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多声道环绕声系统进入学校音乐教学的可行性研究 摘 要：市面上大多数多媒体设备具有调节音乐和音效的功能，同时具备压缩比高的单声道或立体声传输的特性。由于音频远不如视觉冲击力强大，且用于存储音频的光盘容量较小，人们倾向于关注视觉信息处理，而忽略了音频的重要性。多声道环绕声技术在学校的教学实践中受到越来越多的关注，但也受到场地设施等各种因素的影响，因而遭遇瓶颈。对数字环绕声系统进入合唱班教学课堂的可行性进行研究，以便更好地促进学生对音频的正确认识，运用现代高科技数字技术传播真实视听艺术。关键词：多声道环绕声系统;学校合唱班;音乐教学多媒体教学是21世纪音乐教学的重要手段之一1。在学校音乐教学中也出现了各种多媒体软件和多媒体设备。然而，从生产和设备的角度来看，当下学校音乐教学由于条件受限，所使用的软硬件设备的重要音频在声音和音质上都非常差。事实上，图像、声音和文字是多媒体教学系统中的一部分，并在多媒体教学中起着非常重要的作用。声音是控制学生情绪和情感不可缺少的因素。压缩音频的方法是放弃人们不易听到的超高频和超低频，从而减小声音文件的音量。虽然声音文件的体积大大减少，但大量音频的细节被人为删除，压缩比也变得更高，音频的主要部分也变得模糊不清。人类的听觉范围处于20赫兹到20000赫兹间2，20赫兹以下和20000赫兹以上的声音会给人的心理和生理上带来不适感。因而，高压缩比的音频变得枯燥乏味，很难给人留下深刻印象。对于如何改变多媒体教学不重视音频的现状，教师和多媒体教学的软硬件厂商都在寻求有效的解决办法。在了解当今主流学校的多媒体教室之后，笔者发现学校的大多数多媒体教学设备都保留了20世纪90年代的多媒体教学风格。随着科学技术的不断进步，更新现有的多媒体教学设备已成为必然趋势。本文试图探讨将多声道环绕声系统应用到学校的音乐教学中，这一教学实践能够使学生具有更强的空间感、定位感和层次感，听觉的影响也可以充分调动学生的积极性。一、多声道环绕声目前多声道环绕声在家庭用户中已经越来越普及。人们利用它观赏DVD影碟、玩PC游戏或者收听环绕声格式3。但是多声道环绕声最令人困惑的一点是它有许多不同的格式。其中最常见的环绕声标准如Dolby Audio Code3（称为AC-3，但通常称为Dolby Digital），它是一种为HDTV（高清晰度电视）应用开发的音频编码格式，它通过有损压缩将5个全波段（3赫兹-20000赫兹）轨道和1个低波段（3赫兹-120赫兹）轨道编码成数据流。压缩算法消除了一些人耳不易听到的声音细节，其压缩比为10：1。杜比数字标准广泛应用于电影行业，可以在大多数DVD上看到，而且目前几乎所有的DVD播放器都支持该标准。杜比ProLogic是一种矩阵解码技术，这种矩阵编/解码技术是从1987年开始推廣的4，编码VHS视频和电视节目。立体声轨道上的杜比环绕程序解码将恢复为四通道输出的环绕声程序。Dolby ProLogic II更先进，它可以从任何立体声源中分离为五个独立的环绕通道，即使原始程序没有Dolby surround和left surround、right surround编码。播放杜比环绕编码程式时，其音效与杜比数码5.1相当;对于未编码的立体声节目，节目播放的效果创造了一个更广泛与更包容的声场环境。与第一代技术相比，第二代杜比ProLogic的另一处改进是，它在全频带中提供了两个独立的环绕通道。数字影音类似杜比数字编码格式，也是一种有损音频编码技术。电影中DTS的压缩比通常在2.9：1到4.3：1之间。它使用的压缩算法不是基于人耳的听觉，而是基于数据的冗余。基于线性预测和自适应函数的小波编码在减少数据冗余和压缩方面非常有效。开发DTS系统的目标是为所有剧院创建一个统一的数字音频标准，而不仅仅是一个音频演示大厅。它并不提倡将音频数据直接保存到电影胶片中，而是试图通过其他媒体使电影声音回放更容易、更便宜、更稳定、更灵活、声音质量更高。因为DTS致力于将声音回放从电影中分离出来，这也是它与其他影院声音系统最大的区别，比如它的主要竞争对手杜比数码（Dolby Digital）。