声音的采集和加工.doc

声音的采集和加工教学目标:一、课程目标 1.了解常见的多种媒体信息，如声音、图形、图像、动画、视频等的类型、格式及其存储、呈现和传递的基本特征和基本方法。 2.能选择适当的工具，分别对声音、图形、图像、动画、视频等信息进行采集；能解释多媒体信息采集的基本工作思想。 3.能根据信息呈现需求，选择适当的工具和方法，分别对声音、图形、图像、动画、视频等多种媒体信息进行适当的处理。 二、学习目标 1.知识与技能 了解常用的声音文件格式；了解采集声音的方法，掌握声音的采集、声音文件格式的转换、声音加工处理等技能。 2.过程与方法 能根据主题，选择适当的工具，分别对声音、图形、图像、动画、视频等信息进行采集；能根据信息呈现需求，选择适当的工具和方法。 3.情感态度与价值观 培养学生以多种方式呈现信息的思维方式、音乐审美能力、学以致用的思想。 教学内容：1.知识点目标分层 知识点内容 目标与水平 知识 技能 情感 了解 理解 迁移 模仿 独立操作 熟练操作 经历 反应 领悟 声音的采集与加工 声音的采集 录制声音 硬件设备 常用的录音软件 获取现成的声音文件 从 CD 上获取声音 制作 MIDI 文件 声音的加工 声音剪辑 添加效果 声音的合成 声音文件格式转换 2.学习内容 介绍了声音文件的存储格式、文件格式转换和对声音进行采集与加工的常用方法。采集包括录制声音、获取现成的声音文件、从 CD 上截取声音和制作 MIDI 文件；对声音的加工主要是利用 GoldWave 等工具进行声音剪辑、添加特殊效果和声音的合成。 3.重点 (1)录制声音、获取现成文件。 (2)声音的剪辑、添加特殊效果和合成声音。 4.难点 (1)声音的剪辑、添加特殊效果和合成声音。 (2)能根据实践活动的主题，选择适当的工具对声音、图形、图像、动画、视频等进行采集、加工。 5.课时安排： 2 课时 教学过程一、教学情景 导入情景 1 ：预先下载一变声软件如 AV Voice Changer Software 魔幻变声软件等 ， 设置为某一变声角色，如：男变女、老变少等，老师通过麦克风向学生打招呼，激发学生学习的兴趣。 导入情景 2 ：播放配套光盘的歌曲 test 的 wav 、 mp3 、 midi 三种声音格式文件，并填写声音文件对照表；之后上网搜索这三种声音文件格式的特点及适用范围，进行归纳总结。 文件格式 文件容量 优点 缺点 适用范围 Wav Mp3 MiDi 二、教学任务 任务一：声音录制 采用二人为一组的小组合作方式，根据自身实际能力，挑选下面其中一种方法进行声音录制。【 教师展示两种配音效果，比较两种录制声音的方法的特点。 】 基础：用 Windows 的“录音机”为卡通 mtv 配音。 提高：用 GoldWave 为卡通 mtv 配音。 任务二：声音文件格式的转换 用任一声音格式转换软件将配套光盘中的“兰花草 mp3 ”转换成“兰花草 wav ” 任务三：声音的合成 以一小组成员为单位，合成一首贺年词语串串秀。首先小组成员商量好贺年词语，并确定保存声音文件的格式；之后各成员在自已电脑上录制；上传到组长电脑上，由组长进行声音合成。【 教师可展示各组进行声音合成的作品，进行有效的评价。 】 任务四：从上获取声音 教师示范从上获取声音的过程。也可参考下列网页教程： 多媒体吧 /Article/HTML/4284.html 中学课件网 /other/ShowArticle.asp?ArticleID=68 任务五：制作 MIDI 文件 参考作曲大师制作乐谱的视频，尝试制作一首新的自已喜欢的广播体操歌曲。 任务六：录制声音并进行加工 任务1：在配套光盘中任选一首诗，用 Windows 的“录音机”或用“ GoldWave ”进行声音录制，最后将文件保存为“诗歌 wav ”。 任务2：在配套光盘中任选一背景音乐，将这一背景音乐与“诗歌 wav ”进行声音合成，合成后的文件保存为“诗歌 wav ”。 