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内容简介

　　《录音技术基础与数字音频处理指南》模拟与数字录音理论并重，强调理论与实践结合。全书共分为9章。第1章为声音的物理特性及声波在闭室中的传播；第2章为声音的主观感受及声音信号计量；第3章为乐器、音乐和语言的声学特性；第4章为声音的拾取——传声器原理及其使用；第5章为调音控制系统；第6章为声处理设备原理及应用；第7章为电子计算机数字音频工作站；第8章为数据存储、传输与同步；第9章为MIDI原理。

　　本书适合电影和电视（包括多媒体和舞台扩声）等录音及扩声工作的专业技术人员、MIDI制作人员和艺术大专院校相关专业的学生阅读，可供相关大专院校作为教材选用，也是业余录音爱好者从了解到精通录音的学习书籍。

内页插图

目录

第一部分 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 推荐的最佳混响时间 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

精彩书摘

　　第3章 乐器、音乐和语言的声学特性

　　3.1 乐器的声学特性

　　各种乐器，不论是弦乐、吹奏乐、弹拨乐还是打击乐，都有它们自己特有的乐音谱线、频率范围、动态范围和指向性图形。因此，只有深入地了解和掌握它们，才能录制出优美和谐的声音。

　　乐音和噪声从物理学的角度是一对相反意义的词。发音体有规律振动时，产生了具有固定音高的乐音。恰恰相反，发音体无规律振动时，产生了无固定音高的噪声。乐音给人的感觉总是悦耳的，其音色是丰富的，它在音乐中得到了大量使用。噪声总是令人不安和烦躁，在音乐中很少运用噪声。锣、鼓、板、钹等一些打击乐器，虽然没有固定音高，但在我国民族音乐里也具有相当丰富的表现能力，在乐队中占有相当重要的地位。

　　凡能演奏乐音的器具统称为乐器。一切乐音（乐器声——器乐和歌唱声——声乐） 总是以音乐的形式存在。正如在第2章中涉及到的，乐音具有诸多物理方面的特性，如频率、振幅（或声压级）、延续时间（包括增长、稳定及衰减等时程）和频谱结构等。这些特性在人耳听感上的主观反应分别就有音调高低、音量大小、乐音时值的长短和乐音的色彩等感觉。

　　本节主要从技术科学的角度，分析和讨论乐器的频率范围和乐音频谱，乐音的音色特性，以及音乐的一些统计特性。在实际工作中应力求把这些知识同艺术创作和录音制作有意识地，并有机地联系起来。在录音中，要掌握乐音频率、音量等的平衡，就必须对乐音与人的听觉特性有比较深入地了解；而在调音过程中，对乐音频谱的了解，对于保持乐音的色彩，以至于对乐音音色加以美化，都是十分重要的。此外，对各种乐器的指向性的了解可以为传声器的放置提供可靠的依据。毫无疑义，对各种声音分析研究得越透彻，获得各种声音效果的手段就越多，这对录音创作者来说是极其重要的。

　　3.1.1 乐器的频率范围和声谱

　　传统乐器是不可能发出频谱单一的乐音的，任何乐器的每一个乐音都是由最重要的基音（基频），以及与基音频率成整数倍关系的分音（谐音）构成的。基音是发音体整体振动所发的音，分音则是发音体除整体振动之外，发音体自身等分为1/2段、1/3段、1/4段、1/5段等分段振动时发出的非常微弱的音。各种乐器的分音频率上下限数值是不同的，它主要取决于乐器自身的频带上下限范围。在音乐中，重要的基频范围在50Hz~4.5kHz之间，这相应于从G1到B7这一段范围内的音调，如果再加上所有的分音，这个范围大概会扩展到50Hz~16kHz，也就是G1到B9的音调范围。表3-1为某民族乐团对中国民族乐器测试的基音频率范围表格。附录A所示为西洋乐器的基频范围。

　　表3-1 若干中国民族乐器的基音频率范围

　　乐器名称

　　基音频率范围/Hz

　　二胡

　　293~1760

　　粤胡

　　390~2610

　　南胡

　　293~2349

　　低胡

　　54~217

　　琵琶

　　108~1044

　　三弦

　　87~1174

　　扬琴

　　146~1174

　　笙

　　217~587

　　笛子

　　217~918

　　大唢呐

　　159~522

　　世界上的乐器品种多种多样，五花八门，人们出于辨识、研究方便，喜欢将它们作归类处理。出于不同的年代和目的，对乐器分类的方法也多种多样，其中按音乐艺术界的分类方式极为普遍，即把乐器大致分成弦乐器、吹奏乐器、打击乐器、键盘乐器和电子乐器五类，本书为了方便只研究前三类。

