实验二 数字音频资源的获取、处理及应用
一、实验类型
基础性实验 二、实验目的
1. 了解数字音频资源的常用格式 2. 学会数字音频资源的获取方法
3. 能够对数字音频资源进行简单的加工处理
4. 学会在多媒体课件、主题学习网站中使用数字音频资源的方法
三、实验环境
1．能够连接Internet的多媒体计算机； 2．耳麦；
3．Cool Edit、录音机、Microsoft PowerPoint等软件。
四、实验内容
1. 比较wav文件和mp3文件存储尺寸：将一个wav格式的声音文件，转换为mp3文件，记录其前后存储尺寸，并说明其变化情况。
2．声音片段截取：从网络上下截一个音频文件，运用声音处理软件截取一段音频，保存为t1.mp3。
3．声音录制与处理： 使用声音软件录制自己的一段声音，要求采样率44100，声道立体声，采样精度16位，然后进行如下操作： 1） 加上回音；
2） 选择一首背景音乐，给自己的声音加上伴奏； 3） 将录音头尾空白部分删除； 4） 做淡入与淡出处理； 结果保存为t2.mp3。
4．声音文件的使用：从网上下载或自己制作声音文件，经过处理后，运用到ppt中。
五、实验步骤
一、常用数字音频文件的格式
1．WAV文件格式
WAV（Waveform Audio) 文件格式，扩展名为WAV，是Microsoft公司开发的一种音频文件格式。
WAV音频文件是对声音模拟波形的采样而形成的文件格式，即将声音源发出的模拟音频信号通过采样、量化转换成数字信号，再进行编码，以波形文件(.WAV)的格式保存起来，记录的是数字化波形数据。其中声音信息采样频率和量化的精度直接影响声音的质量和数据量。常用的采样频率有三种：44.1khz（CD音质）；22.05khz（广播音质）；11.025khz（电话音质）。量化的精度即采样位数可分为8位（低品质）、16位（高品质）。频率越高，量化精度越大，声音质量越好，但是存储量也越大。
由于WAV格式的数字音频未经过压缩，文件的体积很大，不方便通过网络和其他媒介来传递和保存，所以在教学中，它多用于表示短时间的效果声，不适于用作长时间的背景音乐或解说。
2．MP3文件格式
MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer3) 文件格式，扩展名为MP3，是一种基于MPEG Layer Ⅲ压缩的数字音频文件格式。它能够在影响音质很小的前提下根据人的听觉特性，将音频文件按照某种算法压缩为原来存储量的1/11-1/12。
由于MP3格式的数字音频音质好，文件的体积较小，所以它广泛应用于教学中，既可用表示长时间的背景音乐，也适合表示解说和效果声，还便于网上传播。
3．MIDI文件格式
MIDI（Musical Instrument Digital Interface乐器数字接口）文件格式，扩展名为MID，是世界上一些主要电子乐器制造商建立起来的通信标准。它记录的是一系列指令，把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。
MIDI是目前最成熟的音乐格式，其科学性、兼容性、复杂程度等都非常优秀，已经成为一种产业标准。作为音乐工业的数据通信标准，MIDI能指挥各种音乐设备的运转，而且具有统一的标准格式，能够模仿原始乐器的各种演奏技巧甚至无法演奏的效果，而且文件的长度非常小。
由于MIDI文件是一种电子乐器通用的音乐数据文件，只能模拟乐器的发声，因此在教学中，只能用作纯音乐使用，不能表示带人声的歌曲、解说或效果声。
4．WMA文件格式