三、知识讲解 1.录制声音 将声音从模拟信号转换成数字信号。录制声音需要有硬件设备与录音软件。 (1)录制声音的硬件设备 录制声音的硬件设备主要有麦克风或录音机等电声设备和声卡等。这些设备必须正确连接。其中声卡又称音效卡，是一块专用电路板，插入到主板的扩展槽中。它是多媒体计算机接收、处理、播放各类音频信息的重要部件，也是多媒体计算机不可缺少的组成部分。声卡实现了声波 / 数字信号相互转换的硬件设备。其主要功能有音频的录制与播放；编辑与合成； MIDI 接口和音乐合成；文语转换和语言识别； CD-ROM 接口；游戏棒接口等。 声卡对声音的处理质量可以用三个基本参数来衡量，即采样频率、采样位数和声道数。 现在的声卡接口都有一定的规范，通常麦克风输入接口是粉红色的，线性输入接口是蓝色的，扬声器输出是绿色的，如图 2-40 。 (2)录制声音的录音软件 录音软件主要有 Windows 的“录音机”、 GoldWave 、 SoundForge 等。 Windows 所带的“录音机”小巧易用，录下的声音被保存为波形 ( wav) 文件，录音的最长时间只有 60 秒，但其中的对声音编辑功能很实用，可以满足一般课件制作中对声音编辑的需要。 GoldWave 是比较适合进行音频素材采集与制作的软件，它集数码录音和编辑于一体，功能强大。 Goldwave 的录音受两处设置的控制： Goldwave 本身的设置和 Windows 的设置。这两处的设置关系是： Windows 的设置是基础， Goldwave 的设置是基于 Windows 的设置之上的。换句话说，即使 Goldwave 的设置正确，也可能因为 Windows 的设置不正确而导致不能录音。如果不能录音，应查看这两处的设置。 SoundForge 是个非常出色的音频编辑软件，其最重要的基本功能之一就是它的录音功能，可以将接在计算机上的麦克风、线路输入、 CD 播放器、 MIDI 等声音录制成数字的声音文件。它能够非常方便、直观地实现对音频文件（ wav 文件）以及视频文件（ avi 文件）中的声音部分进行各种处理， SoundForge 最多同时只可以处理一条立体声音轨 ( 相当于 2 根单声道声轨 ) 。 另外， SoundForge 还可以对声音档做批次转档的工作。当你希望将声音档的格式转成是你所需要的 (avimid,MP3WAV) ，而且如果一次要处理的数量又太多的话，你便可以使用这种功能将这些档案在瞬间转成你所需要的格式。 使用录音软件要注意在录音前，设置预置音质时选择的音质越好，采样频率就会越大；录音时应先试录一小段，并相应调整麦克风音量，尽量使波形窗口中的波形比较圆满而不产生严重失真。 产生失真的原因主要有信号频带宽，而采样频率不够高，数字音频信号发生混叠或模拟音频信号幅度太大，超过了量化器范围。前者的解决方法是选择与信号相匹配的采样频率；后者的解决办法是可以调整音源的输出幅度或调节采集卡输入放大器的增益，也可选用音频卡的 line 输入端，而不用 microphone 输入端。 2.获取现成的声音文件 市面上销售的素材光盘为用户提供了很多声音素材，因特网上也有大量的声音文件可供下载。 获取现成的声音文件是最简单和最常用的采集声音的方法，尤其是音乐和音效。 但是，在一些多媒体制作软件中， CD 音乐是不能够直接使用的，必须通过特定的程序将它存为 WAV 声音才行，由此产生了大量抓取 CD 音轨的软件。 3.从 CD 上获取声音 使用专门的软件抓取 CD 光盘中的音轨，生成声源素材。再利用声音编辑软件对声源素材进行剪辑、合成，最终生成所需的声音文件。 (1)截取部分音乐 从 CD 上获取声音可以把整个音轨抓取下来，也可以截取音乐的其中一段。抓取 CD 音轨的软件有 GoldWave 、超级解霸、 MusicMatchJukebox 、 WinDAC 、 CDCopy 、 AudioGrabber 、 AudioCatalys 等。 