　　1．弦乐器

　　弦乐器主要依靠机械力量使张紧的弦线振动，再激励音箱振动发声。这类乐器按引起弦线振动的手段而表现出三种不同的声图特征，如图3-1所示。

　　1）弓弦乐器

　　弓弦乐器又叫擦弦或拉弦乐器，其代表乐器有小提琴、大提琴、二胡等。这类乐器的分音谱线是连续等距的，各个分音的衰减过程几乎是同时结束的，所以乐音是连续与和谐的，音色在结束过程中只存在微小变化。弓弦乐器的最明显最为人们共知的一个特点是，在频谱的起始段出现有短促而微弱的弓弦摩擦噪声，图3-1中左边的竖直带上的小黑点代表这种摩擦声。

　　图3-1 弦乐器的声图特征

　　2）弹拨乐器

　　弹拨乐器如竖琴、吉他、琵笆等。这类乐器低端分音谱线间距比较均匀，但频率较高的分音间距会略微加大，所以有近似于和谐特性的频谱。由于演奏方式的原因，在弹拨弦线的瞬间，弦线受到弹或拨的冲击作用，致使声音的音头某些段的强度很大，产生了轻微代表强度的竖直带。另外，由于各分音衰减时间随着频率的增加而逐渐变短无声，致使谐波逐渐减少，在听感上会产生明显的音色变化。

　　3）击弦乐器

　　击弦乐器又称打弦乐器，如钢琴、扬琴等。它们的频谱形状类似弹拨乐器，略显不和谐频谱。不同的是起始冲击音比弹拨乐更强更密集，以至形成一条粗壮的竖直带，表现出持续时间更长、强度更大的冲击音色。

　　2．吹奏乐器

　　吹奏乐器基本就是管乐器。管乐器是指以管子或腔体作为共鸣体的乐器，由演奏者吹响号嘴或哨嘴而带动管内空气振动发声，管子或腔体的发音长度决定了音的高低。传统的管乐器有两种类型，一种是气流通过吹口边缘的切口产生边棱音振动发声；另一种是利用气流通过簧片之间或簧片与吹嘴之间的缝隙，使簧片带动管内或腔体的空气产生振动发声。

　　1）边棱音管乐器

　　边棱音管乐器的声图如图3-2（a）所示。笛子是这类乐器的典型例子，由于边棱音在管内产生的两支涡旋的碰撞，以及管内腔的作用，所产生的频谱谱线是等距和谐的。它们的谱线表现为低次谐波能量较强（谱线粗），高次谐波逐渐减弱（谱线逐渐变细）。并且始终伴有能量集中在中高频段的“吹气”噪声（图中用小黑点代表）。这个噪声通过共鸣腔体的耦和作用，使声音得以放大，音色变得圆润，声音变得绵延悠长。

　　2）簧管乐器

　　以簧片振动作为激励源的管乐器，称为簧管乐器。常见的簧管乐器如单簧管、双簧管、唢呐、大管、笙等。这类乐器有多种类型，其声图如图3-2（b）、（c）所示。这些乐器谱线的特点是谐波十分丰富，其能量较强的区域形成共振区，这个特点尤以低音簧管乐器最为突出。

　　图3-2 吹奏乐器的声图特征

　　……

前言/序言

　　前 言

　　编写本书的主要目的是为正在从事和利用声学空间进行音频的录制、后期处理以及后期缩混的音频工程师和录音、编辑制作人员，以及相关专业的在校学生，提供录音方面的各类基础知识和录音应用技术方面的基本指导。

　　编写本书的一个宗旨是从最基本的物理声学和心理声学入手，让读者通过阅读本书，可以较为全面地、系统地获得录音专业方面的理论知识。同时，本书还较为详细地介绍了当今最先进的录音设备及其器材的基本理论和操作方法，即大家常说的理论与实践相结合的基本学习方法与工作理念。

　　录音专业的属性告诉我们，录音既是技术性很强，又是对艺术性要求较高的一门跨专业学科，它是技术与艺术相互融合、相互渗透的一门综合性学科。可是，无论过去或是现在，在录音行业内普遍存在忽视技术而重视其艺术属性的倾向。一些录音从业人员基本上不重视对录音技术及其基础理论的学习，也有些录音制作人员相当程度地存在只重视实际技术操作而轻视理论学习的倾向，即使是刚从专业院校录音专业毕业的大学生，也存在不能把在学校里学到的录音理论知识自觉运用到自己的工作中去的普遍现象，以至于他们完全沦为一个录音匠人的境地。其实，在实际的工作当中，结合录音技术的特点，运用录音技术基础理论知识的地方比比皆是。任何录音设备和应用软件都是根据录音技术的基本原理和需求而研制生产的。一个认真的录音工作者应该随时随地主动地运用这些基本理论来指导自己平时的专业工作，才能使工作做到有的放矢、有根有据，才能达到举一反三、事半功倍的效果。

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