Частота дискретизации или частота сэмплирования применима к цифровому звуку. То есть звуку воспроизводимым цифровым устройством - компьютер, цифровое пианино и т.д.
Но для начала нужно понять как звук из аналогового превращается в цифровой.
Аналого-цифровое преобразование (АЦП)
Вот, например, ты стоишь и орёшь или поёшь, колебля воздух вокруг себя. А теперь перед твоим ртом поставили микрофон, который своей мембраной ловит эти колебания воздуха. Мембрана теперь тоже колеблется. И уже колебания мембраны внутри микрофона далее превращаются в электрические колебания через какой-либо аналого-цифровой преобразователь, например внешний звуковой интерфейс (способ преобразования колебаний мембраны микрофона в электрический импульс может быть разный, и зависит от типа микрофона. Так, это может быть электромагнитная индукция, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект).
Набросал схематичную анимацию для наглядности:
Электрический импульс из АЦП передаётся в компьютер на понятном для него языке, который уже и является твоим пением в цифровом виде. Это не углубленное объяснение, так как там дебри, а для понимания вопроса и этого достаточно.
Теперь, представь что на этой картинке...
... изображена секунда твоего пения, которая через АЦП идёт в компьютер.
Эта секунда пения будет разбита электрическими импульсами/прерываниями на сэмплы.
Так вот, частота с которой секунда звука будет нарезаться на сэмплы и будет частотой дискретизации, или частотой сэмплирования, или sample rate.
На картинке выше красные палки это частота сэмплирования, между ними получаются как раз таки сэмплы. Чем больше частота сэмплирования, тем лучше звук, так как со звука снимается больше информации.
Именно этот показатель частоты ты можешь видеть в своём аудиоплеере:
Например вот тут.
Почему ты чаще всего видишь именно 44.1kHz?
Эта частота в своё время была принята для нового формата - CD (компакт-диск).
В конце 70-х Philips и Sony совместно работали над компакт-диском, и между двумя компаниями было много споров относительно частоты дискретизации.
В конце концов, по ряду причин была выбрана частота 44.1 кГц.
Если ты помнишь, в статье "Что такое частота звука?", я говорил, что человек способен слышать только до 20000 Герц (вроде бывают исключения, но это не точно). Так вот, согласно теореме Найквиста, частота 44.1 кГц позволяет воспроизводить весь частотный контент ниже 22.05 кГц.
Частота в 44.1кГц также позволила создателям формата компакт-диска уместить в него не менее 80 минут музыки, больше, чем на виниловой пластинке (посмотреть про форматы пластинок ты можешь прочитать тут). Что считалось сильным аргументом в пользу продаж этого формата.
Что будет если понизить частоту сэмплирования?
Чем больше будешь понижать, тем меньше высоких частот в результате будешь слышать. Это происходит от того, что длина волны на каждой частоте разная.
На некотором профессиональном оборудовании, например, звуковых картах, ты можешь видеть, что она способна выдавать 192кГц, и тут возникает вопрос зачем нам столько, если в теории мы не услышим всей этой частоты?
На этот вопрос ответ будет в другой статье, так как это уже из более глубокой темы звукозаписи.
На сегодня достаточно. Надеюсь я максимально доступно объяснил про частоту дискретизации. Если вдруг остались вопросы — го в комменты.
Раз ты дочитал аж до сюда, то очевидно, статья тебе понравилась, а раз понравилась — жми скорее лайк.
Подписывайся на все наши группы в соц. сетях и узнаешь ещё много другого полезного.
Ссылки по теме:
Что такое звук?
Что такое частота звука?
Спасибо, до свидания!