(精选文档)数字媒体技术导论

(精选文档)数字媒体技术导论内容摘要：

记录形式和记录技术上也有所不同。 下面通过几种不同的声音记录设备来简述一下声音记录技术的发展历史。 （ 1）机械留声机 （ 2）钢丝录音机 （ 3）磁带录音机 在对声音的处理过程中，除了对声音进行记录之外，还需要对声音进行一些其他方面的调整。 如对声音进行音调的调节、多声音混合、高中低音的调整，还有诸如原始声波信号的拾取等。 这就涉及一些其他的音频处理设备。 （ 1）话筒 （ 2）音箱 （ 3）模拟调音台 在对音频模拟信号进行处理时，一般采用模拟的技术手段。 例如，在记录音频信号时，是用无数个连续变化的磁场状态来记录，人们根本无法从中找到一个能代表声波元素的绝对磁场强度，而且每个点 的磁场强度也不是单独存在的。 在进行磁性信号记录之前，信号的传递是线性的传递，即便是在不同能量形式之间的转换（声能 — 电能 — 磁能）也是如此，信号各点之间的关系是不变的。 电器元件是将连续的原始信号的变化形式原封不动的传递给下一个单元，这就是模拟的处理方式。 模拟音频信号在能量转换、传输和记录存储以及声音信号的重放过程种，其信号是连续不间断的。 实际上，根据人耳的听觉特性，人们是无法区别间隔微秒级别以上的声音的前后差别的，而且模拟音频处理设备在工艺上也无法保证在微秒级别以上的前后声音频率相应特征的完全不一致。 数字音频是指用一连串二进制数据来保存声音信号。 这种声音信号在存储和电路传输及处理过程中，不再是连续的信号，而是离散的信号。 关于离散的含义，可以这样去理解，比如说某一数字音频信号种，根据 A代表的是该信号中的某一时间点 a，数据 B是记录时间点b，那么时间点 a和时间点 b之间可以分多少时间点，就已经固定，而不是无限制的。 也就是说，在坐标轴上描述信号的波形和振幅时，模拟信号是用无限个点去描述，而数字信号是用有限个点的描述，如图 25所示。 通常情况下，要获得数字化音频的信号，可以考虑两种途径：第一种途径是将现场声 源的模拟信号或已存储的模拟声音信号通过某种方式转化成数字音频；第二种途径就是在数字化设备种创作出数字音频，比如电子作曲。 一般而言， 音频数字化通常经过三个阶段，即采样 — 量化 — 编码。 音频数字化过程的具体步骤如下： 第一步，将话筒转化过来的模拟电信号以某一频率进行离散化的样本采集，这个过程就叫采样； 第二步，将采集到的样本电压或电流值进行等级量化处理，这个过程就是量化； 第三步，将等级值变换成对应的二进制表示值（ 0和 1），并进行存储，这个过程就是编码。 通过这三个环节，连续的模拟音频信号 即可转换成离散的数字信号 —— 二进制的 0和 1.。 不同的编码方式对应计算机中不同的文件格式，反应在计算机中就是文件的后缀名不同。 数字音频的常见格式有以下几种。 1. WAV格式 对于音频进行处理，主要是为了得到的声音效果能够满足人们听觉上的需要，只不过通过数字的方式可以使音频处理更加简便、更大众化。 数字音频的技术操作具体可以归纳为一下六个方面的内容。 1. 数字录音 该技术操作是指通过数字方式，将自然界中的声源或者在其他介质的模拟 声音，通过“ 采样 — 量化 — 编码 ” 的方式变成计算机或其他数字音频设备中能够识别的数字声音。 该技术操作是指通过相关的数字媒体音频创作工具（如计算机和 Midi键盘、 Midi吉他等），直接生成创作数字音频，通常是数字音乐。 该操作旨在对数字音频素材进行裁剪或者复制。 例如，将某个音频文件中的多余片段去掉，或者将需要重复的声音片段复制到该素材中的其他时间位置，或者仅仅是将两段声音按照顺序连接在一起。 也可成为混音，声音合成是指根据需要，把多个声 音素材叠加在一起，生成混合效果。 这和声音剪辑中两段声音的连接是不一样的，两段声音的连接是有时间的先后顺序，而声音的合成可以使两个声音在同一时间点上出现。 例如，有一个素材是鸡鸣声，而另一个是狗叫声，如果进行声音剪辑的话，那么鸡鸣和狗叫有先后顺序，而声音合成可以是先后出现，也可以是在鸡鸣的时候狗也开始叫唤。 增加特效是指对原始的数字音频素材进行听觉效果的优化调整，以使其符合需要。 例如。 增加混响时间使声音更加圆润，增加回声效果、改变频率、增加淡入淡出效果或者形成倒序声音效果，可使效果更加丰 富。 对数字音频文件操作是指对整个音频文件进行的操作，而非改变其音色、音效。 例如，保存 wav文件，生成 MP3文件，转换声音文件指标和文件格式，或者对数字音频文件进行播放、网络发布、光盘刻录等操作。 1. 数字调音台 进行数字音频处理时，人们可以依赖专业数字音频设备来完成各种音频编辑操作，也可以以来于普通的多媒体计算机和相应的软件技术来完成相应的技术处理。 