第2章 数字音频媒体技术
§1 电声媒体基本知识
§2 模拟音频媒体工作原理
§3 数字音频的加工与处理
§4 数字音频软件的应用
ADOBE AUDITION 3 ADOBE AUDITION 3
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ADOBE AUDITION 3ADOBE AUDITION 3
Adobe Adobe是一家总部位于美国加州圣何塞的电脑是一家总部位于美国加州圣何塞的电脑
软件公司软件公司
2
• §1 电声媒体基本知识
电声媒体的概念
什么是电声媒体：电声媒体是
指承载并传输声音信息的物质载体。
电声媒体的种类
常用的电声媒体有：录音机、扩音机、CD机。
电声媒体的特性
电声媒体具有超时空界限、传输速度快、及时，适用
集体教学，也适用于个别学习。为此：电声媒体在教
学过程中应用非常广泛，了解电声媒体的特性，学会
正确使用电声媒体，对提高教育质量有较好的
促进作用。
古
代
美
女
-
西
施
3
• 声波与听觉
振动的物体在此周围的弹性介质中，就会产生声波。
声波所涉及的空间为声场，声波被人的听觉系统所感知
便产生声音。
频率范围划分： ；
(1)次声波 0~20Hz.
(2)人耳能听到的声音 20Hz~20kHz.
(3)超声波 20kHz~1GHz
(4)高超声波 1GHz~10THz
人耳能感受到声波的频率范围为20-20000HZ；
语言的频率范围为80-800HZ；
音响的频率范围为40-1600HZ
4
男人声：低音82—392HZ；中音123-493；高音
164-698。
女人声：低音82—392HZ；中音123-493；高音
220-1100。
中国音协音频分会规定4个声音的频段划分：
低频段（150HZ以下）中低频段（150--500HZ下）
中高频段（500—5KHZ以下）高频段（5KHZ以上）
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声波的传播
1 、声速：空气中传播速度为每秒340
米；水中传播速度为每秒1440米；钢铁
中传播速度每秒5000米。
2 、声波的折射、反射；
3 、声波的吸收
• 4 、混响与延时
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声压级
衡量声音的标准（四大要素）
1、音高(振幅)：音高是人耳对声波强弱程度的主观感
觉。音高主要取决于声压，也和频率有关，
1-4KHZ响度最大。
2、音调(频率)：音调是人耳对调子高低的主观感觉。
频率高，音调高，反而反之
3、音色(相位)：音色是人在主观感觉上区别于同种音
调、音高的两个声音的不同特性。
4、音长：音乐起始和结束时的长度。
哈斯效应：人耳能感觉到声音来自不同方向，且能
感觉到远近。
7
•
§2 模拟音频媒体工作原理
扩音设备
• 教学扩音设备是用来扩大声音的电声设备其作用是把
输入的微弱信号进行放大，推动扬声器发音。
• 扩音教学设备系统的组成
• 传声器（话筒）;扬声器（喇叭）;率放大器;前
置放大器;声音处理设备
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传声器（话筒）5
按原理分：电动式、电容式、压电式、电磁式、碳粒
式和半导体式等。
1、动圈式传声器
1、音膜
2、音圈
3、环形磁铁
4、有中心柱的圆形软铁
5、保护罩
6、输出变压器
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2、电容式传声器
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3、无线传声器（无线话筒）
• 是由动圈式或电容式加上发射电路、发射天
线、电池仓等构成。
• 用驻极体材料制作的一种驻极体电容式无线传
声器，可不外加极化电压，体积可做得更小，使
用更方便。
• 无线传声器由于其具有的特点，
• 教学上用的较为普遍。
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4、传声器的性能
（1）灵敏度 （声、电转换效率）
（2）频率响应（声波的频率范围）
（3）指向特性（单向、双向、全向）
（4）输出阻抗 (Ω欧姆)
（高阻抗、20kΩ—50kΩ抗干扰差
低阻抗＜600Ω;一般为150--250）
（5）动态范围（信号最小听得见、
最大不失真）
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指向性
传声器的灵敏度随声波入射方向而变化的特性就称
为传声器的指向性。
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5、传声器的使用
（1）要注意阻抗匹配。
（2）多个传声器同时使用时要注意极性一致，
或者配备调音台。
（3）传输线不要接近或平行于电源线、扩音
机输出线。
（4）要注意传声器的指向性。
（5）要防震、防灰尘、防吹气、防湿。
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扬声器（喇叭）5
扬声器是一种将电能（电信号）转换成机械能（声
波）的换能器件：
按工作原理来分：电动式、压电式、静电式。
按其辐射方式来分：直射（纸盆）式、反射（号
筒）式。
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1 电动式(纸盒)扬声器
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2 压电式
3 音箱
• 封闭式音箱； 倒相式音箱； 迷宫式音箱。
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4 扬声器的技术指标
(1) 灵敏度 一定功率的信号在轴向1米处
的声压级叫额定特性灵敏度，单位dB
(2) 额定功率
(3) 额定阻抗
(4) 额定频率范围
(5) 指向特性
(6) 谐波失真
原始信号（基波）中没有谐波.
