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电脑音乐技术基础
1。对midi基础的总体把握
2. midi技术简介
什么是midi?midi是Musical Instrument Digital Interface的缩写,叫作:乐器数字化接口。 实际上它只是一种协议或者规范、标准,既不是硬件也不是软件。
不同的midi设备之间是靠midi信息来联系的,midi信号的传输依靠midi电缆,从一个设备流向另一个设备。这里要区分midi信号与音频信号的区别,前者是一种控制信号,后者是一种模拟信号,例如从midi键盘输出的是midi信号,是用来控制midi设备工作的。从音源输出的是模拟信号。midi信号流入音源,通过调用音色,然后从音源输出音频信号。打个比喻来说,midi信号可以看作是一个命令,那么音频信号便是执行命令的动作。
midi事件 我们在很多资料中会经常碰到如:“midi事件”、“控制轮事件”等十分专业的“事件”术语。请千万别被它吓倒,midi信息都可以看作是一个指令,而习惯上却称之为midi事件。就好像我们去买东西,专业点可以说成是执行了一个购买事件。
3. 数字音频技术
midi技术和数字音频是电脑音乐的两大核心,数字音频技术的重要性一点也不亚于midi技术。但电脑只能处理数字信号,例如midi信号,音频信号只有转为数字方式才能为电脑所识别、编辑。现在我们先来认识声音。声音是一种机械波,依靠介质来传播。声音有三个基本性质:音高、音量和音色。
音高决定于物体的振动频率,衡量单位是Hz。频率高,音调就高。乐器用的标准A音的振动频率是440Hz,钢琴中央C音的振动频率是261.63Hz。一般来说,人耳可听范围是20??20000Hz。
音量决定于物体的振动幅度,表示声音强弱的数值叫声压级或声强级,衡量单位是分贝。振幅大,响度大即音量大。一般人能够分辨的音量变化是3分贝。
音色由物体本身的性质决定,不同的振动物体的音色都不同。事实上,物体的振动所发出的声音由多个不同频率的音波所组成,最主要的频率叫基频。音高便由基频决定,而音色则由基频外的谐波分量影响。
前面我们对声音有个大体认识后,接着我们来看看电脑对声音信号的处理,即数字音频技术。 要想让电脑能处理音频信号,首先要把声音的波形转换成电脑能够理解的二进制数据,这一步称为声音信号数字化,亦即A/D转换。将声音处理完之后,数字音频信号要转换为模拟信号才为人耳听到,这一步叫D/A转换。现在我先来介绍A/D转换的基本知识。A/D转换分为采样、量化、编码 三个部分。
采样就是按一定的时间间隔对声音波形进行样本采集,获取一系列的样本值。因为声波是一种波形信号,信息量巨大,我们只能根据需要采集一定的样本输入电脑进行处理。如果我们采集的样本越多,那么恢复的波形会越接近原来的声音波形。于是就出现了一个重要的概念:采样率。就是单位时间内应采集多少个声音样本。实际上,采样频率达到原信号频率的两倍以上就能较精确地重现原信号波形。我们在前面说过,一般人的听力范围是20??20000Hz,那么采样率达到40Khz已能满足一般人的需要了。专业声卡一般提供以下几种采样率:32、24、44.1、48、88.2、96KHz。CD标准的采样率是44.1KHz。 按道理44.1的采样率已满足我们的要求,实际上我们在录制声音时往往采用44.1KHz以上的采样率。因为我们采样是为了对音频信号的处理,试想,经过多重处理后,波形质量会有所改变的,所以越高的采样率,对作品的质量越好。但要知道,采样率越高,电脑处理的信息量就越大,对电脑硬件的要求就越高。所以,一般来说48KHz的采样率录音已满足一般的要求了。
电脑采样后,数据还需要量化才能被电脑所识别。所谓量化就是把采样值用二进制来表示。因为采样值实在是太多了,电脑没可能对每个采样值都精确量化,否则所产生的数据量大得惊人。就好像世界上那么多人,每人的脚大小都不一样,没可能每人都量脚订造一双鞋吧!买鞋是按码数来买,同样道理量化也要有自己的“码”,那就是量化精度,用Bit来表示。鞋码有几种标准的,有英寸制、欧洲标准等等的。如果将一定长度的鞋定为最高标准,那么将码数等分分得越细,你就越能挑出适合你自己的鞋。同样道理,采样精度也分有16、18、20、24Bit。 CD音质的标准就是16bit。
经过采样、量化得到的数据还要进行编码调整,才能被计算机处理。数字音频技术一般采用PCM编码,即脉冲编码调制。
要注意的是,音频数据占据的磁盘空间是非常大的,一分钟CD音质(16bit/24KHz)的立体声音频数据需要约10M磁盘空间。对于我们的作品要转播于网络上,一般是经过压缩处理的mp3文件或其他已被压缩过的文件!电脑里的音频文件一般是.wav文件,另外我们直接从CD中抓取音轨为wav文件,那是直接数字传输,不存在失真问题,这样我们就有很好的素材了!
----来源<MIDIFANS>