第3章 音频素材的制作与编辑

第3章音频素材的制作与编辑

第3章音频素材的制作与编辑

多媒体课件中的声音与直观的视觉是形象地相辅相成的，合理地加入一些语音和音乐、音响效果，可以更好地表达教学内容，有利于学习者保持大脑的兴奋状态，使视觉思维得以维持。同时，动听的音乐和合适的效果声音还可吸引学生的注意力，调节课堂的紧张气氛，增加学生的学习兴趣，有利于学生更好地思考问题。

本章主要内容：

∙数字音频的基本概念

∙音频素材的采集与获取方法

∙Gold Wave的基本操作

∙音频素材的编辑

3. 1 数字音频的基本概念

本节将介绍声音的数字化过程、数字音频的基本参数、声音文件的格式及声卡的使用，为后面学习音频素材的采集与编辑奠定基础。

3.1.1 声音的数字化

声音本身是一种具有振幅和频率的波，通过麦克风可以把声音转化为模拟电信号，称为模拟音频信号。模拟音频电信号要送入计算机，则需要经过“模拟/数字（A/D）”转换电路转变成数字音频信号，计算机才能对其进行识别、处理和存储。图示3.1是音频信号的数字化过程。

图3.1 声音信号的数字化过程

为了更好地理解和使用数字音频文件，正确的设置声音文件的参数，下面介绍几个相关的概念。

1、采样频率

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多媒体课件制作培训教程

2 采样的概念很简单，生活中也经常使用。例如在一天中，每隔1小时记录一次温

度值这样，一天下来就得到24个温度采样值。如果将这些温度值画在坐标纸上，然后用直线将它们连起来，就得到了一天的温度变化曲线。

根据奈奎斯特理论，当正弦波信号的频率为f时，如果采样频率(每秒钟将模拟信号的声波转变为数字形式信息的次数)的f s满足

f s≥2f

则数字化后的正弦波信号，可以无失真地还原出模拟信号。人耳可听到的声波的频率范围在20Hz~20kHz之间，为了达到这个要求，采样频率应达到40Hz~40kHz，考虑到数字电路对其的影响，必须将其提高10%，即最高采样频率约为44.1 kHz。图表3.2是计算机多媒体普遍使用的采样频率。

图表3.2 多媒体常用采样频率

除以上采样频率外，通常还可以看到6 kHz、8kHz、12kHz、16kHz、24kHz、32kHz 和48kHz的采样频率，它们主要用于网络传输和专业音频制作。

2、采样位数

采样位数表示存储、记录声音振幅所使用的二进制位数，他决定了声音的动态范围。不同的采样位数决定了不同的音质，采样后的数据位数越多，数字化精度就越高，音质就越好，需存储的数据量也就越大。如果采用8位采样位数，则采样的精度为28，如果采用16位采样位数，则采样的精度为216。

我们知道，声音音质可用信噪比(S/N)来确定，信噪比(S/N)越大，音质就越好，而信噪比(S/N)=采样位数⨯6dB(分贝)，这样，8位数字系统的信噪比(S/N)=8⨯6dB=48 dB，而16位数字系统的信噪比(S/N)=16⨯6dB=96 dB。所以采样位数越大，音质效果就越好。市场上常见的16位声卡和32位声卡指的就是采样位数是16位和32位，而准16位声卡是指率采集声音时是用8位采样位数，但可播放16位采样位数的CD唱盘。CD唱盘的采样位数为16位。

3、通道数（声道数）

通道数指一个记录产生一个波形（单声道）或两个波形（双声道立体声）。对于单声道，一次只能产生一个声波信号，立体声能够同时记录或播放两个声道的信号，故能够提供比单声道更好的效果，但其存储容量是单声道的两倍。CD唱片基本都是采用双声道进行声音录放的。

声音文件的每秒数据量的大小是：

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（采样频率⨯采样位数⨯声道数）/8=字节数/秒

例如：我们所听的CD唱片的采样频率为44.1 kHz，采样位数为16位、双声道，则一小时数据量为：

(44.1⨯16⨯2⨯60⨯60)/8=635040kB

所以，一张650MB的CD－R空白光盘可存放65~70分钟的声音或音乐。

3.1.2常用的数字音频文件格式

1、波形文件（.wav）

Windows中所使用的标准数字声音文件称为波形文件，其文件扩展名为.wav，它保存的是利用声卡对自然界中实际声音进行采集并数字化后的数据。播放这种波形文件既可以听到不规则的噪声，也可以听到优美动听的音乐，既可以是单声道，也可以是立体声。换句话说，波形文件中保存的可能是音乐，也可能是其它任意质量的声音。

波形文件是Windows中所使用的标准数字声音文件，因此可以被其它Windows应用程序所调用，例如在Word、PowerPoint、Authorware等软件中都可以嵌入波形文件。

波形文件的缺点主要是其文件太大，它与CD唱片的数据量的大小相近，一张650MB 的空白光盘只能容纳60~70分钟的节目，不适合保存时间过长的声音。因此，在实际应用中，要对其进行压缩处理，现在的很多声卡都提供了硬件压缩或软件压缩的手段。

2、MIDI文件（.mid）

MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是乐器数字接口的缩写，它是1983年由Y AMAHA、ROLAND等公司联合制定的一种数字音乐的国际标准。

MIDI音乐的记录方式与波形音乐不同，它记录的不是波形的数字编码信号，而是按MIDI规范记录下音符、旋律、乐器等信息，即它是对音乐的符号表示。然后，由声卡上的合成器对音乐进行合成，通过扬声器播放出来。因此，声卡的好坏直接影响着MIDI音乐的音质。

与波形文件相比，MIDI文件数据量非常小，而且音质非常好。例如，一个小时的立体声音乐，MIDI文件只有400kB，而波形文件则需要600MB。

MIDI文件的缺点是缺乏重现真实、自然声音的能力。另外，MIDI文件只能记录MIDI 规范所规定的有限的几种乐器的组合，而且受音频适配卡芯片性能的限制难以产生真实的音乐效果。

3、MP3文件（.mp3）

MP3是MPEG Layer3简称，它采用了高比率的数字压缩技术，压缩比率达到12：1，经过MP3编码软件进行编码后的音乐，在音质上与高保真的CD唱片没有什么差别。一张650MB的空白光盘能存储十几个小时的声音文件，也就是说每分钟MP3声音文件只有1MB 大小，这样每首歌的大小只有几兆字节，一张MP3空白光盘可容纳十几张CD唱片的歌曲。借助MP3播放软件对MP3文件进行实时的解压缩（解码），把还原后的声音信号输出给扬声器，MP3的声音就播放出来了。

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