录音技术基础与数字音频处理指南

目 录 **部分 声学理论基础 第1章 声音的物理特性及声波在闭室中的传播... 2 1.1 声音的传播... 2 1.2 声音的传播速度... 3 1.3 周期与波长... 4 1.4 频率与波长... 5 1.5 振幅... 7 1.6 相位... 9 1.7 分贝... 11 1.7.1 对数基本知识... 11 1.7.2 韦伯定律——分贝及其计算方法... 11 1.8 分贝在音响工程中的应用... 14 1.9 声音的声压级和声强级... 17 1.10 声压级的测量... 19 1.11 以分贝表示的声压级加法... 19 1.12 室外声音声压级按倒数平方定律衰减... 20 1.13 声音的反射... 22 1.14 声音的吸收... 23 1.15 声音的绕射、折射以及温度和风对声音的影响... 24 1.16 声源和接收器的指向性... 25 1.17 近声场和远声场... 27 1.18 室内声音的反射与衰减... 28 1.19 自由声场与混响声场... 32 1.20 声音在小房间内的传播... 35 1.20.1 驻波现象及房间声学模式... 35 1.20.2 房间模式频率间隔研究... 38 1.20.3 矩形房间内的房间模式... 39 1.21 推荐的*佳混响时间... 43 第2章 声音的主观感受与声强计量... 46 2.1 声强的主观感受——响度... 46 2.1.1 响度... 46 2.1.2 人耳听觉的非线性——等响曲线和响度级... 47 2.1.3 计权网络... 49 2.2 频率的主观感受——音高（音调）... 50 2.3 声音信号波形的特点... 52 2.3.1 声音信号的时程特征... 52 2.3.2 声音信号的频谱特点... 53 2.3.3 声音信号波形的不对称特点... 55 2.4 波形的主观感受——音色... 55 2.5 室内声的组成及直达声在听感中的作用... 56 2.6 混响声特性以及在听感中的作用... 58 2.7 前期反射声的特性以及在听感中的作用... 60 2.8 人类听觉的掩蔽效应... 61 2.9 空间域的主观感觉——双耳听音定位... 62 2.10 关于反射声和混响声的心理声学探讨... 64 2.11 声音信号的计量... 67 2.11.1 声音信号强度的计量以及声音信号的峰值因数与峰平比... 67 2.11.2 声学测量仪器的计量时间特性... 71 2.11.3 音频的常用测量仪表... 71 2.12 声音信号的动态范围与电声系统的动态阈... 76 第3章 乐器、音乐和语言的声学特性... 78 3.1 乐器的声学特性... 78 3.1.1 乐器的频率范围和声谱... 78 3.1.2 乐音的音色... 81 3.1.3 音乐和乐器的统计特性... 82 3.2 语言的声学特性... 87 3.2.1 语音、音节与声调... 87 3.2.2 语言的平均声谱与元音共振峰... 88 3.2.3 汉语普通话辅音的声学特性... 91 3.2.4 语声的声功率、声强级及动态范围... 92 3.2.5 声调的物理特性... 93 3.3 歌声的声学特性... 94 第二部分 音频设备与后期编辑处理 第4章 声音的拾取... 98 4.1 传声器原理... 98 4.2 传声器的主要参数... 102 4.3 单只传声器使用注意事项... 106 4.4 立体声传声器... 112 4.5 环绕声传声器... 121 第5章 调音控制系统... 130 5.1 调音台的功能及其分类... 131 5.1.1 调音台的基本功能和辅助功能... 131 5.1.2 调音台分类... 131 5.2 调音台的结构... 132 5.2.1 调音台的系统结构... 132 5.2.2 调音台的信号处理过程分析... 133 5.2.3 调音台声音信号的监测与监听... 138 5.2.4 对讲系统... 143 5.3 调音台的基本技术指标... 143 5.4 调音台的专门部件... 146 5.4.1 幻象电源... 146 5.4.2 射频滤波器... 149 5.4.3 衰减器... 149 5.4.4 负反馈放大器及信号混合电路... 151 5.4.5 均衡器... 152 5.4.6 常用乐器均衡器使用参考资料（部分摘自互联网）... 156 5.5 录音室基本系统... 161 第6章 声处理设备原理及应用... 163 6.1 限幅器和压缩器... 163 6.1.1 压缩限幅器的基本工作原理... 164 6.1.2 压缩限幅器参数调整建议... 168 6.1.3 压缩限幅器应用技巧... 172 6.2 扩展器和噪声门... 174 6.2.1 扩展器/噪声门的一般工作原理... 175 6.2.2 扩展器/噪声门的调控技巧... 178 6.2.3 扩展器/噪声门的应用建议... 184 6.2.4 历史上的压缩器和扩展器... 187 6.3 降噪器... 189 6.3.1 音频噪声类型... 189 6.3.2 双端降噪器的一般原理... 192 6.3.3 Dolby-C型双端降噪系统... 193 6.3.4 单端模拟信号动态降噪器的一般原理... 197 6.3.5 单端数字信号降噪处理概述... 198 6.3.6 单端数字信号降噪处理软件介绍... 202 6.4 咝声控制器... 206 6.4.1 咝声与危害... 206 6.4.2 咝声控制器原理与软件介绍... 207 6.5 均衡器... 210 6.5.1 均衡器的一般工作原理... 210 6.5.2 均衡器的特性分类... 212 6.6 听觉激励器... 216 6.6.1 听觉感知与听觉激励的基本原理... 216 6.6.2 听觉激励器的一般工作原理... 218 6.6.3 Aphex Aural Exciter-Type Ⅲ听觉激励器介绍... 219 6.7 延时器... 223 6.7.1 延时器的一般工作原理... 