数字媒体技术课件：cankao 第02章 数字音频与合成音乐.ppt

1、第2章 数字音频与合成音乐1第第2 2章章 大纲大纲2.1 声音的概念与特征u 音调、音色与音强u 声音质量2.2 数字音频基础u 音频编码u 技术参数u 文件格式2.3 电子合成音乐MIDIu 音乐的和弦与复音u MIDI产生过程u MIDI合成音乐u WAVE与MIDI的比较2.4 手机铃声u 来电铃声和回铃声u 手机铃声分类和常用格u 手机铃声获取 2.5 数字声音应用u 提示音效u 背景音乐u 造型音乐u 语音u 综合案例：3D广告片蚊子 2.6 数字音频编辑与处理 u 音频的设计步骤 u 数字音频软件的基本功能 u 数字音频录制 u 数字音频处理 u练习 音频的编辑与处理2表示方法数

2、据量信息区位码2 字节汉字名称1616点阵32 字节汉字名称，字形，字体立体声音约4000 字节汉字名称，音高，音长，音强2 2.1 .1 声音的概念与特征声音的概念与特征一个汉字的不同表示一个汉字的不同表示32.1 声音的概念与特征 音频信号的分类 分类分类 注释视听效果不规则声音一般指不携带信息的噪音 语音是指具有语言内涵和人类约定俗成的特殊媒体规则声音 音乐规范的符号化了的声音 音效指人类熟悉的其它声音，如动物发声、机器产生的声音、自然界的风雨雷电等。42.1 声音的概念与特征 参数参数( (三要素三要素) ) 音调与基频音调与基频: : 音色与泛音音色与泛音: : n n 音强与幅度音

3、强与幅度: : A An1 声音的三要素u波形表示波形表示nnnAfnnSin0t)()t(0u数学表示5 音调与基频音调与基频: : 1 声音的三要素音阶CDEFGAB简谱符号1234567频率（Hz）271293330349392440494频率（对数） 48.349.350.350.851.852.853.82.1 声音的概念与特征62.1 声音的概念与特征 音色与谐波音色与谐波 混入基音的泛音，决定其不同的音色。混入基音的泛音，决定其不同的音色。1 1 声音的三要素声音的三要素GuitarGuitar CelloCello PianoPiano VibraphoneVibraphone

4、 HornHorn 不同乐器的音色比较不同乐器的音色比较72.1 声音的概念与特征 不同乐器的音色比较不同乐器的音色比较大提琴与大提琴与 打击乐的打击乐的C C 音频谱比较音频谱比较1 1 声音的三要素声音的三要素82.1 声音的概念与特征 音宽与频带音宽与频带 2 2 声音质量声音质量语音（Speech）带宽音频（Audio）带宽次声带超声带 20 300 3K 20K f(Hz)92.1 声音的概念与特征 声音质量等级与信号带宽2 2 声音质量声音质量 电话AM 广播FM 广播CDDA10 20 50 200 3.4K 7K 15K 22K f( Hz )102.1 声音的概念与特征2 2

5、 声音质量声音质量u动态范围动态范围 2 02 0lglg（信号的最大强度（信号的最大强度 / / 最小强度）（最小强度）（dBdB）量化位数量化位数幅值等级幅值等级动态范围动态范围(dB(dB） 效果效果8 82562564848数字电话数字电话171774K74K9797CD-DACD-DA7070FMFM广播广播4040AMAM广播广播u信噪比信噪比噪声的平均功率有用信号的平均功率SNR112.2 数字音频 模拟声音的数字化过程模拟声音的数字化过程1 1 音频编码音频编码模拟音波采样:时间数字化122.2 数字音频 模拟声音的数字化过程模拟声音的数字化过程1 1 音频编码音频编码t模拟音

6、波采样:时间数字化量化:幅度数字化132.2 数字音频 PCMPCM编码示意编码示意1 1 音频编码音频编码X（0） X（1） . X（n）.模拟输入模拟输入t0t0采样时钟采样时钟量化，编码量化，编码0t142.2 数字音频采样频率采样频率 采样理论：采样频率高于输入信号频率的采样理论：采样频率高于输入信号频率的2 2倍才能还原信号倍才能还原信号 标准采用频率：标准采用频率：44.1kHz44.1kHz；22.05kHz; 11.025kHz22.05kHz; 11.025kHz量化位量化位 记录数字音频强度的位数：记录数字音频强度的位数：8bit/16bit 8bit/16bit 动态范围

7、动态范围 48dB/96dB48dB/96dB声道声道 单声道单声道/ /双声道，数据量相差一倍双声道，数据量相差一倍数据率数据率2 2 技术参数技术参数 数据率（数据率（bit/s）采样频率（）采样频率（Hz）量化位数（量化位数（bit）声道数声道数 音频数据量数据率音频数据量数据率持续时间持续时间/8（Byte） 编码与压缩音频数据压缩比压缩后数据量音频数据压缩比压缩后数据量/压缩前数据量压缩前数据量115采样率采样率(KHz)(KHz)量化位量化位(bit)(bit)声道声道编码算法编码算法容量容量(MB/min)(MB/min)等效等效音质音质11.02511.0258 8单单PCMP