WMA（Windows Media Audio）文件格式，扩展名为WMA，由微软公司推出,与MP3格式齐名。WMA格式的音频音质与MP3相当，甚至略好。在保证声音品质的前提下，文件压缩率比MP3要高，一般都可以达到1：18左右，有“低流码之王”之称。WMA音乐文件格式受DRM（Digital Rights Management）技术保护，可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器，无法被转制成MP3音乐文件等等。另外WMA还支持音频流(Stream)技术，适合在网络上在线播放。
由于WMA音质好、文件体积小、支持流技术等特点，所以它既适合表示长时间的背景音乐，也适合表示解说和效果声，还便于网上传播。但是目前WMA格式的通用性和普及性不如Mp3格式广，有部分软件不能直接插入WMA格式的音频文件，比如在Flash8中就不能按普通方法直接导入和应用WMA格式的音频文件。
5．RA、RMA文件格式
RM（Real Media）文件格式，扩展名为RM, 由Real Networks公司推出网络流媒体文件。Real Media中的RA（Real Audio）、RMA（Real Media Audio）两种文件类型是面向音频方面的。
RM最显著的特点是可以在非常低的带宽下（低达28.8kbps）提供足够好的音质让用户在线聆听。由于Real Media是从极差的网络环境下发展过来的，所以Real Media的音质较差，即使在高比特率的情况下它的音质甚至比MP3还要差。随着网络速度的提升和宽带网的普及，用户对质量的要求也不断提高，后来Real Networks与SONY公司合作，利用SONY的ATRAC技术实现了高比特率的高保真压缩。
由于Real Media的用途是在线聆听，非常适合网络音频广播、网络语音教学、网上语音点播等。
二、数字音频资源的获取方法
教学中使用的数字音频资源，获取方法有很多，可以购买数字音频光盘、音频资源素材库；可以通过网络下载音频资源；还可以从现有音频素材中截取音频片段；或者通过录制的方法获得教学所需的音频资源。
从软件的易得性和易用性出发，我们选选择Windows自带的录音机和Cool Eidt软件，讲解录制来自麦克风的声音和计算机内部播放的声音的方法，以及音频处理与合成的方法。
（一）从网络上下载数字音频资源
我们从网络上下载所需要的数字音频资源时，通常面临两种情形：一种是提供了下载链接，另一种是未提供下载链接。
1．提供了下载链接的数字音频资源的下载
在提供了下载链接的情况下，可以直接单击音频下载链接下载所需音频资源。
2．未提供下载链接的数字音频资源的下载
在未提供下载链接的情况下，我们通常使用专门的下载工具（如迅雷、FlashGet等软件）下载所需音频资源。
（二）录制数字音频资源
录制数字音频资源，既可以使用Windows自带的“录音机”应用程序录制，还可以使用专业音频处理软件如Cool Edit、GoldWave、SoundForge、Adobe Audition等录制。
1． 使用录音机软件录制音频
在没有专门的录音软件的情况下，可以直接利用Windows系统中的录音机录制计算机内部或外部的声音。常用来录制来自麦克风的声音或转录计算机内部播放的声音。
利用录音机录制音频的基本步骤：准备好录音设备，如录制来自麦克风的声音时须连接好麦克风→设置录音通道，如录制来自麦克风的声音时录音通道须设置为麦克风，录制来自计算机内部播放的声音时录音通道须设置为混音→使用录音软件录音→保存文件。
实例：录制来自麦克风的声音
第1步： 把麦克风连接到计算机声卡麦克风（microphone）插孔。 第2步： 设置录音通道为麦克风。
双击任务栏中的“音量”图标（任务栏右下角的小喇叭），如图2-1所示，打开音量控制器，单击菜单项“选项”/“属性”，如图2-2所示。在“调节音量”区，选择“录音”，并在“显示下列音量控制”区，选择“microphone”（只需确保所需的录音通道被选中，其他选项是否选择无关），如图2-3所示，单击确定则打开“录音控制”窗口，勾选“microphone”下方的复选框，调节合适的录音音量，如图2-4所示。
