3-1 第一講 MIDI簡介
主要內容
• 聲音本質與聽覺特性
• 聲音質量的度量
• 聲音信號數字化
• 音樂的基礎知識
• 電子音樂合成技術
• 電子樂器數字界面(MIDI)
聲音的本質
聲音的分類
• 波形聲音
• 語音 80-3400Hz
• 音樂
聲音的三要素
• 音調、音強、音色為聲音的三要素。
• 音強(響度)取決於聲音的幅度(分貝)。
• 音調取決於聲音的頻率。
• 音色是由混入基音的泛音所決定的。
聲音的聽覺特性
• 人的耳朵對聲音強度的回應成對數形式
• 聲音的方向性
• 聲音的掩蔽特性(時域掩蔽、頻域掩蔽、MP3)
聲音質量的度量
• 聲音的質量與聲音的帶寬有關,一般來說頻率範圍越寬,聲音質量也就越高。
聲音信號數字化
• 聲音信號是典型的連續信號,不僅在時間上是連續的,而且在幅度上也是連續的。
• 聲音進入計算機的第一步就是數字化,數字化實際上就是采樣和量化。
聲音信號數字化
• 採樣(sampling)︰將聲音信號在時間上離散化,即每隔相等的一段時間抽取一個信號樣本。
聲音信號數字化
• 量化(quantization)︰將連續的信號幅度離散化。如果幅度的劃分是等間隔的,稱為線性量化,否則為非線性量化。
聲音信號數字化
• 采樣頻率
• 奈奎斯特理論指出︰采樣頻率不應低於聲音信號最高頻率的兩倍,這樣就能把以數字表達的聲音還原成原來的聲音,稱為無損數字化。
• fs >= 2fmax
• 話音信號最高頻率約為3.4kHz,所以採樣頻率取為8kHz。
聲音信號數字化
• 采樣精度: 每個聲音樣本的數字化位數反映了聲音波形幅度的采樣精度。
音樂
• 中國音樂起初是與巫術和宗教活動聯繫在一起的,舜作¡§韶¡¨、禹作¡§大夏¡¨、武王作¡§大武¡¨,¡§樂¡¨被孔夫子列為¡§六藝¡¨之一 。後來,音樂從宗教中漸漸脫離出來,成為一種獨立的藝術。
• 以小提琴為例,當它的A弦振動時,並不僅僅是整根弦在振動,這根弦的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一¡K¡K處都在振動著。於是,整根弦的振動產生了最主要的頻率,我們稱之為基音,而弦長的二分之一、三分之一、四分之一等處的振動則產生了一些次要的頻率,我們稱之為泛音。
• 如果一個物體振動所發出的泛音為基音的整數倍,這個音就會具有清晰可辨的音高,我們稱之為樂音,如鋼琴,小提琴等發出的都是樂音;如果泛音是基音的非整數倍,這個音就不具備清晰可辨的音高,我們稱之為噪音,如汽車發動機、計算機風扇等發出的都是噪音。
音樂的四要素
• 音高︰由基音的頻率決定。即¡§Do¡¨¡§Re¡¨¡§Mi¡¨等音符。
• 響度︰由聲波的振幅決定。
• 音色︰由基音與泛音的比例、泛音的分佈、泛音隨時間的衰減變化決定。不同發音源(樂器)的材質、形狀不同,其泛音的排列組合也不同,也就構成了這一物體特殊的音色。
• 時值︰樂音振動的持續時間,即節奏。
電子音樂合成
• 使用電子元器件(計算機)生成音樂的技術稱為電子音樂合成。電子音樂合成器又稱為¡§魔音琴¡¨。
• 電子音樂合成方法分為兩大類︰
頻率調製(FM)合成法
• 數字式頻率調製合成法,簡稱為FM合成法。
• FM電子合成器先由震盪器產生一個載波作為基音,然後再產生若干個調製波帶著許多泛音加在載波之上,您可以對這個組合加以任意調整,然後加上典型的聲音包絡線(ADSR),再透過數控濾波器和數控放大器送往數字/類比轉換器,從而形成最後的音響。
• 由於一個物體不可能總是一成不變的振動,所以它的頻率和振幅都會隨著時間的改變而改變,並最終趨於靜止。我們把一聲音的發展過程分為四個階段,分別是觸發、衰減、保持和消失。這四個階段我們統稱為¡§包絡¡¨ 。包絡的發生時間,也決定了一個樂音的時值。
頻率調製(FM)合成法
樂音樣本合成法
• 樂音樣本合成法是把真實樂器發出的聲音以數字的形式記錄下來,播放時再加以調整、修飾和放大,生成各種音階的音符。
• 樂音樣本通常放在ROM晶片上,播放時以查表的模式給出,所以這種合成器又叫做波表(wave table)合成器。
樂音樣本合成法
Wavetable合成器的衡量標準
軟體波表與DLS
• 軟體波表,故名思義就是用軟體來類比硬體波表合成器,它的原理跟硬體波表完全一樣,只不過硬波表是把樂器的波形存放到ROM裡,在需要的時候直接調用;而軟波表是把樂器的波形存到硬碟上的某一個檔案裡,在需要的時候透過CPU運算調用。所以,軟波表會佔用比較多的CPU資源。著名的軟波表有YAMAHA公司的S-YXG系列和ROLAND公司的VSC系列,還有韓國COWON公司的JET-MIDI。
• 由於硬波表價格難以令大眾接受並且不易升級,於是就有了價格便宜的DLS(Downloadable Sound Modules)波表合成技術,這是個介於硬波表和軟波表之間的東西。雖然它能把波表存儲在硬碟上,使用時再調入內存然後透過聲卡上的專用音效晶片來處理。
電子樂器數字界面(MIDI)
• 電子樂器數字界面(musical instrument digital interface, MIDI)是用於在音樂合成器、電子樂器、音序器和計算機之間交換音樂訊息的一種標準協議。從80年代初問世至今,MIDI經歷了長時間的發展,現已成為電腦音樂的代名詞。
電子樂器數字界面(MIDI)
• MIDI實質上是由MIDI控制單元(或MIDI檔案)產生的指示電子音樂合成器要做什麼、怎么做(如演奏某個音符、加大音量、生成音響效果)的一套標準指令。MIDI不是聲音信號,在MIDI電纜上傳送的不是聲音,而是動作指令。
