音頻軟硬件教案

第三章 音頻軟硬件一、引入聲音是人們最生疏最習(xí)慣的傳遞信息的方式，聲音攜帶的信息量大、精細(xì)、準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)師為計(jì)算機(jī)安上了“嘴巴”(揚(yáng)聲器)，讓計(jì)算機(jī)奏樂(lè)、講話；為計(jì)算機(jī)裝上了“耳朵”(傳聲器)，讓計(jì)算機(jī)能聽(tīng)懂、理解人的講話。網(wǎng)絡(luò)專家還期望分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)成為“順、音頻處理技術(shù)倍受重視，并得到廣泛的應(yīng)用。如：視頻圖像的配音、配樂(lè)；靜態(tài)圖像的講解、背景音樂(lè)；可視、電視會(huì)議中的話音；玩耍中的音響效果；虛擬現(xiàn)實(shí)中的聲音模Web，電子讀物的有聲輸出等。由此可見(jiàn)在多媒體技術(shù)中，聲音是一種重要的媒體素材。怎樣獵取(采集)聲音數(shù)據(jù)？怎樣對(duì)獵取的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)展加工(編輯)？是本章重點(diǎn)講授的內(nèi)容。二、主要內(nèi)容聲音是攜帶信息的重要媒體，流暢的講解、娓娓動(dòng)聽(tīng)而又恰如其分的背景音樂(lè)，使多媒體作品變得更加豐富多彩。多媒體演示聲音作品。聲卡多媒體音箱數(shù)字音頻MIDI與音樂(lè)合成杜比與圍繞聲語(yǔ)音識(shí)別重點(diǎn)：聲音的數(shù)字化、音頻處理方法聲卡聲音是通過(guò)肯定介質(zhì)(如空氣、水等)傳播的一種連續(xù)振動(dòng)的波。聲音的分類音頻：一般特指人耳可聽(tīng)域范圍的聲音。音頻的分類：語(yǔ)音、音效和音樂(lè)。多媒體演示不同的音頻作品。聲卡的組成MP3MIDI音樂(lè)。除此之外，也只有在計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝有聲卡時(shí)，用戶才能夠在領(lǐng)會(huì)到多媒體音頻的獨(dú)特魅力。它是裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，能讓計(jì)算機(jī)發(fā)出音樂(lè)、音效和各種聲響的硬件板卡。聲音掌握/處理芯片：本質(zhì)上，聲音掌握/處理芯片直接關(guān)系了聲卡的性能，ESS、OPTi、AD、Yamaha、AurealC-Media。功放芯片：聲音放大芯片就是俗稱的功放，功能就是功率放大以推動(dòng)喇叭發(fā)聲工作。聲音輸入/輸出端口：很簡(jiǎn)潔，它起的作用就是音頻信號(hào)的輸入和輸出。它主要有外接r”喇叭輸出e”線性eMICin”麥克風(fēng)輸入，一般的喇叭輸出經(jīng)過(guò)聲卡上功放芯片的簡(jiǎn)潔處理，聲音比較大，適合于無(wú)源音箱的接駁，不過(guò)由于聲卡上的功放芯片比較簡(jiǎn)潔，聲音效果通常都比較差，對(duì)于有源音箱一般都是用線性輸出相連接，不過(guò)也有聲卡綜合了喇叭和線性輸出，線性輸電腦硬盤，線性輸入成了很好的選擇，錄制個(gè)人聲音只有承受麥克風(fēng)輸入了。內(nèi)置的輸入/CD3-4針的音頻線直接和光驅(qū)連接，使用的是模擬信號(hào)，早期的操作系統(tǒng)，往往需要音頻線才可以直接播放CD。MIDI端口：它的作用就是連接電子樂(lè)器以及連接玩耍掌握器。目前看來(lái)作為玩耍掌握器連接口的比較多，我們用的手柄、搖桿多通過(guò)這個(gè)15針的接口相連，由于早期設(shè)計(jì)的原因，它最多只能支持8個(gè)按鍵，已經(jīng)有淘汰趨勢(shì)。不過(guò)目前由于電子琴鍵盤等設(shè)備的流行，MIDI接口可能會(huì)重?zé)ㄇ啻?。