31多媒体作品中的声音.ppt

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1、第三章第三章 声音声音 阳高四中阳高四中 多媒体作品中的声音多媒体作品中的声音 1. 深入了解声音表达信息的特点深入了解声音表达信息的特点 2. 理解声音数字化表示的基本方法理解声音数字化表示的基本方法 3. 体会数字音频给人的生活带来的影响体会数字音频给人的生活带来的影响 教学目标 声音同视频、动画一样，都是重要的信声音同视频、动画一样，都是重要的信息表达方式，由于数字化音频在加工、存储息表达方式，由于数字化音频在加工、存储、传递方面的方便性，它正成为信息化社会、传递方面的方便性，它正成为信息化社会人们进行信息交流的重要手段。人们进行信息交流的重要手段。多媒体作品中的声音 我们知道声音是人类

2、社会历史最悠久、使用频率我们知道声音是人类社会历史最悠久、使用频率最高的信息媒体。最高的信息媒体。 为何它会成为使用频率最高的信息表达方式呢？为何它会成为使用频率最高的信息表达方式呢？ 因为它具有了其它信息表达方式没有的特点。因为它具有了其它信息表达方式没有的特点。分别是：分别是： 方便方便 直接直接 有效有效声音表达信息的特点 无声电影和有声电影无声电影和有声电影 无声电影定义：又称无声电影定义：又称“默片默片”。早期电影只有画面。早期电影只有画面，影片本身不发出声音，剧中人物的说白通过动作，影片本身不发出声音，剧中人物的说白通过动作、姿态以及插入字幕间接表达。、姿态以及插入字幕间接表达。

3、无声电影时期，诞生了一大批电影艺术大师，梅里无声电影时期，诞生了一大批电影艺术大师，梅里爱、格里菲斯、卓别林、爱森斯坦、勒内爱、格里菲斯、卓别林、爱森斯坦、勒内克莱尔克莱尔、茂瑙等，他们在电影创作实践中已经积累和完善、茂瑙等，他们在电影创作实践中已经积累和完善了一套成熟的影像蒙太奇艺术。了一套成熟的影像蒙太奇艺术。 声音在电影中的应用无声电影如此好，为什么还会产生有声电影呢？无声电影如此好，为什么还会产生有声电影呢？ 就是因为声音具有了那些特点，使得声音、对就是因为声音具有了那些特点，使得声音、对白的魅力不需要再做更多的渲染，就可以立即吸引白的魅力不需要再做更多的渲染，就可以立即吸引所有观众的

4、注意力所有观众的注意力 。声音在电影中的应用 如何记录自然界和社会生活中的声音信息，一如何记录自然界和社会生活中的声音信息，一直是人类梦寐以求的理想。直到直是人类梦寐以求的理想。直到1919世纪爱迪生发明世纪爱迪生发明了留声机，人们才能留住声音；到了了留声机，人们才能留住声音；到了2020世纪，随着世纪，随着电磁技术和激光技术的不断发展，逐步出现了录音电磁技术和激光技术的不断发展，逐步出现了录音机、机、cdcd和和dvddvd播放机等声音播放设备。随着音频压播放机等声音播放设备。随着音频压缩技术的发展，又出现了缩技术的发展，又出现了mp3mp3、mp4mp4、rmrm、wmawma等声等声音格

5、式，相应出现了多种播放设备，常见的有：音格式，相应出现了多种播放设备，常见的有：唱唱片播放机、录音机、片播放机、录音机、vcdvcd播放机、播放机、cdcd播放机、播放机、dvddvd播播放机、放机、mp3mp3、mp4mp4、等。等。声音在电影中的应用1. 1. 作品中承载信息的媒体有哪些？作品中承载信息的媒体有哪些？ 2. 2. 其中使用了哪几种声音？其中使用了哪几种声音？ 3. 3. 声音的使用方式？声音的使用方式？ 4. 4. 声音在作品中的作用？声音在作品中的作用？ 总结：多媒体技术中一种重要媒体来自声音，包括总结：多媒体技术中一种重要媒体来自声音，包括语音、音响和音乐。声音的作用是

