音頻制作技術(shù)基礎(chǔ)

1、楊 楠新聞傳播實驗教學(xué)中心中國人民大學(xué)新聞學(xué)院音頻制作傳播技術(shù)音頻制作傳播技術(shù)音頻制作傳播技術(shù)音頻制作傳播技術(shù)音頻制作基礎(chǔ)知識與技術(shù)音頻制作基礎(chǔ)知識與技術(shù)1Cool edit音頻編輯軟件的使用音頻編輯軟件的使用2一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識二、數(shù)字錄音技術(shù)二、數(shù)字錄音技術(shù)三、聲卡三、聲卡四、傳聲器（話筒）四、傳聲器（話筒）五、錄音環(huán)境聲學(xué)中的幾個概念五、錄音環(huán)境聲學(xué)中的幾個概念六、主要音頻制作軟件介紹六、主要音頻制作軟件介紹音頻制作基礎(chǔ)知識與技術(shù)音頻制作基礎(chǔ)知識與技術(shù)1（一）聲音的物理屬性（一）聲音的物理屬性 （二）人耳的聽覺特性（二）人耳的聽覺特性一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識1、聲音

2、的產(chǎn)生與傳播、聲音的產(chǎn)生與傳播（1）聲音的產(chǎn)生）聲音的產(chǎn)生（2）聲音的傳播）聲音的傳播2、聲音大小的度量、聲音大小的度量 （1）聲壓和聲功率）聲壓和聲功率（2）聲壓級和分貝幅）聲壓級和分貝幅1、人耳的聽覺特征、人耳的聽覺特征（1）人耳聽音的頻率范圍）人耳聽音的頻率范圍（2）人耳聽音的響度范圍）人耳聽音的響度范圍（3）人耳聽音的頻率特點）人耳聽音的頻率特點（4）頻域界定和音質(zhì)描述）頻域界定和音質(zhì)描述（5）均衡調(diào)整）均衡調(diào)整2、聲音的三要素、聲音的三要素（1）響度）響度（2）音調(diào)）音調(diào)（3）音色）音色（一）聲音的物理屬性（一）聲音的物理屬性聲波傳播示意圖1、聲音的產(chǎn)生與傳播 （1）聲音的產(chǎn)生振動振

3、動頻率頻率f=1/T(單位：赫茲)復(fù)合聲描述聲音信號的參數(shù)1、兩個基本參數(shù)：頻率（f）和振幅(A)2、帶寬：表示組成復(fù)合信號的頻率范圍2、聲音的傳播 聲音傳播的實質(zhì)是機(jī)械振動或氣流擾動而引起的周圍介質(zhì)發(fā)生的波動。波動有兩種形式，即橫向波動橫波，和縱向疏密波動縱波。 橫波：橫波：振動方向與傳播方向垂直的波稱為橫波橫波。 縱波：縱波：振動方向與傳播方向平行的波稱為縱波縱波。聲音的傳播o 有了聲源和介質(zhì)，聲音就可以傳播橫波與縱波聲音的感覺可聽聲：可聽聲：20Hz-20kHz次聲波：次聲波：20Hz超聲波：超聲波：20kHz聲音的傳播規(guī)律聲音的傳播完全遵守光的傳播規(guī)律，即入射、反射、折射、繞射和干涉。

4、 2、聲音大小的度量（1）聲壓和聲功率）聲壓和聲功率聲壓：介質(zhì)壓強(qiáng)的變化稱為聲壓，聲壓的大小決定聲音的強(qiáng)弱聲壓：介質(zhì)壓強(qiáng)的變化稱為聲壓，聲壓的大小決定聲音的強(qiáng)弱聞域：人耳能感覺到的最小聲壓為聞域：人耳能感覺到的最小聲壓為0.0002bar 是人耳可以聽到的最低限是人耳可以聽到的最低限痛域：人耳能夠承受的最高極限為痛域：人耳能夠承受的最高極限為200bar， 超過這個值，人耳就會感覺疼痛，所以叫做痛域。超過這個值，人耳就會感覺疼痛，所以叫做痛域。 （2）聲壓級和分貝）聲壓級和分貝聲壓級：人的聞域是聲壓級：人的聞域是0.0002bar， 將其規(guī)定為聲壓級的基準(zhǔn)量，即將其規(guī)定為聲壓級的基準(zhǔn)量，即0d

