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4-9 第一講 MIDI簡介

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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荒漠甘泉五合一

08月29日荒漠甘泉五合一 信望愛網站◎程式設計:黃哲輝牧師
  • 你進站: 2025年08月29日
  • 時間是: 06時22分46秒AM
  • 中文荒漠甘泉 每日靈修

    八月廿九日

    「耶穌背著自己的十字架出來。」約翰福音十九章17節

    有一首詩名叫「換來的十字架」。裏面講到一疲乏的姊妹,以為她的十字架,一定比別人的更重,所以渴望和別人換一個背背。一天,她做了一個夢,夢中她到了一個地方,在那裏橫著許多十字架———各種形狀不同,大小不同的十字架。有一個小十字架形狀最美麗,上面鑲嵌著寶石和黃金。這個姊妹一看見就說,「啊,這一個背著一定舒適。」所以她就把它拿起來,不料她虛弱的身體,竟在這個十字架下面震顫了。寶石和黃金果然美麗,可是它們太重了,她背不動。

    後來,她又看見一可愛的十字架,彫刻的木架上,盤著美麗的鮮花。她想:這一定容易背了。她就將它舉起來,不料鮮花下面,有許多尖銳的刺,刺痛了她的皮肉。

    她一步一步向前走去,一個一個試著,發見每一個十字架,都不容易背。最後,她看見一個樸素的十字架,上面沒有寶石,也沒有彫刻,只書著幾句親愛的話。她拿起它來,覺得這是許多中間最容易背的一個。她向它仔細一看,在陽光下,她認得這原來是她自己的舊十字架。啊!這個舊十字架竟是許多十字架中間最好最輕的一個!

    親愛的讀者,神知道我們需要背的是那一個十字架。我們不知道別人的十字架多麼重。我們常常艷羨有錢的人─—他們的十字架是黃金的,上面鑲嵌著寶石—─我們卻不知道這十字架是多麼重。還有一些人,她們的生活似乎很是可愛—─她們背著盤著鮮花的十字架—─我們卻不知道鮮花下面有許多尖銳的刺。如果我們能去試試別人的—─我們以為比我們自己的更輕的─—十字架看,我們就會發現:這些十字架中間,沒有一個像我們自己這個那樣叫我們滿意。
              ─譯自信徒生活一瞥

    假若你沒有耐心,
    卸下你的十字架,
    在此世上和末世你再也找不到它;
    因為這十字架只給你在此時此地
    為神的緣故而背負。
    再則它使我們能更加至誠至愛祂,
    侍奉祂,
    帶著喜悅之情,
    一步一步親近祂。
    此後我們不再被喚去背負十字架,
    這是我們此刻的任務。
    你難道不能多忍受一刻嗎?
    假若今天祂就從你的十字架上召喚你說:
    「事情完了,
    你可以卸下你祈求解脫沈重的十字架」。
    你豈不要懊悔說:
    「這麼快,
    讓我回頭再背一陣,
    因我尚未讚美祂」。
    無論何時,
    當我們所盼望的召喚來到,
    我們就會覺得這甚快,
    願我們及時留意,
    使我們現在就榮耀祂。
              ─選


  • 英文荒漠甘泉 每日靈修

    August 29

    "And he went out carrying his own cross." (John 19:17.)

     THERE is a poem called "The Changed Cross." It represents a weary one who thought that her cross was surely heavier than those of others whom she saw about her, and she wished that she might choose another instead of her own. She slept, and in her dream she was led to a place where many crosses lay, crosses of different shapes and sizes. There was a little one most beauteous to behold, set in jewels and gold. "Ah, this I can wear with comfort," she said. So she took it up, but her weak form shook beneath it. The jewels and the gold were beautiful, but they were far too heavy for her.

     Next she saw a lovely cross with fair flowers entwinel around its sculptured form. Surely that was the one for her. She lifted it, but beneath the flowers were piercing thorns which tore her flesh.

     At last, as she went on, she came to a plain cross, without jewels, without carvings, with only a few words of love inscribed upon it. This she took up and it proved the best of all, the easiest to be borne. And as she looked upon it, bathed in the radiance that fell from Heaven, she recognized her own old cross. She had found it again, and it was the best of all and lightest for her.

     God knows best what cross we need to bear. We do not know, how heavy other people's cross are. We envy someone who is rich; his is a golden cross set with jewels, but we do not know how heavy it is. Here is another whose life seems very lovely. She bears a cross twined with flowers. If we could try all athe other crosses that we think lighter than our own, we would at last find that not one of them suited us so well as our own.─Glimpses through Life's Windows.

    If thou, impatient, dost let slip thy cross,
    Thou wilt not find it in this world again,
    Nor in another; here and here alone,
    Is given thee to suffer for God's sake.
    In other worlds we may more perfectly,
    Love Him and serve Him, praise Him,
    Grow nearer and nearer to Him with delight.
    But then we shall not any more
    Be called to suffer, which is our appointment here.
    Canst thou not suffer, then, one hour or two?
    If He should call thee from thy cross today,
    Saying: "It is finished─that hard cross of thine
    From which thou prayest for deliverance,"
    Thinkest thou not some passion of regret
    Would overcome thee? Thou would'st say,
    "So soon? Let me go back and suffer yet awhile
    More patiently, I have not yet praised God."
    Whensoe'er it comes, that summons that we look for,
    It will seem soon, too soon. Let us take heed in time,
    That God may now be glorified in us.
              ─Ugo Bassi's Sermon in a Hospital.