音量 图2-1 任务栏的“音量”图标
图2-2 音量控制窗口
如果在任务 栏中图2-3 录音属性窗口
图2-4 勾选microphone录音通道 找不到“音量”小喇叭图标，则可以在控制面板中，双击“声音和音频设备”，勾选“将音量图标放入任务栏”，如图2-5所示，即可使“音量”图标显示在任务栏右下角。
第3步： 录音。
单击“程序”/“附件”/“娱乐”/“录音机”打开windows自带的录音机，如图2-6所示。单击“录音”按钮，对着麦克风说话，开始录音，录制结束时单击“停止”按钮，再单击菜单项“文件”/“保存”，保存为wav音频文件。要注意的是录音每次只有60秒时间，如果没有录制完，可继续单击录制。
实例：录制计算机内部播放的声音 第1步：设置录音通道为立体声混音。
双击任务栏中的“音量”图标（任务栏右下角的小喇叭），打开音量控制器，单击菜单项“选项”/“属性”，在“调节音量”区，选择“录音”，并在“显示下列音量控制”区，选择“Stereo Mix”（只需确保所需的录音通道被选中，其他选项是否选择无关），单击确定则打开“录音控制”窗口，勾选“Stereo Mix”下方的复选框，调节合适的录音音量。
第2步：在计算机中播放需转录的带声音的原始素材。 第3步：录音。
单击“程序”/“附件”/“娱乐”/“录音机”打开windows自带的录音机，单击“录音”按钮，开始录音，录制结束时单击“停止”按钮，再单击菜单项“文件”/“保存”，保存为
停止按钮 录音按钮 图2-5 声音和音频设备属性图 2-6 windows自带的录音机 wav音频文件。
2． 用Cool Edit 软件录制音频
Cool Edit 是Syntrillium软件公司发布的一款功能非常强大的数码音频处理软件，能高质量地完成录音、编辑、合成等多种任务。
打开Cool Edit Pro 2.0软件，其主界面如图2-7所示。单击菜单项“查看”，可打开或关闭资源管理窗及其他窗口。
用Cool Edit软件录制音频与用Windows自带的录音机录制音频的基本方法是一致的，只是使用的录音软件不同而已。
实例：在单轨编辑界面中录制来自麦克风的声音
第1步： 把麦克风连接到计算机声卡麦克风（microphone）插孔。 第2步： 设置录音通道为麦克风。 第3步： 录音。
打开Cool Edit Pro 2.0软件，单击工具栏的“单轨/多轨界面切换”按钮，打开单轨编辑界面。单击菜单项“文件”/“新建”，在弹出的“新建波形”窗口中设置音频采样率、声道和采样精度（推荐设置采样率为44100Hz、声道为立体声、采样精度为16位），单击“确定”按钮，即新建了一个新文件。单击“走带按钮”中的“录音”按钮，对着麦克风说话，开始录音，录制结束时单击“停止”按钮。
第4步：单击菜单项“文件”/“另存为”，在弹出的对话框中选择保存位置,输入文件名,选择保存类型mp3，然后单击“保存”按钮,即可得到mp3格式的音频文件。
三、数字音频资源的处理
对数字音频资源进行后期处理，既可以使用Winodws中自带的“录音机”进行简单的处理，也可以使用专业音频处理软件如cooledit、goldwave、SoundForge、Adobe Audition等进行处理。下面以Cool Edit软件为例，讲解数字音频资源处理的方法。
（一）音频编辑
我们既可在Cool Edit软件单轨编辑界面中编辑音频，也可以在多轨编辑界面中编辑音频。在这里我们主要学习在单轨编辑界面中进行音频的编辑。
1．打开音频文件
单击菜单项“文件”/“打开”，选择要打开的音频文件，单击“打开”，则可以在“波形编辑窗”看到被打开的音频文件的波形，如图2-7所示。