5、B的值。的值。 則痛域則痛域200bar的聲壓級就是的聲壓級就是120dB。分貝：表示聲波強(qiáng)度分貝：表示聲波強(qiáng)度 表示輸入及輸出電平的高低。表示輸入及輸出電平的高低。（二）人耳的聽覺特性1、人耳的聽覺特征、人耳的聽覺特征（1）人耳聽音的頻率范圍）人耳聽音的頻率范圍：20Hz20kHz在高頻端，隨著年齡的增長對高頻的感受愈來愈弱。聽音的上限頻率與個人的生理狀況有很大相關(guān)性，其中最突出的是人對高頻的感受能力，隨著年齡的增長而減小。（2）人耳聽音的響度范圍）人耳聽音的響度范圍聞域聞域：0dB (1kHz)是人們可以聽到的最小的聲音強(qiáng)度值痛域痛域：超過120dB是引起痛感的最低聲強(qiáng)值動態(tài)范圍：動態(tài)范圍

6、：指最大聲音到最小聲音之間的響度范圍人耳聽音的最大動態(tài)范圍：120dB人類語言的動態(tài)范圍：40 dB左右音樂的動態(tài)范圍：80 dB左右現(xiàn)代流行音樂的動態(tài)范圍：大于80 dB（）人耳聽音的頻率特點（）人耳聽音的頻率特點人類聽覺的頻率范圍：20Hz20kHzo 其中敏感區(qū)域是：1kHz4kHzo 最敏感區(qū)域是：3kHz4kHzo 最敏感點是：3.4kHz 男聲男聲頻率范圍：80Hz500Hz 女聲女聲頻率范圍：100kHz1kHz 聲音的頻段聲音的頻段（4）頻域界定和音質(zhì)描述）頻域界定和音質(zhì)描述四個頻段四個頻段 低頻段： 150Hz以下 表示聲音的厚重程度 中低頻段：150-500Hz 表現(xiàn)聲音的

7、力度 中高頻段：500-5000Hz 表現(xiàn)聲音的亮度 高頻段： 5000 Hz以上 表現(xiàn)聲音的色彩超低音： 深 度低 音： 重 度中低音： 厚 度中 音： 力 度中高音： 亮 度次高音： 透明度高 音： 色 度特高音： 尖脆度八個音域（）均衡調(diào)整（）均衡調(diào)整o 單獨(dú)提升、衰減、切除各頻率成分音量o 突出不同樂器特征、美化音色o 使聲音在整體上更加均衡、聲音的三要素：響度、音調(diào)、音色（）響度（音量（）響度（音量）：響度是人對聲音強(qiáng)弱大小的主觀感受。它主要由聲波的振幅大?。晧杭墸Q定，且并與聲音的頻率和波形有關(guān)。（）音調(diào)（）音調(diào)（音高）：是指人耳對聲音高低的感覺。音調(diào)主要與聲音的基音頻率有關(guān)，基

8、音頻率高則音調(diào)高，基音頻率低則音調(diào)低。 （）音色（）音色（音質(zhì)）：音色即聲音的特色，是一種人們對聲音的主觀心理感覺，主要由聲音的頻譜結(jié)構(gòu)決定，即由聲音的基頻和諧波的數(shù)目以及它們之間的相互關(guān)系來決定。 鋼琴和黑管的頻譜圖（一）模擬音頻與數(shù)字音頻（一）模擬音頻與數(shù)字音頻、模擬音頻、模擬音頻、數(shù)字音頻、數(shù)字音頻（二）音頻信號數(shù)字化（二）音頻信號數(shù)字化、采樣、采樣、量化、量化、編碼、編碼二、數(shù)字音頻技術(shù)二、數(shù)字音頻技術(shù)（一）模擬音頻與數(shù)字音頻（一）模擬音頻與數(shù)字音頻、模擬音頻、模擬音頻是指通過拾音器（話筒）將機(jī)械振動信號轉(zhuǎn)換是指通過拾音器（話筒）將機(jī)械振動信號轉(zhuǎn)換成在時間上連續(xù)變化的電信號，電信號以模

9、擬成在時間上連續(xù)變化的電信號，電信號以模擬電壓的幅度來表示聲音的強(qiáng)弱，以模擬電壓變電壓的幅度來表示聲音的強(qiáng)弱，以模擬電壓變化的頻率來表示聲音聲調(diào)的高低。化的頻率來表示聲音聲調(diào)的高低。 模擬音頻信號o模擬音頻模擬音頻：電壓幅度在時間上連續(xù)變化的的電信號。、數(shù)字音頻、數(shù)字音頻時間和幅度都不連續(xù)的信號就是數(shù)字信號。數(shù)字音頻信號數(shù)字音頻信號:是用一系列不連續(xù)的二進(jìn)制數(shù)字來表示的音頻信號。是一個數(shù)據(jù)序列，在時間上只能是斷續(xù)離散的。數(shù)字音頻信號o數(shù)字音頻數(shù)字音頻 ：是一個數(shù)據(jù)序列。A/D 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換D/A 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換ADC(Analog to Digital Converter) 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器DA

