第2章 声音的制作.ppt

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1、第2章 声音的制作,任课教师：杜鹃,本章教学内容,2.1 音频的相关知识 2.2 常见音频格式及Windows音频属性设置 2.3 专业录音软件的使用 2.4 计算机作曲（1） 2.5 计算机作曲（2）,本章的教学重点、难点,教学重点：两大基本音频的特点与比较，常见音频文件格式的特点与使用场合，常见音频文件格式的获得与相互转化，Windows音频属性设置，专业录音软件Adobe Audition的使用，Cakewalk的界面与常用操作，Cakewalk的作曲方式 教学难点：两大基本音频的特点与比较，Windows音频属性设置，专业录音软件Adobe Audition的使用，Cakewalk的作

2、曲方式,教学基本要求,1了解声卡的音频指标、其它音频设备，理解常见音频文件格式的特点与使用场合，掌握两大基本音频的特点与比较。 2掌握常见音频文件格式的获得与相互转化、Windows音频属性设置、Windows录音机的使用、专业录音软件Adobe Audition的使用、Cakewalk的界面与常用操作、Cakewalk的作曲方式。,2.1 音频的相关知识,一、声音的数字化和音频的相关知识 1、什么是声音 声波的基本参数： 振幅：声音大小 频率：音调高低 eg：看波形文件,2.1 音频的相关知识,2、声音的数字化 把声音信号存储到计算机中去，必须把连续变化的波形信号（模拟信号）转换为数字信号，

3、因为计算机中只能存储数字信号。 模拟信号数字信号：要对声音信号进行采样和量化。,2.1 音频的相关知识,采样：就是采集声音模拟信号的样本。 采样频率：指计算机每秒钟采集多少个声音样本。 奈奎斯特理论：采样频率至少是声音信号中最高频率的两倍，才能把数字信号表示的声音还原为原来的声音。,2.1 音频的相关知识,人耳听觉的频率范围是20Hz20kHz。 高于20kHz的声音称为超声。 人发出的声音最高能够达到4kHz，我们的采样频率的下限最少应该是这个频率的2倍。 对于音频信号，常用采样频率：44.1KHz、48 KHz、22 KHz、11 KHz、8 KHz广播音质 电话音质,2.1 音频的相关知

4、识,采样精度（量化率）：表示计算机度量声音波形幅度（音量）的精度，就是通常所说的声卡的位数。 常见的采样精度：8位、16位、32位、64位 采样一般指均匀采样，但非均匀采样也是可能的。非均匀采样一般不用在时间轴，但是可以用于量化。 声卡对声音的采样能力即声卡的音频指标：采样频率和采样精度,2.1 音频的相关知识,3、信噪比 在模拟系统中，随机的波动会在信号里产生噪声。正确信号的能量和噪声能量的比称为信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。信噪比是信号质量的衡量标准之一。,2.1 音频的相关知识,信噪比的常用单位是分贝(dB)，1 dB=1/10贝尔。定义式为：SNR=10

5、log10V2信号/V2噪声=20log10V信号/V噪声信号的能量和电压的平方成正比。例如，如果信号的电压是噪声电压的10倍，那么信噪比SNR=20log10（10）=20 dB。,2.1 音频的相关知识,注意：dB始终是用比例来定义的。在日常环境中描述声音强度，使用我们刚刚可以听到的1 kHz的声音作为分母。我们把周围环境中的声音和我们能够听到的最轻的声音求能量比，然后得到dB值，用它来衡量声音的强度。,2.1 音频的相关知识,4、音频滤波 在进行采样和模/数转换前，常常需要对音频信号作滤波以消除不需要的频率。保留哪些频率要取决于应用。对于语音信号，一般都保留50Hz10kHz的频率。其他

6、频率成分通过带通滤波器(band-pass filter)过滤掉（也叫带限滤波器）。,2.1 音频的相关知识,一段音乐信号通常是从20Hz20kHz（ 20Hz是由烦躁的大象发出的低沉的声音，20kHz是我们能听到的最大尖叫声），所以音乐的带通滤波器将筛掉除此以外的频率。 在一段信号中，有时尽管我们已将类似噪声的高频信号过滤掉了，在经过数/模转换后，那些高频信号会再次出现。为什么？怎么办？,2.1 音频的相关知识,5、音频质量与数据率 在模拟信号系统中，术语带宽(bandwidth)指一个器件的响应能力或者传输能力。 不管是模拟设备还是数字设备，带宽都是指单位时间内通过的数据量。,2.1 音频

