【文章內容簡介】 sical Instrument Digital Interface 樂器數字接口 )。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 56 ?MIDI不是把音樂的波形進行數字化采樣和編碼，而是將數字式電子樂器的彈奏過程以命令符號的形式記錄下來，如按了哪一個鍵、力度多大、時間多長等。 ?當需要播放這首樂曲時，根據記錄的樂譜指令，通過音樂合成器生成音樂聲波，經放大后由揚聲器播出。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 57 電子音樂中的幾個常用術語 ? 電子合成器（ musical synthesizer） 是由數字信號處理器和其他集成電路芯片構成的電子設備，用來產生并修改正弦波形，然后通過聲音產生器和揚聲器發(fā)出特定的聲音。 ? 復調（ polyphony） 指合成器同時演奏若干音符時發(fā)出的聲音。如鋼琴、吉他等樂器可以同時演奏幾種音符，而雙簧管就不能。復調著重于同時演奏的音符數，如鋼琴的和弦音符。 ? 多音色（ timbre） 指同時演奏幾種不同樂器時發(fā)出的聲音。它著重同時演奏的樂器數。例如，具有 6音符復音的 4種樂器合成器，可以同時演奏 4種不同聲音的 6個音符，如 3個鋼琴的合弦音符、1個長笛、 1個小提琴和 1個薩克斯管的音符。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 58 ? (1)MIDI電子樂器 ? 它是能產生特定聲音的合成器，如電子鍵盤、吉他、薩克斯管等；它們相互間的數據傳送符合 MIDI的通信約定。 ? (2)MIDI消息 (message)或指令 ? MIDI軟件通信協(xié)議，實際上是用數字指令描述的音樂樂譜，其中包含音符、強度、定時及樂器的指派等。 ? (3)MIDI接口 (interface) ? MIDI硬件通信協(xié)議，可使電子樂器互連或與計算機硬件端口相連，可發(fā)送和接收 MIDI消息。 ? (4)MIDI通道 (channel) ? MIDI標準提供了 16個通道，每種通道對應一種邏輯的合成器，即對應一種樂器的合成。 ? (5)音序器 (sequencer) ? 它指可用來記錄、編輯和播放 MIDI文件的計算機程序。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 59 ? 電腦合成音樂需要使用 MIDI語言。 MIDI語言利用字節(jié)傳送來告知相應的設備能夠做什么和不能做什么。MIDI字節(jié)通知樂器、聲卡和其他 MIDI設備什么時候開始和什么時候結束演奏音符 . ? MIDI自身并不產生和傳送聲音，只是傳送產生聲音的控制符號 . ? 使用 MIDI語言的設備（ MIDI設備）可以互聯。典型設備是合成器或者 MIDI控制鍵盤，也可以是外掛式音響效果單元、計算機、配備有 MIDI接口的吉他等 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 60 (1) MIDI音樂的產生過程 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 61 (2) MIDI通道 ? 當 MIDI設備交流信息時，需要遵循一定的事件序列。例如，兩個 MIDI設備在建立連接之后首先要做的事情就是在使用相同的 MIDI通道方面達成一致。 MIDI可以在 16個這樣的通道上進行操作，這些通道用數字分別標記為 0～ 15。只要兩個 MIDI設備進行交流，就必須使用相同的通道。對電腦合成音樂，每個邏輯通道可指定一種樂器，音樂鍵盤可設置在這 16個通道之中的任何一個，而 MIDI聲源或者聲音模塊可被設置在指定的 MIDI通道上接收 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 62 (3) MIDI接口和計算機的連接 MIDI互聯 ?MIDI接口由三個端口組成：輸入端口 (In)、輸出端口 (0ut)和直達端口 (Thru) 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 63 MIDI互聯 MIDI IN 它接收由其它 MIDI設備發(fā)出的消息，如電子鍵盤、安裝在計算機中的 MIDI適配卡等。 MIDI OUT 它把設備產生的原始消息發(fā)出去，如把 MIDI消息送到其它樂器。 MIDI THRU 通過這個端口，把在 MIDI IN端口接收到的消息不作任何改動直接送到其它 MIDI樂器。