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4-9 第一講 MIDI簡介

3-1 第一講 MIDI簡介

主要內容
• 聲音本質與聽覺特性
• 聲音質量的度量
• 聲音信號數字化
• 音樂的基礎知識
• 電子音樂合成技術
• 電子樂器數字界面(MIDI)
聲音的本質
聲音的分類
• 波形聲音
• 語音    80-3400Hz
• 音樂
聲音的三要素
• 音調、音強、音色為聲音的三要素。
• 音強(響度)取決於聲音的幅度(分貝)。
• 音調取決於聲音的頻率。
• 音色是由混入基音的泛音所決定的。

聲音的聽覺特性
• 人的耳朵對聲音強度的回應成對數形式
• 聲音的方向性
• 聲音的掩蔽特性(時域掩蔽、頻域掩蔽、MP3)
聲音質量的度量
• 聲音的質量與聲音的帶寬有關,一般來說頻率範圍越寬,聲音質量也就越高。
聲音信號數字化
• 聲音信號是典型的連續信號,不僅在時間上是連續的,而且在幅度上也是連續的。
• 聲音進入計算機的第一步就是數字化,數字化實際上就是采樣和量化。
聲音信號數字化
• 採樣(sampling)︰將聲音信號在時間上離散化,即每隔相等的一段時間抽取一個信號樣本。
聲音信號數字化
• 量化(quantization)︰將連續的信號幅度離散化。如果幅度的劃分是等間隔的,稱為線性量化,否則為非線性量化。
聲音信號數字化
• 采樣頻率
•     奈奎斯特理論指出︰采樣頻率不應低於聲音信號最高頻率的兩倍,這樣就能把以數字表達的聲音還原成原來的聲音,稱為無損數字化。
•     fs   >=  2fmax
•     話音信號最高頻率約為3.4kHz,所以採樣頻率取為8kHz。
聲音信號數字化
• 采樣精度: 每個聲音樣本的數字化位數反映了聲音波形幅度的采樣精度。
音樂
• 中國音樂起初是與巫術和宗教活動聯繫在一起的,舜作¡§韶¡¨、禹作¡§大夏¡¨、武王作¡§大武¡¨,¡§樂¡¨被孔夫子列為¡§六藝¡¨之一 。後來,音樂從宗教中漸漸脫離出來,成為一種獨立的藝術。
• 以小提琴為例,當它的A弦振動時,並不僅僅是整根弦在振動,這根弦的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一¡K¡K處都在振動著。於是,整根弦的振動產生了最主要的頻率,我們稱之為基音,而弦長的二分之一、三分之一、四分之一等處的振動則產生了一些次要的頻率,我們稱之為泛音。
• 如果一個物體振動所發出的泛音為基音的整數倍,這個音就會具有清晰可辨的音高,我們稱之為樂音,如鋼琴,小提琴等發出的都是樂音;如果泛音是基音的非整數倍,這個音就不具備清晰可辨的音高,我們稱之為噪音,如汽車發動機、計算機風扇等發出的都是噪音。
音樂的四要素
• 音高︰由基音的頻率決定。即¡§Do¡¨¡§Re¡¨¡§Mi¡¨等音符。
• 響度︰由聲波的振幅決定。
• 音色︰由基音與泛音的比例、泛音的分佈、泛音隨時間的衰減變化決定。不同發音源(樂器)的材質、形狀不同,其泛音的排列組合也不同,也就構成了這一物體特殊的音色。
• 時值︰樂音振動的持續時間,即節奏。
電子音樂合成
• 使用電子元器件(計算機)生成音樂的技術稱為電子音樂合成。電子音樂合成器又稱為¡§魔音琴¡¨。
• 電子音樂合成方法分為兩大類︰
頻率調製(FM)合成法
• 數字式頻率調製合成法,簡稱為FM合成法。
• FM電子合成器先由震盪器產生一個載波作為基音,然後再產生若干個調製波帶著許多泛音加在載波之上,您可以對這個組合加以任意調整,然後加上典型的聲音包絡線(ADSR),再透過數控濾波器和數控放大器送往數字/類比轉換器,從而形成最後的音響。
• 由於一個物體不可能總是一成不變的振動,所以它的頻率和振幅都會隨著時間的改變而改變,並最終趨於靜止。我們把一聲音的發展過程分為四個階段,分別是觸發、衰減、保持和消失。這四個階段我們統稱為¡§包絡¡¨ 。包絡的發生時間,也決定了一個樂音的時值。
頻率調製(FM)合成法
樂音樣本合成法
• 樂音樣本合成法是把真實樂器發出的聲音以數字的形式記錄下來,播放時再加以調整、修飾和放大,生成各種音階的音符。

• 樂音樣本通常放在ROM晶片上,播放時以查表的模式給出,所以這種合成器又叫做波表(wave table)合成器。
樂音樣本合成法
Wavetable合成器的衡量標準
軟體波表與DLS
• 軟體波表,故名思義就是用軟體來類比硬體波表合成器,它的原理跟硬體波表完全一樣,只不過硬波表是把樂器的波形存放到ROM裡,在需要的時候直接調用;而軟波表是把樂器的波形存到硬碟上的某一個檔案裡,在需要的時候透過CPU運算調用。所以,軟波表會佔用比較多的CPU資源。著名的軟波表有YAMAHA公司的S-YXG系列和ROLAND公司的VSC系列,還有韓國COWON公司的JET-MIDI。
• 由於硬波表價格難以令大眾接受並且不易升級,於是就有了價格便宜的DLS(Downloadable Sound Modules)波表合成技術,這是個介於硬波表和軟波表之間的東西。雖然它能把波表存儲在硬碟上,使用時再調入內存然後透過聲卡上的專用音效晶片來處理。
