教學大綱

知識

轉換聲音為數位音訊的原理和兩項參數:取樣頻率與解析度, 以及這兩個參數對音訊品質和檔案含量的影響。 不失真壓縮的設計原理,破壞性壓縮的功能與目的。 MIDI 訊號的功用與原理。 光碟類型之資訊承載媒體的特色與原理。
[ 大部分的知識和文化內容都在 課文 內, 這裡談的主要是技能內容 ]

文化

基礎物理與數學,引導了科技的發展;而新的科技衝擊了固有的商業模式, 在摸索新商業模式的同時,也迅速衍生出新的法律觀點。 但是對於業餘人士而言,數位藝術打開了前所未有之創作可能性與廣大的發表場地。 這也使得業餘與職業之分野,變得模糊。

技能

能夠播放壓縮或無壓縮的數位音訊, 能夠以幾種不同的格式壓縮數位音訊, 能夠在幾種不同音訊格式之間做轉換。 知道如何從音樂光碟中擷取音軌,另外存檔。 能夠以基本的編曲軟體製作 MIDI 音訊。

電子擴編教材

1.24: 數位音訊範例 2.13: CD 和 DVD
1.37: 描邊字型範例 2.14: MIDI
2.12: MP3 與 MPG 為何只差一個字母? Claude Elwood Shannon (1916--2251)

操作技能自習

音訊的輸出與輸入裝置

聲音的輸入與輸出是電腦的兩種周邊設備, 常見的是輸入裝置是麥克風,常見的輸出裝置是耳機或者揚聲器,俗稱喇叭。 音訊的輸出與輸入裝置 這份教材依序介紹輸出裝置, 輸入裝置,和俗稱耳麥的耳機加麥克風套件。

在網頁內安插音樂

按鈕播放方法,wav 或 midi 背景音樂。

轉換音訊檔案格式、編輯數位音訊

音訊檔案的格式有許多許多種 (壓縮的方法也是), 大部分可以互相轉換。當然,讀者必須瞭解,破壞性壓縮後的檔案, 不可能完全如原音重現般地轉換到另一種音訊格式。

剪接或合成 (混音) 數位音訊,比起用錄音帶來做要簡單得多。 我們提供一些基本的操作範例:

錄製數位音訊

如果電腦週邊設備包括音效卡與麥克風,則可以用以下軟體錄音。 錄音的品質當然與硬體和環境有關,不是全靠軟體。 此外,極為類似的設備,也可以用來轉錄從錄音帶播出的聲音。
  • MS-Windows:

編輯 MIDI 音訊

所謂編輯 MIDI 幾乎也就是要作曲了。 我們當然不能要求計概的學生有作曲能力。 不過,大約知道如何操作,將來會用得上也不一定。

播放數位動畫影片

最常見的數位動畫有 Flash 和 Moving GIF 兩種,它們都可以用網頁瀏覽器欣賞。 前者必須另外安裝 plugin 軟體,但是已經相當普遍。 常見的數位影片格式則有 MPEG 和 AVI。 包裝成完整套件的 VCD 光碟或 DVD 光碟也很普遍了。

檔案壓縮

不論是為了節省儲存空間,或是提高傳輸效率,都需要將檔案壓縮。 有時需要壓縮一個檔案,有時則需要將整個資料夾整個壓縮成一個檔案。
  • MS-Windows 內的 WinZIP 工具。
  • UNIX: tar-gz

燒製光碟

不論是 CD 形式或 DVD 形式的光碟燒錄機都已經是普及的電腦週邊設備, 它們不但可以用來存放個人創作或編輯的音樂、影片, 更是做檔案系統備份的好工具。

播放數位音樂

電腦必須先在具有硬體的音效設備,然後才可以透過軟體來播放音樂。 以下是我們推薦的工具軟體:
  • MS-Windows 播放音樂光碟
  • MS-Windows 播放音訊檔案: WinAmp

擷取 CD-DA 音軌,儲存 WAV 格式或壓縮成 MP3 格式

這整件事可以分成三部份。
  1. 將一張音樂光碟內的音軌 (歌曲) 擷取出來, 以原始資料數據的 WAV 格式,儲存在磁碟機中,以備使用
  2. 將一張音樂光碟片的相關文字資訊,如演唱者、曲目、出版公司與製作日期等, 輸入資料表格內,日後播放同樣光碟時,就可以看到這些文字資訊。 更進一步,如果想要與人分享,可以將這些文字資訊上傳國際音樂光碟資料庫 (CDDB), 其他人就可以透過 CDDB 下載資訊 (並非樂曲本身,而是關於樂曲的文字資訊)。 或者,您也可以享用別人已經上傳的資訊。
  3. 如果認為 WAV 的檔案含量太大,想要節省磁碟空間而且不認為破壞性壓縮有損音質, 就可以將 WAV 格式的音樂檔案壓縮成 MP3 格式,並自行定義壓縮比。
以下是我們推薦的工具軟體:

其他教學資源

講課數位影片


前言 (4'39") 自我檢定 類比與數位訊號 (15'01") 自我檢定 取樣頻率與解析度 (18'36") 自我檢定 CD 音質的數位音訊 (9'34") 自我檢定

音訊檔案 (18'17") 自我檢定 資料壓縮 (12'23") 自我檢定 描述型圖像與音訊 (14'38") 自我檢定

考古題

關於這一講內容的歷年考題。

教師手冊

教師或助教,請看這一講的設計理念和教學建議。 這裡還會包含一些教學經驗的交流以及某些評量的統計資料。 (如何申請教師帳號?)

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單維彰 (00/04/08) --- 02/01/21 (徐), 02/12/26 (單)