10、C(Digital to Analog Converter) 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器聲卡上的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（二）音頻信號的數(shù)字化、采 樣：每間隔一個時間段采集一 次聲音信號的幅度樣本、量 化：經(jīng)過采樣得到的脈沖序列信號在幅度上還是連續(xù)值，還需要對 其進(jìn)行階梯化處理，從而使其成為幅值離散的脈沖信號。 即把采樣得到的聲音信號幅度值變?yōu)橛邢迶?shù)量、有一定時間間隔的離散值。、編碼：把量化后的離散值（電壓或電流）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼列的過程。 即按某種格式、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范把量化后的離散值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)碼列。 聲音的數(shù)字化主要包括采樣和量化還有編碼三個步驟：采樣量化編碼量化級量化位數(shù)8位256個量化值16位65536個量

11、化值（一）聲卡的（一）聲卡的歷史歷史（二）聲卡的（二）聲卡的功能功能（三）聲卡的（三）聲卡的組成組成（四）聲卡的（四）聲卡的分類分類三、聲三、聲 卡卡聲卡：聲卡：是是多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實現(xiàn)中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波聲波/數(shù)字信號數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的一種相互轉(zhuǎn)換的一種硬件硬件。 誕誕 生生 發(fā)發(fā) 展展 現(xiàn)現(xiàn) 狀狀（一）聲卡的歷史（一）聲卡的歷史歷史上第一張聲卡 AdLib MOD-870324 (1987年)第一塊可以錄制數(shù)字波形音頻信號的聲卡Sound Blaster Proo 三維音頻技術(shù)：A3D EAXo AC97：Audio Codec規(guī)范o HD-Audio:

12、高保真音頻（High Definition Audio） 錄制和回放錄制和回放 模數(shù)模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換 聲音混合聲音混合 MIDI接口和音樂合成接口和音樂合成（二）聲卡的功能（二）聲卡的功能 數(shù)字信號處理器（DSP） 數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC） 運(yùn)算放大器 插口、線性輸入（line in）、線性輸出(line out) MIDI接口（三）聲卡的組成部件（三）聲卡的組成部件 板卡式 集成式 外置式（四）聲卡的分類（四）聲卡的分類板卡式聲卡MAYA-44聲卡MAYA-44聲卡YAMAHA-724聲卡集成式聲卡外置式聲卡（一）傳聲器的分類（二）傳聲器工作原理（三）傳聲器的特點（四

13、）傳聲器的選擇四、傳聲器四、傳聲器傳聲器又稱為話筒，它是把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺髀暺饔址Q為話筒，它是把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕囊环N能量轉(zhuǎn)換器。的一種能量轉(zhuǎn)換器。 根據(jù)用途根據(jù)用途：1.通訊用傳聲器 2.專業(yè)錄音用（或廣播）傳聲器 3.測量用傳聲器 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理： 1.電磁感應(yīng) 2.變動電場 3.變動電阻 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換形式根據(jù)能量轉(zhuǎn)換形式： 1.電動式 2.電容式 3.壓電式 4.電磁式等 根據(jù)其他特性根據(jù)其他特性： 1.有源型與無源型 2.無指向（全指向） 3.單指向（包括心形、超心形、超指向性） 4.雙指向（8字形）及可變指向 5.接觸式 6.無線傳聲器等（一）（一）傳聲傳

14、聲器的分類器的分類 電動式電動式傳聲器工作原理 電容電容式式傳聲器工作原理（二）（二）傳聲傳聲器工作原理器工作原理電動式傳聲器 利用磁場中導(dǎo)體的運(yùn)動產(chǎn)生電動式而工作 動圈式傳聲器是電動式傳聲器中一種最常用的傳聲器動圈式傳聲器由振膜、音圈和磁鐵等構(gòu)成一個振動系統(tǒng)。當(dāng)振膜受到聲壓作用時，引起振膜和音圈的振動，音圈就會按照聲壓強(qiáng)度的大小往復(fù)運(yùn)動切割磁力線，線圈中感應(yīng)出電流，產(chǎn)生輸出電壓。動圈話筒結(jié)構(gòu)及工作原理動圈式傳聲器結(jié)構(gòu)及工作原理電容傳聲器 電容傳聲器利用電容量變化產(chǎn)生電動式而工作。電容傳聲器應(yīng)用靜電感應(yīng)原理，由振動片和固定電極形成電容，利用振動片的振動使電容量發(fā)生變化而產(chǎn)生電動式。電容傳聲器結(jié)