電子樂器數字界面(MIDI)
• 電子樂器數字界面(musical instrument digital interface, MIDI)是用於在音樂合成器、電子樂器、音序器和計算機之間交換音樂訊息的一種標準協議。從80年代初問世至今,MIDI經歷了長時間的發展,現已成為電腦音樂的代名詞。
電子樂器數字界面(MIDI)
• MIDI實質上是由MIDI控制單元(或MIDI檔案)產生的指示電子音樂合成器要做什麼、怎么做(如演奏某個音符、加大音量、生成音響效果)的一套標準指令。MIDI不是聲音信號,在MIDI電纜上傳送的不是聲音,而是動作指令。
電子樂器數字界面(MIDI)
• 由於MIDI只是記錄音樂訊息的數字代碼,所以生成的檔案比較小,便於傳播,也便於編輯修改 。
• MIDI音樂常作為背景音樂。
• 與Mp3、Wav等音頻格式不同的是MIDI的播放質量很大程度上取決於硬體或軟體的音源環境,也就是說同樣的MIDI檔案在不同的電腦上可能有非常明顯的效果差別,究其原因是因為它們調用的波表音色庫不一樣 。
MIDI的物理界面標準 ,MIDI設備的連接 ,MIDI的通道概念


荒漠甘泉五合一

你進站:2026年03月11日
時間是:17時20分50秒
■ 中文荒漠甘泉(03月11日)
三月十一日 「耶和華的僕人摩西死了以後,耶和華曉諭摩西的幫手嫩的兒子約書亞,說,我的僕人摩西死了;現在你要起來,和眾百姓過這約但河。」約書亞記一章1—2節 當憂愁和損失同時臨到你的時候,你第一個衝動就是想放棄一切,坐在失望中傷心。但是你決不能這樣,須知你是在戰場的前線,正當勝敗關頭。如果你躊躇一刻,同胞就要喪膽,神就要受著虧損。所以你不該稍有耽延,連痛哭一場的時間也不能。 某名將常述說他在戰爭時所遭遇的一段傷心的經歷:將軍的兒子是一個陸軍中尉。一次,父子各率一軍,開拔前線。不久,總攻擊開始,將軍身先士卒,向敵陣衝鋒;在戰場上,他偶然瞥見一個本國的戰死軍官躺在地上。跑近一看,乃是他自己的兒子。他第一個意念就是抱了屍身痛哭一場,但是轉念之間,他想到身負重責,戰爭的勝敗就在這一仗,豈可因個人私事貽誤大事;於是在死者灰白的冷唇上搶了一個熱吻,鼓起勇氣,急忙率領軍兵向前衝去。 如果約書亞在摩西的墓旁一直哀哭,是哭不活摩西的,也哭不出神的祝福來。憂愁無非使傷痕更深、使痛苦擴大。神吩咐約書亞在摩西死後從哀傷中起來背負神的使命前去,約書亞遵行神的旨意,果真面前有亮光、能力和祝稫。坐下來一直悲哀會使我們四圍的環境更黑暗、會使我們的心更痛苦、會使我們的力量更衰弱。只要我們不去理會痛苦,立即負起神的使命來,光明就會隨著來到,我們也會剛強起來了。           ─密勒 輕率的啼哭, 自私的淚珠, 將招來深的罪過。 我們憂慮那微不足道的損失, 您卻給我準備了夢想不到的收穫; 我們若不肯放下自以為珍貴的一切, 結果還是喪失, 何能持到永久? 但若緊握著您的手, 堅定步伐走在您指示的道路, 前途是浸潤著快樂與豐富, 充滿了幸福和尊榮的寶庫。           ─傑克遜
■ 英文荒漠甘泉(03月11日)
March 11  "Now it came to pass after the death of Moses, the servant of the Lord, that the Lord spoke unto Joshua, the son of Nun, Moses' minister, saying, Moses my servant is dead; now, therefore arise, go over this Jordan, thou and all this people."(Joshua 1:1, 2.)  SORROW came to you yesterday, and emptied your home. Your first impulse now is to give up, and sit down in despair amid the wrecks of your hopes. But you dare not do it. You are in the line of battle, and the crisis is at hand. To falter a moment would be to imperil some holy interest. Other lives would be harmed by your pausing, holy interests would suffer, should your hands be folded. You must not linger even to indulge your grief.  