选择的波形 图2-7 打开音频文件
选取/查看窗 2．选择
将时间播放头定位在所需波形的开始位置，如图2-11所示，然后按住鼠标左键不放拉到所需波形的结束位置，则可选择部分波形。如果需要精确选择波形片段，可在“选取/查看窗”的选择栏“始”、“尾”中输入精确的开始时间和结束时间，从而精确地定位选择的开始和结束点。
3．删除
选择波形后，按键盘的“delete”键，可删除选中的音频片段。 4．复制、粘贴
选择波形后，单击菜单“编辑”/“复制”，可复制选中的音频片段。
将时间播放头定位在需要粘贴的时间点，单击菜单“编辑”/“粘贴”，可将复制的音频片断粘贴到时间播放头所处位置。
5．提升或降低音量
要提升或降低音频的音量，实质上就是改变音频波形的振幅。在Cool Edit中我们选择需要调整音量的波形，恒量改变波形振幅即可改变音频的音量。
实例：将一段音量偏大的声音的音量降低到合适。 第1步：在Cool Edit软件中打开该音量偏大的音频文件。
第2步：选择需要调节音量的波形。在这里我们单击菜单项“编辑”/“选取全部波形”，将该音频文件的波形全部选中。
第3步：单击菜单项“效果”/“波形振幅”/“渐变”，打开“波形振幅”对话框，如图2-8所示，单击“恒量改变”，拖动改变音量的滑块改变音量（向左拖动滑块降低音量），单击“预览”按钮一边听一边调节音量直至音量合适。我们可以通过勾选“直通”复选框对比音量调节前、后的效果。单击“确定”，则完成了音量的调节。
图2-8 波形振幅对话框
（二）特效处理
1．淡入淡出特效的应用
很多的音频在开始或是结尾的部分采用淡入淡出效果，淡入效果就是声音在开始的时候无声，然后声音慢慢逐渐响起直至正常音量。淡出效果则是在声音的结尾部分，声音缓缓的低下去，直到无声。在音频作品中这是经常使用的处理手法，运用好了有很强的感染力。
实例：为音频文件添加淡入淡出特效
第1步：在Cool Edit软件中打开需添加淡入淡出特效的音频文件。
第2步：选择音频文件开始的部分波形，如00 ：00—00：30半分钟的波形。选择的波形越多，则淡入效果持续时间越长，音量由无变化到正常的速度越慢。
第3步：单击菜单项“效果”/“波形振幅”/“渐变”，打开“波形振幅”对话框，如图2-12所示，单击“淡入/出”，在“预制”中选择“Fade In”（淡入），单击“确定”，可见到选中的波形振幅发生了变化。
第4步：选择音频文件结尾的部分波形，如音频最后的半分钟的波形。选择的波形越多，
则淡出效果持续时间越长，音量由正常变化到无的速度越慢。
第5步：单击菜单项“效果”/“波形振幅”/“渐变”，打开“波形振幅”对话框，如图2-12所示，单击“淡入/出”，在“预制”中选择“Fade Out”（淡出），单击“确定”。
第6步：播放音频文件，可听到声音在开始的时候无声，然后声音慢慢逐渐响起直至正常音量。在声音的结尾部分，声音缓缓的低下去，直到无声。
2．合唱特效的应用
实例：为一首单人歌曲处理成重唱或合唱效果
第1步：在Cool Edit软件中打开准备好的单人歌曲文件“编花篮.wav”。 第2步：单击菜单项“编辑”/“选取全部波形”，将该音频文件的波形全部选中。 第3步：单击菜单项“效果”/“常用效果器”/“合唱”，打开“合唱”对话框，在”预制”中选择“Duo”（二重唱）或者“More Soprano”(合唱)，如图2-9所示。单击“预览”按钮，听处理效果。单击“确定”按钮，完成合唱特效的应用。我们也可以选择其他的预制方案，或者手动调节合唱特性，直至得到满意的效果。
第4步：单击菜单项“文件”/“保存”，保存文件。
图2-9 合唱对话框
3．回声特效的应用
实例：为一段朗诵添加回声特效。
第1步：在Cool Edit软件中打开准备好的朗诵文件“诗歌朗诵--初相遇.wma”。
