цо — про­ис­хо­дит серьёз­ное ужи­ма­ние дина­ми­че­ско­го диа­па­зо­на (я в кур­се, что ДД и ОСШ это не вполне одно и то же, но они свя­за­ны). На неко­то­ром мате­ри­а­ле (напри­мер, клас­си­че­ская музы­ка, обла­да­ю­щая боль­шим дина­ми­че­ским диа­па­зо­ном) это может быть очень замет­но. На 192 кило­би­тах так это точ­но замет­но, тихая пар­тия скрип­ки сопро­вож­да­ет­ся скре­же­том арте­фак­тов сжа­тия с поте­ря­ми — соб­ствен­но­уш­но, так ска­зать, слы­шал. Даль­ней­шее уве­ли­че­ние бит­рей­та после 320 килобит/с, кста­ти, уже ниче­го не даёт — ОСШ так и оста­ёт­ся в рай­оне 55 деци­бел.

Ещё надо будет попи­нать вини­ло­филь­ство и про­чее плён­ко­ло­же­ство, но это в дру­гой раз 🙂

Видео само­го побе­га — отвал баш­ки. Как в кино.

«У сво­бо­ды мно­го труд­но­стей, и демо­кра­тия не без­упреч­на, но нам нико­гда не при­хо­ди­лось стро­ить сте­ну, что­бы удер­жать соб­ствен­ный народ от побе­га»

-Джон Фитц­д­же­ральд Кен­не­ди

Я сна­ча­ла поду­мал, что это чело­век в костю­ме робо­та. А потом при­гля­дел­ся — не, реаль­но робот.

Дви­же­ния про­сто пуга­ю­ще орга­нич­ны. Впро­чем, это неуди­ви­тель­но — робот-то ведь антро­по­морф­ный, с при­су­щей имен­но такой фор­ме кор­пу­са мото­ри­кой.

Какое пре­крас­ное видео для люби­те­лей ста­рых желе­зяк. Ред­ко такие быва­ют. Пока­зан весь про­цесс запус­ка аме­ри­кан­ско­го узко­ко­лей­но­го паро­во­за К‑37 Мика­до, что назы­ва­ет­ся, «с нуля» — раз­жи­га­ние топ­ки, сма­зы­ва­ние, пуск тур­бо­ге­не­ра­то­ра, и т.д. Видео длит­ся 37 минут, но на деле весь про­цесс зани­ма­ет 6–7 часов. Очень тру­до­ём­кая и кро­пот­ли­вая рабо­та — совер­шен­но неуди­ви­тель­но, что с появ­ле­ни­ем теп­ло­во­зов паро­во­зы так быст­ро вымер­ли. На маши­ни­ста теп­ло­во­за нуж­но учить­ся 2 года. Сколь­ко надо учить­ся на маши­ни­ста паро­во­за — я себе даже не пред­став­ляю. Лет пять мини­мум, навер­ное.

При­мер­но 50% сисад­мин­ской рабо­ты состав­ля­ет ожи­да­ние того, когда что-нибудь про­изой­дёт — сер­вер, нако­нец, про­срёт­ся и загру­зит­ся, сер­вис­пак закон­чит уста­нав­ли­вать­ся, бекап забе­ка­пит­ся, и т.д.

Хоро­шо, когда есть тыщ на 80 раз­но­го обо­ру­до­ва­ния, куда мож­но при­ткнуть сапо­ги на вре­мя ожи­да­ния!

PS: DELL R710, кста­ти, реаль­но может про­си­рать­ся минут 10 пока нач­нёт загру­жать­ся ОС.

Ради инте­ре­са узна­вал цены на б/у сель­ско­хо­зяй­ствен­ное обо­ру­до­ва­ние. Как для фото­тех­ни­ки есть keh.com, для трак­то­ров есть tractorhouse.com

С удив­ле­ни­ем уви­дел, что Лам­бор­ги­ни изго­тав­ли­ва­ет не толь­ко супер­ка­ры, но и трак­то­ры.

Купи Лам­бор­ги­ни и все тёл­ки твои!!!

PS: Кста­ти, не толь­ко Лам­бор­ги­ни дела­ет трак­то­ры. Фер­ра­ри тоже: http://www.ferrariagri.it/

PPS: Инте­рес­но, как оно по надёж­но­сти. Барах­ло поди, типа Фиа­та.

За два десят­ка лет жиз­ни в США я видел мно­го изме­не­ний в стране. И в основ­ном это были улуч­ше­ния к луч­ше­му, хотя неко­то­рые вещи и ста­ли хуже. Япон­ские авто­мо­би­ли, напри­мер, ста­ли хуже. Пред­ста­ви­те­ли вла­сти ста­ли хуже. Но мно­гое ста­ло луч­ше — дома, напри­мер, ста­ли доступ­нее. В 1997 году про­цен­ты за ипо­теч­ный займ состав­ля­ли око­ло 8% (и это ещё ничо, в 80е было ещё хуже), а сей­час немно­го ниже 4%. Но не день­га­ми еди­ны­ми. Намно­го луч­ше ста­ла жрат­ва. Рань­ше в мага­зи­нах было два вида сыра — «аме­ри­кан­ский» и «швей­цар­ский». А щас даже в деше­вей­шем сель­ском Вол­мар­те мож­но купить и гау­ду, и бри, и даже грюй­ер (ну, не луч­шие и доро­гу­щие мар­ки, но всё же). Вот с йогур­та­ми поху­же, это прав­да. Тако­го оби­лия йогур­тов, как в той же Гер­ма­нии, я тут не видел. ИЧСХ, все немец­кие йогур­ты вкус­ные — какой не купи. Но хлеб мож­но купить нор­маль­ный, а не запа­ян­ную в пласт­мас­су вату. Моро­же­ное ста­ли выде­лы­вать вме­ня­е­мое.