15、構(gòu)及工作原理電容話筒結(jié)構(gòu)及工作原理 傳聲器的特點 傳聲器的特點（三）傳聲器的特點（三）傳聲器的特點 結(jié)構(gòu)簡單 穩(wěn)定可靠 噪聲小 使用方便 不需供電 靈敏度低 其瞬時特性較差 頻率響應(yīng)不夠?qū)拏髀暺鞯奶攸c：動圈式傳聲器 靈敏度高 頻率響應(yīng)寬 動態(tài)范圍廣 瞬態(tài)特性好 音質(zhì)優(yōu)美 易受外界震動的影響 需要供電才能工作傳聲器的特點：電容式傳聲器 聲源的種類和內(nèi)容聲源的種類和內(nèi)容 聲源的強(qiáng)度聲源的強(qiáng)度 聲源的范圍聲源的范圍（四）傳聲器的選擇（四）傳聲器的選擇 語言錄音 音樂錄音 音響錄音 動圈式話筒：適合響度較大的音響 強(qiáng)指向性電容器：靈敏度較高適合響度較小的音響 指向性傳聲器：適合拾取一個點聲源 全指向性

16、傳聲器：適合拾取一片聲源（一）（一）混響：混響：在聲源停止發(fā)聲后仍然存在的聲延續(xù)現(xiàn)象稱為混響。 （二）（二）混響時間：混響時間：可以定義為室內(nèi)聲音已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，聲源停止發(fā)聲，平均聲能密度自原始值衰減60分貝所需的時間。 （三）混響的作用（三）混響的作用：判斷演奏環(huán)境（四）（四）延時：延時：是指相對于直達(dá)聲而言到達(dá)聽音者的反射聲和直達(dá)聲之間的時間差。五、五、錄音環(huán)境聲學(xué)錄音環(huán)境聲學(xué)中的幾個中的幾個概念概念錄音的聲學(xué)環(huán)境混響時間與房間容積的關(guān)系 六、主流音頻制作軟件介紹六、主流音頻制作軟件介紹（一）在蘋果界面上運(yùn)行的軟件（一）在蘋果界面上運(yùn)行的軟件（二）在（二）在PC上運(yùn)行的軟件上運(yùn)行的軟件（

17、一）在蘋果界面上運(yùn)行的軟件（一）在蘋果界面上運(yùn)行的軟件 MIDI+音頻軟件音頻軟件 波形編輯軟件波形編輯軟件1. Pro Tools MP/LE/HD-Digidesign公司（1995年被AVID公司并購）2. Cubase SX-Steinberg公司（2003年被Pinnacle公司收購）3. Nuendo-Steinberg公司 音頻工作站軟件4. Logic Audio Plainum-Emagic公司（Apple公司2002年收購）5. Cakewalk SONAR XL-Cakewalk公司 虛擬工作室軟件MIDI+音頻軟件音頻軟件 1. Peak-Bias公司 （蘋果上最好的波

18、形編輯軟件）2. Spark-TC Works公司 （與Peak相比稍微遜色）波形編輯軟件波形編輯軟件（二）在（二）在PC上運(yùn)行的軟件上運(yùn)行的軟件 MIDI+音頻軟件音頻軟件 波形編輯軟件波形編輯軟件 1. Cakewalk SONAR XL-Cakewalk公司 虛擬工作室軟件2. Cubase SX-Steinberg公司 虛擬工作室軟件3. Nuendo-Steinberg公司 音頻工作站 （在電影和環(huán)繞聲相關(guān)領(lǐng)域 能夠支持200多個音軌，無限MIDI軌，24bit/192kHz音頻和一條視頻參考軌。）4. Pro Tools MP/LE/HD-Digidesign公司MIDI+音頻軟件音頻軟件 1. Cool Edit Pro（Adobe Audition）-Syntrillium公司 （Adobe公司2003年收購）2. Wave Lab-Steinberg公司3. Sound Forge-Sonic Foundry公司（2003年Son