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音頻全接觸

2011-12-29 00:00:00劉宗凡
中國信息技術(shù)教育 2011年9期


  編者按:新的一年,“高手論技”繼續(xù)伴隨大家前行,身處一線的你,就那些技術(shù)上最常遇到的故障、最需要解決的難題、最成熟的應(yīng)用…?…都可以在此暢所欲言,各抒己見。是繼續(xù)圍觀還是現(xiàn)身說法,新浪微群http://q.t.sina.com.cn/264976,期待您的共同參與。
  
  音頻泛稱聲音,除語音、音樂外,還包括各種音響效果。語音是指人講話的聲音;音樂是指有節(jié)奏、旋律的人為規(guī)范化的合成聲音;音響效果是指其他自然聲音,如雨聲、鈴聲、機(jī)器聲、動(dòng)物叫聲等。聲音是人們用來傳遞信息最方便、最熟悉的方式之一,在多媒體作品中加入聲音元素,可以給人多種感官刺激,增強(qiáng)作品的表現(xiàn)力并給人以愉悅感。它化靜為動(dòng),能夠很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過對語音、音效、音樂等的處理,達(dá)到創(chuàng)設(shè)情境、再現(xiàn)聲場、渲染氣氛等目的。
  ● 音頻相關(guān)概念
  音頻分為模擬和數(shù)字兩種,其中模擬音頻是指聲音由機(jī)械振動(dòng)發(fā)出,振動(dòng)越強(qiáng),聲音越大。數(shù)字音頻是通過采樣、量化和編碼,把模擬量表示的音頻信號轉(zhuǎn)換成由許多二進(jìn)制數(shù)1和0組成的數(shù)字音頻信號。廣義的數(shù)字音頻包括很多,凡是以數(shù)字信號為載體的音頻都可以稱為數(shù)字音頻,它是利用數(shù)字技術(shù)處理聲音的一種方法,也是一種利用數(shù)字化的手段對聲音進(jìn)行錄制、存放、編輯、壓縮或播放的技術(shù);狹義的數(shù)字音頻是指音樂后期制作和錄音。
  模擬音頻轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字音頻稱為音頻數(shù)字化,是將模擬的(連續(xù)的)聲音波形數(shù)字化(離散化),以便利用數(shù)字計(jì)算其處理過程,主要包括參數(shù)采樣頻率和采樣精度(也稱量化級、量化位數(shù))兩個(gè)方面,這兩者決定了數(shù)字化音頻的質(zhì)量。采樣頻率是指每秒鐘對聲音波形進(jìn)行采樣的次數(shù)。人耳聽覺的頻率上限在20kHz左右,為了保證聲音不失真,采樣頻率應(yīng)在40kHz左右。采樣頻率越高,聲音失真越小、音頻數(shù)據(jù)量越大。量化級是每個(gè)采樣點(diǎn)的振幅動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)范圍,經(jīng)常采用的有8位、12位和16位等。8位量化級表示每個(gè)采樣點(diǎn)可以表示256(0~255)個(gè)不同量化值,而16位量化級則可表示65536個(gè)不同量化值。采樣量化位數(shù)越高音質(zhì)越好,數(shù)據(jù)量也越大。
  ● 音頻常見格式
  CD:標(biāo)準(zhǔn)CD格式是44.1K的采樣頻率,速率88K/秒,16位量化位數(shù)。CD音軌可以說是近似無損的,因此它的聲音基本上忠于原聲。
  WAV:這是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式。標(biāo)準(zhǔn)格式的WAV文件聲音質(zhì)量和CD相差無幾。WAV格式在PC機(jī)上的應(yīng)用非常普遍,幾乎所有音頻播放、處理軟件都可以支持,它的缺點(diǎn)是體積非常龐大。
  