電子樂器數字界面(MIDI)
• 由於MIDI只是記錄音樂訊息的數字代碼,所以生成的檔案比較小,便於傳播,也便於編輯修改 。
• MIDI音樂常作為背景音樂。
• 與Mp3、Wav等音頻格式不同的是MIDI的播放質量很大程度上取決於硬體或軟體的音源環境,也就是說同樣的MIDI檔案在不同的電腦上可能有非常明顯的效果差別,究其原因是因為它們調用的波表音色庫不一樣 。
MIDI的物理界面標準 ,MIDI設備的連接 ,MIDI的通道概念
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July 14
"Bind the sacrifice with cords, even unto the horns of the altar." (Psalm 118:27.)
IS not this altar inviting thee? Shall we not ask to be bound to it, the we may never be able to start back from our attitude of consecration? There are times when life is full of roseate light, and we choose the Cross; at other times, when the sky is grey, we shrink from it. It is well to be bound.
Wilt Thou bind us, most blessed Spirit, and enamor us with the Cross, and let us never leave it? Bind us with the scarlet cord of redemption, and the golden cord of love, and the silver cord of Advent-hope, so we will not go back from it, or wish for another lot than to be the humble partners with our Lord in His pain and sorrow!
The horns of the altar invite thee. Wilt thou come? Wilt thou dwell ever in a spirit of resigned humility, and give thyself wholly to the Lord?
─Selected.
The story is told of a colored brother who, at a camp meeting, tried to give himself to God. Every night at the altar he consecrated himself; but every night before he left the meeting, the devil would come to him and convince him that he did not feel any different and therefore he was not consecrated.
Again and again he was beaten back by the adversary. Finally, one evening he came to the meeting with an axe and a big stake. After consecrating himself, he drove the stake into the ground just where he had knelt. As he was leaving the building, the devil came to him as usual and tried to make him believe that it was all a farce.
At once he went back to the stake and, pointing to it, said, "Look here, Mr. Devil, do you see the stake? Well, that's my witness that God has forever accepted me." Immediately the devil left him, and he had no further doubts on the subject.─The Still Small Voice.
Beloved, if you are tempted to doubt the finality of your consecration, drive a stake down somewhere and let it be your witness before God and even the devil that you have settled the question forever.
Are you groping for a blessing,
Never getting there?
Listen to a word in season,
Get somewhere.
