第三章計(jì)算機(jī)中的聲音世界

1、計(jì)算機(jī)中的聲音世界 多媒體技術(shù)應(yīng)用（選修）多媒體技術(shù)應(yīng)用（選修） 第三章第三章 聲音是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉聲音是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉方式之一，如深情款款的言語、陶冶情操的詩歌朗誦、方式之一，如深情款款的言語、陶冶情操的詩歌朗誦、抒發(fā)感情的歌聲。對于計(jì)算機(jī)而言，除了可以通過計(jì)抒發(fā)感情的歌聲。對于計(jì)算機(jī)而言，除了可以通過計(jì)算機(jī)播放已經(jīng)存在的聲音文件外，也能將自己或其他算機(jī)播放已經(jīng)存在的聲音文件外，也能將自己或其他物體發(fā)出的聲音，通過物體發(fā)出的聲音，通過“錄音錄音”程序錄入計(jì)算機(jī)中，程序錄入計(jì)算機(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)聲音數(shù)字化。從而實(shí)現(xiàn)聲音數(shù)字化。我們帶著下面的問題來

2、學(xué)習(xí)這一章節(jié)：我們帶著下面的問題來學(xué)習(xí)這一章節(jié)：計(jì)算機(jī)是如何表現(xiàn)聲音的？計(jì)算機(jī)是如何表現(xiàn)聲音的？計(jì)算機(jī)是怎樣存儲和播放聲音的？計(jì)算機(jī)是怎樣存儲和播放聲音的？計(jì)算機(jī)是如何采集、處理和合成聲音的？計(jì)算機(jī)是如何采集、處理和合成聲音的？o聲卡聲卡 聲卡是當(dāng)前多媒體計(jì)算機(jī)不可缺少的組成部分，它是計(jì)算機(jī)采集和播放聲音，實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的接口電路。1、聲卡的功能聲卡的功能 聲卡的功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等音響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口（MIDI）使電子樂器發(fā)出美妙的聲音。n錄制（采集）數(shù)字聲音文件 n將硬盤或激光盤片壓縮的數(shù)字化聲音文

3、件還原，重建高質(zhì)量的聲音信號，放大后，通過揚(yáng)聲器輸出。n對數(shù)字化的聲音文件進(jìn)行編輯加工，以實(shí)現(xiàn)某種特殊的效果。n控制音源的音量，對各種音源進(jìn)行混合，即聲卡具有混響器的功能。n采集數(shù)據(jù)時，對數(shù)字化聲音信號進(jìn)行壓縮，以便存儲。播放時，對壓縮的數(shù)字化聲音文件進(jìn)行解壓n利用語音合成技術(shù)，通過聲卡朗讀文本信息，如讀英語單詞，讀句子，說英語，演奏音樂。n具有初步的語音識別功能，讓用戶用口令指揮計(jì)算機(jī)工作。n提供MIDI（音樂設(shè)備數(shù)字接口）功能，使計(jì)算機(jī)可以控制多臺具有MIDI接口的電子樂器。同時，在驅(qū)動程序的控制下，聲卡將以MIDI格式存放的文件輸出到相應(yīng)的電子樂器中，發(fā)出相應(yīng)的聲音。2、聲卡的組成聲卡的

4、組成 聲卡由各種電子器件和連接器組成，電子器件包括集成電路芯片、晶體管和電阻電容元件，用來完成各種特定的功能。通常聲卡提供3-4個接口，用來連接輸入輸出信號。n線路輸入(Line in).可以收錄機(jī)、CD等外部音頻設(shè)備相連，以便通過聲卡播放或者記錄下這些設(shè)備傳來的音頻輸入信號。 n話筒輸入（Mic in）與話筒連接，以便接收話筒傳來的音頻輸入信號。n線路輸出（Line out）用于與外部的功率放大器連接，輸出音頻信號。n揚(yáng)聲器輸出(Spt out) 用于與無源音箱或揚(yáng)聲器連接，播放聲音。n聲音文件的參數(shù)聲音文件的參數(shù) 從本質(zhì)上講，聲音是一種連續(xù)的波，稱為聲波。聲波最基本的參數(shù)有兩個：一個是聲音

5、的幅度，即聲音的大小強(qiáng)弱程度，也稱為音量；另一個是聲音的頻率，即聲波每秒鐘的振動次數(shù)，用HZ或KHZ為單位表示。 衡量聲音的三個參數(shù)：采樣率、量化位數(shù)和聲道數(shù)，也是聲卡的主要指標(biāo)，不僅影響到聲音的播放質(zhì)量，還與存儲聲音信號所需要的存儲空間有直接的關(guān)系。1、采樣頻率采樣頻率 是指計(jì)算機(jī)每秒鐘將聲波的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的次數(shù)。采樣率為44.1kHz的聲卡，每秒鐘能對輸入的模擬信號進(jìn)行44100次采樣，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在多媒體聲音技術(shù)中，對聲音進(jìn)行采樣的3個標(biāo)準(zhǔn)分別是：11.025kHz（語音效果）22.05kHz（音樂效果）44.1kHz（高保真效果）。常見的CD激光唱盤所采用的采樣頻率