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 64 ? MIDI指令送到合成器，由合成器 (synthesizer)產生相應的聲音。同樣的樂譜如選擇不同的樂器播放，會聽到不同的音色 ? MIDI制造商協(xié)會 (MIDI Manufacturers Association)制定了通用 MIDI規(guī)格 (General MIDI Mode)，簡稱 GM規(guī)格。通用 MIDI標準同時定義了 GM音色庫 (一個音色庫，也被稱為音色映射，支持 128種樂器聲音 )和 GM打擊音色庫 (只包含打擊樂器發(fā)出的聲音 )，另外還定義了其他一些與音樂相關的性能，如每個 GM設備應支持的聲音數量和 MIDI消息種類。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 65 不同類別 MIDI設備的音色代碼區(qū)間 程序號 樂器族 程序號 樂器族 1～ 8 鋼琴 65～ 72 簧管樂器 9～ 16 半音打擊樂器 73～ 80 笛 17～ 24 風琴 81～ 88 合成主音 25～ 32 吉他 89～ 96 合成衰減 33～ 40 貝司 97～ 104 合成效果 41～ 48 琴弦 105～ 112 民間樂器 49～ 56 合唱 113～ 120 打擊樂器 57～ 64 銅管樂器 121～ 128 聲音效果 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 66 MIDI案例：電子琴 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 67 MIDI合成的產生方式有兩種： FM(frequency modulation)合成和 波表 (Wavetable)合成。 ?FM頻率調制合成 是通過硬件（稱為發(fā)生器）產生正弦信號，再經處理合成音樂。合成的方式是將波形組合在一起。 ?這種方式在理論上有無限多組波形，即可以模擬任何聲音，而且可以任意修改音色。由此模擬的樂器較高或較低頻率的信號失真度很大，音色真實度很差 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 68 FM合成器（硬件產生若干正弦波再組合） 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 69 音樂系統(tǒng)框圖 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 70 ?波表的原理是在 ROM中以數字格式存儲各種實際樂器的聲音采樣，聲音采樣以聲波的形式被組織到能夠對其進行單獨處理的庫中或者表內，需要合成某種樂器的聲音時，調用相應的實際聲音采樣合成該樂器的樂音。 ?ROM存儲器的容量越大，合成的效果越好 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 71 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 72 ?用樂譜指令代替聲音數據 ?有效記錄和重現各種樂器聲音 ?MIDI聲音僅適于重現打擊樂或一些電子樂器的聲音 ?占用存儲空間極小 ?例如一個 8位、 2s就需超過 40KB的容量，而一個 MIDI文件播放 2分鐘所需的空間不超過 8KB。 ?適合樂曲創(chuàng)作和遠距離傳輸 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 73 本節(jié)介紹數字音頻的應用技術，包括聲音的采集、編輯以及音效處理。為敘述方便，音頻制作以聲音制作軟件 SoundFe為例，其他聲音處理軟件大同小異，希望同學們在學習時注意方法，努力做到舉一反三。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 74 1. SoundFe音頻編輯軟件簡介 ? (1) Sound Fe的功能 ? 聲音剪輯：聲音片段的刪除、語序的調整； ? 音量調整：整體調整、淡入（ Fade In）、淡出（ Fade Out）、包洛線調整（ Envelop）、左右聲道的平衡調整； ? 頻率均衡處理（ EQ）； ? 混響 /回聲 /延遲處理（ Reverb/Echo/Delay）； ? 合唱（ Chorus）處理； ? 動態(tài)（ Dynamic）（包括壓縮、限制、門）處理； ? 失真（ Distortion）處理； ? 降低噪音處理（ Noise）； ? 升降調，時間拉伸處理； ? 聲音格式轉換：包括文件格式和數字化指標； ? 可以編輯視頻文件中的聲音，并進行編輯； ? 用 FM（調頻）的方法生成聲音。