第2步：选择全部波形。单击菜单项“编辑”/“选取全部波形”，将该音频文件的波形全部选中。
第3步：单击菜单项“效果”/“常用效果器”/“回声”，打开“回声”对话框，在”预制”中选择“1950’s Style Echo”，如图2-14所示。单击“预览”按钮，听处理效果。单击“确定”按钮，完成诗歌的回声特效设置。我们也可以选择其他的预制方案，或者手动调节合唱特性，直至得到满意的效果。
第4步：单击菜单项“文件”/“保存”，保存文件。 4．人声消除
通常一首歌中有原唱、伴奏。而原唱的特征大致分为两种：一是人声的声像位置在整个声场的中央（左右声道平衡分布）；二是声音频率集中在中频和高频部分。我们只要把左右声道的对等声音且频率集中在中频和高频部分的声音消除，即可消除歌曲中的人声。
实例：消除歌曲的人声，制作伴奏带。
第1步：在Cool Edit软件中打开准备好的歌曲文件。
第2步：单击菜单项“编辑”/“选取全部波形”，将该音频文件的波形全部选中。 第3步：单击菜单项“效果”/“波形振幅”/“声道重混缩”，打开“声道重混缩”对
图2-10 声道重混缩对话框
话框，在”预制”中选择“Vocal Cut”，如图2-10所示。单击“预览”按钮，听处理效果。单击“确定”按钮，完成人声的消除。
第4步：单击菜单项“文件”/“保存”，保存文件，即可得到伴奏带。
需要说明的是这样得到的伴奏带不能完全做到原版的效果，一般都会残留部分原唱的声音。要想得到更好的效果，还需要下更大功夫进一步处理，如利用“均衡器”消除伴奏中的“咝咝啦啦”声，增强立体声效果，进行低频补偿等。
5.音频的降噪处理
我们录制的声音中往往存在背景噪音，当房间隔音能力差时,环境不安静将造成各种各样的背景噪音，如声卡的杂音,音箱的噪音,家里电器的声音,电脑的风扇、硬盘发出的声音……。本实验中将介绍利用采样降噪的方法进行降噪处理。采样降噪是目前比较科学的一种消除噪音的方式,它首先获取一段纯噪音的频率特性，然后在搀杂噪音的音乐波形中,将符合该频率特性的噪音从声音中去除。
Cool Edit是采样降噪的高手之一。录音前可以单独录一段环境噪音,要与正式录音时的环境完全一样。然后录制人声,此时该环境噪音始终存在于录音过程中。录制完成后,选中已经单独录制的纯噪音，对这段噪音进行“采样”。最后选择需要降噪的波形范围,打开降噪设置窗口，适当调节参数,单击“确定”就完成了降噪处理。 实例：降低录音中的环境噪音。
第1步： 把麦克风连接到计算机声卡麦克风（microphone）插孔，设置录音通道为麦克风。
第2步： 录音。
打开Cool Edit 软件，在单轨编辑界面中新建了一个新文件，单击“走带按钮”中的“录音”按钮，不说话，录制一段长为约30秒的环境噪音（时间长度不限）。
30秒开始对着麦克风说话，开始录音，录制结束时单击“停止”按钮，再单击菜单项“文件”/“另存为”，保存为mp3格式的音频文件。
第3步：选择00：00—00：30间的环境噪音波形。 第4步：单击菜单项“噪音消除”/“降噪器”，打开“降噪器”对话框，如图2-18所示，单击“噪音采样”按钮进行噪音采样，再单击“关闭”按钮关闭对话框。
第5步：单击菜单项“编辑”/“选取全部波形”，将该音频文件的波形全部选中。
第6步：单击菜单项“噪
图2-11 “变调器”对话框
图2-12 “降噪器”对话框
音消除”/“降噪器”，打开“降噪器”对话框，单击“确定”按钮即完成了降噪处理。在“波形编辑窗”中可以看到00：00—00：30间的环境噪音波形振幅变为零。
第7步：选择00：00—00：30间的环境噪音波形，按键盘的“delete”键删除该无用波形。
第8步：单击菜单项“文件”/“保存”，保存文件。
（三）音频合成
Cool Edit软件具有强大的音频合成功能，利用该软件的多轨混音，我们可以轻松制作出好的音频作品。