A distinguished general related this pathetic incident of his own experience in time of war. The general's son was a lieutenant of battery. An assault was in progress. The father was leading his division in a charge; as he pressed on in the field, suddenly his eye was caught by the sight of a dead battery-officer lying just before him. One glance showed him it was his own son. His fatherly impulse was to stop beside the was his own son. His fatherly impulse was to stop beside the loved form and give vent to his grief, but the duty of the moment demanded that he should press on in the charge; so, quickly snatching one hot kiss from the dead lips, he hastened away, leading his command in the assault.  Weeping inconsolably beside a grave can never give back love's banished treasure, nor can any blessing come out of such sadness. Sorrow makes deep scars; it writes its record ineffaceably on the heart which suffers. We really never get over our great griefs; we are never altogether the same after we have passed through them as we were before. Yet there is a humanizing and fertilizing influence in sorrow which has been rightly accepted and cheerfully borne. Indeed, they are poor who have never suffered, and have none of sorrow's marks upon them. The joy set before us should shine upon our grief as the sun shines through the clouds, glorifying them. God has so ordered, that in pressing on in duty we shall find the truest, richest comfort for ourselves. sitting down to brood over our sorrows, the darkness deepens about us and creeps into our heart, and our strength changes to weakness. But, if we turn away from the gloom, and take up the tasks and duties to which God calls us, the light will come again, and we shall grow stronger.            ─J. R. Miller. Thou knowest that through our tears,  Of hasty, selfish weeping Comes surer sin, and for our petty fears  Of loss thou hast in keeping A greater gain than all of which we dreamed;  Thou knowest that in grasping The bright possessions which so precious seemed,  We lose them; but if, clasping Thy faithful hand, we tread with steadfast feet,  The path of thy appointing, There waits for us a treasury of sweet,  Delight, royal anointing With oil of gladness and of strength.           ─Helen Hunt Jackson.
