[基础知识] 电脑音乐与数码录音

济海云帆

作者：佚名
出处：网友提供

前 言
提起“MIDI”这个近十年来才流行在音乐界的“新词”，广大音乐工作者和爱好者对它并不陌生。大家都知道“MIDI”指的是电脑音乐制作系统。电影、电视剧、电视广告以及电视机、收音机中的音乐，很多都是用“MIDI”制作的。我们几乎天天听到MIDI音乐的声音，大家也经常会拿着自己创作或要演唱的谱子去专业音乐制作室做“MIDI伴奏”。然而，对于电脑音乐制作的技术，在人们的印象中一直是很神秘的。似乎只要做电脑音乐，势必需要昂贵的设备、复杂的专业技术和高超的外语、计算机水平，常人难以问津。MIDI真的有那么神秘吗？

随着电脑、电子技术的飞速发展，电脑的性能不断提高、价格不断降低、各类高性能的音乐软件层出不穷，电脑音乐已经再不是少数专业人士的“专利”了。现在，一台几千元的普通电脑接上一架电子琴，再装上一套专业软件就可以做出非常专业的电脑音乐。软件在很多方面已经取代了过去那些笨重庞大而昂贵的硬件设备。
现在市场上有关电脑美术制作以及平面设计的资料和书籍相当丰富，而电脑音乐方面却只有很少的几本书籍资料可查。而且几乎所有的专业软件和设备以及它们的说明书上都是满纸洋文。几年前，市面上甚至找不到一本和MIDI有关的书，更没有人进行电脑音乐方面的教学。更有甚者，很多音乐工作室为了“保密”所谓制作技术，在制作音乐的过程中是不准外人进入观看和学习的。

在今天，大部分音乐人依然是靠自己的勤奋和努力，靠着有限的几本书籍在电脑和设备上摸索，不断探索、前进。好在，现在后来者已经有很多的经验和捷径可以借鉴，特别是由于互联网的普及，网络上有了很多关于电脑音乐的网站和论坛。我们要感谢那些在MIDI道路上不断探索并无私地传授MIDI技术和知识的音乐人以及这些网站和论坛，是他们给我们创造了条件，提供了机会和环境，使我们能在很短时间里掌握MIDI的技术，让MIDI不再神秘。
本文内容参考过以下著作有关内容：
谷勇 编著 《电脑MIDI系统与多媒体音乐制作》 中国人民大学出版社
师勇 编著 《电脑音乐制作大师Cakewalk9.0》 北京希望电子出版社
方志宁 编著 《迷人的迷笛：电脑作曲与编曲》 北京体育大学出版社
陈国顺 编著 《英汉电子音乐词典》 人民音乐出版社
伍建阳 编著 《艺术录音基础》 中国广播电视出版社
林达悃 著 《录音声学》 中国电影出版社
姚国强 著 《影视录音》 北京广播学院出版社
韩宪柱 刘日 编著 《声音素材拾取与采集》 中国广播电视出版社
颜东成 卢小旭 编著《MIDI技巧与数字音频》 清华大学出版社
胡泽 编著 《数字音频工作站》 中国广播电视出版社
另外还有一些数据、资料摘自互联网。
在此，向各位作者表示诚挚的谢意！
我深知因为本人才疏学浅，本文中一定存在不少错误和不足之处，所谈到的问题有很多是十分浅薄、片面的，并难免存在陈旧过时的内容。在此，我恳请诸位同行和读者对本文给予批评和指正，使其更加完善。
电脑音乐与数码录音-5 [转载]

电脑音乐概述

随着电子技术的飞速发展，电子计算机这一现代科学技术的产物已经和人们的生活密不可分。作为二十世纪最伟大的发明，电脑在各行各业都掀起了一场革命，音乐领域也不例外。音乐和电脑的结合，给音乐界带来了强烈的震撼。

在电脑音乐系统出现之前，所有的音乐作品的完成，都是靠乐队演奏员来演奏的。如果要录制一部弦乐四重奏，就需要找四个演奏员来录音。如果需要录制交响乐，那就得把整个交响乐团和指挥都请来。但自从有了电脑音乐，一切都改变了。