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 75 (2) Sound Fe屏幕布局 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 76 (3)基本操作 ?通過下例學習文件的打開、聲道的轉換、數字化指標的轉換、提高音量和文件格式轉換 ?例 體聲語音文件，采樣頻率 ，采樣精度 32位，請對其做以下處理： ?（ 1）將雙聲道聲音轉換成單聲道聲音； ?（ 2）采樣頻率轉換為 8kHz，樣本精度轉換成 16位； ?（ 3）將其音量提高 20%。 ?（ 4）將文件格式轉換為 mp3格式，話音質量。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 77 ?解 : ? (1)使用“ File\Open” 菜單命令打開聲音文件； Sound Fe可以同時打開多個文件，所以，編輯時要注意欲編輯的文件必須是當前文件 . ? (2)聲道轉換。執(zhí)行“ Process\Channel Converter” 菜單命令 ? (3)修改技術指標。執(zhí)行“ process\Resample” 菜單命令 ,輸入新的采樣頻率“ 8,000” 。 ? (4)執(zhí)行“ Process\Bitdepth Converter” 在打開的對話框中設置“ Bit depth” 為“ 16” 位。 ? (5)提高音量。執(zhí)行“ Process\Volume” 菜單命令 ? (6)保存文件為 mp3文件。執(zhí)行“ File\Save As” 菜單命令 ,保存類型選擇“ MP3 Audio(*.mp3)” ，單擊“ Template” 右邊的“ Custom” 按鈕，打開“ Custom Setting” （自定義設置）對話框（圖 218b），選擇“ Bit Rate” 為“ 8kbps 8,000Hz” ，單擊“ OK” ，并保存文件 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 78 ? 在使用計算機進行錄音時，話筒的插頭應插入聲卡的 MIC(話筒 )輸入插座內。 ?聲卡有兩個輸入插座，一個用于話筒，一個用于線路輸入。 ?用于話筒的插座靈敏度高，一般為 ～ 3mv，適于輸入微弱的信號； ?用于線路輸入的插座靈敏度低，主要與音響設備的線路輸出端連接，適于輸入強度較大的信號，一般為 500～1000mv。 ? 上述兩個插座不要混淆。如果把話筒插在線路輸入插座內，將錄不到聲音 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 79 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 80 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 81 (1)質量選擇 ? 錄制聲音時應根據不同的要求選擇不同的質量參數，包括采樣頻率、樣本位數、聲道數、編碼格式等。 ? 錄音時，應注意調整輸入信號的強度，使其不超過錄音設備的動態(tài)范圍，否則將產生削頂失真，音感阻塞，嚴重時無法辨別聲音的內容。 ? 信號強度過低，也不能獲得滿意的聲音，原因是信號與噪聲的比值小，噪聲相對比較明顯，影響了音質。 ? 正式錄音前，最好先試錄一次，以調整音響效果。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 82 (2)聲音格式的轉換 ? 一般的聲音處理軟件兼容多種格式的聲音文件，使得聲音格式的轉換非常簡單，只要在保存文件時使用“另存為”，然后選擇不同的文件格式、質量級別、壓縮算法或不同的性能指標。 ? 例 以 、 16位位深度錄制以下唐詩。去除錄制過程中過長的停頓、喀喀聲，調整音量，分別將其保存為 WAV文件、 FM音質的 MP3文件和 rm文件。 游子吟 孟郊 慈母手中線，游子身上衣。 臨行密密縫，意恐遲遲歸。 誰言寸草心，報得三春輝？ 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 83 錄音操作步驟 ?環(huán)境準備 ?啟動 Sound Fe ?創(chuàng)建新文件 ?選擇音頻格式參數 ?錄音 ?按指定文件格式保存 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 84 ① 環(huán)境準備 ? 連接話筒，在 Windows控制面板中雙擊 “ 聲音和多媒體 ” 圖標，打開 “ 聲音和多媒體 ” 對話框（圖 219a），選擇 “ 音頻 ” 選項卡，單擊 “ 錄音 ”