  MP3、WMA:這是兩種廣泛流行的有損壓縮音頻格式。同樣長度的音樂,MP3格式大概是WAV文件的1/10大小。WMA音質(zhì)要比MP3好,壓縮率可以達(dá)到1:18左右,產(chǎn)生的文件比MP3更小。由于這兩種音頻在音質(zhì)和文件大小上達(dá)到了一個(gè)比較好的平衡,因此成為我們壓縮音頻文件的首選。
  FLAC、APE:對音樂發(fā)燒友來說,這是很熟悉的兩種無損壓縮音頻格式。在音質(zhì)不降低的前提下,大小能壓縮到WAV文件的一半左右。
  MIDI:和其他格式不同,MIDI文件并不是一段錄制好的聲音,而是記錄聲音的信息,然后再告訴聲卡如何再現(xiàn)音樂的一組指令。這樣一個(gè)MIDI文件存1分鐘的音樂只需大約5~10KB。
  OGG:OggVorbis是一種新的音頻壓縮格式,它的文件擴(kuò)展名是OGG。它通過使用更加先進(jìn)的聲學(xué)模型減少損失,同樣比特率編碼的OGG與MP3相比,OGG聽起來更好一些。
  RealAudio:適用于網(wǎng)絡(luò)在線音樂,主要包括RA、RM、RMX等。
  ● 音頻文件的獲取
  (一)錄制音頻文件
  音頻的一個(gè)重要來源就是通過話筒進(jìn)行錄制。
  1.準(zhǔn)備工作
  在Winows XP中,雙擊系統(tǒng)托盤上的音量圖標(biāo),彈出主音量窗口,將麥克風(fēng)音量下面的“靜音”選中。單擊菜單“選項(xiàng)—屬性”,然后在屬性窗口中選擇錄音,在“顯示下列音量控制”下選中“麥克風(fēng)音量”,再進(jìn)行確定。在“錄音控制”界面中單擊麥克風(fēng)下面的“選擇”并將音量拉到合適大小。
  如果是錄音機(jī)、隨身聽等有源設(shè)備的音頻要錄入計(jì)算機(jī),用一根聲音信號線將有源設(shè)備的輸出端與計(jì)算機(jī)聲卡的“線形輸入”端口連接起來,選擇“線路輸入”選項(xiàng),就可以錄制這些設(shè)備發(fā)出的聲音。
  2.錄音
  Windows XP自帶的錄音機(jī)工具可以完成比較簡單的錄音任務(wù),使用方便,但有一個(gè)很大的限制,就是一次只能錄制1分鐘。我們可以在錄音達(dá)到1分鐘的時(shí)候重新按錄音鍵,從而不斷增加錄音時(shí)間。
  i-Sound WMA MP3 Recorder Pro是一種專業(yè)錄音工具,它除了可以將錄音的內(nèi)容保存為WAV、MP3、WMA、OGG等格式之外,還支持保存為APE的無損壓縮文件類型。它還具有按計(jì)劃任務(wù)定時(shí)錄音、聲音激活錄音、編輯標(biāo)簽等多種功能。軟件界面也非常簡潔,在錄制之前點(diǎn)擊“SETTINGS”(設(shè)置),對目標(biāo)文件夾等進(jìn)行設(shè)置,然后在主界面單擊“開始錄音”就可以了。
  
  還有很多專業(yè)的音頻處理軟件,如GoldWave、Adobe Audition等,錄音功能也非常強(qiáng)大。如果在錄音以后還要進(jìn)行后續(xù)處理,我們可以直接用這些軟件錄音。
  3.降噪
  錄音的效果,取決于所用的聲卡檔次、麥克風(fēng)質(zhì)量。在聲卡和麥克風(fēng)不能變的情況下,我們可以通過軟件降低環(huán)境噪音,得到相對較純的錄音。下面以Audition漢化版為例說說降噪過程。
  Audition是一個(gè)專業(yè)多軌音頻處理軟件。在錄音之前,先要在相應(yīng)的音軌上單擊“R”按鈕,讓它從暗紅色變成鮮紅,然后就可以用左下角的錄音按鈕開始錄音了。如果在錄制的時(shí)候不需要其他伴奏音,也可以直接切換到單軌(按左上角菜單欄下的“編輯”按鈕)進(jìn)行錄音。
  為了降噪,先錄五秒鐘左右的環(huán)境噪音(如果是在多軌環(huán)境錄音,切換到單軌模式)。單擊菜單“效果—修復(fù)—降噪器”,單擊“獲取特性”,然后單擊“保存”,把它保存起來,再關(guān)閉降噪窗口。
  正式錄音完成后,再次單擊“效果—修復(fù)—降噪器”,在降噪窗口中單擊確定就可以完成降噪了。如果試聽效果不好,還可以在降噪窗口中調(diào)節(jié)降噪級別、FFT大小等參數(shù),直到滿意為止(如圖1)。
  (二)CD音頻
  一個(gè)CD音頻文件是一個(gè)*.cda文件,這只是一個(gè)索引信息,并非真正包含聲音信息。注意不能直接復(fù)制CD格式的*.cda文件到硬盤上播放,需要使用抓音軌軟件把CD格式的文件轉(zhuǎn)換成其他常用格式。我們可以用Windows Media Play(以下簡稱WMP,以10.0版本為例)進(jìn)行CD抓軌。啟動(dòng)WMP,按鍵盤上的“Alt”鍵會(huì)出現(xiàn)菜單欄,單擊“工具—選項(xiàng)”,在彈出的選項(xiàng)窗口中選中“翻錄音樂”,設(shè)置好音樂保存的位置,然后在WMP窗口中選中需要保存的音樂,單擊“翻錄音樂”按鈕就開始把CD中的音樂保存到計(jì)算機(jī)了。
  當(dāng)然,我們也可以下載專門的CD抓軌工具,如音樂CD抓軌大師來完成任務(wù),它除了支持WMA格式以外,還可以保存成MP3、WAV、OGG等格式。特別是轉(zhuǎn)換以后的音樂避免了用WMP轉(zhuǎn)為WMA后產(chǎn)生的許可證問題,沒有版權(quán)限制。
 ?。ㄈ〧lash中的音頻
  Flash因?yàn)橐呀?jīng)編譯成了SWF格式,要想把里面的音頻提取出來不容易。我們可以使用一些Flash的反編譯工具獲取其中的音頻,如碩思閃客精靈,在左邊的窗口中選中相應(yīng)的SWF文件,右邊的資源窗口中會(huì)列出全部的素材,選中相應(yīng)的音頻,單擊右上角的“導(dǎo)出資源”按鈕,選擇相應(yīng)的路徑,單擊“確定”,音頻文件將手到擒來。
  