在电脑音乐系统的“音源”中，存储着各种各样乐器的音色，而这些音色可以Zi由地选择并用一个键盘来弹奏，然后分声部录进电脑。通俗地说吧，你可以先把第一声部的弦乐录进电脑，然后再把第二声部的铜管录进去，再把第三声部的木管录进去，接下去是贝司、定音鼓......然后把它们一起播放。就这样，借助电脑，一个人就可以组成一个交响乐团，而且你既是指挥又是演奏员。一个人的交响乐团成本自然是比请真的乐团来演奏低多了，不用购买各种乐器，不用给乐团成员发工资，也不用担心乐队排练不合自己意图......只需要坐在电脑前，弹弹键盘，动动鼠标，一切就全解决了。

从前的作曲家在创作的时候，不可能一面写一面听乐队演奏的实际效果，只有凭着感觉在谱纸上写作，一般写完后交给乐队试奏，听了实际效果后再修改，直至定稿。作曲家一般都是借助钢琴来试听和声的效果，但这需要很好的钢琴演奏水平。而且，在钢琴上，无法试出乐器搭配的效果。比如，长笛和中提琴一起演奏是什么效果？贝司加上一支长号再加一支英国管重叠起来是什么效果？这就只能凭经验了。而现在有了电脑音乐系统，只要将各声部依次弹进电脑中，一切就又都解决了。

从前，如果作曲家在作品中想要使用的音效是乐队无法发出的声音，那就很麻烦了。如柴可夫斯基在他的《1812序曲》中，使用了真正的大炮做为特殊音效。而我们在影视节目中会经常用到各种声音效果，不可能需要飞机声就得弄一架飞机来。所以从前的拟音师采用各种土法来模仿一些音效，比如用水浇在烧红的铁块上模仿炒菜声、挤压装满面粉的袋子模仿在雪地上走路、晃铁板模仿打雷、转动风箱模仿风声等等，这些土方法既不方便效果又不好。现在好了，MIDI音源以及音效盘中，存储有大量各种各样的声响：虫鸣鸟语、飞禽走兽、狂风暴雨、电闪雷鸣......应有尽有，可以随时在乐曲或影视节目中使用。

可以说，电脑音乐系统的出现，给音乐领域带来了一次深刻的革命，为音乐的创作、学习和演出提供了强有力的工具。现在的电脑音乐系统已经广泛应用在音乐领域中，在电影、电视、戏剧等等各方面都发挥着极重要的作用。

那么，MIDI究竟是什么呢？

MIDI诞生于1983年。它的概念并不等同于电子音乐和电声音乐。最早的电声乐器是在普通琴身上安装拾音器，将琴弦的振动变换成电信号后经放大器放大，通过扬声器发声。如电吉他、电倍司等。这种乐器并不是真正意义上的电子乐器。1955年，美国新泽西州普林斯顿RCA实验室研制了世界上第一台合成器。这台体积庞大的合成器可以说室电子音乐发展的开端。随着科学技术的不断发展，1975年，世界上第一台个人电脑“Altair8800”问世，1976年和1981年，Apple和IBM PC电脑相继问世。80年代，将计算机与合成器结合起来的“音乐工作站”问世，这就是我们今天常见的自带音序器录音功能的电子合成器。

当时，电子乐器的厂商所生产的产品在规格上并不统一。由于厂商在设计电子乐器发声部件时并没有统一的音色排列顺序，所以不同品牌、型号的乐器就不能兼容。比如甲厂商把小提琴音色编为第41号音色，而乙厂商却将小提琴排在第60号，那么用甲设备做好的音乐文件拿到乙设备上播放，原来的小提琴声就可能变成了其他音色，其他各声部可能也都变了音色。如打击乐中的鼓变成了钹、吊镲成了木鱼，整个乐曲就一塌糊涂了。

于是，1982年，国际乐器制造协会的几十家厂商协商并达成协议，这就是美国Sequential Cirtuits公司提出的“通用合成器接口方案”。1983年正式制定了关于数字乐器的统一标准，这就是“MIDI协议”。MIDI便由此诞生了。