8、CM0.770.77语音语音22.0522.051717双双PCMPCM5.2925.292FMFM广播广播44.144.11717双双PCMPCM10.58410.584CDCD唱盘唱盘2.2 数字音频 不同采样指标的数字音频数据量与音质效果不同采样指标的数字音频数据量与音质效果2 2 技术参数技术参数162.2 数字音频 不同格式的音频视听比较不同格式的音频视听比较文件采样率(kHz)量化(bit)声道编码格式压缩比数据率(kbps)Wave144.117双PCMwav 1411Wave222.0517单PCMwav 1:4352Wave311.025 8单PCMwav1:1788Wave

9、1-mp3 44.1 双mp3mp31:11128Wave1-ogg44.1双oggogg1:11128Wave1-ra ramra 1:28503 3 数字音频文件格式数字音频文件格式172.3 电子合成音乐MIDI 音乐合成器音乐合成器 由数字信号处理器（DSP）和其他集成电路芯片构成，用来产生并修改正弦波形，并组合成需要的音色。 乐理和弦乐理和弦 大三和弦：135；小三和弦 ：357； 单音与复音单音与复音 单音：通道1钢琴；通过2大鼓 复音：包含多个单音，以模拟不同的音色 多音色多音色 模拟同时演奏几种不同乐器时发出的声音 1 1 音乐的和弦与复音音乐的和弦与复音 182.3 电子合成

10、音乐MIDI 计算机上计算机上MIDIMIDI的产生过程的产生过程2 MIDI2 MIDI合成音乐合成音乐 MIDIMIDI乐器乐器 MIDI MIDI接口接口 音序器音序器 合成器合成器 扬声器扬声器 MIDI MIDI文件文件MIDI指令模拟音频信号PCPC机机音频卡192.3 电子合成音乐MIDI MIDI MIDI工作室配备工作室配备2 MIDI2 MIDI合成音乐合成音乐 202.3 电子合成音乐MIDI3 WAVE3 WAVE与与MIDIMIDI的比较的比较MIDIWAVE音源MIDI乐器. 无限制. 通过Mic、磁带、CD、音响等采集的各种人声、音效和音乐等。文件格式MIDI乐谱

11、指令对声音的采样编码数据文件容量小大音质效果与声卡的合成器有关与编码和压缩参数有关应用特点 音源和音质受限，但适于网络、游戏等应用。适合专业人士编辑创作。 音源丰富, 音质与数据量成反比。适合复制转换，不易进行创作。212.3 电子合成音乐MIDI MIDIMIDI与与WAVWAV音频的视听比较音频的视听比较乐曲格式长度容量(KB)效果蓝色多瑙河WAVE1分钟2000高低音丰富，音域宽厚雄浑MIDI2分钟37 乐感单薄天空之城WAVE2分钟3700 细腻MIDI1分钟3 清澈蓝色多瑙河.wav蓝色多瑙河.mid天空之城.wav天空之城.mid3WAVE与与MIDI的比较的比较222.4 手机铃

12、声1 来电铃声和回铃声 来电铃声（信息提音）回铃声（彩铃）受众被叫者，即手机机主呼叫者目的提醒机主有信息呼入告知呼叫者手机已接通，但主人尚未接听。传输信道手机“声卡”发声，支持的格式与手机硬件相关。手机运营商提供, 支持的内容与手机硬件无关。提供方式保存在手机里的音频文件，可由机主设定为铃声。运营商提供给用户的一种增值服务，需要机主申请方能使用。232.4 手机铃声分类: 和弦铃声 MIDI、 真人铃声 WAV 格式与特点: 2 手机铃声分类和常用格式 格式特点MIDI最早出现的音乐铃声，大部分的手机都采用或兼容。最早出现的音乐铃声，大部分的手机都采用或兼容。SPMIDI可扩展多和弦可扩展多和

13、弦MIDIMIDI，在，在MIDIMIDI基础上增加了一些控制信息，是一种基础上增加了一些控制信息，是一种专为手机定制的专为手机定制的MIDIMIDI格式。格式。MMF/SMAF雅马哈推出的多媒体数据格式，具有文件容量小和表现力强的优雅马哈推出的多媒体数据格式，具有文件容量小和表现力强的优势。可以支持人声、鸟鸣等模拟音效。势。可以支持人声、鸟鸣等模拟音效。RTTTL( (铃声文本转换语言铃声文本转换语言) )一种标准手机铃声格式，一种标准手机铃声格式， ，能自动将，能自动将MIDIMIDI的的多个音轨转化成简谱，并以纯文字格式储存，传送及修改都很方多个音轨转化成简谱，并以纯文字格式储存，传送及