綠色接前置左右音箱黑色接后置左右音箱粉紅色接麥克風(fēng)藍(lán)色或者其他顏色是信號(hào)輸入聲卡的功能它可錄制數(shù)字聲音文件。通過(guò)聲卡及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序的掌握，采集來(lái)自話筒、收錄機(jī)等音源的信號(hào)，壓縮后被存放在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存或硬盤中。將硬盤或激光盤壓縮的數(shù)字化聲音文件復(fù)原成高質(zhì)量的聲音信號(hào)，放大后通過(guò)揚(yáng)聲器放出。對(duì)數(shù)字化的聲音文件進(jìn)展加工，以到達(dá)某一特定的音頻效果。(4)掌握音源的音量，對(duì)各種音源進(jìn)展組合，實(shí)現(xiàn)混響器的功能。(5)利用語(yǔ)言合成技術(shù)，通過(guò)聲卡朗讀文本信息。如讀英語(yǔ)單詞和句子，奏音樂(lè)等。(6)具有初步的音頻識(shí)別功能，讓操作者用口令指揮計(jì)算機(jī)工作。(7)MIDIMIDI接口的電子樂(lè)器。另外，在驅(qū)動(dòng)程序的作用下，聲卡可以將MIDI格式存放的文件輸出到相應(yīng)的電子樂(lè)器中，發(fā)出相應(yīng)的聲音。使電子樂(lè)器受聲卡的指揮。聲卡的分類聲卡的選擇及應(yīng)用采樣→A/D變換→壓縮→存儲(chǔ)→解壓縮→D/A變換聲卡的選購(gòu)置聲卡。而對(duì)于音樂(lè)發(fā)燒友及玩耍玩家來(lái)說(shuō)，主板上的集成聲卡的音質(zhì)就難于滿足需要了。習(xí)題一多媒體音箱音箱是將模擬音頻信號(hào)復(fù)原為人耳能聽(tīng)到的聲音的輸出設(shè)備。正到達(dá)視聽(tīng)享受的目的。有源音箱帶有功率放大器。音響的分類音響的選購(gòu)聲音是怎樣工作的？數(shù)字音頻數(shù)字聲音的特點(diǎn)：存儲(chǔ)便利，存儲(chǔ)手段多樣，存儲(chǔ)介質(zhì)豐富，存儲(chǔ)本錢低廉；聲音用數(shù)字化需要進(jìn)展壓縮，聲音數(shù)據(jù)可以傳輸；存儲(chǔ)和傳輸聲音的過(guò)程中沒(méi)有失真；能夠便利的進(jìn)展聲音的編輯和處理。1.聲音的數(shù)字化過(guò)程把模擬聲音(音頻)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化聲音(音頻)的過(guò)程稱為聲音(音頻)模/數(shù)(A/D)變換。換成數(shù)字信號(hào)以后，計(jì)算機(jī)才能對(duì)數(shù)字音頻進(jìn)展存儲(chǔ)、編輯或處理。而重播或回放聲音時(shí)，將數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換為盡可能接近原始的聲波信號(hào)，經(jīng)放大由揚(yáng)聲器播出。1.數(shù)字化音頻采樣在音頻數(shù)字化過(guò)程中，采樣指的是以固定的時(shí)間間隔T對(duì)如圖3.4(b)所示模擬電信號(hào)(音頻信號(hào))T稱為采樣周期，1/T稱為采樣頻率(fs)。采樣后得3.4(c)T越短，也即采樣頻率越高，聲音數(shù)據(jù)在后期播放時(shí)保真度就越好。采樣完成之后得到的是時(shí)間離散但幅度連續(xù)的采樣信號(hào)。采樣信號(hào)還不是數(shù)字化信號(hào)。要將采樣信號(hào)變成數(shù)字化信號(hào)，還必需進(jìn)展量化處理。量化采樣后的音頻信號(hào)需要經(jīng)過(guò)量化，使信號(hào)幅度轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢薜碾x散數(shù)值。