“MIDI”这四个字母就是“Musical Instrument Digital Interface”的首字母缩写,中文译文为“乐器数字化接口”.也有人说,“MIDI”代表Music(音乐)、Ideen（思想）、Direktzugriff（直接存储）和Instrument（乐器）四个单词的首字母。

MIDI协议规定了一份标准MIDI乐器音色排序表，收录了常用的16类乐器，其中第16类是音效，如电话铃、鸟叫、海浪等。每类各8种音色，一共有128种音色。另外还收录了一组打击乐音色，并规定了每件打击乐器在键盘上的键位。这份标准MIDI（General MIDI）音色排序表简称GM音色表。从此，所有的标准MIDI乐器面板上都在醒目的位置印制了“General MIDI”的标志，并安装了标准的圆形五针插座，这就是“MIDI”接口。从此，所有的数字乐器都可以通过MIDI接口相连并互相兼容了。

所以“MIDI”并不是特指哪一种设备或机器，而是电脑音乐设备之间的一种规范和协议，是数字乐器之间的语言。我们常把MIDI音译为“迷笛”，并习惯于在口头上泛指制作电脑音乐的各种设备。

GM音色表统一了数字乐器的标准，但128种音色毕竟太少，难以满足人们制作音乐的要求，所以又有了GS和XG标准的音色表，它们的音色增加了很多。现在高档的合成器或音源中都有成百上千种音色，而且音质越来越好。但无论音色如何增加，它都要包含GM音色表里那128种音色，与其兼容，这样才是标准的MIDI乐器。

我们把一首在GM音源上做的乐曲拿到一台拥有上千种音色的音源上播放，出来的音乐是完全相同的。但如果把用高级音源做的乐曲拿到只有128种音色的GM音源上播放，如果你用了GM音色表中没有的音色，那么这些声部可能就“哑巴”了，因为GM音源在音色库中找不到它们的音色编号。

因此，MIDI文件本身不是声音文件，而是指令。说得通俗些，它就是乐谱，这个乐谱进入音源，音源就忠实地按照曲谱发音。但不同品牌、不同价格的音源发出的声音相差很大，回放出来的效果也会不同。例如同样一首管弦乐队伴奏风格的MIDI文件，接上一台价格不菲的Roland XV-5080音源来播放，发出的声音气势磅礴、音质纯正。如果把这台音源拿掉，改用电脑中那块四五十元的声卡来播放（声卡中都存储有标准GM音源），结果就变了：声音又干又涩，打击乐象拍桌子、敲锅底。所以MIDI音色最终的音色质量，与音源质量有很大关系。
MIDI系统并不神秘。一台性能不错的电脑，装上一块质量好的声卡如“SB Live！”，一个刻录光驱，一对音质不错的音箱，一台MIDI键盘或带MIDI接口的电子琴，两条MIDI连接线,再装上专业的音乐制作软件和软音源，就组成了一套既便宜又实用的电脑音乐制作系统。因为有了高品质的软音源和功能强大的制作软件，用软件做出的音乐，完全可以媲美专业的音乐工作室。当然，硬件的稳定性和质量等比起软件仍有优势。专业的音乐工作室也是包括电脑、音源、键盘、扬声器、录音卡座等，往往还有鼓机、采样器、调音台、DAT数码录音机等等。关于这些设备以及软件、软音源，我们会在以后的内容中详细介绍。

MIDI的制作过程也根本没什么神秘的。在电脑上连接好MIDI键盘，装上一个音乐制作软件如Sonar或者是Nuendo，再装上几个软音源，我们就可以制作音乐了。甚至没有MIDI键盘也不要紧，可以用电脑键盘来模拟，或者用鼠标点击屏幕上的五线谱来输入音符。先分好声部，给每个声部选好音色，然后按下屏幕上的录音键，跟着节拍器将第一声部录进电脑。之后，选择第二声部，再按下录音键，随着电脑播放的第一声部弹奏第二声部。依次类推，将各声部依次输入，然后一起播放。听一听，一个属于你自己的大型乐队就这样诞生了。

