數(shù)字音頻技術(shù)在電子音樂(lè)作曲中的應(yīng)用分析

苑濤 王晗 張婉婷

（1.青島市廣播電視臺(tái)，山東 青島 266000 2.青島市廣播電視臺(tái)，山東 青島 266000 3.青島求實(shí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266000）

引言

現(xiàn)階段，現(xiàn)代多媒體藝術(shù)領(lǐng)域的各個(gè)方面一定程度上都包含了數(shù)字音頻技術(shù)，而與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合最直觀和最緊密的一種音樂(lè)類型就是電子音樂(lè)作曲，為音樂(lè)的發(fā)展提供了更多可能性。本文從數(shù)字音頻技術(shù)的簡(jiǎn)介、發(fā)展趨勢(shì)和具體應(yīng)用等幾個(gè)方面研究和分析了數(shù)字音頻技術(shù)在電子音樂(lè)作曲中的有效應(yīng)用。

一、數(shù)字音頻技術(shù)簡(jiǎn)介

數(shù)字音頻技術(shù)是一種使用二進(jìn)制代碼保存與編輯聲音信號(hào)的技術(shù)，它是以各種各樣的數(shù)字媒體技術(shù)為依靠所形成的一個(gè)新的聲音處理的手段。其中，最普遍的數(shù)字化手段為脈沖編碼調(diào)制（Pulse…Code…Modulation），由英國(guó)科學(xué)家Alec…Reeves于1937年發(fā)明，它大體可分三個(gè)環(huán)節(jié)，采樣環(huán)節(jié)、量化環(huán)節(jié)、編碼環(huán)節(jié)：

（一）采樣環(huán)節(jié)：以間隔某一特定時(shí)間的方式收集音頻信號(hào)的環(huán)節(jié)，它包括采樣周期T；采樣頻率fs。兩者為倒數(shù)關(guān)系，關(guān)系式為fs=1/T。也就是說(shuō)，若采樣頻率越高，聲音保真度越高，數(shù)據(jù)量越大。

（二）量化環(huán)節(jié)：在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)將模擬信號(hào)的幅度分成若干等間隔的層次，根據(jù)舍入原理，將采樣輸出的信號(hào)電平分類為最近值。它的層次越多，比特?cái)?shù)越大，定量和定量精度越高，誤差越小，動(dòng)態(tài)范圍越大，信噪比越高，但是往往數(shù)據(jù)量也會(huì)越大。

（三）編碼環(huán)節(jié)：編碼環(huán)節(jié)將前兩步得到的值換算為二進(jìn)制編碼。在數(shù)字音頻領(lǐng)域通常使用16位來(lái)表示量，即量化的數(shù)字n=16。

二、數(shù)字音頻技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）采取有效措施創(chuàng)新現(xiàn)有的編碼系統(tǒng)

現(xiàn)階段的編碼系統(tǒng)并不能同時(shí)保障音頻的壓縮率和保真度。為了提升數(shù)字化技術(shù)要求相關(guān)工作者一定要不斷的優(yōu)化相應(yīng)的技術(shù)，只有這樣才能提高通用音頻的質(zhì)量，為廣大用戶提供有效地解決方案。但是在保障大眾化音頻的同時(shí)還應(yīng)該在不考慮存儲(chǔ)大小的情況下最大程度的保證音頻的原聲效果和專業(yè)化需求。同時(shí)，一定要同時(shí)優(yōu)化編碼和處理音頻其他環(huán)節(jié)的系統(tǒng)，從整體上最大程度還原音頻音質(zhì)。此外，優(yōu)化相關(guān)系統(tǒng)的時(shí)候還應(yīng)該將功耗也考慮在內(nèi)，盡量保證其他設(shè)備能獨(dú)立運(yùn)行，增強(qiáng)數(shù)字技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）發(fā)展數(shù)字音頻配套硬件，發(fā)展數(shù)字音頻工作站