這種由有限個(gè)0V～7V，并假設(shè)它0，1，2，…，781.2V，則它的取值就應(yīng)是1V2.6V3V等。這種數(shù)值就稱為離散數(shù)值，即量化值。由量化過(guò)程可知：量化之后得到時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號(hào)，3。編碼，即是將量化值表示成為二進(jìn)制數(shù)的形式，以便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理。儲(chǔ)空間，常常要在數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)量的大小與聲音回放質(zhì)量之間進(jìn)展權(quán)衡。習(xí)題二數(shù)字音頻格式記錄數(shù)字聲音可以承受不同的數(shù)字編碼方式，而不同的編碼方式將導(dǎo)致生成的數(shù)字音樂(lè)文件有不同的格式。Wave(波形)聲音格式WindowsMicrosoft公司開(kāi)發(fā)，來(lái)源于對(duì)聲音波形的采樣，屬于波形文件。用不同的采樣頻率對(duì)聲音的模擬波形進(jìn)展采樣可以得到一系列離散的采樣點(diǎn)，以不同的量化位數(shù)(816位)把這些采樣WAV文件，即波形文件。這種文件的數(shù)據(jù)是點(diǎn)是文件格外大。MIDI鍵盤彈奏一首樂(lè)曲，MIDI不是把音樂(lè)波形采樣量化，而是將整個(gè)演奏過(guò)程記錄下來(lái)，如按了哪個(gè)鍵、按鍵的力度多大、持續(xù)的時(shí)間多長(zhǎng)等。因此，MIDI實(shí)際上記錄的是一種表示音樂(lè)指令的編碼。做一個(gè)通俗的比方，MIDI就相當(dāng)于音樂(lè)的樂(lè)譜，它只記錄在這種樂(lè)器上，以這種強(qiáng)度和節(jié)奏來(lái)演奏的音樂(lè)。由于MIDIMIDIWAV格式文件小很多MIDI音樂(lè)的曲調(diào)、速度甚至音色。WindowsMediaAudioMicrosoft公司的產(chǎn)品，屬于波形文件。它也是一種基于流媒體技術(shù)、適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)格式。該格式的壓縮比也很高，同時(shí)還能保持肯定的音質(zhì)效果。WMA格式的優(yōu)勢(shì)在于它是一種可制作版權(quán)保護(hù)的格式，甚至可以限制播放次數(shù)、播放機(jī)器、播放時(shí)間等。現(xiàn)在越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)承受WindowsMediaPlayer作為收聽(tīng)收看的客RealAudioRealNetworks公司開(kāi)發(fā)的一種基于流媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸格式，屬于波形文件。其特點(diǎn)在于可以邊掃瞄邊下載數(shù)據(jù)，而不需要下載完畢后才可以播放。RA格式的壓縮比也格外高，但音質(zhì)較差。這種格式被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)播送。數(shù)字音樂(lè)的播放①用Windows供給的播放器播放音頻文件②媒體播放器WAVMIDIWindows〔WindowsMediaPlayer〕來(lái)播放。③WinAmp→千千靜聽(tīng)數(shù)字音樂(lè)轉(zhuǎn)換CDWAVMP3文件或者WMA，推舉的軟件是豪杰公司的超級(jí)解霸，它能自動(dòng)完成上面兩個(gè)動(dòng)作，你只需要選擇了要處理的音軌，按下“抓取”MP3文件。