如果你觉得这样还是太麻烦，那就再装上一个自动配器软件如“Band in a box”或“TT作曲家”。你只需把主旋律输入电脑，定好速度，选择一种适合这个作品的风格比如选“颂歌”风格，然后给每个小节标上和弦，再按一下屏幕上的播放键，奇迹就出现了：一个庞大的乐队开始自动为你的作品伴奏，而且十分严谨和认真，各声部、鼓点、低音都很十分的规范！假如你觉得这样太死板，那么就把它存盘，然后在刚才说过的Sonar软件中把它再调出来，就可以对它进行修改了。你看，哪儿有什么神秘可言呢？

现在的音乐制作软件如Nuendo、Sonar、Cubase等都集MIDI编辑、音频编辑为一身，还都配备了软音源以及软效果器插件。只需要一台电脑一架琴，几乎就可以完成所有从前靠满屋的昂贵设备才能完成的工作。在本书以后的内容中，我们将详细介绍MIDI设备的配置、MIDI工作室的组建、音乐软件及软音源的使用、乐曲制作过程与技巧，还将谈一谈数码录音技术以及小型录音棚的配置与组建。通过本书所讲的内容，你会发现，电脑音乐制作原来是那么的简单、那么的有意思！
电脑音乐与数码录音-4 [转载]

声卡漫谈
声卡是电脑中唯一与声音处理有关的设备，也是最重要的硬件设备之一。
无论你使用外置音源还是使用软音源，声卡都是非常重要的。如果你使用声卡上的音色或使用软音源，就意味着所有的声音都要从声卡上出来。当使用外置的硬音源时，除非你使用昂贵的外置专业刻录机，否则刻录CD时，音源的声音仍要通过声卡返回到电脑，录制为声音文件才能刻录。录音时，来自话筒或调音台的音频信号更是要经过声卡进入电脑，因此声卡的质量是至关重要的。

民用多媒体声卡中都装有音色库。早期的声卡是采用“FM合成技术”来发音。根据傅立叶定理，任何复杂的声音波形都可以分解为多个简单的正弦波的迭加。而FM合成技术正好是相反，它利用数字技术先产生简单波形，再用调制器对它进行调制，从而产生出复杂的音色波形。因此它很适合创造自然界中不存在的电子音色。可惜早期声卡上的FM合成器芯片运算器太少，发出的声音现在听来是很难听的。所以这种声卡很快就被淘汰了。后来的声卡几乎都采用了 “软波表”来发音。

“波表”是由“WaveTable”直译过来的，也是一种音色合成技术。它是使用真实乐器的采样，放在硬盘或内存里，由合成器调用，经滤波、调制、迭加等处理，再经过D/A转换，还原成我们能听到的声音。这种音色比起FM合成器的音色要好了很多。

声卡上的这些音色有的是GM标准的，有128种音色。有的是XG标准，有676种音色，如YMF724声卡。但说实话，声卡里的音色是根本无法与专业音源相比的，哪怕是大名鼎鼎的“Sound Blaster live!”声卡，其自带的SoundFont音色质量也比不上专业的硬音源或软音源。而专业的音频卡根本不自带音色，现在的音乐人也极少会用到声卡上的音色。

除去声卡中的音色库不提，我们使用声卡主要是使用它的音频处理效果。在录音时，声卡上的数模转换器将来自麦克风的模拟信号变成数字信号，回放时则相反。而声卡完全暴露在电磁环境恶劣的电脑机箱中，所以声卡的质量也就很重要。专业的录音声卡抗干扰能力很强，有的音频工作站系统使用昂贵的全外置数模转换器来彻底将声音处理芯片与电脑隔开。

目前，集成主板上都已经集成了譬如AC97等板载声卡。这类声卡档次很低，仅能用于家庭多媒体及娱乐游戏，不可以用来专业制作音乐和录音。当然，可以通过一些驱动程序来提高AC97的性能使其能够支持现在的音乐软件，但其音质、性能和专业声卡相差太远了。一般来讲，必须在BIOS设置里将板载的声卡关掉，另行安装独立的声卡。