1．认识Cool Edit软件多轨编辑界面
打开Cool Edit软件，单击工具栏的“单轨/多轨界面切换”按钮，打开多轨编辑界面，如图2-13所示。单击菜单项“文件”/“新建工程”，在弹出的“新建多轨工程”窗口中设置音频采样率（推荐设置采样率为44100Hz），单击“确定”按钮。
图2-13 Cool Edit Pro 2.0多轨编辑界面
2．多轨合成
在多轨编辑界面中，Cool Edit提供了128条音轨，我们可以在这128条轨道上编排我们的音频素材，制作音频作品。
实例：制作配乐诗歌朗诵音频作品。 第1步：在多轨编辑界面中新建工程。
第2步：导入音乐文件。在资源管理器中单击“打开文件”按钮，如图2-14所示，打开准备好的音乐文件。
第3步：在资源管理器中选择做配乐的音乐文件，拖放到任意一条音轨中，如音轨2上。按住右键拖放音乐波形，可以调整音乐波形在音轨中的位置，也可以拖放该音乐文件到其他的音轨上。
打开文件
图2-14 资源管理器
选择音乐文件的开始部分波形，单击鼠标右键，在弹出的菜单中单击“淡入淡出”/“线性”（或其他方式），可在多轨编辑界面中设置淡入效果。选择音乐文件的末尾部分波形，单击鼠标右键，在弹出的菜单中单击“淡入淡出”/“线性”（或其他方式），可在多轨编辑界面中设置淡出效果。
第4步：在音轨1上录制诗歌朗诵。
把麦克风连接到计算机声卡麦克风（microphone）插孔，设置录音通道为麦克风。 在多轨编辑界面中，单击录音轨道（这里我们要在音轨1上录音，所以录音轨道为音轨1）前的红色“R”按钮。
单击“走带按钮”中的“录音”按钮，对着麦克风朗诵诗歌，则可以一边听着音乐一边朗读，录制结束时单击“停止”按钮。
第5步：单击音轨1的诗歌朗读选择朗读音频波形，单击工具栏的“单轨/多轨界面切换”按钮，打开单轨编辑界面，在单轨编辑界面中进行降噪处理。还可根据需要进行其他特效处理，处理完毕后，单击工具栏的“单轨/多轨界面切换”按钮，切换到多轨编辑界面。
第6步：单击菜单项“文件”/“混缩另存为”，以mp3格式保存文件。
四、数字音频资源的应用
为了提高教学效果，我们制作的多媒体课件、主题学习网站中经常要应用各种数字音频资源。本实验中我们继续学习PowerPoint演示型课件中数字音频资源的使用以及在DreamWeaver软件中为主题学习网站添加数字音频资源。
（一）在PowerPoint演示文稿中使用数字音频资源
第1步：准备数字音频资源
Microsoft PowerPoint软件能支持WAV、MP3、WMA、Midi、AIF等格式的数字音频，所以我们要确定准备好的数字音频资源的格式是PowerPoint软件支持的格式。如果不是，则需要转换成PowerPoint软件支持的格式。我们可以在Cool Edit中打开数字音频文件，单击菜单项“文件”/“另存为”，保存为PowerPoint软件支持的格式。
另外，将数字音频资源保存在与PowerPoint演示型课件同一目录中。 第2步：在演示型课件中插入音频文件
选中要插入音频文件的幻灯片，单击菜单项“插入”/“影片和声音”/“文件中的声音”，在对话框中选择要插入的音频文件，单击“确定”按钮,此时将弹出如图2-15所示的对话框，如果希望播放幻灯片时自动播放声音则选择“自动”，如果是希望单击鼠标后播放声音，则选择“在单击时”。插入音频后，幻灯片上将显示一个小喇叭图标。
第3步：播放试听。播放幻灯片即可听到插入的数字音频资源。
图2-15 开始播放音频的方式
五．实验小结
通过本次实验我掌握了基本的音频处理技巧，能够简单的处理在教学过程中可能会使用到的操作，但是使用的不熟练，需要多加练习。
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