6、直接通过讲话表语音、音响和音乐。声音的作用是直接通过讲话表达信息、制造某种效果和气氛、播放音乐等。达信息、制造某种效果和气氛、播放音乐等。 利用声音表达信息的方法1.1. 将光盘中的文件存储到计算机中将光盘中的文件存储到计算机中2. 2. 将磁盘中的文件存储计算机中将磁盘中的文件存储计算机中3.3. 将将U U盘或移到硬盘中的文件存储到计算机中盘或移到硬盘中的文件存储到计算机中4. 4. 从网络下载从网络下载5. 5. 通过话筒将自已的语音录入到计算机中通过话筒将自已的语音录入到计算机中6.6. 利用录音机将磁带中的内容录制到计算机中利用录音机将磁带中的内容录制到计算机中7.7. 利用利用mi

7、dImidI设备制备音频设备制备音频获声音取的途径大致有以下几个方面：获声音取的途径大致有以下几个方面：获取声音的途径那么，在上面总结声音采集的那么，在上面总结声音采集的7 7个途径中，有没有个途径中，有没有是以二进数字形式存放的？是以二进数字形式存放的？ 前前4 4种声音信号是以二进数字形式存放在存储介种声音信号是以二进数字形式存放在存储介质中的质中的 第第5 5、6 6种方式传输到声卡端口的信号是模拟音频种方式传输到声卡端口的信号是模拟音频 第第7 7种是由信息技术设备直接制作成的二进制信种是由信息技术设备直接制作成的二进制信息存储在计算机中息存储在计算机中 而第而第5、6种声音是如何保存

8、到计算机中的呢？种声音是如何保存到计算机中的呢？获取声音的途径在多媒体中，声音的获取有在多媒体中，声音的获取有两种方式两种方式：1.1.将声音数字化。将声音数字化。2.2.利用利用MIDIMIDI设备或用计算机软件编写设备或用计算机软件编写MIDIMIDI音乐音乐。声音的数字化表示1 1、声音的数字化、声音的数字化 把声音（声波）转化为可以被计算机读懂的数把声音（声波）转化为可以被计算机读懂的数字信号，就叫声音的数字化。字信号，就叫声音的数字化。声音数字化的有两个过程：声音数字化的有两个过程： 将声音信号转变为电信号（模拟音频信号）将声音信号转变为电信号（模拟音频信号） 将电信号（模拟音频信号

9、）转变为数字信号（将电信号（模拟音频信号）转变为数字信号（数字音频）数字音频）声音的数字化表示2 2、模拟、模拟/ /数字转换器数字转换器 声音的数字化需要一种转换器。声音的数字化需要一种转换器。 这种转换器（设备），将时间上连续的模这种转换器（设备），将时间上连续的模拟音频信号转变为用来表示声音的数据序列。拟音频信号转变为用来表示声音的数据序列。声音的数字化表示 图图3-13-1和图和图3-23-2、图、图3-33-3分别为模拟音频信号波形及分别为模拟音频信号波形及其数字化过程的示意图。图中横轴表示时间，纵轴表其数字化过程的示意图。图中横轴表示时间，纵轴表示电压，曲线代表原始模拟音频信号，模

10、拟示电压，曲线代表原始模拟音频信号，模拟/ /数字转数字转换主要有如下两个过程。换主要有如下两个过程。声音的数字化表示(1)(1)采样采样 每隔一个时间间隔在每隔一个时间间隔在模拟音频波形上取一个幅模拟音频波形上取一个幅度值。这样，由一个连续度值。这样，由一个连续的模拟音频波形，产生了的模拟音频波形，产生了一组离散的数值序列。其一组离散的数值序列。其中时间间隔被称为采样周中时间间隔被称为采样周期。期。因此，单位时间采样因此，单位时间采样的次数就是采样频率（又的次数就是采样频率（又称采样率）。称采样率）。声音的数字化表示(2)(2)量化量化 将模拟音频信号的电将模拟音频信号的电压幅值范围划分为个

11、级数压幅值范围划分为个级数，每个级数对应一个二进，每个级数对应一个二进制数字，将各个采样结果制数字，将各个采样结果提升或下降到级数值，形提升或下降到级数值，形成一组二进制数字序列。成一组二进制数字序列。其中，其中，N N被称为量化位数被称为量化位数（单位名称为比特（单位名称为比特bitbit），2 2N N被称为量化级。被称为量化级。n2N2声音的数字化表示 过上述的采样和量化，就可以将模拟音频信号转过上述的采样和量化，就可以将模拟音频信号转化为一组用来表示声音的二进制数字序列化为一组用来表示声音的二进制数字序列-数字音数字音频。频。 采样频率和量化位数的增加会使数字音频的采样频率和量化位数的