一些配套的硬件會(huì)極大地影響音質(zhì)的優(yōu)化和處理，比如功效、放大器和壓縮器等硬件。數(shù)字信號(hào)逐漸替代了原有的模擬傳輸信號(hào)，也提高了外設(shè)的要求。此外在數(shù)字化的控制下組合各個(gè)硬件就成就了一個(gè)數(shù)字音頻工作站。在錄音行業(yè)雖然原來(lái)多軌模擬錄音技術(shù)會(huì)很快的被一個(gè)多種硬件結(jié)合的數(shù)字音頻工作站所代替。傳統(tǒng)的硬件和計(jì)算機(jī)都只是一種獨(dú)立的系統(tǒng)，在過(guò)往的實(shí)踐過(guò)程中已經(jīng)將工作站的優(yōu)勢(shì)完整的體現(xiàn)出來(lái)。有機(jī)的整合硬件外設(shè)和計(jì)算機(jī)的數(shù)字化控制，這也是數(shù)字音頻技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

三、簡(jiǎn)要分析數(shù)字音頻的應(yīng)用

電子音樂(lè)通常指利用聲音合成器和電子合成、音頻采樣技術(shù)而制作的音樂(lè)。第一部電子樂(lè)器是Leon…Theremin于20世紀(jì)20年代創(chuàng)造，被稱為Etherophone（以太發(fā)聲器），后來(lái)重命名為特雷門琴。今日的電子音樂(lè)大體可分實(shí)驗(yàn)藝術(shù)電子音樂(lè)與流行形式的電子音樂(lè)。本文所討論的電子音樂(lè)作曲是指在實(shí)驗(yàn)藝術(shù)電子音樂(lè)范圍內(nèi)的電子音樂(lè)作曲。筆者在研究電子音樂(lè)作曲的過(guò)程中，認(rèn)為以下三點(diǎn)應(yīng)用措施最為重要：ASIO技術(shù)應(yīng)用、VST技術(shù)應(yīng)用、IR技術(shù)應(yīng)用：

（一）ASIO技術(shù)應(yīng)用

ASIO（Audio…Stream…Input…Output），即高級(jí)音頻流輸入與輸出接口技術(shù)，是一種重要的數(shù)字音頻API標(biāo)準(zhǔn)。ASIO個(gè)人電腦聲卡專業(yè)驅(qū)動(dòng)程序由Steinberg公司開(kāi)發(fā)，是為改進(jìn)以前操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序不能用于多通道傳輸而提出的解決方案。

（二）VST技術(shù)應(yīng)用

這種技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是在計(jì)算機(jī)音樂(lè)制作中，其處理數(shù)字音頻的方式使通過(guò)插件使用的，VAT技術(shù)是一項(xiàng)軟件接口技術(shù)，是由Steinberg公司提出的。人們可以使用VST插件處理音頻信號(hào)，創(chuàng)作音樂(lè)時(shí)還可以使用VSTi樂(lè)器。相關(guān)創(chuàng)作者在開(kāi)發(fā)各種VST插件時(shí)可以使用特定的軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用數(shù)字音頻插件創(chuàng)作者在制作電子音樂(lè)的時(shí)候可以通過(guò)電腦操作和修改音樂(lè)各方面的參數(shù)。創(chuàng)作者還可以使用VST樂(lè)器切換、編輯和修改各種參數(shù)。

（三）IR技術(shù)應(yīng)用

IR即脈沖響應(yīng)技術(shù)（Impulse…Response），目前國(guó)內(nèi)在數(shù)字音頻領(lǐng)域討論IR技術(shù)的文獻(xiàn)并不多。在數(shù)學(xué)上，脈沖可以是一個(gè)狄拉克δ函數(shù)的連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)或克羅內(nèi)克δ函數(shù)的離散時(shí)間系統(tǒng)。在傅立葉分析理論中，脈沖包括了所有可能激發(fā)頻率的相等部分，脈沖與脈沖響應(yīng)相比越短，結(jié)果越接近真實(shí)的理論上的脈沖響應(yīng)。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字化音頻技術(shù)的有效應(yīng)用極大地改變了電子音樂(lè)制作的過(guò)程。利用現(xiàn)代化科技制作電子音樂(lè)可以最大程度的保障音頻的音質(zhì)，還能使電子音樂(lè)的制作越來(lái)越方面。