И сре­ди все­го это­го бла­го­ле­пия одна вещь как была отвра­ти­тель­ным гов­ном, так и оста­лась отвра­ти­тель­ным гов­ном — это аме­ри­кан­ский май­о­нез.

С хоро­ши­ми соуса­ми в США вооб­ще напря­жён­ка до сих пор. Даже в полу­го­лод­ные 90е годы в Москве мож­но было купить боль­ше раз­но­об­раз­ных кет­чу­пов, чем сей­час в США. И даже совет­ский май­о­нез, в малень­ких бан­ках с жестя­ны­ми крыш­ка­ми, был вкус­ным — его мож­но было нама­зы­вать на хлеб и сра­зу есть.

Основ­ная про­бле­ма аме­ри­кан­ских соусов в том, что в них кла­дут слиш­ком мно­го уксу­са. Не то боят­ся боту­лиз­ма, не то тяжё­лое насле­дие англий­ской кух­ни, где уксус явля­ет­ся при­пра­вой нумер один, не даёт делать нор­маль­ные соуса. Май­о­нез, может быть, и обла­дал бы вку­сом и аро­ма­том, но его вусмерть заби­ва­ет кис­ля­ти­на и запах уксу­са. Со сто­ло­вым хре­ном та же исто­рия — дикая кис­ля­ти­на, воня­ю­щая уксу­сом. С гор­чи­цей абсо­лют­но ана­ло­гич­но — аме­ри­кан­ская гор­чи­ца чудо­вищ­на в сво­ей уксус­но­сти. Поэто­му вме­сто гор­чи­цы я поку­паю васа­би в корей­ском мага­зине — туда хоть уксус не кла­дут, хотя это и не насто­я­щий васа­би, а кра­ше­ный хрен.

С май­о­не­зом ситу­а­ция так­же ослож­ня­ет­ся тем, что прак­ти­че­ски все про­из­во­ди­те­ли дела­ют его с сое­вым мас­лом. С этим отвра­ти­тель­ным бур­лом с тош­но­твор­ным вку­сом и запа­хом. Поче­му они так дела­ют? Обра­ти­те вни­ма­ние на цен­ник, когда буде­те поку­пать рас­ти­тель­ное мас­ло в мага­зине в сле­ду­ю­щий раз. Самое дешё­вое — это то, кото­рое стыд­ли­во назы­ва­ет­ся «овощ­ным мас­лом» (vegetable oil). И толь­ко про­чи­тав эти­кет­ку, мож­но понять, что оно сое­вое. Я все­гда нена­ви­дел это мас­ло, и нико­гда его не поку­паю. Под­сол­неч­ное, ара­хи­со­вое и моё люби­мое мас­ло из вино­град­ных косто­чек — вот это совсем дру­гое дело, вот это вкус­ные нор­маль­ные мас­ла.

Кста­ти, тот май­о­нез, на кото­ром гор­до пишут, что он из олив­ко­во­го мас­ла — на деле сде­лан тоже из сое­во­го. Эти­кет­ку почи­тай­те вни­ма­тель­но.

Ниче­го близ­ко­го к тому пре­крас­но­му май­о­не­зу, что я поку­пал в Рос­сии под мар­кой «Сло­бо­да» во вре­мя послед­не­го заез­да, в США в обыч­ном мага­зине купить про­сто невоз­мож­но. Хоро­шо, что теперь есть интер­нет. Поис­кал «gourmet mayonnaise». Выско­чил май­о­нез «Сэр Кен­синг­тон», и пря­мо-таки елей­ный отзыв не где-нибудь, а на сай­те жур­на­ла «Bon Appetit». Хва­ли­ли ну про­сто как дев­ку перед выда­ньем — мол, настоль­ко вкус­ный май­о­нез, что хочет­ся пря­мо из бан­ки упо­треб­лять. Смот­рю состав — на под­сол­неч­ном мас­ле. И досту­пен в нашем мест­ном Whole Foods. Раз­лы­сил лоб, поехал в Хуле­фудз. Уку­пил, при­во­лок домой, достал лож­ку, про­бую. БЛДЖАД, всё то же самое — отвра­ти­тель­ное пере­кис­лен­ное уксус­ное гов­но. И всё окон­ча­тель­но ста­ло ясно с жур­на­лом Bon Appetit — вку­со­вые пупы­рыш­ки у них атро­фи­ро­ва­ны точ­но так же, как у боль­шин­ства аме­ри­кан­цев.

Види­мо, таки при­дёт­ся как с чёр­ным хле­бом и мно­гим про­чим — осва­и­вать тех­но­ло­гию изго­тов­ле­ния май­о­не­за и про­чих соусов само­сто­я­тель­но. Досто­по­чтен­ный Илья Иса­а­ко­вич Лазер­сон в помощь: