计算机与多媒体

第三章       多媒体设备

     多媒体系统包括主机、声象输入输出设备、控制设备和各类功能卡。

     主机。包括个人机、工作站、超级微机等。

     声象输入设备。包括视频画面摄像机、实时广播、电视天线、视频盘（电视机）、录像、录音机、CD—ROM、麦克风、电子琴键盘、扫描器等。

     声象输出设备。包括喇叭、立体声耳机、录音录像机、视频盘（电视机）、 CD—ROM、打印机等。

     功能卡。包括图形、图像、声音处理卡、通信卡、局网卡等。

     控制设备。包括鼠标器、操纵杆、键盘、数字化仪器、触摸式屏幕监视器等。

                              第一节      音效卡

     音效卡使计算机能从文本、图形的操作管理中多了 “嘴巴”，可以说话和唱歌；多了 “耳朵”，可以听取各种声音、音乐和语言。音效卡也叫声音卡，有的推销商把新加坡CreativeLab.公司制造的 Sound Blaster 称为 “声霸卡”，或把与之兼容的音效卡也叫 “声霸卡”。

     音效卡的输入设备可以是：音频放大器、话筒、CD 唱机、MIDI控制器、CD—ROM 驱动器、游戏机。输出可接喇叭。一般的音效卡内置功率放大器、双声道每边有4W 输出。

     音效卡获取声音的来源有两种：（1）模拟音频信号的输入。如普通的录音机、收音机等各种放大器的音频信号输出以及话筒；（2）数字音频信号输入。如 CD 唱盘、MIDI控制器、游戏机、CD—ROM驱动器等。模拟音频信号必须经过A/ D 模数转换，变成数字量之后，才能便于计算机的储存和管理。人类耳朵能听到的声音是50H ～20kH 频率的模拟音频信号。经过计算机加工、存储的各种声音文件在输出时要经过 D/A数模转换，使数字量变为模拟音频信号，再由放大器输出到喇叭上。

     模拟音频信号转换成为数字信号是用采样的方法进行。模拟音频信号是一个以时间为横坐标，幅度为纵坐标的二维线性函数关系。在采样时，采样点 （时间）之间的间隔越小，采出的样品就越准确，所谓间隔小就是频率高。采样频率是指模拟音频信号转换成为数字信号时，抽取音频声波样本的频率。计算机在处理A/D 和A/D 转换过程中，不失真的转换采样频率为音频信号频率的二倍。

     音效卡的采样频率出于技术上的原因一般最高定为44.1kHz 可以很满意收听转换后的音频信号。目前市场上供应的音效卡的最高采样频率分别为44.1kH ，22.05kH 和 11.025kH 三种。采样尺寸是对音频信号垂直分量的幅度进行采样的量度。即在确定的时间点上，该音频信号的大小如何进行量度才算精确。当然，把这个有 “多少”分量是按一定平均分量进行的量度，这个平均分量值越小，所量度出来的值越靠近实际值，转换失真越小。在数字技术中，一个定量值可分为8位 （256 等分）或 16位 （655 536 等分）两种作为音效频率采样尺寸的标准。16位的采样尺寸要比 8位采样尺寸精确，从收听角度来看，声音的层次更丰满。采样如果是立体声，还需左右声道分别处理。

     经过A/D 转换后的声音文件，和计算机其他文件一样。以一定文件形式存放于硬盘或软盘之中。声音文件一盘以WAV 或VOC 为扩展名的文件形式储存。WAV 文件是Win- dows 支持的声音文件，VOC 文件是DOS 下的声音文件，它们可以分别在各自支持的状态下播放。