  • 永活之泉 每日靈修
    八月廿九日 跟從十字架

    「主為我們捨命,我們從此就知道何為愛,我們也當為弟兄捨命。」約翰壹書三章16節

    「人為朋友捨命,人的愛心沒有比這個更大的。」從主為我們而死,就向我們啟示那不可思議的愛。現在這愛的影響和能力住在我們裏面,使我們有份於實踐今天的經文:「我們也當為弟兄捨命」,而像基督的生活和愛心都應該在弟兄身上找到。

    基督的十字架是藉我們對基督愛的認識來衡量的,也是根據我們對周圍肢體的愛來測知。唯有衷心對十字架上基督的愛,才能每日使我們的生命有生氣,對肢體的愛也有相同的作用;我們與基督十字架的交通而有捨己的愛,不僅彰顯於基督身上,也在週遭肢體身上。

    在此,約翰對內裏生命的呼籲是完全地超然並屬靈,只有以信心接受基督親自內住在我們心中,並確實在其中運行,才能使我們接受此一命令:「若有人要跟從我就當捨己,背起他的十字架來跟從我。」除非治死天然的本性,將「老我」與「肉體」切實地與基督同釘死在十字架上,我們就能不犯罪——除非這樣,否則我們無法說:「我們喜愛祂的誡命,其誡命並非難以遵守。」

    然而若非每天持續住在基督耶穌裏,與基督的死交通並傚法之,才能照祂的應許奏效,藉聖靈在我們裏面對基督的啟示和榮耀,我們能深信祂的生命要住在我們裏面;祂要證明加略山上的愛,只有祂能親自使我們說祂的生命傾注在我們裏面,我也當為周圍弟兄而活的真理。只有藉著基督內住,才能使教會做到以基督的愛對待弟兄;而別人也因此看出我們是基督的門徒;世人也才會相信神已經恩待我,像祂愛基督一樣。

  • 中文屬天日子 每日靈修
    八月廿九日 與神親密的關係

    「我不是對你說過,你若信,就必看見神的榮耀麼?」約翰福音十一章40節

    你在信仰方面敢作敢為的事,在理性方面你必感覺得衝突。理性不是信仰,信仰不是理性;它們的關係,就如自然和聖靈的關係。在你理性所不能信的時候,你能信靠基督麼?當你的理性認為不真,你能英勇的照耶穌基督的話去做嗎?在山上是容易說──「啊,是的,我信神能作這個」,但是你到被鬼附著的山谷裡,遇見事實,你會諷笑你變形山上的信仰的全部。無論甚麼時候,我心裡的信仰的程序是清楚明白的,我所經過的事情總有與它相牴觸的事。惟願我能說我相信神供給我一切的需要,但是,到遇見困難而無出路的時候,我是緊緊握著信心呢?還是退後呢?

    信仰是必得試驗的,因為信仰,必要經過衝突,才能為私人所有。此刻你的信仰有否難的問題?這種試驗不是保證你的信仰正確,便是消滅你的信仰。「凡不因我跌倒的,就有福了」。最後一著,就是信任耶穌。絕然信靠祂,「凡你所遇見的,都足以發展你的信仰。」在信仰的生活裡,有不斷的試驗,最末後的大試驗就是死。但願神保守我們,使我們能應付前面的戰爭!信仰是以不能用言語形容的信心信靠神,絕不想到祂不在我們旁邊援助我們!

  • 中文上海嗎哪 每日靈修
    八月廿九日

    「……聽命勝於獻祭……」撒母耳記上十五章22節

    當我們順服神時,祂常以醫治我們為報酬。若是我們要討祂的喜悅,得到討祂喜悅的人的獎賞,最令祂接受的事奉,則是我們對祂的讚美。

    讓我們帶著歡喜及感恩的心接待神,那麼祂就會使我們的臉上反映出祂的榮光。再說,活潑的生命、健康的體魄,都是一個快樂的心所帶來的產品。

    事實上,感恩的態度是建立信心的前奏,讚美的心則能使信心同時成長。懂得感恩的人總是樂觀,而且只看神輝煌的一面;也只有用這樣的心態,我們才能永遠地倚靠祂。不信的人則老是看著自己的問題,但問題往往越看越大,甚至變成了高山峻嶺,結果叫人信心全失。有感恩之心的人無論在何種情況下,都能找到令他快樂的原因。反之,悲觀的人即使在晴空萬里時,也能找到一片烏雲,或是在最甜的香膏中發現一隻蒼蠅。願我們能培養出一個喜樂的靈,並且在神和我們的生命中,不斷地發現那些能激勵我們的事,使我們沒有時間懷疑或是懼怕。

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