7、的相关知识,二、声卡音色的合成（两大基本音频）声卡：是多媒体电脑的必要部件，是计算机进行声音处理的适配器。音频：是指数字化的声音。,2.1 音频的相关知识,1、波形文件：是采样到计算机内的声音信号经过模数转换后存储到计算机的声音文件。Windows中波形文件的扩展名是.wav，它的制作和播放过程与普通录音机录放声音磁带的过程很相似。 特点：用于保存声音的原始素材，但占用较大的磁盘空间。 eg：采样频率为44.1KHz、16位、单声道的声音样本每分钟需要的存储量为5.28M，若为立体声，空间需增1倍。,2.1 音频的相关知识,2、MIDI是Musical Instrument Digital I

8、nterface的缩写，翻译成电子乐器数字接口。用于音乐合成器、乐器和计算机之间交换音乐信息的一种标准协议。 MIDI文件存放的不是声音波形而是发音命令，系统必须根据这些命令合成出乐曲。 特点：体积小、易编辑，可以作背景音乐与数字电视、图形、动画、语音等一起播放。 eg：让电脑播放MIDI和播放其它类型音频文件（WAVE、MP3）如同给你一张乐谱让你把曲子唱出来和给你一盘磁带让你把里面的歌放出来。或者如同让3D加速卡即时运算出3D画面和让显卡播放VCD。,2.1 音频的相关知识,3、合成MIDI乐音的方法：1）FM(frequency modulation)调频合成法2）波形表(Wavetab

9、le)合成法 波形表合成法：就是把真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来，播放时根据命令生成各种音阶的音符。音色样本保存在波形表中。 波表有两种： 1）硬波表：保存在声卡的ROM芯片中。读取快，造价高。 2）软波表：保存在波表软件中。读取稍慢，造价低.,2.1 音频的相关知识,4、音频的量化和传输 数据量化以及数据转换统称为数据编码（coding）。 一般来讲，音频信号处理中使用脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)来生成量化采样输出。,2.1 音频的相关知识,影响播放效果的主要因素:声卡的波表合成芯片的能力、音色库大小及质量、软波表配置以及声卡、音箱的综合性能等。

10、现在大部分PCI声卡都自带波表合成芯片，而把音色库存储于硬盘，使用时调至内存，不依赖CPU进行合成（可模拟128种音色）。建议最好安装软波表，它对硬件也很敏感。,2.1 音频的相关知识,5、声卡的基本功能 1、录制语音，音频（模拟信号转成数字信号）。 2、有A/D转换功能。 3、提供不同的接口（插孔），以便不同音源输入。 4、提供混响器，以便控制和协调各个音源的输入。 5、能对音频文件进行压缩，以节省存储空间。 6、提供MIDI接口，以便在计算机中谱曲、播放、演奏。 7、提供调频合成芯片，可合成128种乐器，47种打击乐。 8、可将语音合成，以便让计算机朗读英语和讲故事。 9、提供游戏接口。

11、10、提供专用的IDE接口。,2.1 音频的相关知识,6、声卡的接口：P15、P16 7、声卡驱动的安装：P16 8、声卡的发展,2.1 音频的相关知识,*1984年，新加坡创新（Creative）公司老总沈望傅制造了世界上第一块声卡魔音卡，电脑多媒体时代到来。*1996-1997 奔腾CPU的出现标志着多媒体技术的开端*PC音频的发展变化体现在： ISA声卡向PCI声卡过渡； 更为逼真的回放效果； 高质量的3D音效； 转向USB音频设备；,2.1 音频的相关知识,三、其他音频设备 P12 留给学生自学 作业： P40 1 查找、比较WAVE与MIDI格式 实践使用常用音频设备,回顾与提问,1

12、、声音模拟信号转化成数字信号的步骤是什么，并作简单说明。 2、常用的采样频率有哪些？ 3、声卡的音频指标有哪些？ 4、两大基本音频分别是什么，并作相应解释。 回顾上次课的主要内容。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,一、常见音频文件格式的特点与使用场合 1、WAVE文件（波形文件）：WAVE文件是将真实的声音采样后，以*.WAV作为扩展名存储在计算机中的。在录制WAVE文件时，采用不同的采样频率、采样精度以及单或双声道组合，可以获得不同的音质，形成的WAVE文件的大小也会因此而不同。适用于音频原始素材的保存。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,2、CD音轨：

