数字媒体技术教案-许昌网站建设

数字媒体技术教案-许昌网站建设内容摘要：

出版物 有纸印刷 文字、图片 电子照排 纸张 传统 传统 电子出版物 光盘出版 多媒体信息 多媒体制 作 光盘 传统 多媒体 计算机 电子出版物 网络出版 多媒体信息 多媒体制 作 硬磁盘 Inter 网络多媒体计算机  数字媒体应用领域 —— 创意设计 创意设计方面，包括工业设计，企业徽标设 计，漫画创作、动画原形设计、数字绘画创作，游戏设计等。 创意设计是多媒体活泼性的重要来源，好的创意不仅使应用系统独具特色，也大大提高了系统的可用性和可视性。 精彩的创意将为整个多媒体系统注入生命与色彩。 多媒体应用程序之所以有巨大的诱惑力，主要是其丰富多彩的多种媒体的同步表现形式和直观灵活的交互功能。  数字媒体应用领域 —— 虚拟现实 虚拟现实 (Virtual Reality， VR) 综合了计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域的最新成果，用以生成一个具有逼真的三维视觉、听觉、触觉及嗅觉的模拟现实环 境。 是由计算机硬件、软件以及各种传感器所构成的三维信息的人工环境，即虚拟环境，是可实现的和不可实现的物理上的、功能上的事物和环境，用户投入这种环境中，就可与之交互作用。 例如，美国在训练航天飞行员时，总是让他们进入到一个特定的环境中，在那里完全模拟太空的情况，让飞行员接触太空环境的各种声音、景像，以便能够在遇到实际情况时能做出正确的判断。 沉浸（ immersion）、交互（ interaction）和构想（ imagination）是虚拟现实的基本特征。 虚拟现实在娱乐、医疗、工程和建筑、教育和培训、军事模拟 、科学和金融可视化等方面获得了应用，有很大的发展空间。 练习与思考： 《数字媒体技术导论》刘清堂等 北京 清华大学出版社 第 13 页 一、填空题 二、简答题 许昌网站建设 许昌网站建设 《数字媒体技术》教案 11 《 数字媒体技术导论 》教案 课程名称： 数字媒体技术 教学章节 ：第 2 章 数字音频技术基础 教学目的： 了解 音频的三个特性及概念、了解常用的声音记录设备及录制编辑软件，知道数字音频的文件格式及特性。 掌握音频数字化的过程及编辑软件的操作和应用。 教学重点 ： 音频的三个特性及概念，声音记录设备及录制编辑软件，数字音频的文件格式及特性。 教学难点： 音频数字化的过程及 数字 音频质量和参数的关系 教学器具： 教学课件。 教学课时： 4 学时 授课教师 ：孙清伟 教学内容： 章节概要： 第二章 数字音频技术基础 音频技术及特性 音频数字化 数字音频质量及格式 数字音频的编辑技术 数字音频技术应用 主要内容 ： 模拟音频 模拟音频记录设备及特性 模拟音频处理设备 什么是数字音频 音频的数字化 音频的数字化过程 音频数据率及质量 声音文件格式 数字音频质量及格式 音频的编辑方式 数字音频处理设备 音频编辑软件简介 数字音频编辑实例 数字音频的编辑技术 数字音频技术的应用 数字音频 音频的概念及特性 学习目标： （ 1）知道音频的三个特性及其相关概念。 （ 2）说出几种声音记录设备。 （ 3）了解模拟音频处理技术涉及到的设备及各自主要功能 （ 4）掌握音 频数字化的过程 （ 5）能够列举几种常见数字音频格式，并进行简单的比较。 许昌网站建设 许昌网站建设 《数字媒体技术》教案 12 （ 6）了解几款常见的数字音频编辑软件，并知道其基本性能。 （ 7）熟练掌握一款数字音频编辑软件的操作方法。 音频的概念及特性 物理学上，声音被看成一种波动的能量，即声波。 同时在物理学上，一般用声音的三个基本特性来描述声音，即频率、振幅和波形。 生理学上，声音是指声波作用于听觉器官所引起的一种主观感觉。 如响度、音调、音色和音长等。 尽管这两个关于声音的理解涵义有所不同，但它们之间有一定的内在联系。 在物理学上声音的三个基本特性： 频率、振幅和波形 ，对应到人耳的主观感觉就是 音调、响度和音色。  所谓频率即发声物体在振动时，单位时间内的振动的次数，单位为赫兹（ HZ）。  振幅是指发声物体在振动时偏离中心位置的幅度，代表发声物体振动时动势能的大小。 振幅是由物体振动时所产生的声音的能量或声波压力的大小所决定的。 声能或声压愈大，引起人耳主观感觉到的响度也愈大。  音色是指声音的纯度，它由声波的波形形状所决定。 即使某种声音它们的振动和频率都一样，也就是说它们的音调高低，声音强弱都相同，但它们的波形不一样，所以听起来就会有明显的区别。 声音的分类 ：  按照人耳可听到的频率范围，声音可分为超声、次声和正常声。 人耳可感受声音频率的范围介于 20～ 20200 赫兹间。 声音高于 20200 赫兹为超声波，低于 20 赫兹为次声波。  按照声音的来源以及作用来看，可分为人声、乐音和响音。 人声包括人物的独白、对白、旁白、歌声、啼笑，感叹等；乐音也可成为音乐，是指人类通过相关乐器演奏出来的声音，如影视作品中的背景声音，一般起着渲染气氛的作用；响音 （音效） 是指除语言和音乐之外电影中所有声音的统称，如动作音响 、自然音响、 背景音响 、机械音响、特殊音响。 模拟音频记录设备 及特性 最初声音信息的传播是瞬时性的，不能对声音进行存储和回放。 直到爱迪生发明留声机声音才可以得以记录和重放。 