1. 聲音的取樣 2. 聲音的量化 3. 聲音的編修
聲音數位化
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聲音
▪ 由物體振動產生聲波,透過空氣、固體、液體等介質 傳播,並被聽覺系統所感知的現象。
▪ 影響聲音的三要素:
1. 響度:聲音的大小,又稱為音量。
2. 音調:聲音的高低。
3. 音色:聲音的特色。
2
影響聲音的三要素
響度
聲音的大小,
又稱為音量。
聲波的振幅越大
、音量越大。
大聲(振幅大)
時間 振幅
時間 振幅
小聲(振幅小)
影響聲音的三要素
4
音調
聲音的高低。
聲波的振動頻率 越高、音調越高
。
高音(頻率大)
時間 振幅
時間 振幅
低音(頻率小)
影響聲音的三要素
音色
聲音的特色。
由聲波的波形決 定,不同的人及 樂器產生的波形 都不同。
音色不同(波形不
同)
1. 聲音的取樣
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聲音的取樣
▪ 聲音必須經過「取樣」與「量化」才能儲存到電腦中
。
▪ 聲音的取樣:單位時間內,將聲波切割成數個時間間 隔相等的樣本。
▪ 取樣頻率:每一秒內,對聲音訊號取樣的次數。
單位為赫茲( Hz )。
聲音的取樣
▪ 單位時間內,取樣頻率越高,越接近原音。
8
時間 振幅
取樣 4 次
時間 振幅
取樣 6 次 取樣 12 次
時間 振幅
時間 振幅
時間 振幅
時間 振幅
手腦並用
▪ 想一想,若 CD 音質的取樣頻率為 44.1kHz ,是指 1 秒 鐘取樣幾次樣本?
1 秒鐘取樣 44100 次。
2. 聲音的量化
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聲音的量化
▪ 將振幅高度切割成相等間距,再將相同間距內的樣本 歸類為相同的數值。
▪ 量化的精確度取決於切割間距的位元數,例如:
以 1 位元量化,可劃分成 2
1
= 2 個間距。以 8 位元量化,可劃分成 2
8
= 256 個間距。以 16 位元量化,可劃分成 2
16
= 65536 個間距。聲音的量化
▪ 量化的位元數越高,越接近原始聲音。
1 2
時間 振幅
時間 振幅
以 1 位元量化 以 2 位元量化 以 4 位元量化
時間 振幅
時間 振幅
時間 振幅
時間 振幅
聲音的量化
▪ 一個未經壓縮的聲音檔案大小,可透過取樣頻率、量 化的位元組、通道數 、音檔時間(秒數)來計算
:
註 一般電腦的容量是以「位元組」來計算,所以計算檔案大小時
「量化的位元數」要 ÷8 ,換算成位元組。
檔案大小 取樣 通道數 頻率 量化的
位元組 秒數
=
× × ×
知識快遞
1 4
▪ 通道數是指聲音的通道數量,
常見的為單聲道及雙聲道(立體聲)。
▪ 單聲道:聲音都儲存在同一聲道中。
▪ 雙聲道:聲音儲存成左、右兩個聲道,可以建構出空 間環境的聲音感受。
手腦並用
▪ 假設有一首 1 分鐘、單聲道的歌曲,
取樣頻率為 44.1kHz ,並以 24 位元量化,
想一想,其數位化後的檔案大小為何?
檔案大小=取樣頻率 (Hz)× 量化的位元組 (byte)× 通道數 × 秒 數
= 44.1×1000 × 24÷8 × 1 ×1×60
= 7938000 (bytes)
延伸學習 常見的聲音格式
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▪ 因應不同的需求,聲音數位化後的格式也各不相同,
常見的聲音檔格式有 MIDI 、 WAV 、 MP3 等。
格式 說明
MIDI (.mid)
• MIDI ( Musical Instrument Digital Interface ,樂 器數位介面)是一種電子樂器的數位化標準。
• 不儲存聲音,而是記錄聲音的資訊(音調、響度等)
。
• 檔案很小,音質不比 WAV 真實。
• 常用來記錄以樂器演奏的音樂,副檔名為「 .mid 」。MIDI 音樂:
https://youtu.be
/p_c6uQHlhZ0?t=6
延伸學習 常見的聲音格式
格式 說明
(.wav)WAV
• WAV 檔不會經過壓縮。
• 數位化後音質不會失真,但檔案也相當大。
• 常需編輯聲音檔的使用者多半會選擇此格式,副檔名 為「 .wav 」。
(.mp3)MP3
• MP3 檔會經過壓縮,所以檔案容量較小。
• 音質只比 WAV 稍微失真,對多數使用者的聽覺感受影 響不大。
3. 聲音的編修
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聲音的編修
▪ 數位化後的聲音檔案,可透過音樂編輯軟體進行編修
。
▪ 常見軟體: Audacity 、 Wave Editor 等。
課本畫面使用 Audacity 2.4.1 版本,由於 軟體會不定時改版更新,因此最新版的介面
、翻譯,可能略有不同。
官網:
https://www.audacityteam.org/
知識快遞
2 0
▪ Audacity 是一款免費的自由軟體,提供多國語言,
支援 WAV 、 MP3 等多種檔案格式。
▪ 小安製作了一個動畫,
邀請兩位朋友各自在家 錄製對話。
▪ 請協助剪輯聲音檔,並 將剪輯後的檔案輸出為 WAV 與 MP3 的 檔 案 格 式
。
使用素材
1-3-1_ 大吉 .wav
順序 角色 對話
1 大吉 傳染病大流行,我們要維持良好的衛 生習慣,才能避免被傳染!
2 大利 沒錯!那你知道該怎麼洗手才正確嗎
?
3 大吉 我有看到衛生福利部的宣導,要「內 外夾弓大立腕」!但那個指的是什麼 呀?
4 大利 指的是我們用肥皂洗手時,要確實搓 揉手掌、手背、指縫、指背與指節、
大拇指及虎口、指尖、手腕。
5 大吉 而且洗完手用清水沖乾淨之後,一定
任務說明
介面說明
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功能表
工具列
時間軸
編輯區
時間工具列
請看老師 解題示範
手腦並用
▪ 請比較看看,匯出的 WAV 檔和 MP3 檔,哪種檔案比 較小?
MP3 檔較 WAV 檔小。
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