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5 扬声器的使用
• (1) 正确选择扬声器
• (2) 电路中的功率不能超过扬声器的功率
• (3) 阻抗要匹配
• (4) 使用2个以上扬声器，相位要一致
• (5) 在使用立体放声系统时，两音箱分开适当的
距。 经验公式：
• 两个音箱之间距离=音箱到听众中间位置长度
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扩音机(功率放大机)
作用：把输入线路的音频信号进行功率放大，
以推动扬声器发声。
1、扩音机种类
（1）按放大元件分：电子管扩音机；晶体管扩音
机、集成电路扩音机、移频扩音机。数字功放。
（2）有线扩音.无线扩音(调频\音频扩音)
2、扩音机的结构及工作原理。
3、移频扩音机的结构及工作原理。
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4、扩音机和扬声器匹配
• （1）功率匹配
• 扩音机的输出功率=各扬声器的功率总和
• （2）阻抗匹配
• 串联;并联;混合;
• （3）功率选择
5、扩音机的功率选择
• P=10+0．02N（经验公式中P为扩音机的
• 功率;N为声场的座位数或人数）
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接收机(收音机)
接收方式：调幅与调频
接收频段：长波、中波、短波和超短波。
调谐（选台）：电容式和电感式。
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录音机
录音磁带
• 录音磁带是由带基和在其上面涂铺强磁性
氧化金属粉末而成的磁性层这两部分组成。
• （一）盒式录音磁带的种类
• 1、普通磁带；2、二氧化铬或含钴带；
3、铁铬带；4、金属带。
• （二）录音磁带的使用
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磁带录音机的工作原理
磁带录音机录、放音的实质是声-电-磁-电-声的转换。
1、录音原理：录音过程就是把声音变成电能，电能再变成
磁能，最后用磁的形式把声音保存下来的过程。
2、消音原理
3、放音原理：放音过程就是将磁能转变为电能，电能再变
成声音的过程。
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数字录音机
MD-801 小型磁盘录音机/放音机/编辑机
便
携
式
数
字
录
音
机
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激光唱机
• 先进的激光技术、数码技术、计算机技术和各种新型
元器件。
• CD（COMPACGT DISC）小型唱片
• （DAT）数字音频磁带录音机
• DCC（Digital Compact Cassette)数字式录音磁
带系统 （飞利蒲公司）
• MD（Mini Disc)小型激光唱片系统（索尼公司）
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1、CD唱机工作原理概述
CD唱机主要由激光拾音器及唱盘系统、伺服系统、
信号处理系统、信息存储系统与控制系统等组成。
当光点打在凹坑处时，因反射光较弱，光电检测器
捡拾的信号小；当光点打在无凹坑的铝膜上时，反射光
较强，光电检测捡拾的信号大，这样对应着凹坑的有无
就在检测器的输出产生相应高低电平的电脉冲信号，然
后经过RF放大器，由其内部比较器得到“1”和“0”的
串行
数字信号，并加到数字信号和处理电路，进行解调、帧
同步信号检出、纠错处理等，将处理后的数据加到数模
转换器（D/A），就变换器成模拟的声音号输出。
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MD机
1、特点：MD机可放音也可录音/播放时抗震能力强/操
作方便灵活/机体小巧/放唱时间长。
2、原理：利用光磁薄膜（MO）的特性，光磁薄膜具有
在高于居里温度（约180℃）时磁性消失，在温度下降
时使其处于极性磁场中，冷却后磁光薄膜可将该磁场极
性保留下来的特性。二进制的0和1将用N和S极性来表
示。激光将温度加至180℃，用磁头将磁极方向（信
号）写在薄膜上；放音时由激光扫描薄膜，不同的极性
反射的偏转方向（信号）不同，通过特殊检波器将光信
号转换为电信号。
3、使用：编辑录放程序/命名/自动录音/时间
追记/播放
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MP3录放设备
MP3是以MPEGLAYER3标准压缩编码的一种音频文
件格式.
