1、楊 楠新聞傳播實驗教學中心中國人民大學新聞學院,音頻制作傳播技術,音頻制作傳播技術,一、聲學基礎知識二、數(shù)字錄音技術三、聲卡四、傳聲器（話筒）五、錄音環(huán)境聲學中的幾個概念六、主要音頻制作軟件介紹,（一）聲音的物理屬性 （二）人耳的聽覺特性,一、聲學基礎知識,1、聲音的產生與傳播 （1）聲音的產生 （2）聲音的傳播 2、聲音大小的度量 （1）聲壓和聲功率 （2）聲壓級和分貝幅,1、人耳的聽覺特征 （1）人耳聽音的頻率范圍（2）人耳聽音的響度范圍 （3）人耳聽音的頻率特點 （4）頻域界定和音質描述 （5）均衡調整 2、聲音的三要素 （1）響度 （2）音調 （3）音色,（一）聲音的物理屬性,聲波傳播

2、示意圖,1、聲音的產生與傳播 （1）聲音的產生,振動,頻率f=1/T(單位：赫茲),復合聲,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：表示組成復合信號的頻率范圍,2、聲音的傳播,聲音傳播的實質是機械振動或氣流擾動而引起的周圍介質發(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：振動方向與傳播方向垂直的波稱為橫波。 縱波：振動方向與傳播方向平行的波稱為縱波。,聲音的傳播,有了聲源和介質，聲音就可以傳播,橫波與縱波,聲音的感覺,可聽聲：20Hz-20kHz 次聲波：20Hz 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、

3、 反射、折射、繞射和干涉。,2、聲音大小的度量,（1）聲壓和聲功率 聲壓：介質壓強的變化稱為聲壓，聲壓的大小決定聲音的強弱 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 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。,（2）聲壓級和分貝聲壓級：人的聞域是0.0002bar， 將其規(guī)定為聲壓級的基準量，即0dB的值。 則痛域200bar的聲壓級就是120dB。分貝：表示聲波強度 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 （1）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

4、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 聞域： 0dB (1kHz)是人們可以聽到的最小的聲音強度值 痛域： 超過120dB是引起痛感的最低聲強值,動態(tài)范圍：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 人類聽覺的頻率范圍：20Hz20kHz 其中敏感區(qū)域是：1kHz4kHz 最敏感區(qū)域是：3kHz4kHz 最敏感點是：3.4kHz,男聲頻

5、率范圍：80Hz500Hz 女聲頻率范圍：100kHz1kHz,聲音的頻段,（4）頻域界定和音質描述四個頻段 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,（）均衡調整,單獨提升、衰減、切除各頻率成分音量 突出不同樂器特征、美化音色 使聲音在整體上更加均衡,、聲音的三要素：響度、音調、音色,（）響度（音量）： 響度是人

6、對聲音強弱大小的主觀感受。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。,（）音調（音高）：是指人耳對聲音高低的感覺。音調主要與聲音的基音頻率有關，基音頻率高則音調高，基音頻率低則音調低。,（）音色（音質）： 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構決定，即由 聲音的基頻和諧波的數(shù)目以及它們之間的相互 關系來決定。,鋼琴和黑管的頻譜圖,（一）模擬音頻與數(shù)字音頻、模擬音頻、數(shù)字音頻（二）音頻信號數(shù)字化、采樣、量化、編碼,二、數(shù)字音頻技術,（一）模擬音頻與數(shù)字音頻、模擬音頻是指通過拾音器（話筒）將機械振動信號轉換成在時間上連續(xù)變化的電信號，電

7、信號以模擬電壓的幅度來表示聲音的強弱，以模擬電壓變化的頻率來表示聲音聲調的高低。,模擬音頻信號,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:是用一系列不連續(xù)的二進制數(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,數(shù)字音頻 ：是一個數(shù)據(jù)序列。,A/D 模擬/數(shù)字轉換D/A 數(shù)字/模擬轉換,ADC(Analog to Digital Converter) 模/數(shù)轉換器DAC(Digital to Analog Converter) 數(shù)/模轉換器,數(shù)模轉換器,聲卡上的數(shù)模轉換器,（二）音頻信號的數(shù)字化,

