Ideen vom Tisch: virtuelles Vinyl


Es gibt Ideen, die lange leben. Eine dieser Ideen ist die Digitalisierung einer Schallplatte durch Scannen ihrer Oberfläche. Das Scannen kann unterschiedlich sein, vereinfacht sich jedoch in 2D und 3D. Grundsätzlich wurde im Internet viel über Experimente zum 2D-Scannen von Aufzeichnungen geschrieben.


Erwägen Sie die Option des volumetrischen Scannens.


Die Essenz der Idee: 3D-Scannen einer Platte -> Verarbeiten und Speichern eines 3D-Bildes -> Erstellen eines virtuellen Players mit einer virtuellen 3D-Nadel -> dann Multicore-Drähte zur HiFi-Technologie.


Warten auf den Leser unter dem Schnitt.


Eine Reihe von Artikeln über das, was ich einmal machen wollte, aber nicht. In der Hoffnung, dass jemand nützlich sein oder einfach nur Spaß beim Lesen haben kann.


Ein bisschen Geschichte und Themenbereich. Das erste, was bei der Kombination der Digitalisierung von Schallplatten in den Sinn kommt, ist ein Ensemble technischer Geräte als Teil eines Vinyl-Players. Dann hängt alles vom Geschmack und Wissen des Designers ab. Die Liste der Geräte zur Umwandlung eines analogen Signals und eines digitalen Codes ist umfangreich (die Möglichkeit, ein Analog-Analog-Signal umzuwandeln, beispielsweise eine Aufnahme in ein magnetisches wir werden das Band überspringen). Die vereinfachte Digitalisierung kann durch das folgende Foto veranschaulicht werden:



Der obige Prozess der Umwandlung eines analogen Signals in eine digitale Form ist von allen möglichen Seiten weit verbreitet und hat während seiner gesamten Existenz Mythen und Legenden erworben, insbesondere in Bezug auf zutiefst subjektive Parameter wie: Live, Tube, Soft Sound.


Beispielartikel: So digitalisieren Sie Schallplatten.


Selbst ein einziger Plattenspieler kann heftige Diskussionen auslösen, beispielsweise über das Gewicht der Basis des Players, der Mikrovibrationen absorbieren kann, über das Material und die Form der Tonabnehmernadel, Aufhängungssysteme für den Tonabnehmer, Plattenstabilisatoren, Netzteile, Drahtdicke und -material sowie Verfahren zu deren Herstellung. Ich erinnere mich an einen Dokumentarfilm über eine kleine westliche Firma, die sich auf die Herstellung von ausschließlich Betten für teure Plattenspieler mit einem Gewicht von weniger als 50 kg spezialisiert hat. Ein kurzer Artikel über Top-Spieler.


Beispiel auf dem Foto mit einem Gewicht von weniger als 175 kg.



Eine kleine Folie über das Aufnahmegerät des Players:



Weitere Details finden Sie in Wikipedia-Artikeln: Schallplattenaufnahme und Abholung .


All dies zeigt uns, dass das Thema der Wiedergabe von "Live" -Sound vor dem Hintergrund einer Renaissance des analogen Klangs, einschließlich Schallplatten, relevant ist. Es ist angenehm, sich an das Gefühl zu erinnern, als würde eine Platte aus dem Gehäuse entfernt und in bestimmten Winkeln auf Mikrokratzer untersucht, da der Kratzer natürlich zu einem Problem bei der Wiedergabe eines Musikwerks und dann beim Wiedergabevorgang selbst werden könnte.


Wir berühren die einfachste Scanoption, das 2D-Scannen der Oberfläche der Platte, um einen Schnappschuss der Spuren zu erhalten, und die weitere Wiedergabe auf dem Computer mit einem speziell geschriebenen Programm, das das Bild der Spuren in ein Audiosignal umwandelt.


Ein kurzer Artikel über Habré zu diesem Thema: Ton aus Fotos von Schallplatten extrahieren


Hier können Sie in Echtzeit scannen und abspielen, wenn ein kleiner Bereich der Platte gescannt wird und sich der Scanner wie eine Tonabnehmernadel über die rotierende Platte bewegt, wobei der Pfad der Tonspur wiederholt wird, jedoch ohne direkten Kontakt mit der Platte. Nach diesem Arbeitsprinzip gibt es im Handel erhältliche Spieler .


Ein Foto eines Laserspielers, bei dem das Abtastelement ein Laserstrahl ist und dessen Reproduktion durch Messen des reflektierten Strahls von den Oberflächen der Spur der Platte erfolgt.



Das Thema, ein solches Gerät selbst zu erstellen, wird in der nächsten Konferenz ausführlich behandelt. Seit acht Jahren wird darin ein Dialog geführt: Laser-Player für Schallplatten.


Es gibt viel weniger Materialien zum 3D-Scannen von Datensätzen im Internet. Es gibt eine interessante Veröffentlichung über ein Experiment zur Umwandlung eines Audiosignals in ein 3D-Bild einer Aufzeichnung, zum weiteren Drucken auf einem 3D-Drucker und zur Wiedergabe von Ton auf einem normalen Plattenspieler. Der Artikel heißt Drucken von Aufzeichnungen auf einem 3D-Drucker.


Es gibt Veröffentlichungen über den Prozess der Wiederherstellung von Ton aus Museumsausstellungen. In diesem Artikel beschreibt die " Forschungs- und Entwicklungsseite für Tonwiedergabe" nur den Prozess der Arbeit mit 2D- und 3D-Scannen. Außerdem scannen sie wirklich alte Wachswalzen und andere Schallträger, die oft zerstört oder in Stücke zerbrochen werden. Zur Geschichte der Tonträger vor dem Einsetzen der Bandkassetten die folgende Folie:



Wir sind bereits einen halben Schritt von der Idee des Artikels entfernt, also werden wir es tun.