 ?。ㄋ模┮曨l中的音頻
  要把視頻中的音頻提取出來,可以使用Premiere、會(huì)聲會(huì)影等視頻處理軟件分離音軌。格式工廠這個(gè)免費(fèi)軟件的操作更簡便,也更適合批量提取。在格式工廠軟件中單擊“選項(xiàng)”,設(shè)置好輸出文件保存的位置,然后選中視頻文件,將其拖到右邊的窗口,在彈出的窗口中選“所有轉(zhuǎn)到MP3”(或相應(yīng)的音頻格式),然后按“開始”按鈕就開始轉(zhuǎn)換了。這個(gè)軟件不僅操作簡單,而且支持的視頻、音頻格式非常豐富。
 ?。ㄎ澹┚W(wǎng)頁中的音頻
  我們通過搜索引擎找到的音頻文件,有些可以直接下載,但有些網(wǎng)站只提供在線試聽,我們可以使用本刊2010年第1期《技術(shù):內(nèi)化為素質(zhì)的一種能力》中提及的方法嘗試下載。
  
  (六)伴奏
  想唱首歌要找個(gè)伴奏,但網(wǎng)上又找不到,怎么辦?找到相應(yīng)有人聲的CD、DVD等,我們可以用支持多軌音頻處理的軟件直接把伴奏軌中的文件保存成一個(gè)音頻文件。如果只能找到MP3等單軌文件,我們也可以嘗試用Audition來處理。在Audition中打開帶有原唱的歌曲,選擇整個(gè)波形文件,單擊菜單“效果—單體聲聲像—聲道重混縮”,在預(yù)設(shè)效果上選中“Vocal Cut”,單擊左下角的“預(yù)覽”按鈕,就可以對伴奏進(jìn)行試聽。如果對處理效果不滿意的話,還可以調(diào)整左右聲道的具體參數(shù)值,直到滿意為止。當(dāng)然,在同一個(gè)聲道中單獨(dú)去除人聲,是不可能做到非常好的,只能在要求不高的場合使用。
  (七)MIDI
  MIDI音源的采集可以有兩種方式,一種是通過專用的MIDI鍵盤或電子樂器的鍵盤連接到計(jì)算機(jī)的聲卡上,獲得鍵盤演奏的MIDI信息;另一種是通過專用的MIDI音序器軟件在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)作MIDI音樂(如Cakewalk、TT作曲家等)。
  ● 音頻的處理
 ?。ㄒ唬┮纛l格式轉(zhuǎn)換
  從不同途徑獲取的音頻文件格式各異,有些使用起來不太方便,如RM格式的音頻就無法插入到PPT中。這時(shí)我們需要把某個(gè)音頻轉(zhuǎn)換為更加通用的格式。現(xiàn)在裝機(jī)量很大的播放器千千靜聽可以實(shí)現(xiàn)常用音頻的轉(zhuǎn)換。先把要轉(zhuǎn)換的音頻加入到播放列表,在播放列表中選中這些文件,按右鍵選“格式轉(zhuǎn)換”,在轉(zhuǎn)換格式窗口中選一種輸出格式,選定目標(biāo)文件夾,再按“立即轉(zhuǎn)換”就可以了。
  我們也可以選用易杰全能音頻轉(zhuǎn)換器、格式工廠等專業(yè)音頻轉(zhuǎn)換軟件,可以更方便地完成任務(wù),能轉(zhuǎn)換的格式也更多。
 ?。ǘ┮纛l的分割、合并