如果你的 CD-ROM 是 SCSI 形式， GoldWave 可以不经声卡直接抽取 CD-ROM 中的音乐来录制编辑。 (2) CD 唱片 CD 唱片对声音的生成、处理、还原方法与 WAVE 文件基本相同，也是通过数字采样技术制作的，但不生成 WAV 文件，而是把采样数据直接写在光盘上。它的规范是：采样频率 44 1KHz 、采样数据 16 位、立体声。因此能完全重现原来声音的效果。 (3)制作 MIDI 文件 利用 Cakewalk 、作曲大师等工具软件可以根据乐谱制作 MIDI 文件，当然也可以自己作曲。 MIDI （ MusicalInstrumentDigitalInterface ）代表乐器数字接口，是数字音乐的一个国际标准。人工创作的数字音乐被写在一个文件中，这些文件里的数据不是声波数字化的那种数据，而是一串指令。其中包括音符、定时和多达 16 个通道的乐器定义。对每个音符的信息又包括按键、通道号、持续时间、音量和力度等。是纯粹符号化的音乐。这类文件的扩展名是 MID 。 Cakewalk 可以进行多轨音频录音，即使在普通声卡上，也能同时回放多路音频；提供了音频的剪接和强大的音频编辑功能以及非常丰富的效果器。同时 Cakewalk 还可以实现 MIDI 与音频同步播放，即用 MIDI 来制作音乐，然后加入真实的乐器或人声以及各种效果。 5.声音的加工 采集到的声音素材通常需要进行一定的加工；常用的声音编辑软件有 Windows 的“录音机”、 GoldWave 、 SoundForge 、 CoolEdit 等。 声音的加工主要过程有：声音剪辑、添加效果、声音的合成等。(1)声音剪辑 包括删除、剪贴声音片断等，通过声音的剪辑可以实现重组生硬的顺序，把若干段声音连接成一个声音文件。 (2)添加效果 指增加声音的混响时间、生成回声效果、改变声音频率、制作淡出淡入效果等，从而使声音的效果更丰富。 (3)声音的合成 指将两个或以上的声音合在同一个文件中。 音频合成是制作多媒体声音素材最常用的手段。背景音乐中的语音、音乐中的鸟鸣声、海涛声、大风呼啸声、电影独白中的背景效果声等等，都是音频合成的结果。声音的合成包括两方面：连接声音和混合声音。 连接声音 就是将两段声音首尾相接，或者将一段声音插入另一段声音中间。 混合声音 就是将一段声音混合到另一段声音中，使两种声音能够同时听到。 需要注意的是：背景音乐的音量变化，编辑区域应根据相应解说文件的时间长度而设。如果解说文件是 40 秒，则背景音乐的编辑区域应比 40 秒略长。 6.常见的声音文件格式 常见的声音格式包括： WAV 、 MIDI 、 MP3 、 WMA 等。 需要我们注意的是：不同格式的声音文件之间有时候存在相互转换的需要。例如， WAV 文件虽然音质好，但数据量很大，因此需要在不影响质量的前提下进行压缩，转换成 MP3 或其他格式的文件。 MP3 是牺牲了音频信号的高频部分，从而获得了比较高的压缩率。 7.常用的声音格式转换软件 常用的声音格式转换软件有 GoldWave 、 CoolEdit 、超级音频解霸、豪杰音乐工作室等。 8.声音文件格式的转换 (1) wav 文件转换为 mp3 文件 以超级音频解霸为例。 操作步骤如下：打开超级解霸的音频工具集；选择 “MP3 格式转换器 ” ；单击 “ 添加目录 ” 按钮，选择待转换的 wav 文件的文件夹，单击 “ 确定 ” ；单击 “ 设置 ” 按钮，显示设置对话框；填写输出的路径并 “ 确认 ” 。 (2) 将 CD 转换为 MP3 方法一：抓轨转换法。 操作步骤如下：播放 CD ，利用抓轨软件（ CDDA32 、 WinDAC32 等）抓取，并转换为 wav 文件；利用音频转换工具（ CDEX120 、 MP3Comprssor 等），将 wav 文件转换为 mp3 文件。 方法二：超级音频解霸法。 