Heutzutage wird das Volumen gewöhnlicher Fotos in Megabyte gemessen, Telefone haben Gigabyte-Speicher, Wolken mit freien Terabyte und andere Erfolge von Mikroelektronikherstellern. Digitaler Speicher ist nicht länger der Engpass vieler Technologien. Es stellt sich heraus, dass der Endbenutzer derzeit nicht besonders durch die Menge des erforderlichen Speichers begrenzt ist. Daher werde ich mit Erlaubnis des Lesers die Berechnungen der für die Digitalisierung eines Datensatzes erforderlichen Speichervolumen aus dem Artikel streichen.


Kurz über die Essenz eines möglichen Experiments oder Geschäfts (wer würde sich das lieber vorstellen):


Die erste Stufe: Stereoabtastung der Oberfläche der Schallplatte mit anschließender Wiederherstellung der Höhenkarte mit einem Schritt, der offensichtlich redundant ist, um das auf der Schallplatte aufgezeichnete Signal zu speichern. Die Scanmethoden können variieren: Die kostengünstigste Methode ist die Stereofotografie unter einem Mikroskop, nicht in dem Sinne, dass sie einfach ist. Allein aufgrund der Unzugänglichkeit von Rasterelektronenmikroskopen und anderen Elektronenvakuumgeräten ist es möglich, Monomikro-Scannen aus verschiedenen Winkeln der Plattenabschnitte durchzuführen und dann Software zu verwenden Wiederherstellung der Form der Oberfläche. Da dies kein Leitfaden zum Handeln, sondern eher zur Untätigkeit ist, ist die Vorstellungskraft des Lesers voller Raum. Optional können optische Scanner einer Computermaus für die Rolle eines Scanelements geeignet sein, aber ich kann nicht sicher sagen, dass ich die optische Auflösung nicht kenne - was die Oberfläche dieser Geräte vergrößert.



Die zweite Stufe: Bei der Verarbeitung des empfangenen Stereobildes im 3D-Format wurde die Technologie bereits entwickelt. Rauschen und andere Scanartefakte werden eliminiert. Auch in diesem Stadium ist es möglich, Staubmikropartikel auf der Oberfläche der Platte programmatisch zu entfernen. Bisher waren spezielle Kenntnisse erforderlich: Nützliche Tricks für die Pflege, Aufbewahrung und Reinigung von Schallplatten . Wir nehmen an, dass die Ausgabe ein polygonales Modell der Oberfläche der Platte ist, basierend auf den Scandaten.
Solange wir ein 3D-Modell mit der Größe und Anzahl der aus Rohdaten erhaltenen Polygone haben, besteht auch die Möglichkeit, die Form und Anzahl der Polygone zu optimieren. Es ist möglich, Splines zu verwenden, um die Oberfläche der Tonspur oder andere mathematische Methoden genauer zu approximieren .



Die dritte Stufe. Mathematische Modellierung der Bewegung der Nadel des Spielers auf dem Material der Schallplatte unter Berücksichtigung der Daten auf der gescannten Oberfläche der Tonspur. Der Entwicklungsgrad der mathematischen Modellierung kann beliebig sein, bis physikalische Prozesse wie Reibung und Erwärmung der Pickup-Nadel, innere Verformungen und Spannungen im Nadelmaterial und im Kontaktbereich der Nadel mit der Plattenoberfläche usw. vollständig ignoriert werden. Die Intuition des Autors legt nahe, dass selbst eine „einfache“ Wiederholung des Reliefs einer gescannten Schallplatte zu einem in Bezug auf die HiFi-Qualität recht anständigen Klang führen kann.



Wenn der Autor das begehrte Hi-F aussprach, werde ich natürlich klarstellen und bedingungslos der These zustimmen, dass am Ende der Klangmodellierung ein Digital-Analog-Wandler (DAC) steht und alles in Bezug auf "Live Tube" -Sound ruiniert. Es ist zwar möglich, die Aufzeichnung mit der erforderlichen Genauigkeit auf einem Drucker der Zukunft zu drucken, aber jetzt ist es wahrscheinlich möglich, einen Schneideplotter herzustellen, um eine seltene Kopie der Aufzeichnung zu erhalten, die von einem Freund per Korrespondenz, beispielsweise von einem anderen Kontinent, in Form eines 3D-Bilds gesendet wurde. Oder hören Sie über den DAC des Computers. Ich verstehe, dass es Codecs gibt, die zum Komprimieren verlustfreier Audiodaten ( FLAC ) entwickelt wurden, aber wir erhalten auch etwas Ähnliches, aber näher daran, nicht den Ton, sondern dessen Träger direkt zu kopieren.


Was kommt als nächstes, wird der Leser fragen. Ich möchte ein regenbogenfarbenes Bild von digitalen 3D-Kopien von Aufzeichnungen zeichnen, die um die Welt laufen. Eine Online-Plattform für den Austausch von Disk-Images, möglicherweise sogar unter Verwendung von Kryptowährung. Aber in Wirklichkeit hoffe ich, dass ich die Erinnerungen der Leser an die Zeit aufgefrischt habe, als sie in den Laden gingen, um Bücher zu kaufen, wie für Bücher, was jetzt auch nicht mehr so ​​oft vorkommt. Und für diejenigen, die diese Zeit nicht gefunden haben, ist es nur an der Zeit, mit der Modellierung von 3D-Aufzeichnungen zu beginnen. In der zukünftigen Matrix werden sie zu einem begehrten Gut. Vielen Dank für die Zeit, die Sie mit Lesen verbracht haben.

Source: https://habr.com/ru/post/de436298/


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