12、增加会使数字音频的质量质量更有保证更有保证。但同时也会使数字音频所占用的。但同时也会使数字音频所占用的空间更大空间更大。因此，只要数字化的效果达到人的听觉就可以了。因此，只要数字化的效果达到人的听觉就可以了。典型的采样频率为典型的采样频率为5kHz5kHz到到100kHz100kHz，量化位数为，量化位数为8bit8bit或或16bit16bit。声音的数字化表示 常见的音频文件所占磁盘的存储量计算公式为常见的音频文件所占磁盘的存储量计算公式为（单位：比特）：（单位：比特）： 存储量采样频率量化位数声道数时间存储量采样频率量化位数声道数时间如果如果CDCD音质的采样频率为音质的采样频率为44.

13、1kHz44.1kHz，量化位数为，量化位数为16bit16bit，那么，一首，那么，一首4 4分钟分钟CDCD双声道立体声音乐的数双声道立体声音乐的数据长度是多少？据长度是多少？数据长度数据长度=44.1=44.11000100016162 24 46060 =338688000 =338688000（bitbit）这里有一些知识是：这里有一些知识是： 8bit=1 byte 1kb=1024b 8bit=1 byte 1kb=1024b；1mb=1024kb1mb=1024kb数据长度数据长度=338688000=3386880008 81024102410241024 40.374 Mb

14、 40.374 Mb例题(3)(3)编码编码 数字音频的数据量是相当大的。我们需要借助数字音频的数据量是相当大的。我们需要借助编码技术将数字音频序列按一定的格式记录下来。编码技术将数字音频序列按一定的格式记录下来。这样就减少了数据量，更方便顺利地利用信息技术这样就减少了数据量，更方便顺利地利用信息技术存储、处理和传输数字音频。存储、处理和传输数字音频。 数字音频的常用编码有波形编码、参数编码和数字音频的常用编码有波形编码、参数编码和混合编码。混合编码。声音的数字化表示1.1.波形编码波形编码 利用采样和量化过程来表示音频信号的波形，使编码利用采样和量化过程来表示音频信号的波形，使编码后的音频信

15、号与原始信号的波形尽可能匹配。后的音频信号与原始信号的波形尽可能匹配。 （适应性强、音频质量好，但文件长度较大）（适应性强、音频质量好，但文件长度较大）2.2.参数编码参数编码 通过分析声音的波形，产生必要的一些参数，把波形通过分析声音的波形，产生必要的一些参数，把波形的编码转化为对这些参数的编码。的编码转化为对这些参数的编码。 （压缩率很高、但计算量大，保真度低）（压缩率很高、但计算量大，保真度低）声音的数字化表示3.3.混合编码混合编码 介于波形编码和参数编码之间介于波形编码和参数编码之间 （提高压缩率的同时得到较高的音质）（提高压缩率的同时得到较高的音质） 如如MP3MP3格式格式声音的

16、数字化表示 多种编码带来多种格式的音频文件，如多种编码带来多种格式的音频文件，如mp3mp3，rmrm，wmawma，wavwav等等。播放器对音频格式等等。播放器对音频格式的兼容性以及具体工作的要求，约束我们要用的兼容性以及具体工作的要求，约束我们要用不同的音频格式，因此经常需要对音频格式进不同的音频格式，因此经常需要对音频格式进行转换。行转换。 声音的数字化表示采样采样量化量化编码编码简而言之，声音的数字化就是以下三个过程简而言之，声音的数字化就是以下三个过程：声音的数字化表示 “MIDI” “MIDI”，是英文，是英文musical instrument digital musical

17、instrument digital interface(interface(乐器的数字化接口）的缩写。乐器的数字化接口）的缩写。 MIDI MIDI 本身意思只是音乐设备数字接口。本身意思只是音乐设备数字接口。 这种接口技术的这种接口技术的作用就是使电子乐器与电子乐器，电子乐器与电脑之间通过一作用就是使电子乐器与电子乐器，电子乐器与电脑之间通过一种通用的通讯协议进行通讯，种通用的通讯协议进行通讯， 这种协议自然就是这种协议自然就是MIDIMIDI协议了。协议了。 MIDI MIDI的主要设备及其作用如表的主要设备及其作用如表3-23-2所示。所示。 MIDI音乐MIDI音乐MIDI音乐 MI