MP3多媒体计算机系统(音频卡)
MP3播放器(MP3随身听)
MP3录音笔
SP(时间短模式)压缩少\音质好\时间短
LP(时间长模式)压缩多\音质差\时间长.
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数字视频光盘设备
• 1、DVD概述
DVD就是以激光为媒介，并符合一定的技术规范、标准
的光存储产品的总称。
主要产品有：
DVD—AUDIO；DVD—VIDEO
DVD—ROM DVD—R（一次性刻录光盘）
DVD—RW（可重复擦写刻录的光盘）
DVD—RAW（大容量、可多次擦写刻录）
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DVD光盘的容量
• DVD光盘的技术标准(MPEG--2)
• 分辨率为720×480×30(NTSC)
• 720×576×25(PAL)
• 水平清晰度达500线以上
结构 容量 存储视/音频节目时间min
单面单层 133
单面双层 242
双面单层 266
双面双层 17GB 484
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2、EVD概述
• EVD是高密度数字激光视盘，是DVD的升级换
代产品，也是家电和计算机技术融合的产物。
功能：高清晰数字节目播放
高保真和环绕声效果音响
机顶盒、可视电话、上网功能
分辨率：1920X1080
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• §3 数字音频媒体简介
数字音频信号的基本概念：
模拟音频信号与数字音频信号之间的关系
• 在我们的声音记录即回放中都涉及到这两种记录格式，
比如我们听到的MP3音乐，它是以数字的方式记录在MP3
机子里，但最后在耳机里听到还是模拟音频。再比如DVD
图像、CD音乐等都如此。所以在这个过程，涉及到一个环
节，即：模拟转换数字（A/D）；数字转换模拟D/A）。
将这个设备称作模数转换和数模转换(A/D----D/A)。
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• 音频文件的格式:P182
1、WAV：标准Windows声音文件，是一种波
形文件。
2、MIDI：乐器数字接口的音乐文件。乐器厂
家制定
3、mp3：标准的数字音频文件，是一种压缩文
件
文件格式之间可相互转换。
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音频信号是（Audio）带有语音、音乐和
音效的有规律的声波的频率、幅度变化信
息载体。 根据声波的特征，可把音频信
息分类为规则音频和不规则声音。其中规
则音频又可以分为语音、音乐和音效。规
则音频是一种连续变化的模拟信号，可用
一条连续的曲线来表示，称为声波。声音
的三个要素是音调、音强和音色。声波或
正弦波有三个重要参数：频率 ω0、幅度
A n 和相位ψn ，这也就决定了音频信号
的特征。
模拟音频—音频信号
模拟数据(Analog Data)是由传感器采集得到的连续变化的值，例如
温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。
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数字音频：音频信号(脉冲)的数字化
数字数据(Digital Data)则是模拟数据经量化后得到的
离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、
图形、音频与视频数据。
(a)幅值5V，tW脉冲宽度
=10ns,T周期=50ns,
Q(tw/t) =20%,f=PRR=20MHz非理想数字波形 40
PCM量化声音
把声音信号转化为“0”和“1”过程叫做“编码”。
PCM是常见的一种编码技术。即：脉冲编码调制。
先把连续的声波采样为一个个高低不等的样本，再把每
个样值就近量化，然后将样值编为二进制的编码，排列
起来 这个过程叫“调制”。
播放POM声音叫“解调”。先将信号解译为振
幅
上的点，然后利用特定的“插值算法”把振动
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采样率：是指每秒的音频被分成多少份数字样
本元素，决定了音频文件的频率范围。采样率越高，数
字音频越接近原始音频的波形，音质越好。反而反之。
根据采样点位置数据重绘出波形，因此采样频率应是音
频频率的二倍。各种媒体的采样率、频率范围
位深度 采样率 频率范围 品质 振幅值 动态范围
8-bit 电话 256 48dB
16-bit24-t 44100Hz 0-22050 CD 65536 96dB
24-bit 48000Hz 0-24000 DVD 16777216 144dB
32-bit 最高 4294987296 192dB
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位深度（量化位数）
音频的动态范围叫位深度
当进行音频采样时，每个采样点近似于原始波形的振幅
值。高比特位深度可以提供更多的可能性振幅值，从而
产生更为广泛的动态范围，降低噪声，提高保真度。
CD音频采样位宽（比特bit）为16（2X2X2X2）
量化范围：t32768—— -32768
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声道数：
• 双声道甚至多声道立体声，从PCM的角度分析，是分别
记录了两列甚至多列样值，并在时间上保持同步而已。
CD为双声道（左/右声道）环绕立体声的声道为6，
其中有一声道专门记录低音成分。环绕立体声
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音量
音量主要注意两个问题：1、削峰；2、单位：分贝dB.