14、修改都很方便。便。24.4 手机铃声 铃声来源 : 内置铃声，下载铃声和自己制作 真人铃声 WAV 铃声上载 : 从网上下载到手机、数据线传输; 红外线或蓝牙 语音铃声语音铃声DIYDIY 手机语音录制、电脑语音录制与编辑 铃声上载与设置3 手机铃声获取 25.5 数字声音应用1 1 提示音效提示音效 新年贺卡的提示音效分析新年贺卡的提示音效分析 点击观摩点击观摩: : 形象生动准确的报时声; 频率适中的音乐互动切换; 丰富的音源和协调性 ;26.5 数字声音应用2 2 背景音乐背景音乐 案例案例 音乐动画的背景声分析音乐动画的背景声分析 案例播放浏览 音效背景, 首尾衔接适于循环播放 旋律背

15、景,简单,起伏不大 (: 33 22 1 | 50 50 50 50 :. . . . 用户“作曲” 27.5 数字声音应用3 3 造型音乐造型音乐 案例案例 动画卡动画卡“墨荷墨荷” 播放观摩, 音乐造型并烘托气氛：叶展影翻当砌月，花开香散入帘风。不如种在天池上，犹胜生于野水中。 特点： 具有较强的造型性； 音乐与画面同步； 音乐要有个性。 28.5 数字声音应用4 4 语音语音 长短：适当精炼长短：适当精炼 造句：语言自身的规律和节奏造句：语言自身的规律和节奏 配乐：背景音乐要低于语音音量配乐：背景音乐要低于语音音量29.5 数字声音应用5 5 案例：案例：3D3D广告片广告片蚊子蚊子创意

16、（配音）创意（配音） 开始的时候，大自然赋予我们一种奇妙的礼物，那就是音乐。开始的时候，大自然赋予我们一种奇妙的礼物，那就是音乐。我们快乐地玩啊，玩。生活如一首美妙的乐曲。我们快乐地玩啊，玩。生活如一首美妙的乐曲。后来，一个声音教导我们：后来，一个声音教导我们：去工作吧去工作吧。因此，我们不停。因此，我们不停地蜇人吸血，妈妈，爸爸和孩子们，我们都不放过。地蜇人吸血，妈妈，爸爸和孩子们，我们都不放过。进而我们失去了玩耍的礼物。我们变成了很糟糕的噪音制造进而我们失去了玩耍的礼物。我们变成了很糟糕的噪音制造者，太糟了。者，太糟了。人们啊，你有玩耍的天赋本能，千万不要丢失了它。别那么人们啊，你有玩耍的

17、天赋本能，千万不要丢失了它。别那么拼命，多玩会儿。拼命，多玩会儿。 X-Box， play more 点击观摩短片30.5 数字声音应用5 5 案例：案例：3D3D广告片广告片蚊子蚊子创意（配音）创意（配音） 叙事与镜头 故事从天堂开始 配音以蚊子为第一人称来叙述 配音加入后，背景音乐逐渐淡出 镜头转到人间 点题短片采用3D软件Maya 设计制作31.6 .6 数字音频编辑与处理数字音频编辑与处理 整体创意设计整体创意设计 素材收集与整理素材收集与整理 细节与局部设计细节与局部设计 音频编辑处理音频编辑处理 音频合成音频合成2. 2. 音频编辑软件的主要功能音频编辑软件的主要功能 格式转换格式

18、转换 音频数据编辑（裁剪）音频数据编辑（裁剪） 特技效果处理特技效果处理 音频文件的录制音频文件的录制 1.音频的设计步骤音频的设计步骤32.6 .6 数字音频编辑与处理数字音频编辑与处理 语音铃声语音铃声DIYDIY 步骤：步骤： 手机语音录制手机语音录制, ,或或 电脑语音录制与编辑电脑语音录制与编辑 铃声上载与设置铃声上载与设置 用用GoldwaveGoldwave软件录音并编辑语音软件录音并编辑语音3.数字音频录制数字音频录制33.6 .6 数字音频编辑与处理数字音频编辑与处理 用用GoldwaveGoldwave录音录音3. 数字音频录制打开设备控制器点属性按钮点击开始录音选录音音源

19、（1）打开Goldwave，新建文件，参数选择：44KHz，128kpbs，立体声；长度为半分钟34.6 .6 数字音频编辑与处理数字音频编辑与处理 用用GoldwaveGoldwave录音录音3. 数字音频录制（1）打开Goldwave，新建文件，参数选择：44KHz，128kpbs，立体声；长度为半分钟（2）录音（3）编辑音频数据，裁剪多余部分（4）保存文件35.6 .6 数字音频编辑与处理数字音频编辑与处理 用用GoldwaveGoldwave录音录音工具栏编辑窗口选中的时间段点右键设选区播放录制控制文件编辑状态36音频的编辑与处理练习 基本练习基本练习 1. 音色视听与比较 2. 音乐录制 3. 音频格式比较 4. MIDI与Wav的比较创意设计与应用创意设计与应用( (选一项完成选一项完成) ) 1. 手机铃声DIY。 2. 作业本网站的背景音乐 3. 配乐朗诵DIY 4. 其他创意 要求： 1简单介绍音频创意。 2. 介绍音频参数，以及选择的理由。 3. 总结制作过程，并提交最终生成的文件。