     数字化音频中，C 唱盘是以 16位、44.1kH 采样进行重放的。所以 5 寸

                                               z

CD 唱盘可放70分钟的高质量音乐节目。

     MIDI （Muslcal Instrument Digital Interface）音乐器件数字接口所产生的音乐节目与传统的音乐节目是不同的。MIDI产生的音乐是人工的。音效卡处理 MIDI 是通过一个后缀为 MID 的文件向不同的合成器发出一系列指令，使合成器（利用DSP 专用数字处理器产生各种乐器或声音效果的处理器）或其他电子线路产生不同的乐器的音乐或声音。这个MID 文件有以下描述：音符、定时、对 16个或32 个通道 （每个通道可发出一种乐器声音）的选择、音量控制、延时、速度等。MID 文件记录的不是声音本身，而是通过文件的描述对各合成器的控制而产生声音，它比较节省文件储存空间。同样播放30分钟的立体声音乐，MID 文件只需200K，而WAV 文件要约300M。由于合成器对语言的处理能力较差，所以MI- DI偏重于音乐与声音效果。

     应该注意的是音效卡的线路输入和话简输入两种音频信号是不能同时进行录制的。这两个信号要通过程序分别进行录制，由于音效卡与不同的CD—ROM 驱动器的连接互不兼容，选购音效卡时，最好与 CD—ROM 驱动器一起配套购买为好。

     音效卡的硬件安装对计算机没什么特殊要求，一般286 以上，有40M硬盘的计算机就可以使用音效卡，音效卡可直接插入计算机扩展槽内。插入之前，音效卡要选择好 I/O地址口、中断口和通道DMA 口三个口的设置。这三个口的设置与整个计算机的硬件设置有关。音效卡在出厂时给用户提供的设置一般使 I/O口为220H，中断口为7， DMA 口为1，用户在安装音效卡前要对照用户手册检查对应三组跳线是否合乎手册的要求。用户还可以打开软盘中的 “README”说明文件，该文件能简单地为用户提供一般的安装说明或软件中各应用程序文件名及它们的功能。最后，可以执行音效卡的安装程序INSTALL（在DOS 下执行）。安装完成之后，可以进入测试程序试验音效卡的功能。然后可以进入音效卡各种应用程序对不同的声音进行编辑。

     下面以新加坡Creative Lab 公司生产的 Sound BlasterPro 为例，介绍音效卡的硬件和软件的特性。

     一、硬件特性

     8 位立体声模数与数模转换器，采样频率为 4k～44.1kH 。可以从话简， 立体声线路或CD 音频输入支持录音。立体声数字/模拟调音台，可将数字化声音多级音量控制。由软件控制输入、输出、声象、左右声道调节。

     MIDI 与游戏控制杆共享接口。

     CD—ROM驱动器的接口。

     立体声输出，每通道 4W，手动调节音量，话筒自动增益控制 （AGC）以 提供最佳声音效果。

     二、软件特性

     软件配置有在DOS 下和Windows 下分别进行的操作。

     VEDIT2。声音编辑，提供很强的程序支持立体声录音、压缩和声音文件的编辑，可以放大显示波形图并进行剪辑，应用软件可以重放声音文件作为背景音乐。

     PRO—ORG。调频智能风琴，该文件功能强、简单易学。通过PC机的键盘或一个附加的MIDI键盘，就可以演奏管弦乐队的音乐，并能自动加入背景伴 奏和节奏。

     Play MIDI。本程序提供一个广泛的选择范围来满足创作音乐作品所需的基本特性。

     CDPLAY。程序提供CD—ROM驱动器控制CD 唱盘的播放、前后搜索、暂停、快进、倒带和播放与停止等功能。

     SBSID。S.B标准接口模块，本程序在应用时能够对所有 Sound Blaster驱动器共享存取，作为一个常驻内存程序，SB-SID 支持扩展内存，在装入音乐和声音支持文件时，考虑到起动、停放各种驱动器的情况。

     MMPLAY。演示程序，本程序演示图像动画与声音同步播出。

     在Windows 下的操作结果与DOS 有部分兼容，提供6个图符供声音编辑 与播放，如图符中的Greative Ware Studi 中，提供了在Windows 下对 WAV声音文件进行录制、编辑、播放，功能很强。其中提供一个电子笔记本 （TakingScheduler）揭示每天的工作安排 （声音提示）。