■ 永活之泉(03月11日)
三月十一日 基督是我們代禱的榜樣 「……他與強盛的均分擄物,因……他擔當多人的罪,又為罪犯代求。」以賽亞書五十三章12節 「他為罪犯代求。」這對主來說是何所指呢?試想祂為了那個有功效的禱告出了何等大的代價。祂需要將魂傾倒成為贖罪祭,在客西馬尼向神呼求:「父啊,願您的旨意成全。」 試想是甚麼感動了祂,使祂將自己獻到至極!乃是祂對父的愛——使祂的聖潔得以顯出,以及祂對人的愛——使他們與祂一同成聖。 試想祂得著的是何等的得勝,祂勝過了眾仇敵,就坐在神的右邊,以無限的能力代禱。祂將要看到祂的後裔,與祂同有一個意念,祂能訓練他們有份於祂偉大的代禱工作。 當我們真實地為罪人求神時,這對我們又有甚麼意義呢?我們也是一樣,將自己完全獻於父的榮耀、聖潔及祂的愛,我們也向父說:願您的旨意成全,我們願出任何代價,甚至將魂傾於父的榮耀,聖潔及祂的愛,我們也向父說:願您的旨意成全,我們願出任何代價,甚至將魂傾倒以至於死。 主耶穌已將我們一同帶到天上有份於祂自己,使我們在代禱的偉大工作上與祂同工。祂在天上,我們在地上卻同有一個心志,一個目標——由於對父神及對那迷失人的愛,將自己獻上,藉著代禱帶下神的祝福。使那燃燒在父與子裡面,為要拯救罪人的熱火,也燒在我們心裡。 何等榮耀!何等福氣!因為祂長遠活著,那在聖靈所澆灌在我們心裡的愛,使我們得著何等力量來(為罪犯)代禱! 禱告: 永活的神,開我們的眼睛,看見您兒子榮耀的異象,就是祂永遠活著為人代禱。並使我們看見您恩典的榮耀,使我們得與祂相似,並能為罪人代求。父啊,奉主耶穌的名。阿們。
■ 中文屬天日子(03月11日)
三月十一日 靈悟 「我沒有違背那從天上來的異象。」使徒行傳廿六章19節 如果我們失掉異象,其責只有我們自己擔負;而我們失掉異象的原因是由於靈性的遺漏。如果我們不把信靠神施之於實際,那神所賜予的異象,全都消逝。不違背那從天上來的異象的唯一方法,是盡力完成神的最高理想,還要時時決心回憶那異象才能成功。這是一秒一分不能間斷的工作,不僅是祈禱或靈修時的工作。 「雖然異象遲延,耐心等著」。我們不能強取甚麼異象,必要生活在異象的靈感中,讓其自己完成。我們忙於工作,就忘記所見的異象。在開始時,我們是看異象可以得著,但沒有等待異象;便忙於實際的工作,當異象完成的時候,我們反而不見。等候遲延的異象,是我們對神忠實的測驗。我們忙於實際工作,不見異象之完成,是將我們靈性的幸福置於危險了。 留心神的颶風。神播種聖徒唯一的方法,是藉著祂的旋風,你要證實你是一個空莢麼?是要看你是否照著所見的去生活。讓神擲你出去,不到神擲你出去,切不可出去。如果你選擇自己的地方,你就要成為一個空莢。如果神播種你,你就要結出果子來。 隨著異象之光,練習你的腳步,才是最根本的辦法。
■ 中文上海嗎哪(03月11日)
三月十一日 「惟有你們是被揀選的族類,……是屬神的子民……」彼得前書二章9節 你可曾想過,神從祂所選出的人中再揀選出一些人,是否有些奇怪?「教會」這個名詞,原意是「選召」的意思,但是神仍然在教會中揀選祂特殊的工人。 我們可以從基甸的故事中看到這樣的例子。當他第一次吹角時,有超過三萬以上的亞比以謝人來跟隨他,但是神要他把人數減少。第一次考驗之後,懼怕膽怯的都離開了,只剩下一萬人。然而神需要再從這一萬人中挑選出更精銳的,這次考驗後,聰明、謹慎和心志專一的人被留了下來,可是數目只有三百人。 藉著這雖小但神所揀選的一群,基甸得以提高攻打米甸人士兵的素質。靠著神的能力,他光榮地贏得勝利。今天神仍在挑選合用的三百人,並要用他們使祂贏得世界。讓我們確定,我們是屬於揀選中再揀選出來的。
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