爱迪生的留声机记录声音利用的是“声音是由振动产生的”这一基本原理。 图 21 爱迪生留声机成品 声音记录技术发展史 （ 1）机械留声机 :最早用来记录声音的是机械式留声机， 1877年由美国人爱迪生发明的。 初期的留声机结构非常简单，只是在一个木盒中装上一只铜制的大喇叭，录放音的声波都经许昌网站建设 许昌网站建设 《数字媒体技术》教案 13 过这只喇叭传递。 （ 2）钢丝录音机 :世界上最早出现的钢丝 录音机是在 1898 年，它由丹麦科学家波尔森发明的，第一次用磁性记录的方式进行记录。 （ 3）磁带录音机 :磁带录音机属干磁性记录技术的再发挥，是根据电磁感应定律，提出用永久剩磁录音的可能性，把声音记录在磁带上，接着再用磁带进行还原。 由 于 音频技术的迅猛发展，不论从机型的繁衍、结构和改进、功能的扩展、性能的提高诸多方面都取得了瞩目的进步 . 上述材料中显示了传统音频记录技术的演变历史，从记录介质上看历经了石蜡（锡箔）记录、钢丝记录、磁带记录；从技术手段上来看经历了机械记录和磁性记录，从外形上面来看录音设备由原来的开 放式结构变成后来的封闭式的设备（盒式）。 模拟音频处理设备 在对声音进行处理的过程中，除了对声音进行记录之外，还需要对声音进行一些其它方面的调整。 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等问题。 音频处理设备 ： 话筒（ Microphone 麦克风） 音箱（ speaker，扬声器） 模拟调音台 （ 1） 话筒（ Microphone 麦克风） 话筒的主要功能就是进行声音能量的收集。 当出现磁性记录技术之后，话筒的功能就开始发生变化，除了完成声音的收集外，还要完成声能向电能的转化（声音信号转化成电流信号） ,但是其还原声音的功能已逐渐消失。 （ 2） 音箱（ speaker，扬声器） 音箱的主要功能就是还原声音，将音频电流信号变换成声音信号，可以说是留声机中大喇叭另一功能的转化。 许昌网站建设 许昌网站建设 《数字媒体技术》教案 14 （ 3） 模拟调音台 调音台在现代电台广播、舞台扩音、音响节 目制作中是一种经常使用的设备，它具有多路输入，每路的声音信号可以单独被处理，还可以进行各种声音的混合，且混合比例可调；拥有多种输出。 调音台在诸多系统中起着核心作用，它既能创作立体声、美化声音，又可抑制噪声、控制音量，是声音艺术处理必不可少的一种设备。 音频数字化 模拟音频信号 ： 一般，模拟信号在时间或者空间维度上可以无限制的细分下去。 模拟信号最大的特点就是它是一种连续的不间断的信号。 对音频模拟信号进行处理时，一般采用模拟的技术手段。 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单元，这就是 模拟的处理方式。 数字音频是指用一连串二进制数据来保存的声音信号。 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。 关于离散的含义： 数字化的音频信号两种途径：  第一种途径就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法转换成数字音频；  第二种途径就是在数字化设备中创作出数字音频，比如电子作曲。 音频数字化一般经过三个阶段“采样 —— 量化 —— 编码”。 具体步骤如下： 第一步，将麦克风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。 数字化过程两个指标：  一是量化深度，也可称之为量化分辨率，是指单位电压值和电流值之间的可分等级数；  二是采样频率，即采样点之间的时间间隔。 许昌网站建设 许昌网站建设 《数字媒体技术》教案 15 两者与音质还原的关系是：采样频率越高，量化深度越大，声音质量越好。 横坐标是时间轴（采样频率），纵坐 标是幅度值（量化分辨率），曲线代表的是模拟信号对应的波动曲线，带颜色的方格是采样量化后的所得结果。 采样量化 由图中可以得知，当频率越小（时间间隔越短），量化深度（量化分辨率）越大，二者的轮廓越吻合，这也说明数字化的信号能更好的保持模拟音频信号的形状，有利于保持原始声音的真实情况。 在数字音频的衡量指标中，采样频率的单位是 Hz，量化深度一般用比特（ Bit）来度量。 例如：某一音频的数字化指标是 ， 8 个比特位。 那么这里的 比 较容易理解，但 8比特位并不是说把某一单位的电压（电流）值成 8 份，而是分成 28＝ 256份；同理 16 位是把纵坐标分成 216＝ 65536 份。 通常情况下，在音频数字化的过程中，设置的采集频率可已选择三种： 32kHz、 44kHz、48kHz。 特别是在 CD 制作过程中，一般的采样频率是 ，那么为什么会设置这三个档次呢。 采样频率对波形的影响 如图，上半部分表示原始音频的波形；下半部分表示录制后的波形；红色的点表示采样点。 上下波形之所以不吻合，是因为 采样点不够多，或是采样频率不够高。 这种情况关于合理的采样频率这一问题在 Nyquist（奈奎斯特）定理中早已有明确的答案：要想不产生低频失真，则采样频率至少是录制的最高频率的两倍（上图中，采样频率只是录制频率的 4/3倍）。 这个频率通常称作 Nyquist 极限。 ，称之为低频失真。 许昌网站建设 许。