游戏编程技术-I游戏中的声音ppt

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1、游戏编程技术-I第八讲游戏中的声音1主要内容声音的基础知识声音的计算机处理声音文件结构Windows系统中声音的播放音乐音效在游戏中的作用2声音的基础知识3声音声音是携带信息的极其重要的媒体，是多媒体技术研究中的一个重要内容。声音的种类繁多，如人的话音、乐器声、动物发出的声音、机器产生的声音以及自然界的雷声、风声、雨声、闪电声等。这些声音有许多共同的特性，也有它们各自的特性。在用计算机处理这些声音时，既要考虑它们的共性，又要利用它们的各自的特性。4声音的本质声音是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。声音的强弱体现在声波振幅的大小上，音调的高低体现在声音的频率上。声音用电

2、表示时，声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号。声波具有普通波所具有的特性，例如反射(reflection)、折射(refraction)和衍射(diffraction)等。5声音的特点对声音信号的分析表明，声音信号由许多频率不同的信号组成，这类信号称为复合信号，而单一频率的信号称为分量信号。声音信号的一个重要参数就是带宽，它用来描述组成复合信号的频率范围。如高保真音信号(high-fidelityaudio)的频率范围为10Hz～20000Hz，它的带宽约为20kHz。声音信号的两个基本参数是频率和幅度。信号的频率是指信号每秒钟变化的次数，用Hz表示。幅度则指声音所

3、携带的能量。6声音的三要素音调、音强、音色为声音的三要素。音强（响度）取决于声音的幅度（分贝）。音调取决于声音的频率。音色是由混入基音的泛音所决定的。7音乐音乐起初是与巫术和宗教活动联系在一起的，舜作“韶”、禹作“大夏”、武王作“大武”，“乐”被孔夫子列为“六艺”之一。后来，音乐从宗教中渐渐脱离出来，成为一种独立的艺术。8音乐以小提琴为例，当它的A弦振动时，并不仅仅是整根弦在振动，这根弦的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一……处都在振动着。于是，整根弦的振动产生了最主要的频率，我们称之为基音，而弦长的二分之一、三分之一、四分之一等处的振动则产生了一些次要的频率，我们

4、称之为泛音。9音乐和噪音如果一个物体振动所发出的泛音为基音的整数倍，这个音就会具有清晰可辨的音高，我们称之为乐音，如钢琴，小提琴等发出的都是乐音；如果泛音是基音的非整数倍，这个音就不具备清晰可辨的音高，我们称之为噪音，如汽车发动机、计算机风扇等发出的都是噪音。10音乐的四要素音高：由基音的频率决定。即“哆”“唻”“咪”等音符。响度：由声波的振幅决定。音色：由基音与泛音的比例、泛音的分布、泛音随时间的衰减变化决定。不同发音源（乐器）的材质、形状不同，其泛音的排列组合也不同，也就构成了这一物体特殊的音色。时值：乐音振动的持续时间，即节奏。11声音的计算机处理真实声音的数字化

5、A->D计算机合成声音D->A12真实声音的数字化信号采样数字化13声音－信号现实世界中的声音信号是连续的计算机描述处理的对象是离散的所以需要对连续信号进行采样(数字化)14模拟信号话音信号是典型的连续信号，不仅在时间上是连续的，而且在幅度上也是连续的。在时间上“连续”是指在一个指定的时间范围里声音信号的幅值有无穷多个，在幅度上“连续”是指幅度的数值有无穷多个。我们把在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。15数字信号在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样(sampling)，由这些特定时刻采样得到的信号称为离散时间信号。采样得到的幅值是无穷多个实数值中的一个

6、，因此幅度还是连续的。如果把信号幅度取值的数目加以限定，这种由有限个数值组成的信号就称为离散幅度信号。我们把时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称为数字信号。16数字信号举例例如，假设输入电压的范围是0.0V～0.7V，并假设它的取值只限定在0、0.1、0.2，…，0.7共8个值。如果采样得到的幅度值是0.123V，它的取值就应算作0.1V，如果采样得到的幅度值是0.26V，它的取值就算作0.3，这种数值就称为离散数值。17为什么要使用数字信号在数字域而不在模拟域中做信号处理的主要优点是：首先，数字信号计算是一种精确的运算方法，它不受时间和环境变化的影响；其次，表示部件

7、功能的数学运算不是物理上实现的功能部件，而是仅用数学运算去模拟，其中的数学运算也相对容易实现；此外，可以对数字运算部件进行编程，如欲改变算法或改变某些功能，还可对数字部件进行再编程。18声音的采样声音进入计算机的第一步就是数字化，数字化实际上就是采样和量化。连续时间的离散化通过采样来实现，就是每隔相等的一小段时间采样一次，这种采样称为均匀采样(uniformsampling)；连续幅度的离散化通过量化(quantization)来实现19声音的数字化声音数字化需要回答两个问题：每秒钟需要采集多少个声音样本，也就是采样频率(fs)是多少？每