压缩比：
数字声音的高效存储 文件大需要压缩小
压缩比是指压缩算法的压缩能力。如将文件压缩至原来的
1/4大小，压缩比就是4比1。
• 无损压缩即4 ：1；
• 有损压缩最大100：1。
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• 数字音频媒体技术
• 数字音频信号从采集、加工、处理、特效、合
成、保存到输出，这一系统工作都要用到硬件
和软件媒体技术
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数字录音原理方框图
原声 麦克风 A/D 数字信号处理器 D/A 放大器
声音 声波 扬声器
•• ADOBE AUDITION 3ADOBE AUDITION 3
Adobe Adobe是一家总部位于美国加州圣何塞的电脑软件公司是一家总部位于美国加州圣何塞的电脑软件公司
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专业音频工作室
制作音频条件：软件、硬件、环境和技能。
一般音频工作室：计算机、耳机和克风。
专业音频工作室：工作站设备（麦克风、录音、处理、
扬声器）和录音栅（空间适合、隔音、吸音）电源部
分
1 广播级音频工作室概览
制作专业级音频需要各种专业级设备，有Audition音频
工作站、各种输入输出设备、外部控制设备、监视器和
监听器。有：调音台、开盘机、CD、音频工作站、监视
器、音箱等。还有：均衡器、效果处理器、录音机和
A/D、D/A转换器。
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2 专业录音栅
（1）录音栅环境：专业级录音栅质量效果更要高级，
首先录音栅的墙壁要厚、隔音、吸音材料要好。
专业级麦克风和耳机.
（2）录音栅设备：输入设备（麦克风）与输出设备
（耳机）。从麦克风和卡带中采集音频信号，经
加工处理后由耳机或监听音箱进行监听。
（3）MIDI:乐器数字接口 ，
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声音制作的设备和功能
1、缩混与声音记录设备
（1）调音台
（2）声音记录设备
2、周边设备
（1）音色处理：频率均衡器、听觉激励器
（2）人工混响：数字多重效果器
（3）动态范围控制：幅度压缩/限制器
（4）消除噪声：噪声门
3、声音非线性编辑机（音频工作站）
（1）硬盘录音机
（2）PC机
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数字音频的加工与处理
1、采样（直接、间接；人工、自然）
2、缩混（简单整理）
3、记录
4、后期编辑（音频工作站）
5、修改（征求各方意见后）
6、出版发行（CD、网络）
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数字（采集）式录音笔
SONY公司ICD-P320
1、CD级线性PCM录音机结构
Divide细分(一个文件可分为若干个文件)
Display显示/MENU菜单
REC录制/PAUSE暂停
PLAY播放/STOP（ENTER）停止（开始）
07/16：16为录制文件数；07为现播放的文件
00 00 00显示时间，分别为时 分 秒
ERASE删除；VAL音量调节；
HOLD开关；UBS外接存储器；
外接话筒、外接耳机；机内话筒耳机
HQ/电池量显示
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2、性能标准
存储容量：64MB
录音性能：高音质录音模式
声控录音功能：音设备 麦克风灵敏度选择功能
播放性能：可以将mp3格式转换为TRC格式传送的录
音棒上播放
传输接口 USB端口：随机附带各种应用软件
小身材大容量：ICD-P320的机身非常小巧，您可轻
松放入您的皮包之 中，方便携带。
是学生一族上课、培训的必备武器。
最长录时间:达32小时10分钟（只适用于LP模式下操作）。
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3、录放音频信息 与计算机连接 记录数字信息
高音质录音模式
ICD-P320 备有 高音质录音麦克风 ，并配
备三种高音质录音模式 ， 当您在录音过程中您可通
过调节录音模式来达到符合场景的最佳方式。
（1）HQ 模式：高质量录音模式（单声道声）