13、将WAVE文件按照采样频率44.1KHz、采样精度16位、立体声的方式录制，然后每一WAVE文件为一个轨道的形式刻录到只读光盘上。CD音轨的声音保真度非常高，但是文件体积庞大，每张光盘只能保存16-17个WAVE文件。适用于音频原始素材的保存。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,3、MP3文件：对WAVE文件进行有损压缩，去掉听觉不灵敏的部分，是不可逆的，扩展名为*.MP3。对于音质的影响并不明显，文件体积可压缩为原WAVE文件的十分之一左右，但需用专门的播放器播放。适用于一般聆听和高保真聆听。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,4、MIDI是Musical

14、 Instrument Digital Interface的缩写，翻译成电子乐器数字接口。用于音乐合成器、乐器和计算机之间交换音乐信息的一种标准协议。 MIDI文件存放的不是声音波形而是发音命令，系统必须根据这些命令合成出乐曲。 特点：体积小、易编辑，可以作背景音乐与数字电视、图形、动画、语音等一起播放。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,5、WMA(Windows Media Audio)：是以减少数据流量但保持音质的方法达到比MP3压缩率更高的目的。微软声称，在只有64kbps的码率情况下，WMA可以达到接近CD的音质。 特点:1)1:18左右的压缩比2）防拷贝保护（时间

15、、次数、机器）3）支持音频流技术，适合在线播放,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,6、RA(Real Audio)： 最大的特点：可以根据听众的带宽来控制自己的码率，在保证流畅的前提下尽可能提高音质。换句话说，可以随网络带宽的不同而改变音质，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较富裕的听众获得较好的音质。和WMA一样，RA不但都支持边读边放，也同样支持使用特殊协议来隐匿文件的真实网络地址，从而实现只在线播放而不提供下载的欣赏方式。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,二、比较欣赏常见音频格式利用豪杰音频工具“数字CD抓轨”获取CD上的WAVE文件。聆听同

16、一首歌曲的CD音轨格式(.CDA只是文件的扩展名)、WAVE格式和MP3格式。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,三、常见音频文件格式的获得与相互转化 1、CDWAVE：通过抓轨软件。直接拷贝，无法测试是何类型，不能播放。数字的。 2、CDMP3：通过抓轨软件。数字的、不可逆。 3、WAVECD：刻录。数字的。 4、WAVEMP3等其它格式：专业录音软件或格式转换器。 5、其它格式WAVE：专业录音软件、格式转换器进行转化；或者，播放器一边播放，录音软件一边录制。 6、WAVEMIDI：不能完全转化。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,四、 Window音频

17、属性设置 1、双击任务栏声音图标，打开WINDOWS音频属性设置窗口。 2、“选项”菜单选择“属性”，选中录音模式，选好录音设备。确定后，弹开录音设备音量控制窗口。 3、在录音设备中只能选择一种，并调整好音量。,2.2 常见音频格式及Windows音频 属性设置,作业： P40 3 练习音频格式转换 练习Window音频属性设置,回顾与提问,1、常见的音频文件格式有哪些？ 2、简述CD和MP3格式的形成、特点和使用场合。 3、 请学生演示用麦克风进行录音时，Window音频属性的设置步骤，并用Windows录音机进行现场录音。,2.3 专业录音软件的使用,一、Windows录音机的使用 1、W

18、indows录音机的使用方法 1）设置Windows音频属性：在录音设备里选择录音的音源，调整好录制音量； 2）打开Windows录音机，在文件菜单的属性选项里设置录音格式； 3）录音及放音：点击录音按钮开始录音，暂停按钮停止录音，通过 播放按钮可以听到录音的结果，可通过再次点击录音按钮的方式追加录音； 4）声音编辑：编辑菜单可实现对波形文件的简单编辑； 5）效果菜单可对波形文件进行简单的效果处理。,2.3 专业录音软件的使用,2、录音时的注意事项：1）录音音量不宜过大，防止声音录制的失真；2）最好不要让音箱发声，防止反馈。,2.3 专业录音软件的使用,3、Windows自带的录音机软件，功能