8、、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）轉換成二進制碼列的過程。 即按某種格式、標準和規(guī)范把量化后的離散值轉換為二進制數(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個量化值,（一）聲卡的歷史（二）聲卡的功能（三）聲卡的組成（四）聲卡的分類,三、聲 卡,聲卡：是多媒體技術中最基

9、本的組成部分，是實現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互轉換的一種硬件。, 誕 生 發(fā) 展 現(xiàn) 狀,（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 Pro,三維音頻技術：A3D EAX AC97：Audio Codec規(guī)范 HD-Audio:高保真音頻（High Definition Audio）, 錄制和回放 模數(shù)/數(shù)模轉換 聲音混合 MIDI接口和音樂合成,（二）聲卡的功能, 數(shù)字信號處理器（DSP） 數(shù)模轉換器（DAC） 模數(shù)轉換器（ADC） 運算放大器 插口、線性輸入（line in）、線性輸出(lin

10、e out) MIDI接口,（三）聲卡的組成部件, 板卡式 集成式 外置式,（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）傳聲器的選擇,四、傳聲器,傳聲器又稱為話筒，它是把聲音信號轉變?yōu)殡娦盘柕囊环N能量轉換器。, 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)能量轉換原理： 1.電磁感應 2.變動電場 3.變動電阻 根據(jù)能量轉換形式： 1.電動式 2.電容式 3.壓電式 4.電磁式等 根據(jù)其他特性： 1.有源型與無源型 2.

11、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）傳聲器的分類, 電動式傳聲器工作原理 電容式傳聲器工作原理,（二）傳聲器工作原理,電動式傳聲器 利用磁場中導體的運動產生電動式而工作 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、音圈和磁鐵等構成一個振動系統(tǒng)。當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度的大小往復運動切割磁力線，線圈中感應出電流，產生輸出電壓。,動圈話筒結構及工作原理,動圈式傳聲器結構及工作原理,電容傳聲器 電容傳聲器利用電容量變化產生電動式而工作。,電容傳聲

12、器應用靜電感應原理，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)生變化而產生電動式。,電容傳聲器結構及工作原理,電容話筒結構及工作原理, 動圈式傳聲器的特點 電容式傳聲器的特點,（三）傳聲器的特點, 結構簡單 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 頻率響應不夠寬,動圈式傳聲器的特點：,動圈式傳聲器, 靈敏度高 頻率響應寬 動態(tài)范圍廣 瞬態(tài)特性好 音質優(yōu)美 易受外界震動的影響 需要供電才能工作,電容式傳聲器的特點：,電容式傳聲器, 聲源的種類和內容 聲源的強度 聲源的范圍,（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

13、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 全指向性傳聲器：適合拾取一片聲源,（一）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）混響時間：可以定義為室內聲音已達到穩(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：判斷演奏環(huán)境（四）延時：是指相對于直達聲而言到達聽音者的反射聲和直達聲之間的時間差。,五、錄音環(huán)境聲學中的幾個概念,錄音的聲學環(huán)境,混響時間與房間容積的關系,六、主流音頻制作軟件介紹（一）在蘋果界面上運行的軟件（二）在PC上運行的軟件,（一）在蘋果界面上運行的軟件, MIDI+音頻軟件 波形編輯

14、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,1. Peak-Bias公司 （蘋果上最好的波形編輯軟件）2. Spark-TC Works公司 （與Peak相比稍微遜色）,波形編輯軟件,（二）在PC上

15、運行的軟件 MIDI+音頻軟件 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)繞聲相關領域 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,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Sony公司購）,波形編輯軟件,Pro to