第二节                      声霸卡的安装及应用软件

     一、声霸卡软件的安装

     声霸卡安装过程如下：

     插入第一张声霸卡软盘到驱动器。

     敲入 Install命令，将出现文字说明，按任一键，出现主菜单。

     在主菜单选择“Begin Install”出现提示后，选择软件安装在哪个硬盘。

     安装程序将在选择的硬盘建立一个子目录\SBPRO，并复制文件到该子目 录。

     文件复制完，安装程序自动在AUTOEXEC.BAT 文件加入设置声霸卡运行环境的参数。

     用户确认开机启动的驱动器。

     用户确认机内 Windows3.1 系统所在的地方，以便安装程序自动在WIN.INI 文件加入一条命令，这样，下次启动 Windows 时会自动建立声霸卡的窗口及应用程序。

     用户按照屏幕提示选择三个硬件参数：I/O地址220H 或240H；中断号2，3，5，7；DMA通道号。当选择的参数与实际硬件不符时，安装程序提示你重新选择。选择好参数后，安装程序自动在AUTOEXEC.BAT 文件设置环境变量，指明这些参数的设置情况。

     重新启动系统，完成安装。

     安装完毕后，在指定硬盘建立了如图3—1所示的目录结构，声霸卡软件程序安装在这些子目录中。

     安装完毕后，为了检验一下声霸卡硬、软件安装的有效性，并对声霸卡的声音、音乐和声音效果有个初步的印象，我们可首先调用声霸卡的多媒体演示软件 （进入SBPRO\MM- PLAY 子目录，敲入MMDEMO 和按回车）。从中可看到该演示软件集合了图像动画制作和声霸卡的声音功能 （如：调频音乐、数字化声音和CD 音频），且声音和画面同步，支持渐显和混合等。

     二、声霸卡在 DOS 环境下的应用软件的功能特点：

     声霸卡的一些应用软件是在DOS环境下运行调用的。声霸卡在 DOS环境

下运行的主要应用软件的功能特点如下：

     1.会说话的鹦鹉 （Talking Parrot）软件软件的调用过程：

      （1）进入\SBPRO\PARROT 子目录。

      （2）敲入PARROT和按 Enter。

      （3）按Enter和输入一个数字 （140～230），该数字与声音噪声电平有

关。

     这时，在屏幕上出现一个在讲话的鹦鹉图像。当鹦鹉停下来时，你对着插在声霸卡上的麦克风讲话，鹦鹉会重复你刚才所说的话，十分有趣。按 Esc退出应用程序返回DOS。

     这个应用软件一方面表明了声霸卡的声音处理能力；另一方面，我们可将说话的鹦鹉客户化。即我们可通过建立自己的图像和声音来取代鹦鹉的图像和声音。因为鹦鹉图像由四个图像文件组成，其发出的声音由21 个声音文件组成，我们只需创建四个 PCX格式的图像文件取代鹦鹉图像文件，建立21个VOC 格式的声音文件取代鹦鹉说话的21 个声音文件并存于声音库中，就可实现鹦鹉客户化。这种功能，可帮助我们容易地设计出有声音、有图像的简单应用软件。

     2.调频智能风琴软件 （PROORG）

      （1）功能。帮助用户用PC键盘演奏像管弦乐队效果的音乐；帮助用户掌握风琴的使用；如果有附加的 MIDI 键盘，还可以自动加入背景伴奏和节奏。

      （2）调用过程

     ①进入 SBPRO\PRO—ORG 子目录。

     ②敲入 PRO—ORG 和按 Entetr，出现风琴键盘画面和主菜单。

     ③选歌曲：按 F6，出现可演奏的乐曲名单，通过→←↑↓等键选择，选

中按Eeter。

     ①选择乐器和节奏：按 F2，出现CMS’S 的智能风琴控制板且在演奏。这时，选择 F1～F4 改变演奏乐器，F5～F9 改变演奏节拍。

     ⑤按 F2 以伴奏形式演奏，按F4 则可以听到乐曲的旋律。

     3.声音编辑Ⅱ （Voice EditorⅡ）软件

      （1）功能。该声音编辑软件支持立体声录音、压缩和无限长的声音文件的编辑；它可对声音波形进行显示、放大、粘贴和剪辑；它可使声音生成回波混响、淡入和淡出等特殊效果；可重放声音文件；可控制CD 音频等。