19、比较简单，主要有以下缺点： 1）录音时间有限制，每段录音时间不能超过1分钟，虽然可以追加录音，但用起来还是不方便，尤其是对于长时间的录音工作。 2）编辑功能较为简单，不能任意选择声音区间，不能直观地进行编辑操作。 3）声音效果不丰富，只有几种效果变化，而且功能不强。,2.3 专业录音软件的使用,二、专业录音软件Adobe Audition（Cool Edit pro）的使用 软件沿革：Cool Edit pro2.1 Adobe AuditionV1.0V1.5 Adobe Audition 22006年元月下旬推出 Adobe Audition32007年11月12日发布,2.3 专业录音软

20、件的使用,1、通过自带多轨工程认识工作环境 三种工作视图：编辑（单轨）视图、多轨视图、CD视图 菜单栏 工具栏 主群组：主要工作区 各浮动面板：“窗口”菜单中控制显示与否 状态栏,2.3 专业录音软件的使用,2、工作流程简述 eg：配乐诗 1）新建多轨工程、保存（多轨工作模式） 2）新建波形文件、保存（单轨工作模式）点击录音按钮、录制人声,2.3 专业录音软件的使用,3）单轨处理人声 删除前后多余、中间停顿等，前后可加些空白 降噪：选中前面一段空白作为噪声，选择“效果” “恢复” “采集噪声”；全选波形，选择“效果” “降噪”。 加大音量：“幅度”“标准化”,2.3 专业录音软件的使用,4)注

21、意保存文件 5)将两个音频插入音轨：右键命令 6)人声的进一步编辑：通过音量包络线调整音量的淡入、淡出等。 7)增加音效：单轨时“效果” “主控框架”和多轨时主群组中的fx 8)输出：“文件”“导出”“混缩音频”,2.3 专业录音软件的使用,3、获取声音波形 单轨时“文件” “打开”或双击文件面板空白处 4、录制声音波形 录制线路输入、麦克风等定时录音 5、查看波形 竖直标尺、水平标尺的右键、缩放面板、拖动滚动条、选择/查看面板等,2.3 专业录音软件的使用,6、编辑波形 编辑：编辑菜单；工具按钮；右键命令 选中：拖拽选择；shift+单击左键选择；调整下面的黄三角 选中显示窗中的波形：双击

22、选中全部波形：三击 精确选择：选择/查看面板,2.3 专业录音软件的使用,保存部分波形：右键保存选区；右键复制为新的 插入无声波形：“生成”“静音区” eg：录制英语听力 eg：制造开门、关门之间静音的音效,2.3 专业录音软件的使用,7、优化声音波形 1）背景噪声的去除 2）爆破音或音量偏小，可用“效果”“幅度”“标准化”,2.3 专业录音软件的使用,8、添加声音特效 在单轨的模式下可以选择Audition的效果器或音频插件进行波形处理 9、多轨控制 在混音器浮动面板里调节,2.3 专业录音软件的使用,三、通过实例演示利用Adobe Audition进行Mp3创作 1）找到一个无人声的伴奏音

23、频文件，如果不是WAVE或者MP3等格式，可以通过音频格式转换器转换成WAVE或者MP3等Adobe Audition支持的格式。 2）利用专业的录音软件Adobe Audition 2.0，将伴奏音频插入到第一轨道中；设置好Windows音频属性，第一轨道放音的同时，设置第二轨道为可录音，和着伴奏将自己演唱的声音录制到第二轨道中。 3）对第二轨道的人声部分使用效果器或音频插件进行个性化编辑处理，最后将文件混缩另存成WAVE格式，作为声音原始样本，再用MP3格式转换器压缩成MP3格式。,2.3 专业录音软件的使用,作业： P40 4、5、7 创作自己的MP3,2.4 计算机作曲（1）,知识要点

24、：计算机作曲软件Cakewalk的 界面与常用操作,2.4 计算机作曲（1）,Cakewalk Pro Audio 8.0启动后进入的主界面，其中主要包括三大块内容：菜单、工具面板和音轨窗。音轨窗又分成左右两部分，左侧的是音轨属性部分；右侧的是小节部分。不同的音轨可以放置不同的乐曲内容。,2.4 计算机作曲（1）,一、与多轨工程相关的窗体 1、音轨窗 P29 2、时间显示窗 3、事件链表 4、卷帘式钢琴 修改音符，感受。,2.4 计算机作曲（1）,二、常用工具面板 ViewToolbars介绍进度显示、录放音、节奏、选择、循环、标志、查看等面板的含义和使用。,2.4 计算机作曲（1）,三、常用