數(shù)字音頻的獵取與編輯我們可以通過(guò)多種途徑獵取數(shù)字音頻，諸如：購(gòu)置聲效庫(kù)光盤、承受Windows的“錄GoldWaveCD等途徑獵取現(xiàn)有的數(shù)字音頻。此外，在制作多媒體作品的過(guò)程中常常要進(jìn)展音頻文件格式的轉(zhuǎn)換。錄音機(jī)可以用來(lái)錄制來(lái)自傳聲器(俗稱麥克風(fēng)話筒)CD操作步驟如下。將麥克風(fēng)插入聲卡供給的標(biāo)有“MIC”(或標(biāo)有麥克風(fēng)圖形的)的插口。錄音設(shè)備選擇的設(shè)置方法如下。音量掌握”一項(xiàng)。②在翻開(kāi)的【音頻掌握】對(duì)話框中，單擊【選項(xiàng)】|【屬性】菜單命令，翻開(kāi)【屬性】對(duì)話框。③在【屬性】對(duì)話框中，單擊選中【錄音】單項(xiàng)選擇按鈕和【Microphone】復(fù)選框，就完3.12所示。④單擊【確定】按鈕，翻開(kāi)【錄音掌握】設(shè)置窗口。在窗口中可上下拖動(dòng)輸入電平調(diào)整滑塊，選擇適宜地輸入電平。錄音設(shè)備屬性設(shè)置和輸入電平調(diào)整。錄制聲音。①在桌面上單擊【開(kāi)頭】|【程序】|【附件】|【消遣】|【錄音機(jī)】菜單命令，啟動(dòng)“錄音機(jī)”應(yīng)用程序。②使用【文件】|3.14所示。③講解詞講完后，單擊“停頓”按鈕，完畢錄制。④錄音完畢，可單擊“播放”按鈕，試聽(tīng)錄制的聲音。⑤試聽(tīng)結(jié)果滿足，用菜單中的【文件】|文件格式為未壓縮的“講解詞.wav”(波形文件)。②GoldWave等各種聲音文件格式的轉(zhuǎn)換多種聲源的聲音錄制供給多種特別效果聲音的剪輯數(shù)字音樂(lè)的傳播和版權(quán)1998年，美國(guó)波士頓東北大學(xué)的一年級(jí)生、18歲的ShawnFanning為了能夠解決他的室友的一個(gè)問(wèn)題——如何在網(wǎng)上找到音樂(lè)而編寫的一個(gè)簡(jiǎn)潔的MP3文件。到1999Napster的程序成為了人們爭(zhēng)相轉(zhuǎn)告的“殺手程序”——它令很多散布在互聯(lián)網(wǎng)上的音樂(lè)愛(ài)好者美夢(mèng)成真，很多人在一夜之內(nèi)開(kāi)頭NapsterNapster8000萬(wàn)的注冊(cè)用戶，這是一個(gè)讓其他全部網(wǎng)P2P軟件成功進(jìn)入人們生活的一個(gè)標(biāo)志。Napster的前身是音樂(lè)共享效勞，但后來(lái)由于大規(guī)模侵權(quán)行為而患病法律制裁后轉(zhuǎn)型為在線音樂(lè)商店，依靠付費(fèi)效勞生存。而就在本周二，Napster4.0版本。的版本丟棄了原先的桌面客戶端，啟用了根本W(wǎng)ebWindowsLinuxMac平臺(tái)Napster的效勞。固然，Napster還是支持將音樂(lè)下載到電腦上，然后用WMP之類的播放器來(lái)播放的。但是他們這次更加著重推舉的是他們的在線播放效勞。用戶購(gòu)置一首歌曲后，不僅能在自家電腦上進(jìn)展播放。出門在外時(shí)，通過(guò)Napster這套在線播放系統(tǒng)，可以在自己的音Pandora的推舉類似歌曲功能。整個(gè)Web99美分NapsterCDMP3的格式，同時(shí)它供給平臺(tái)，供用戶上傳、檢索和下載作品。1999Napster，指其涉及侵10萬(wàn)美元。20232月，法院判定Napster敗訴。Napster提出上訴，二審照舊判其敗訴。20236月，Napster2023年Napster公司被國(guó)際傳媒巨頭貝塔斯曼集團(tuán)收購(gòu)。NapsteripodIpodiTunes系列應(yīng)用程序的最早雛形.習(xí)題三MIDI與音樂(lè)合成MID