（2）SP 模式： 标准播放录音模式（单声道声）
（3）LP 模式：长时间播放录音模式（单声道声）
此外， ICD-P320 还备有话筒灵敏度功能。并
提供两种模式可供选择。会议录音或在安静/ 或空旷
的地方录音;口述录音或在嘈杂的环境中录音。
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4、声控录音功能
ICD-P320 备有感应声音自动开始录音 --- 高级
VOR 功能：
声控录音开VOR ON ：启用 VOR （声控录音）
功能，在机探测到声音时录音开始，探测不到声音时
录音停止，无声期间不录音。
声控录音关VOR OFF ： 禁用 VOR 功能，选择
正常录音操作。
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数字声音记录
1、声音记录的发展历程
机械录音机：１８７７ 年爱迪生制成了留声机
钢丝录音机：１９００ 年的巴黎展览会上,
纸带录音机：１９３６年德国人弗劳伊玛，将铁粉涂在
纸带上代替铁丝和钢带, 纸带价格便宜, 携带方便,
很快为人们所接受并发展起来．
磁带录音机：1９３７ 年美国发明家马文和堂兄都快乐
极了．成功发明了磁带录音机。
数字录音机：1981年飞利浦和索尼公司CD式DVD(数字
声光盘)随之MD录放机应运而生
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2、声音记录载体
• 数字录音磁带的基本结构、特点和主要类型
• 磁光盘的基本结构、特点和主要类型
3、数字声磁记录存储
• 数字声磁记录的原理
• 数字磁带录音机的结构与原理
• 盒式数字磁带录音机的使用
• 硬盘录音机结构、原理及使用
3、录音工作站：
录音工作站（硬盘录音机）的特点、功能
• 录音工作站（硬盘录音机）的使用
4、MD录音机 MD录音机的功能及特点
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数字声音混编
1、声音缩混概述：
制声音缩混的含义； 调音台的分类；调音台的基本
结构。
• 2、模拟调音台
• 语音录音调音台和音乐录音调音台的主要功能
• 语音录音调音台和音乐录音调音台的使用方法
• 3、数控调音台
• 4、数字调音台
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声音后期编辑
1、声音编辑概述：声音编辑的基本概念
2、数字音频制作工作站：数字音频制作工作站的功能、
类型和特点。数字音频制作工作站的结构与配置；常
见的数字音频制作工作站。
3、声音文件：常见声音文件的格式及特点。
4、声音的录制与编辑：音轨与通道、同步与时间码、
波形编辑等基本概念；音频编辑软件的使用；
主控型工作站音频软件的应用。
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MIDI合成器
MIDI(乐器的数字化接口)它是一种用于不
同制造商的电子音乐设备和计算机之间交换数据
的国际标准.是20 世纪80 年代初为解决电声乐
器之间的通信问题而提出的。MIDI 传输的不
是声音信号, 而是音符、控制参数等指令, 它指
示MIDI 设备要做什么,怎么做, 如演奏哪个音
符、多大音量等。
MIDI合成法 调频合成法 波形合成法
MIDI音乐制作 实时记录 定点记录 分步记录
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• MIDI原理
• MIDI（电子乐器数字化接口）实质是一种接
口技术。规定着那些可以被参数记录“关键信
息”的数字化表示方法，以及为了这些表示方
法而引出的技术。
• MIDI和其它采样记录不同，是采用参数记录
的方法记录声音的。
• 参数记录是只记声音在某些点上关键信息。回
放时只参照这些信息对回放进行指导和提示。
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修改（征求各方意见后）
出版发行（CD、网络）
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§4 数字音频软件的应用
实践活动：
用ADOBE AUDITION 3 0
制作一段MTV音乐
63
•
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