25、菜单命令 1、播放文件。P29 使用“FileOpen”打开文件。主要文件类型为： Cakewalk Project文件：Cakewalk专有的文件类型，扩展名为“.wrk”； MIDI文件：MIDI音乐文件，扩展名为“.mid”； Cakewalk Bundle文件：MIDI与音频混合的文件，扩展名为“.bun”； Cakewalk Template文件：Cakewalk模板文件，扩展名为“.tpl”,2.4 计算机作曲（1）,打开文件后，使用菜单“RealtimePlay”，或者工具面板中的播放按钮播放乐曲。如果乐曲包含多个音轨，可以通过激活音轨左侧的“M”按钮使其静音，或者激活“S”钮单

26、独播放音轨。 2、EditAudio, Audio Effects,MIDI EffectsToolsAudio options,MIDI Devices,Virtual Piano,2.4 计算机作曲（1）,四、轨道属性的设置（计算机作曲的优势） P30 1、打开轨道属性：（1）双击轨道的“Source”栏（2）Track Property（3）选中轨道单击右键,2.4 计算机作曲（1）,2、轨道属性设置窗口 P30 Track Properties Source：音源，录音时使用 Port：端口 Channel：通道 Bank Select：音色库选择 Bank： Patch：音色 Key

27、+：调 pan：声相 Velocity：临时增减音符力度 volume：音量,2.4 计算机作曲（1）,3、改变轨道属性，感受计算机作曲的优势 4、第10通道是预留给打击乐的专用通道。只要是第10通道就有打击乐的乐器，与改变音色无关。将这 轨的Pan设为64，每键代表一种打击乐，它们的声相位置各不相同，均按真实套鼓的摆放位置。,2.4 计算机作曲（1）,作业： P40 6 了解五线谱及作曲的相关知识,回顾与提问,回答轨道属性设置窗口中各属性含义 Track Properties Source： Port： Channel： Bank Select： Bank： Patch： Key+： pan

28、： Velocity： volume：,2.5 计算机作曲（2）,知识要点：Cakewalk的作曲方式,2.5 计算机作曲（2）,一、虚拟钢琴作曲法 1、虚拟钢琴的使用 虚拟钢琴是Cakewalk自带的模拟音乐键盘，可以用它进行娱乐，在电脑上弹奏乐曲，可以选择多种乐器，就像弹奏电子琴一样。此外，还可以用虚拟钢琴模拟外部MIDI键盘，输入并录制乐谱。,2.5 计算机作曲（2）,ToolsVirtual Piano 琴键下方的两个滑块用来建立电脑键盘与琴键的对应关系，可以用鼠标拖动滑块的位置。演奏时，可以直接按下电脑键盘进行演奏，也可以使用鼠标进行演奏。如果指法熟练，同样能演奏出完美的乐曲。 虚拟

29、钢琴虽然也能够单独运行，但只有在Cakewalk中调用才能正常演奏，否则发不出声音。,2.5 计算机作曲（2）,PITCH：n.声音高度v.定音调 MODULATION：n.调节，调整；变调；调制 VELOCITY：n.力度；速度 节拍器：可调节伴奏速度，录音时录不上。,2.5 计算机作曲（2）,2、利用虚拟钢琴录制MIDI乐曲 建立一个新文件（FileNew），选择一个音轨，在音轨属性窗口中选择一种乐器，然后将音轨左侧的“R”键按下去，使之变红色，按下工具面板上的录音按钮，调出虚拟钢琴进行弹奏，乐曲即被录制到音轨中。 使用外部MIDI键盘输入乐谱的方法与此差不多。,2.5 计算机作曲（2）,二、五线谱编辑器作曲法 1、五线谱编辑器的使用 P30 2、音符表示、节拍、调号等相关知识 见调号演示、“同一首歌”五线谱 3、利用五线谱编辑器输入“同一首歌”五线谱,2.5 计算机作曲（2）,作业： 用Cakewalk自己制作MIDI乐曲,阶段性测验,1、常见的音频文件格式有哪些？（从它们各自的形成、特点和使用场合等角度回答。） 2、简述使用虚拟钢琴进行作曲的步骤。,