      （2）进入声音编辑Ⅱ软件

     ①进入 SBPRO\VOCUTIL 子目录。

     ②敲入VEdit2[/B：nn]和按 Enter。

     其中，命令行参数/B；nn 设置缓冲区大小。nn 默认值为 16，表示 32K的缓冲区。声音编辑软件有7个菜单命令：File，Record，Play，Pack （压缩），Edit （编辑），CDisc （CD 盘）和 Volume （音量）。 File 菜单中的

命令主要对声音文件进行装载、存盘等操作：Record 菜单完成录音参数的设

置和声音文件的录制；Play 菜单命令实现对声音文件的播放；Pack 菜单命令完成对声音文件的压缩；Edit 菜单命令完成声音数据块的插入、删除、修改、复制、连接等操作；CDisk 单播放CD 光盘；Volume 菜单调节各种音源的音量。

      （3）录制一个声音文件 （格式为VOC）

     ①选择 Record 菜单中的Settings 命令设置录音参数。

     ②设置声音存放的地方。在 Rocord 菜单中选择 TO Mem- ory 则存于内存；  To Disk 则以 VOC 文件格式存于磁盘。

      （4）声霸卡支持的VOC 声音文件的组成。声霸卡支持VOC 格式的声音文件。一个VOC 声音文件由一些信息块组成：Header （文件头）、 Voice （声音块）、 Silence （无声块）、ASCII Text （ASCII 文本块）、 Marker （标记块）、 Repeat （重复块）、 End Repeat （结束重复）、Terminater （文件终止）。当我们选择 File 菜单Load命令装载声音文件后，就会在屏幕上出现该文件的块信息窗口。我们可方便地用鼠标在块信息窗口选择一个或多个连续信息块。在希望选择的某一信息块按一下鼠标，则可选择该信息块；在希望选择的起始信息块按住鼠标左键，然后拖动鼠标到终止块后松手，则可选择连续的多个信息块。

      （5）编辑声音文件。我们可用软件中Edit 菜单的编辑命令对声音文件的信息数据块进行编辑，来实现声音文件的编辑。假如我们要插入信息块，首先要用File 菜单的Load命令装载文件；在块信息窗口选择希望插入的地方；在Edit 菜单选择Onsert 命令，出现对话框，在对话框选择插入块的类型，选择OK，则将插入一个信息块，插入的信息块显示在块信息窗口。类似地，我们可以删除、移动、复制、压缩声音文件的信息块。

      （6）改变声音波形特性和特殊的效果处理。使用Edit 菜单中的Modify命令，就可进入对声音波形的操作。可对声音波形进行分解、切割、粘贴和存储；还可完成放大、回声、淡入/淡出等声音效果的处理。

     如上所述，声音编辑软件功能强且丰富，操作简单，能有效地帮助我们实现声音的输入、输出和充分直接地利用声霸卡的声音处理技术。

     4.声音实用软件 （Voice Utilities）

     声霸卡软件在SBPRO\VOCUTIL 子目录下，还给出一些DOS 命令 （以可执行文件.EXE形式给出），以实现对VOC 文件的播放、录音、连接以及与WAV格式的声音文件进行设置，还可实现背景声音。

      （1）给非VOC 格式的声音文件加上VOC 格式的文件头。

     命令格式：VOC—HRD （源文件）（目标文件VOC）

     该命令实质上是将其它格式的源声音文件转换为VOC 格式的声音文件。

      （2）播放VOC 格式声音文件的命令。

     命令格式：VPLAY 文件名VOC[/B：XX][/S：XX][/T：XX][/Q][/X=