声卡的价格从几十元到上万元都有。早期的低档声卡录出的人声简直像打电话，我们不予考虑。我们习惯称声卡为“民用卡”和“专业卡”两种。
说起“民用卡”，那就是创新了。在民用声卡中, 创新声卡的性价比还是很高的，录音质量不错。该声卡有多个系列，目前创新声卡的最新产品叫做Sound Blaster Audigy 2，其“白金版”带有一个前置面板，上面有标准的五针MIDI插座。但目前其售价较高。另外，它的“前辈”SoundBlasterLive5.1数码版声卡是初学者不错的选择，且价格已降到相当便宜，只需320元（2003年底山东济南科技市场售价）。
以下是关于Sound Blaster声卡的一些性能指标介绍。
Sound Blaster Audigy 2能够完美表现DVD-AUDIO 24-bit 编码带来的 192kHz采样率立体声和96kHz采样率及5.1多声道音频。这项音乐格式的最新工业标准能带来比传统的audio CD更为纯净的音乐效果，同时能够完美体现原始录音音色的深度和温暖效果。通过Sound Blaster 24-bit ADVANCED HD ，音频格式能够达到 106dB SNR（信噪比），比传统的格式在传统格式上有飞跃式的提高。Audigy 2处理芯片采用第一流质量的24-bit/192kHz 数模转换器 (DAC), 通过真正的 24-bit ADVANCED HD 技术能达到完全无噪音的音频纯净度：106dB SNR。 强有力的 Audigy 2 处理芯片能够在新一代的Windows Media Audio (WMA) 9 Professional 系列播放器上实现完全的24-bit/96kHz 5.1 环绕音频回放和网络上第一种数字 5.1环绕音频音乐编码格式 。Sound Blaster Audigy 2是现在唯一一款通过 THX-Certified认证的民用声卡。THXCertified 意味着Sound Blaster Audigy 2 通过了THX实验室最为严格的音频质量和表现测试。我们知道THX是在电影产业中举足轻重的音频标准制定者，通过这一认证表明了Sound Blaster Audigy 2将是在未来很长一段时间内唯一能提供影院级别音响效果的pc平台解决方案。Creative MediaSource 能够更加智能的管理你的MP3或者是其他格式的曲库。 SVM (智能声音管理) 能够在播放不同音乐的时候智能的调整每首音乐的音量。 Audio Clean-Up 将提供音乐播放降噪功能，使你即使播放传统的磁带和低采样率的乐曲时也不受到噪音的侵扰。Sound Blaster Audigy 2 带来了空前质量的 24-bit/96kHz录音能力, 同时对ASIO 标准软件提供全面支持，这样可以直接使用符合 ASIO 兼容性标准的音乐硬件。
Sound Blaster Live！标准版是Sound Blaster系列中最早问世的产品，于1998年第三季度开始逐渐在零售市场出现。标准版提供了完整的音频主卡和数字I/O子卡，其中主卡采用了以0.35微米工艺制造的EMU10K1音频处理芯片，使其拥有了强劲的运算合成能力。外部模拟音频输出接口全部采用镀金制造。数字I/O子卡也设计得细致入微，它提供了超强的音频扩展能力，其主要接口包括DIGITAL DIN、SPDIF In、SPDIF Out、Mini MIDI IN和Mini MIDI OUT五大接口，从而使SB Live！标准版拥有了数字式输入、输出的强大功能。应用这些数字接口，可使声音信号达到120dB以上的信噪比、无任何电磁干扰的数字音质和最多8个扬声器的输出连接。同时还能轻松自如地实现高品质的MD和DAT数字录音。
Sound Blaster Live！DriveⅡ提供了以下几种接口：立体声Mic In或立体声Line In； 音量和Line/Mic转换开关和Mic增益控制； 立体声耳机插口； 立体声耳机音量控制旋钮； SPDIF分线口； 电缆SPDIF In/Out RCA接口； 标准5-pin母头MIDI接口，用于MIDI In和Out； 立体声Aux RCA； 可选光纤SPDIF In/Out； Digital DIN。
在几年前，创新的SoundFont音色还是非常先进的技术，而随着电脑技术的飞速发展，专业软音源的问世已经为我们带来了最方便、最优质的音色，因此现在，我们根本没有必要再去使用声卡上的音色了。我们购置声卡的目的主要是音频处理。