18、DI MIDI音乐是利用电子乐器演奏乐曲，通过音乐是利用电子乐器演奏乐曲，通过MIDIMIDI接口将接口将演奏的乐曲、键名、力度、时值等信息（演奏的乐曲、键名、力度、时值等信息（MIDIMIDI信号）输入信号）输入电脑，音序器对音乐信息进行记录、存储、编辑，再由电脑，音序器对音乐信息进行记录、存储、编辑，再由MIDIMIDI软件进行整理、加工，其中记录着所要演奏的乐曲信软件进行整理、加工，其中记录着所要演奏的乐曲信息。最后再由合成器解释息。最后再由合成器解释MIDIMIDI中的音乐信息，将其与音源中的音乐信息，将其与音源中的样本合成，并通过扬声器还原为乐器声音。中的样本合成，并通过扬声器还原为

19、乐器声音。 MIDI音乐 在计算机的发展过程中，人们一直努力探索了利用在计算机的发展过程中，人们一直努力探索了利用计算机进行声音处理，尤其多媒体计算机产生以后，数计算机进行声音处理，尤其多媒体计算机产生以后，数字化声音的应用得到了空前的发展和广泛的应用。字化声音的应用得到了空前的发展和广泛的应用。 在我们的日常生活中，经常会接触到数字音频，数在我们的日常生活中，经常会接触到数字音频，数字音频为我们的生活增添了许多的色彩。字音频为我们的生活增添了许多的色彩。音乐是一种神音乐是一种神奇的东西奇的东西，心情不好时心情不好时, ,它是一曲快乐调子它是一曲快乐调子; ;无聊时无聊时, ,它给它给你充实你

20、充实; ;疲劳时疲劳时, ,它给你一搂清香它给你一搂清香, ,心旷神怡心旷神怡。 数字化声音与我们的生活小结多媒体作品中的声音多媒体作品中的声音声音表达信息的特点声音表达信息的特点声音的数字化表示声音的数字化表示数字化声音与我们的生活数字化声音与我们的生活声音的数字化声音的数字化MIDI音乐音乐1. 1. 数字音频采样和量化过程所用的主要硬件是（数字音频采样和量化过程所用的主要硬件是（ ）。）。 A. A. 数字编码器数字编码器 B. B. 数字解码器数字解码器 C. C. 模拟到数字的转换器（模拟到数字的转换器（ A/ D A/ D 转换器）转换器） D. D. 数字到模拟的转换器（数字到模

21、拟的转换器（ D/ A D/ A 转换器）转换器） 2. 2. 以下哪些文件格式不属于音频格式（以下哪些文件格式不属于音频格式（ ）。）。 （1 1） mp3 mp3 （2 2） AVI AVI （3 3） WAV WAV （4 4） MID MID A. A. 仅（仅（ 2 2 ） B. B. （ 1 1 ）（）（ 2 2 ） C. C. （ 1 1 ）（）（ 2 2 ）（）（ 4 4 ） D. D. 全部全部 练练 习习3. 3. 下列采集的波形声音质量最好的是（下列采集的波形声音质量最好的是（ ）。）。 A. A. 单声道、单声道、 8 8 位量化、位量化、 22.05 kHz 22.0

22、5 kHz 采样频率采样频率 B. B. 双声道、双声道、 8 8 位量化、位量化、 44.1 kHz 44.1 kHz 采样频率采样频率 C. C. 单声道、单声道、 16 16 位量化、位量化、 22.05 kHz 22.05 kHz 采样频率采样频率 D. D. 双声道、双声道、 16 16 位量化、位量化、 44.1 kHz 44.1 kHz 采样频率采样频率 4. 4. 声音信号有模拟信号和数字信号，其中磁带音乐属于声音信号有模拟信号和数字信号，其中磁带音乐属于 _ _信号，信号，MP3MP3音乐属于音乐属于_信号，信号，MIDIMIDI音音 乐属于乐属于_信号声音。信号声音。练练 习习5.5.数字音频的常用编码有数字音频的常用编码有_、_、_ _ 。6.6.将模拟声音信号数字化，需要经过将模拟声音信号数字化，需要经过_、_和编和编 码三个阶段。码三个阶段。 7.7.一首数字音乐的采样频率越高，其音质就越一首数字音乐的采样频率越高，其音质就越_，而其，而其 文件体积就越文件体积就越_。练 习