223 6.7.2 电子延时器与数字式延时器的工作原理简介... 225 6.7.3 ModMachine延时器插件介绍... 227 6.8 混响器... 229 6.8.1 硬件式数字混响器... 230 6.8.2 软件式数字混响器... 234 第7章 电子计算机数字音频工作站... 249 7.1 数字音频工作站的概念... 249 7.2 数字音频工作站的类型... 251 7.2.1 概述... 251 7.2.2 数字音频工作站的分类... 253 7.3 专业数字音频工作站的特征... 255 7.4 音频输入/输出和核心处理部件... 256 7.5 计算机音频工作站应用软件... 259 7.5.1 通用软件... 259 7.5.2 专用软件... 261 7.6 音频工作站的基本功能... 264 7.6.1 无损伤编辑... 265 7.6.2 基本编辑处理工具... 266 7.7 Pro Tools专业音频工作站基本操作... 270 7.7.1 基本概念... 271 7.7.2 Session基础... 275 7.7.3 系统资源与设置... 278 7.7.4 传动控制器... 278 7.7.5 导航... 278 7.7.6 视图与缩放... 279 7.7.7 声道与轨道... 281 7.7.8 片段表... 283 7.8 Pro Tools音频工作站录音基础... 284 7.8.1 录音前的准备工作和录音... 284 7.8.2 不用混音台监听MIDI乐器的方法... 287 7.9 Pro Tools音频工作站编辑基础... 287 7.9.1 编辑模式... 288 7.9.2 编辑工具... 288 7.9.3 编辑片段... 288 7.9.4 播放表与非破坏性编辑... 290 7.10 混音基础... 290 7.10.1 各种控制器的使用与信号路径分配... 291 7.10.2 自动化混音... 293 7.10.3 Bounce到磁盘... 295 7.10.4 Dithering加入颤动信号处理... 295 7.11 Plug-Ins（插件）... 295 第8章 数据存储、传输与同步... 300 8.1 数字音频文件格式... 300 8.2 音频设备同步与时间码... 303 8.2.1 位置基准与时钟基准... 303 8.2.2 SMPTE和ISO/EBU时间码... 304 8.2.3 时间码格式介绍... 305 8.2.4 记录时间码... 307 8.2.5 与电影原始素材实现同步的方法... 308 8.2.6 与其他音视频设备实现同步的方法... 310 8.3 数字音频设备连接与同步... 311 8.3.1 概述... 311 8.3.2 数字音频设备中常见的数字音频接口... 312 8.3.3 数字时钟与字时钟同步原理... 313 8.3.4 数字音频系统中同步时钟的连接与设置... 314 第三部分 MIDI音频 第9章 MIDI原理... 318 9.1 什么是MIDI 318 9.1.1 电子乐器之间通信的语言... 318 9.1.2 MIDI端口... 318 9.1.3 MIDI装置与计算机连接... 320 9.1.4 直通盒连接方式... 320 9.1.5 MIDI通信... 322 9.1.6 使用MIDI的优越性... 323 9.1.7 音序器（Sequencer）系统... 324 9.2 MIDI传输和接收的信息种类... 327 9.2.1 MIDI的通道信息和系统信息... 327 9.2.2 实际的MIDI执行表... 332 9.3 如何避免MIDI系统发生问题... 335 9.4 MIDI规范... 337 9.4.1 概述... 337 9.4.2 MIDI数据信息的格式... 338 9.4.3 通道声音与控制信息... 338 9.4.4 通道方式信息... 347 9.4.5 系统共用信息和系统实时信息... 348 9.4.6 系统专用信息... 349 9.4.7 系统专用代码的扩充... 351 9.5 标准MIDI文件格式... 352 9.5.1 概述... 352 9.5.2 音序、轨道、块和元事件：文件块结构... 353 9.5.3 MIDI 文件例子... 359 9.6 其他类型MIDI文件格式... 362 9.7 MIDI的综合应用... 363 9.7.1 MIDI 控制器... 363 9.7.2 MIDI音序器... 364 9.8 MIDI的传送... 366 9.8.1 MIDI-DIN.. 366 9.8.2 串口、并口与游戏端口... 367 9.8.3 以太网和互联网... 368 9.8.4 IETF RTP-MIDI 369 9.8.5 USB和FireWire接口... 369 9.9 关于GM（通用MIDI）... 369 9.9.1 GM标准... 369 9.9.2 GM*小声音模块规范... 373 9.9.3 GM 2简介... 374 9.9.4 GM Lite简介... 374 9.10 DLS Level 1（1997）简介... 375 9.10.1 概述... 375 9.10.2 解决方法... 376 9.10.3 解决目标... 376 9.10.4 设计概述... 377 9.10.5 DLS软件... 378 9.10.6 DLS硬件... 381 附录A 部分西洋乐器的基频范围... 382 附录B 部分乐器的指向性图形... 383 附录C 常见专业录音用传声器的主要电声参数... 385 附录D Neumann D-01数字传声器简介... 387 附录E 多通道传声器阵列速查表... 388 附录F BEHRINGER MX9000调音台原理图... 397 附录G 录音室MIDI系统接线图... 399 附录H 歌舞厅、夜总会扩声系统接线图... 400 附录I 各种材料和声学结构吸声系数表... 401