多媒體信息

　　計算機除了能存儲、處理文字（數值和字符）外，還需要處理大量的圖形、圖像、音頻、視頻等多媒體的信息。這些多媒體信息雖然表現形式不相同，但在計算機中同樣都是以0和1二進制表示的，這就需要對各種媒體信息進行不同的編碼。將聲音、圖形、圖像、視頻轉化為二進制代碼的過程叫做數字化。

1、聲音的數字化過程

　　計算機需要處理聲音信號就需要將這種信號轉換成數字信號，這個工程稱為模擬信號數字化。數字化過程涉及聲音的采樣、量化和編碼。采樣和量的過程可由A/D（模/數）轉換器實現，如果要將聲音輸出則通過D/A（數/模）轉換器實現。

　　（一）采樣

　　采樣是每隔一定時間間隔在聲音波形上取一個幅度值，把時間上的連續信號變成離散信號。

　　該時間間隔稱為采樣周期，其倒數為采樣頻率。

　　采樣頻率（即每秒鐘采樣的次數）：

　　　　如：44.1kHz 表示1s的聲音用44100個采樣點數據表示，由此采樣頻率越高，數字化音頻的質量越好。

　　　　提示：市面上非專業聲卡采樣最高頻率為48kHz，專業能達到96kHz甚至更高。根據采樣定律，采樣頻率高於聲音中最高頻率兩倍就能恢復原始波形。所以在實際采樣中，采取44.1kHz作為高質量聲音采樣標準。

　 （二）量化

　　量化是將每一個采樣點得到的幅度值以數字存儲。量化位數（也即采樣精度），表示存放采樣點振幅的二進制位數，它決定模擬信號數字化以後的動態範圍。

　　　　如：8位、16位、32位，分別表示2⁸

　 （三）編碼

　　編碼是將采樣和量化後的數字數據以一定的格式記錄下來。編碼的方式很多，常用的編碼方式是脈沖編碼調制（pulse code modulation，PCM）

　　優點：抗幹擾能力強、失真小、傳輸特性穩定

　　缺點：編碼後的數據量比較大

　　CD-DA采用的就是這種編碼方式

2、數字音頻的技術指標

　 數字音頻的技術指標一共有三個：采樣頻率、量化位數、聲道數。前兩項已在上述描述過，這裏主要介紹聲道數

　　聲音是有方向的，而且通過反射產生特殊效果。當聲音到達左右耳的相對時差和不同的方向感覺不同的強度，這就是立體聲效果

　　聲道數值聲音通道的個數。單聲道只記錄和產生一個波形；雙聲道產生兩個波形，也即立體聲，存儲空間是單聲道的兩倍

　　記錄每秒存儲聲音容量的公式為：

　　　　采樣頻率率（Hz）* （采用精度（bit）/ 8） *聲道數 = 每秒數量量（字節數）

　　例如：用44.10kHz的采樣頻率，每個采樣點用16位精度存儲，則錄制1s的立體聲（雙聲道），其WAV文件所需存儲量為：

       44100*(16/8)*2=176.4KBps

3、數字音頻的文件格式

　　（一）WAV文件

　　 簡介：微軟公司采用的波形聲音文件存儲格式

　　 存儲模式：波形聲音文件

　　 來源：外部音源（話筒、錄音機）錄制

　　 擴展名：.wav

　　 特點：直接記錄了真實的二進制采樣數據，文件較大

　　 用途：多用於存儲簡短聲音片段

　　（二）MIDI文件

　　簡介：是樂器數字接口（musical instrument digital interface）的英文縮寫，把電子樂器與計算機相連接制定的規範，是數字音樂的國際標準

　　存儲模式:將樂器彈奏的每一個音符記錄為一串數字，由聲卡上的合成器處理後再由揚聲器播放

　　擴展名：.mid

　　特點：文件緊湊、文件較小

　　在多媒體應用中，一般WAV文件存放解說詞，MIDI文件存放的是背景音樂。

專升本第十二講 （音影娛樂）