在某些时候，还可以将专业设备和计算机结合起来，用计算机和软件和控制专业设备 或者二者协同工作，共同进行数字音频编辑。 如前文所述，人类接受信息的来源中有 21%是来自于声音。 而就声音的处理技术上，数字音频技术比模拟音频技术有更大的优势，特别是在当前数字化设备越来越普及的情况下，数字音频技术在工业生产和日常生活中的应用范围也越来越大，大有替代模拟音频处理技术之势。 下面就简单介绍数字音频技术在几个方面的具体应用。 1. 数字广播 传统的音频广播技术有不可克服的技术缺陷。 例如，声音质量满足不了人民的生活需求；广播业务单一，受众只能被动接受广播信息和数据 ；接收质量不能有效保证，特别是在移动接收的情况下。 数字广播可以克服这样的缺点。 试想一下：每个人只要拥有一台计算机，就可以自己制作广播节目，可以建立一个基于互联网的数字广播台，自己可以有选择地点收听他人制作的各种节目而不受时间的限制。 当然这仅仅是基于互联网的数字音频广播技术，人们也可以利用数字卫星来传输数据信号，从而实现数字音频的无线广播，这样无论从声音节目的制作，传输和接收上都可以采用数字方式。 可以试想一下，借助于这种无线音频广播技术，当人们无论置身何处，都可以通过一个数字式的收音机听到 CD音质的广播 节目；还可以试想一下，在校园广播中还可以收听自己宿舍录制的节目等。 通常音乐制作中追求的是声音效果，在传统的音乐制作过程中，追求音乐效果是以昂贵的专业设备为代价的。 而对于现在的音乐制作而言，并非专业的录音棚中才能出成果。 通过普通的话筒，声卡、再配上专业的调音台软件和一个技术操作能手，就可以制作出能与传统工艺媲美的音乐作品，还可以通过数字音源软件去模拟专业乐器的声音效果，创作层次更丰富的音乐产品，而无需手指弹奏。 影视和游戏作品中的声音元素是非常重要的。 对于 影视作品中的声音，除了现场的同期声之外，还有后期处理过程中加上去的背景音乐等，在传统影视制作过程中，这就需要音频制作的相关技术。 而在当前影视制作技术开始数字化的情况下，影视作品中的配音和配乐也越来越多的依靠数字音频技术，在声音与画面的对位上面，借助于数字化技术可以更方便，同时也可以得到效果更逼真的声音记录。 对于游戏而言，一个好的背景音乐和逼真的音响效果是增强游戏人气的重要一环。 数字音频技术还广泛应用于个人和家庭娱乐生活中，如录制个人原创或翻唱歌曲，记录家庭生活声音片段，网络发 布个人博客（个人电台）等。 图像颜色的模型，即颜色的表示模型，通常简称为颜色模型，被用来描述人们能感知的和处理的颜色。 在实际应用中，对颜色的表示方法有很多种。 每一个颜色模型对应一个不同的说明和度量颜色的坐标系。 在颜色模型中，所有被定义的颜色形成了坐标系的彩色空间。 每一种颜色表示颜色坐标系中的一个点，可以使用树枝来衡量。 坐标系不同，同一种烟在不同颜色模型中所对应的数值就不同。 因此对彩色图像的信息进行数字化和具体的颜色模型有关。 常见的颜色模型包括 RGB（红色、蓝色、绿色）、 CMYK（青色 、洋红、黄色、黑色）、HSB（色相、饱和度、亮度）、 YUV、 CIE、 Lab等。 一般来说，显示时采用 RGN颜色模型，印刷时用 CMYK颜色模型，彩色全电视信号数字化采用 YUV颜色模型。 为了便于色彩处理和识别，视觉系统又常采用 HSB颜色模型。 在黑暗中。 人们看不到周围物体的形状和色彩，这是因为没有光线。 如果在光线很好的情况下，有人却看不清色彩，这是因为视觉器官不正常（如色盲），或是眼睛过度疲劳的缘故。 在同一光线条件下，之所以会看到不同景物具有各种不同的颜色，这时应为物体的表面据游吸收或反射不同光线的能力。 光不同，眼睛就会看到不同的色彩。 因此，色彩的发生，时光对人的视觉和大脑发生作用的结果，是一种视知觉。 由此看来。 需要经过光 —— 眼 ——神经的过程才能见到色彩。 当人的眼睛受到 380~780nm范围内可见光谱的刺激后，除了有亮度的反应外，同时产生色彩的感觉。 一般情况下进入视觉通过以下三种方式。 （ 1） 光源。 光源发出的色彩直接进入视觉，像霓虹灯、日光灯、蜡烛等的光线都可以直接进入视觉。 （ 2） 透射光。 光源经过透明或半透明物体后再进入视觉的光线，成为透射光。 透射光的亮度和颜色取决与入射光穿过被透物体 之后所达到的光透射率及波长特征。 （ 3） 反射光。 反射光是光进入是眼睛的最普遍的形式。 在有光线照射的情况下，眼睛能看到任何物体都是该物体的反射光进入视觉所致。 颜色模型是用来描述人们能感知的和处理的颜色。 RGB颜色模型是颜色最基本的表示模型，也是计算机系统彩色显示器采用的颜色模型。 其中 R、 G、 B分别代表红（ Red）、绿（ Green）、蓝（ Blue）三色。 RGB颜色模型通常用如图 3— 1所示的单位立方体来表示。