6、為44.1kHz。2 2、量化位數(shù)、量化位數(shù) 表示存儲、記錄聲音振幅所使用的二進(jìn)制位數(shù)，它決定了聲音的動態(tài)范圍。量化位數(shù)一般有8位、16位、32位。位數(shù)越多，聲音的幅度分辨率就越高，還原時聲音的品質(zhì)就越好，保真度越高。3 3、聲道數(shù)、聲道數(shù) 指一個記錄能產(chǎn)生的波形。單聲道一個記錄只能產(chǎn)生一個聲波信號，而立體聲一個記錄能夠同時記錄或者播放兩個聲道的信號，因而能夠提供比單聲道更好的立體聲效果。相應(yīng)地其存儲容量也是單聲道的兩倍。CD唱片基本上都是采用雙聲道進(jìn)行錄音的。聲音文件的每秒數(shù)據(jù)量大小是：（采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)）（采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)）/8/8（單位：字節(jié)數(shù)（單位：字節(jié)數(shù)/ /秒）秒）例如

7、：CD唱片的采樣頻率為44.1kHz，量化位數(shù)為16 位，雙聲道，則一分鐘的聲音數(shù)據(jù)量為？（44.1 44.1 16 16 2 2 6060）/8 =10584KB/8 =10584KB所以，一張所以，一張600MB600MB的的CDCD唱片可存放近唱片可存放近6060分鐘的聲音或分鐘的聲音或者音樂。者音樂。 1、 CD *.cda格式，就是CD音軌。 標(biāo)準(zhǔn)CD格式也就是44.1K的采樣頻率，速率88K/秒，16位量化位數(shù)，因?yàn)镃D音軌可以說是近似無損的，因此它的聲音基本上是忠于原聲的，因此如果你如果是一個音響發(fā)燒友的話，CD是你的首選。CD光盤可以在CD唱機(jī)中播放，也能用電腦里的各種播放軟件

8、來播放。一個CD音頻文件是一個.cda文件，這只是一個索引信息，并不是真正的包含聲音信息，所以不論CD音樂的長短，在電腦上看到的“.cda文件”都是44字節(jié)長。不能直接的復(fù)制CD格式的.cda文件到硬盤上播放，需要使用象EAC這樣的抓音軌軟件把CD格式的文件轉(zhuǎn)換成WAV，這個轉(zhuǎn)換過程如果光盤驅(qū)動器質(zhì)量過關(guān)而且EAC的參數(shù)設(shè)置得當(dāng)?shù)脑?，可以說是基本上無損抓音頻。 聲音文件的種類聲音文件的種類2、 WAV格式 WAV格式是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，是最早的數(shù)字音頻格式，被Windows平臺及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，采

9、用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，因此WAV的音質(zhì)與CD相差無幾，但WAV格式對存儲空間需求太大不便于交流和傳播 。聲音文件的種類聲音文件的種類3、 mp3mp3格式格式 mp3，這是音樂格式中的一匹“黑馬”。mp3其實(shí)是將wav聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊的數(shù)據(jù)壓縮后產(chǎn)生的一種聲音文件格式，所以和龐然大物的wav相比，身材十分輕盈。mp3技術(shù)起源于mpeg技術(shù)，我們常說的vcd就是用mpeg技術(shù)壓縮的數(shù)字影像光碟，既然能將影音成功地壓縮在一起，那么為什么不能單獨(dú)將聲音壓縮呢？于是mp3就出世了。平平常常一張光盤，只能保存十幾首cd，可是卻能夠保存上百首mp3歌曲！這就是mp3短期得以風(fēng)靡世界的

10、原因：體積小、傳輸方便、擁有較好的聲音質(zhì)量?，F(xiàn)在大量的電腦音樂都是以mp3的形式出現(xiàn)的。不久前還出現(xiàn)了mp3隨身聽，有些vcd機(jī)也可以播放專門的mp3光碟，甚至還有mp3錄音機(jī)。 聲音文件的種類聲音文件的種類4、 wma格式 wma格式它是音樂格式家族的新成員，是微軟新發(fā)布的一種音頻壓縮格式。從它誕生之日起，就展露出其非同尋常的魅力：它的身軀比mp3更為苗條，并且可以從網(wǎng)絡(luò)一邊下載一邊收聽（就是所謂的支持stream流技術(shù)）。wma的特點(diǎn)就是當(dāng)一首歌曲壓縮到很小的時候，還能夠保持很高的音質(zhì)，經(jīng)測試，就算在網(wǎng)絡(luò)帶寬相對較窄的情況下，收聽效果也較為理想。因此有人說wma取代mp3是遲早的事情。 聲音文件的種類聲音文件的種類5、midi格式 *.mid 嚴(yán)格意義上說來，midi并不是數(shù)字音樂大家族中的一員，也就是說它并不是一個真正數(shù)字化的聲音，而只是一堆演奏符號而已，即樂器數(shù)字化接口。簡單的說，五線譜大家都了解，midi并不是采集聲音數(shù)據(jù)，而是在電腦中記錄“五線譜”，當(dāng)我們播放midi音樂的時候，其實(shí)就是播放器將樂譜演奏出來，就像音樂家對著五線譜演奏一般，道理就這么簡單。正因?yàn)閙