音频制作技术基础.ppt

杨 楠 新闻传播实验教学中心 中国人民大学新闻学院,音频制作传播技术,音频制作传播技术,一、声学基础知识 二、数字录音技术 三、声卡 四、传声器（话筒） 五、录音环境声学中的几个概念 六、主要音频制作软件介绍,（一）声音的物理属性 （二）人耳的听觉特性,一、声学基础知识,1、声音的产生与传播 （1）声音的产生 （2）声音的传播 2、声音大小的度量 （1）声压和声功率 （2）声压级和分贝幅,1、人耳的听觉特征 （1）人耳听音的频率范围 （2）人耳听音的响度范围 （3）人耳听音的频率特点 （4）频域界定和音质描述 （5）均衡调整 2、声音的三要素 （1）响度 （2）音调 （3）音色,（一）声音的物理属性,声波传播示意图,1、声音的产生与传播 （1）声音的产生,振动,频率f=1/T(单位：赫兹),复合声,描述声音信号的参数 1、两个基本参数：频率（f）和振幅(A) 2、带宽：表示组成复合信号的频率范围,2、声音的传播,声音传播的实质是机械振动或气流扰动而引起的周围介质发生的波动。波动有两种形式，即横向波动横波，和纵向疏密波动纵波。 横波：振动方向与传播方向垂直的波称为横波。 纵波：振动方向与传播方向平行的波称为纵波。,声音的传播,有了声源和介质，声音就可以传播,横波与纵波,声音的感觉,可听声：20Hz-20kHz 次声波：20Hz 超声波：20kHz,声音的传播规律,声音的传播完全遵守光的传播规律，即入射、 反射、折射、绕射和干涉。,2、声音大小的度量,（1）声压和声功率 声压：介质压强的变化称为声压，声压的大小决定声音的强弱 闻域：人耳能感觉到的最小声压为0.0002bar 是人耳可以听到的最低限 痛域：人耳能够承受的最高极限为200bar， 超过这个值，人耳就会感觉疼痛，所以叫做痛域。,（2）声压级和分贝 声压级：人的闻域是0.0002bar， 将其规定为声压级的基准量，即0dB的值。 则痛域200bar的声压级就是120dB。 分贝：表示声波强度 表示输入及输出电平的高低。,（二）人耳的听觉特性,1、人耳的听觉特征 （1）人耳听音的频率范围：20Hz20kHz 在高频端，随着年龄的增长对高频的感受愈来愈弱。 听音的上限频率与个人的生理状况有很大相关性， 其中最突出的是人对高频的感受能力，随着年龄的增长 而减小。,（2）人耳听音的响度范围 闻域： 0dB (1kHz)是人们可以听到的最小的声音强度值 痛域： 超过120dB是引起痛感的最低声强值,动态范围：指最大声音到最小声音之间的响度范围 人耳听音的最大动态范围：120dB 人类语言的动态范围：40 dB左右 音乐的动态范围：80 dB左右 现代流行音乐的动态范围：大于80 dB,（）人耳听音的频率特点 人类听觉的频率范围：20Hz20kHz 其中敏感区域是：1kHz4kHz 最敏感区域是：3kHz4kHz 最敏感点是：3.4kHz,男声频率范围：80Hz500Hz 女声频率范围：100kHz1kHz,声音的频段,（4）频域界定和音质描述 四个频段 低频段： 150Hz以下 表示声音的厚重程度 中低频段：150-500Hz 表现声音的力度 中高频段：500-5000Hz 表现声音的亮度 高频段： 5000 Hz以上 表现声音的色彩,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,八个音域,（）均衡调整,单独提升、衰减、切除各频率成分音量 突出不同乐器特征、美化音色 使声音在整体上更加均衡,、声音的三要素：响度、音调、音色,（）响度（音量）： 响度是人对声音强弱大小的主观感受。它主要 由声波的振幅大小（声压级）决定，且并与声 音的频率和波形有关。,（）音调（音高）： 是指人耳对声音高低的感觉。音调主要与声音的基音频率有关，基音频率高则音调高，基音频率低则音调低。,（）音色（音质）： 音色即声音的特色，是一种人们对声音的主观 心理感觉，主要由声音的频谱结构决定，即由 声音的基频和谐波的数目以及它们之间的相互 关系来决定。,钢琴和黑管的频谱图,（一）模拟音频与数字音频 、模拟音频 、数字音频 （二）音频信号数字化 、采样 、量化 、编码,二、数字音频技术,（一）模拟音频与数字音频 、模拟音频 是指通过拾音器（话筒）将机械振动信号转换 成在时间上连续变化的电信号，电信号以模拟 电压的幅度来表示声音的强弱，以模拟电压变 化的频率来表示声音声调的高低。,模拟音频信号,模拟音频：电压幅度在时间上连续变化的的电信号。,、数字音频 时间和幅度都不连续的信号就是数字信号。 数字音频信号: 是用一系列不连续的二进制数字来表示的音频信号。 是一个数据序列，在时间上只能是断续离散的。,数字音频信号,数字音频 ：是一个数据序列。,A/D 模拟/数字转换 D/A 数字/模拟转换,ADC(Analog to Digital Converter) 模/数转换器 DAC(Digital to Analog Converter) 数/模转换器,数模转换器,声卡上的数模转换器,（二）音频信号的数字化,、采 样：每间隔一个时间段采集一 次声音信号的幅度样本 、量 化：经过采样得到的脉冲序列信号在幅度上还是连续值，还需要对 其进行阶梯化处理，从而使其成为幅值离散的脉冲信号。 即把采样得到的声音信号幅度值变为有限数量、有一定时间间隔的离散值。 、编码：把量化后的离散值（电压或电流）转换成二进制码列的过程。 即按某种格式、标准和规范把量化后的离散值转换为二进制数码列。