操作步骤如下：打开超级解霸的音频工具箱 选择 “MP3 数字 CD 抓轨 ” ；可设置声道数、频率、压缩比 选择 “ 直接压缩成 MP 3” 选择曲目 确定起始位置 单击 “ 开始播放 ” ；播放结束，单击 停止播放 ” ，数据存放在内存；数据存盘：单击 选择路径 ” 确定文件保存的位置 单击 “ 开始读取 ” ，结束时 , 单击 “ 停止读取 ” 。 四、综合探究 参照“我是一个兵（原曲） Mp 3 ” ，根据配套光盘中提供的“我是一个兵”的改编文本进行声音录制，剪辑“我是一个兵 Mp 3 ” 这首歌曲的部分声音片段，将两个声音文件进行合成，合成为一个声音文件。 五、拓展延伸 声卡 ( 也叫 声效卡、 音频卡 ) 是 多媒体 电脑中的进行声音处理的部件，通过外接 音箱 、 耳机 即可让电脑发出美妙的音乐。目前多数电脑主板 上已经有了 集成声卡 。 声卡具有三个基本功能：声音合成（语音及音乐）、多声道混音、录音。 图 2 ：声卡的构造 .声卡的结构 声卡是电脑中仅有的几个数模混合电路之一，主要由以下的几个部分组成：音频处理主芯片、 MIDI 电路、 CODEC 数模转换芯片、运放输出芯片。其中前二者是主要的数字电路部分，运放输出部分则是纯模拟电路。 主芯片是声卡的灵魂，主要负责声音信号的处理工作，声卡的全部功能都是由主芯片直接决定的。而创新等少数厂家使用了可编程的 DSP 芯片作为声卡主芯片，所以它们的声卡可以通过升级驱动程序增加新的功能。而 AC97 软声卡也正是以 CPU 和南桥控制电路的协同工作代替主芯片的作用。 MIDI 电路现在大都已经被整合到了主芯片内，但部分高端的音源器仍然保留了原来的独立 MIDI 电路设计。 CODEC 数模转换芯片是声卡另一个重要部分，它是模拟电路和数字电路的连接部分。负责将主芯片输出的数字信号转换成模拟信号以输出到音箱，也负责将输入的模拟信号转换成数字信号输入主芯片。 CODEC 和主芯片的能力直接决定了声卡所能处理声音信号的质量。 运放输出芯片：它主要是负责将 CODEC 输出的信号进行放大，以达到可以输出直接推动音箱的水平，同时也担负着对输出信号的高低音分别处理的任务。 2.声卡常见故障解决方法 普通声卡无声 如果声卡安装过程一切正常，设备都能正常识别，也没有插错槽，但却依然无法发出任何声音，这就要从一下几个方面来解除故障。 声卡与音箱或者耳机是否已经正确连接； 音箱或者耳机是否性能完好，没有问题； 音频连接线有无损坏，是否完好； WINDOWS 音量控制中的各项声音通道是否被设置成为静音模式。 如果以上 4 条都很正常，依然没有声音，那么我们可以试着更换较新版本的驱动程序试试。如果还不行则可把声卡插到其他的机器上进行试验，以确认声卡是否是硬件本身的损坏故障。 播放 MIDI 无声 如果声卡在播放 WAV 、玩游戏时非常正常，但就是无法播放 MIDI 文件则可能有以下 3 种可能： 早期的 ISA 声卡可能是由于 16 位模式与 32 位模式不兼容造成 MIDI 播放的不正常； 如今流行的 PCI 声卡大多采用波表合成技术，如果 MIDI 部分不能放音则很可能因为您没有加载适当的波表音色库； WINDOWS 音量控制中的 MIDI 通道被设置成了静音模式。 播放 CD 无声 如果您的无法正常欣赏 CD 唱片，最大的可能就是您没有连接好 CD 音频线，这条 4 芯线是 CD-ROM 和声卡附带的。线的一头与声卡上的 CD IN 相连，另一头则与 CD-ROM 上的 ANALOG 音频输出相连。需要注意的是早期声卡上 CD IN 类型有所不同，必须用适当的音频线与之配合使用。 不支持个别软件所带的音效 如果在 WINDOWS9X 下运行 DOS 程序，则很可能出现这种问题。原因在于系统可能没有引导该声卡在 DOS 下的驱动程序（对直接安装 WIN95 OSR2 的用户则是一定的）。最简单的方法自然是安装该声卡在 DOS 下的驱动程序。确认 AUTOEXEC.BAT