Are you struggling for salvation,
By your anxious prayer?
Stop your struggling, simply trust, and-
Get somewhere.
Does the answer seem to linger,
To your earnest prayer?
Turn your praying into praise, and-
Get somewhere.
You will never know His fulness,
Till you boldly dare
To commit your all to Him, and-
Get somewhere.
─Songs of the Spirit.
「並新約的中保耶穌,以及所灑的血。」希伯來書十二章24節
中保有責任促使立約雙方完全信守其義務,耶穌對我們保證神必定履行祂的應許,祂也向神保證我們會忠心地完成祂對我們的要求,祂幫助我們謹守此約。
就如中保,在最後的晚餐裏,祂賜給門徒立新約的偉大應許,也要給他們以西結所預言聖靈的恩賜。
祂也負責完成應許,「我要幫助你們遵我的命令而行,你們要謹守遵行我所說的。」應許的應驗在於祂如此明確地指示門徒遵守祂的命令、完成父神的計劃。「你們若愛我就必遵守我的命令,我要求父,父就另外賜給你們一位保惠師。」「有了我的命令又遵守的,這人就是愛我的;愛我的必蒙我父愛他;我也要愛他,並要向他顯現。」「人若愛我,就必遵守我的道,我父也必愛他,並且我們要到他那裏去與他同住。」「我的話若常在你們裏面,凡你們所願意的,祈求就必給你們成就。」「你們若遵守我的命令,就常在我的愛裏。」「你們若遵守我所吩咐的,就是我的門徒了。」
如果門徒無法遵守,難道主會明確指出,謹守祂的命令是蒙福的途徑嗎?當然不會。祂會賜下聖靈當作為憑據幫助他們,使他們能遵行主的命令,祂居間調停使你感到有把握,基督才希望祂的門徒愛祂,靠著聖靈的能力遵行祂的吩咐,由於祂住在他們心中,使他們不斷謹守祂的命令。
「只是我告訴你們,不要與惡人作對;有人打你的右臉,連左臉也轉過來由他打。」馬太福音五章39節
這數節經文,是表現作基督徒的恥辱。由常情而看,如果一個人不還擊,那是因為他是一個懦夫;但是在靈性方面,如果一個人不還擊,那是表現神兒子在他裡頭。當你受凌辱的時候,你不但不憤恨,並要把它視為表顯神兒子的機會。你不能摹仿耶穌的性情;畫虎不成反類犬。至於聖徒之身受凌辱,反是表示主耶穌無限溫雅的機會。
山上寶訓的教訓,不是──做你的本分,就是──不是你的本分也得做。陪走二里,轉過那邊臉,都不是你的本分,但是耶穌說如果我們是祂的門徒,我們總得要做。「唉,我不能再做,我是被人誤會了」這種精神和語氣不必有。無論何時我堅持我的權利,我就損傷了神的兒子;如果我自己忍受打擊,便可免掉耶穌之損傷。那也是完成基督受苦的意思。門徒們在生命裡所感覺的是主的尊榮發生危險,並不是自己的尊榮發生危險。
不要責求別人正直不正直,但自己絕不可不正直。我們老是尋求公義;但山上的寶訓絕不是如此。
「……要人常常禱告……」路加福音十八章1節
願今天成為一個禱告的日子,願我們瞭解最高的事奉和力量,乃是為人在神的面前祈求。願我們順服聖靈在我們裡面的禱告聲音。當挑戰壓力來臨時,願我們視這些為禱告事項。願我們培養不住禱告的靈,並且常與基督交通。
願我們學習禱告事奉的意義,能藉著代求,幫助一些不在我們身邊的人。讓我們勇敢地求,大大的張口。如果我們把每一個困難當作另一個禱告事項,神就會以又大又奇妙的事充滿我們,甚至超過我們的想像。
願今天也是喜樂和讚美的日子,願我們住在神的應許中,期待祂的釋放和祝福。願我們不要老想著試煉,而是思想擺在前頭的勝利;願我們不要再住在黑暗的墳墓中,倒要住在約瑟的花園裡,生活在復活的光明中。願我們保持向面容朝上升的太陽,奮起、為主發光、更加喜樂、凡事感謝、凡事讚美。
啊!願您以喜樂充滿我們的心,使我們得到激勵,也能鼓舞他人。願您以祝福充滿我們的生命,使我們的福杯滿溢,也成為他人的祝福。