,声音的数字化主要包括采样和量化还有编码三个步骤：,采样,量化,编码,量化级量化位数,8位256个量化值 16位65536个量化值,（一）声卡的历史 （二）声卡的功能 （三）声卡的组成 （四）声卡的分类,三、声 卡,声卡：是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。, 诞 生 发 展 现 状,（一）声卡的历史,历史上第一张声卡 AdLib MOD-870324 (1987年),第一块可以录制数字波形音频信号的声卡Sound Blaster Pro,三维音频技术：A3D EAX AC97：Audio Codec规范 HD-Audio:高保真音频（High Definition Audio）, 录制和回放 模数/数模转换 声音混合 MIDI接口和音乐合成,（二）声卡的功能, 数字信号处理器（DSP） 数模转换器（DAC） 模数转换器（ADC） 运算放大器 插口、线性输入（line in）、线性输出(line out) MIDI接口,（三）声卡的组成部件, 板卡式 集成式 外置式,（四）声卡的分类,板卡式声卡,MAYA-44声卡,MAYA-44声卡,YAMAHA-724声卡,集成式声卡,外置式声卡,（一）传声器的分类 （二）传声器工作原理 （三）传声器的特点 （四）传声器的选择,四、传声器,传声器又称为话筒，它是把声音信号转变为电信号的一种能量转换器。, 根据用途： 1.通讯用传声器 2.专业录音用（或广播）传声器 3.测量用传声器 根据能量转换原理： 1.电磁感应 2.变动电场 3.变动电阻 根据能量转换形式： 1.电动式 2.电容式 3.压电式 4.电磁式等 根据其他特性： 1.有源型与无源型 2.无指向（全指向） 3.单指向（包括心形、超心形、超指向性） 4.双指向（8字形）及可变指向 5.接触式 6.无线传声器等,（一）传声器的分类, 电动式传声器工作原理 电容式传声器工作原理,（二）传声器工作原理,电动式传声器 利用磁场中导体的运动产生电动式而工作 动圈式传声器是电动式传声器中一种最常用的传声器,动圈式传声器由振膜、音圈和磁铁等构成一个振动系统。当振膜受到声压作用时，引起振膜和音圈的振动，音圈就会按照声压强度的大小往复运动切割磁力线，线圈中感应出电流，产生输出电压。,动圈话筒结构及工作原理,动圈式传声器结构及工作原理,电容传声器 电容传声器利用电容量变化产生电动式而工作。,电容传声器应用静电感应原理，由振动片和固定电极形成电容，利用振动片的振动使电容量发生变化而产生电动式。,电容传声器结构及工作原理,电容话筒结构及工作原理, 动圈式传声器的特点 电容式传声器的特点,（三）传声器的特点, 结构简单 稳定可靠 噪声小 使用方便 不需供电 灵敏度低 其瞬时特性较差 频率响应不够宽,动圈式传声器的特点：,动圈式传声器, 灵敏度高 频率响应宽 动态范围广 瞬态特性好 音质优美 易受外界震动的影响 需要供电才能工作,电容式传声器的特点：,电容式传声器, 声源的种类和内容 声源的强度 声源的范围,（四）传声器的选择, 语言录音 音乐录音 音响录音, 动圈式话筒：适合响度较大的音响 强指向性电容器：灵敏度较高适合响度较小的音响, 指向性传声器：适合拾取一个点声源 全指向性传声器：适合拾取一片声源,（一）混响：在声源停止发声后仍然存在的声延续现象称为混响。 （二）混响时间：可以定义为室内声音已达到稳定状态后，声源停止发声，平均声能密度自原始值衰减60分贝所需的时间。 （三）混响的作用：判断演奏环境 （四）延时：是指相对于直达声而言到达听音者的反射声和直达声之间的时间差。,五、录音环境声学中的几个概念,录音的声学环境,混响时间与房间容积的关系,六、主流音频制作软件介绍 （一）在苹果界面上运行的软件 （二）在PC上运行的软件,（一）在苹果界面上运行的软件, MIDI+音频软件 波形编辑软件,1. Pro Tools MP/LE/HD-Digidesign公司（1995年被AVID公司并购） 2. Cubase SX-Steinberg公司（2003年被Pinnacle公司收购） 3. Nuendo-Steinberg公司 音频工作站软件 4. Logic Audio Plainum-Emagic公司（Apple公司2002年收购） 5. Cakewalk SONAR XL-Cakewalk公司 虚拟工作室软件,MIDI+音频软件,1. Peak-Bias公司 （苹果上最好的波形编辑软件） 2. Spark-TC Works公司 （与Peak相比稍微逊色）,波形编辑软件,（二）在PC上运行的软件 MIDI+音频软件 波形编辑软件,1. Cakewalk SONAR XL-Cakewalk公司 虚拟工作室软件 2. Cubase SX-Steinberg公司 虚拟工作室软件 3. Nuendo-Steinberg公司 音频工作站 （在电影和环绕声相关领域 能够支持200多个音轨，无限MIDI轨，24bit/192kHz音频和一条视频参考轨。） 4. Pro Tools MP/LE/HD-Digidesign公司,MIDI+音频软件,1. Cool Edit Pro（Adobe Audition）-Syntrillium公司 （Adobe公司2003年收购） 2. Wave Lab-Steinberg公司 3. Sound Forge-Sonic Foundry公司（2003年Sony公司购）,波形编辑软件,Pro tools软件与硬件结合才能成