应该知道，“民用卡”的设计毕竟是为了家庭多媒体以及游戏娱乐而设计的，而我们音乐制作人对声卡的要求是录音质量。所以，如果经济条件允许，建议专业用户选择专业音频卡。

而且目前专业音频卡的价格也并不算贵，一般两千元内的就很不错了。在这里向大家介绍一款常用的音频卡：Waveterminal 192L专业音频卡。国内很多个人音乐工作室使用的都是这个种声卡。

Waveterminal 192L是一款性价比极高的音频卡，可以说是目前最受音乐人喜爱，最超值的声卡。它具有2进6出模拟口、一个数字输出、一个话筒输入（仅限 L版）、一个耳机输出。加上数字/MIDI子卡后（需要另外购买），还将有MIDI 1进1出，数字1进1出功能。它支持各种平台和驱动，具有 DirectWire无损录音功能。音频格式最高支持24bit/192kHz。其前身是著名的Waveterminal 2496，也是最早进入中国的专业音频卡之一，每一项指标都非常高。

Waveterminal 192L则继承了WT2496所有功能，并且将回放指标提升到24位/192千赫。是世界上最早的支持DVD-Audio的专业音频卡。在MIDI合成器方面，Waveterminal 192L不支持波表合成技术，但是提供了GSIF，可以使用GIGA音色。

我们知道，专业领域有不少音频接口，比如EWDM、ASIO、GSIF、WDM等等，因此需要给每个不同的接口编制属于他们自己独有的驱动，这是非常繁琐的。而Ego-sys的EWDM（增强WDM）将这些接口集于一身，省却了不少力气。而且更重要的是，它提供了超强的性能，EWDM居然支持无限音频通道功能（Audigy 2最高只有96个音频通道）。这就意味着只要你的CPU足够强大，你便可以同时回放无限个波形文件！同时，EWDM功能的强大还体现在ASIO上，通过EWDM的支持，Waveterminal 192L的ASIO延迟率最低可以达到史无前例的1.1ms！这是目前的世界纪录，也标志着Waveterminal系列是目前ASIO性能最强大的专业产品。

另外，Waveterminal 192L使用了号称电脑内部录音新境界的Directwire技术。以前我们使用声卡的内录功能，由于是通过数字口，所以信噪比相对外部录音要好一些。但是，整个过程终究还是需要通过声卡的ADC做转换工作，因此音质还是有所损失的。可是Directwire就不一样了，其原理是在信号到达声卡ADC之前便将信号截获下来，然后通过总线传回电脑处理。这一过程由于是在CPU数据总线中完成的，因此100%无损。Directwire还提供了各种接口，如GSIF，ASIO，WDM和MME之间的虚拟连线。你可以把它们串起来处理，这样也省得各种不同软件要为了实时而进行复杂的同步设置。如果你能够很好的操作EWDM和Directwire这两项功能的话，那将是威力无穷的。你可以把原声加上混响、压限和EQ后，对最终输出的结果进行实时监听。

目前Waveterminal 192L和其MIDI子卡的总价格大约两千元人民币（2003年底北京中关村售价），可以说，这款音频卡是目前同等价位中性能最好的，是个人音乐制作系统的首选。
从前，在音乐工作室里，堆满了各种昂贵的设备。然而，短短几年过去，情况却已是大不相同。那些曾经只有花费巨资才能够拥有的专业硬件设备，如今随着计算机运算能力的飞速增长，只需用电脑软件便可模拟。并且，软音源、软采样器、软效果器、软调音台等各种虚拟设备，无论是性能指标还是操作界面的友好程度上，都是传统硬件设备所望尘莫及的。当然，它们实际能达到的效果除了取决于电脑性能外，最关键的因素就在于声卡的性能。可以毫不夸张地说，在当今这个CPU运算能力以GHz计算的年代，只要有了一台配备高品质声卡的电脑，你就可以借助软件实现两年前近百万身价的设备功能！