  MP3 Splitter&Joiner Pro是一款能方便分割、合并音頻的小工具,大家可以去網(wǎng)上找到它的綠色漢化版。這個(gè)軟件能處理MP3、MP2、WAV等格式的音頻。其他格式的音頻我們可以通過音頻轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換成這些格式再處理(如圖2)。單擊“添加”按鈕,把要分割的歌曲添加到“要分割的音軌”窗口。注意窗口中有兩個(gè)播放控制條,上面的“播放”按鈕播放的是原音頻文件。到要分割的時(shí)間單擊“插入分割點(diǎn)”,工作窗口的音頻將以此一分為二。繼續(xù)插入其他分割點(diǎn),音頻將分成一個(gè)個(gè)片斷。下面的播放控制條的“預(yù)覽”按鈕可以聽當(dāng)前選定的片斷。在各片斷前的復(fù)選框中選中需要保留的片斷,在“輸出文件夾”下面選擇好位置,單擊“開始分割”按鈕,選中的片斷就會(huì)保存下來。
  單擊窗口中的“MP3合并”按鈕,將需要合并的MP3文件添加進(jìn)來,然后選擇“輸出文件夾”,再按“開始合并”按鈕,就把多個(gè)MP3文件合并成一個(gè)了。
 ?。ㄈ┮袅啃薷?br/>  我們通過各種途徑得到的音樂文件,音量往往是不一樣高的。聽歌時(shí)音量忽高忽低會(huì)大大影響我們欣賞歌曲的心情。MP3Gain這個(gè)軟件可以對歌曲音量進(jìn)行調(diào)整。它不僅可以調(diào)整單首MP3的音量,也可以平衡整張專輯的音量,還支持調(diào)節(jié)單個(gè)聲道。在軟件窗口中單擊“選項(xiàng)—執(zhí)行音軌增益時(shí)不裁剪”,以保證音樂在處理后不會(huì)失真。將全部歌曲添加進(jìn)來,單擊“音軌分析”,了解大多數(shù)歌曲的音量,然后在“對象‘標(biāo)準(zhǔn)化/最大化’音量”后面輸入一個(gè)合適的值,再單擊“音軌增益”按鈕,所有文件將會(huì)得到相同的音量(如圖3)。
 ?。ㄋ模┮纛l處理進(jìn)階
  上述對音頻做的簡單操作可以使用一些小軟件方便地實(shí)現(xiàn)。但如果要對音頻文件進(jìn)行更復(fù)雜的處理,我們就需要使用一些專業(yè)的音頻處理軟件,如Adobe Audition。Audition前身是CoolEdit,被Adobe收購后升級改名,現(xiàn)在最新的版本已經(jīng)是5.5了。它具有高級混音、編輯、控制和特效處理能力,是一個(gè)專業(yè)級的音頻工具。它不僅可以錄制音頻文件,還可以輕松地在音頻文件中進(jìn)行剪切、粘貼、合并、重疊聲音等操作;提供引進(jìn)了45個(gè)以上的DSP特效,如放大、降低噪音壓縮、擴(kuò)展、回聲、延遲、失真、調(diào)整音調(diào)等。使用它可以生成噪音、低音、靜音、電話信號等聲音;其他功能有自動(dòng)靜音檢測和刪除,自動(dòng)節(jié)拍查找等。另外,它還可以在多種文件格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,可以用來CD抓軌,可以從視頻中獲取音頻文件。這雖然是一個(gè)英語軟件,但國人已經(jīng)將其漢化,大家可以方便地通過菜單、快捷鍵等方式來操作軟件,通過它幾乎可以建構(gòu)一個(gè)專業(yè)音樂工作室。

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