然而，如果我们只讨论在家里看DVD的话，这两种环绕立体声系统并没有特别明显的区别。它们都需要一个硬件或软件解码器来将数据分解为六个通道（5.1）。在DTS影院系统中，只需要在胶片上光学印刷一个简单的时间序列轨迹。然后，计时信号可以由一个便宜的读码器从电影放映机上读取，一个或多个光驱的数字音频文件可以根据信号同时播放。二、环绕立体声音乐教学多声道环绕声技术在影视类院校的教学实践中日趋重视，但也受到了场地设施等诸条件因素的影响，使得这方面的教学遇到瓶颈，影响了教学效果5。为了顺利开展环绕立体声音乐教学，首先，必须配置一个可以记录多声道环绕声程序的音频设备。要使数字调音台和效果器支持多声道环绕录音，可以配备录制多声道声音和数字音频工作站以进行编辑和缩混，其中一些设备可以在原始基础上进行补充。其次，多声道环绕声的编排对监控环境有严格的要求。一般录音控制室只要满足隔声、混响等声学参数，就没有明显的驻波缺陷和合适的空间尺寸。作为记录环绕声的录音控制室，它也必须符合环绕声系统的监控规范。如果没有严格的监控标准，录制时就不会有令人满意的效果，在其他播放环境中，就会出现音量不平衡、声音图像不正确等问题。因此，对于多声道环绕拾取、处理和压缩混音，必须创建或重建一个支持5.1或7.1环绕声监控的标准录音控制室，一是空间不要太小，二是满足一些混响和扩散指数。一般而言，在录制环绕音乐教学节目时，通常需要对前期收集的声音材料进行后期艺术再加工，包括对以往材料的处理和空间感的提高，从而增强声音效果和环绕设计。在后期制作中，混响器和缓响器弥补了声音空间的不足。例如在舞蹈节目中，一些舞者发出哼唱音乐的声音被麦克风拾取，使声音空间感不够，在后期制作中，通过加入适量的人工混响音效，增加了音效的空间感，使声音更加自然，与音乐更为融合。同样的例子是对学生掌声的处理，通过加入适量的人工混响来提高空间感，从而在整个节目中实现同样的声音和空间感6。立体声录音中空间感处理、声像定位以及视觉定位产生效果声7，效果声在音乐教学方案中是最能体现场景感的声音，也是最能体现立体感的声音元素。效果声出现在节目中适当位置的频率越高，节目的环绕声效果就越突出。通过对效果声的处理，第一可以增强节目的艺术效果和环绕声氛围，第二可以弥补现场录音在后期剪辑时对效果声的破坏。在现场录音时，很难预先判断和掌握效果音的产生和时间，需要在单个通道上录制整个效果声音。然后，在后期合成中，将场景的效果声音混入程序中。这样，一方面可以使用音频工作站来最大程度地利用现场声音，还可以添加原本无法人工获得的声音效果。另一方面，很容易形成低音炮效果声道，因为环绕声的低频效果通道可以为学生提供良好的声音真实感。它的频率范围很窄，通常是通过滤除其他声道效果材料的20-120Hz分量获得的。在后期制作过程中，通常还需要使用多通道分配和声音处理技术，如调整环境大气的性能、平移、跳跃过渡、水平旋转、垂直下降、残留效果。三、多声道环绕声系统进入学校合唱班多媒体教学系统正朝着高清视频和高清音频相分离的方向发展。人为将声音排列成不同的通道，尽管它的立体声制作时间比普通的两声道要长，但使用时更有效。多声道数字环绕立体声系统的第一个好处体现在它的作曲过程。之前的双声道立体声只能在作曲过程中听到作品的整体效果。学生只能看乐谱，先练钢琴，想象音乐应该是什么样子，整体效果通常是由美化音效的工程师完成。许多乐器听起来很模糊，然而教师只能在独奏或演奏时选择乐器的特点。采用多声道数字环绕立体声系统后，情况有了很大改善，其他乐器也能正常演奏。在多声道环绕声环境中，学生可以体验乐队的感觉，学习作曲、布局等课程。学生可以像音乐家一样体验乐器在乐队中的位置、乐器在整个乐队中的声音比例，以及每一种乐器在整个乐队中的作用。通过多渠道环绕系统，学生的学习积极性明显提高。多声道数字环绕音响系统也可广泛应用于声乐和钢琴课程的教学中。多声道数字环绕立体声系统提供多声道高分辨率音频，允许学生完全删除乐器声或人声。在声乐和钢琴教学中，伴奏是必不可少的。其实声乐教学中有很多好的歌曲，但是由于缺少伴奏乐队，这些歌曲的效果很差，因而逐渐退出声乐教学舞台，有的甚至被大家遗忘。在钢琴教学中，伴奏的機会更是少之又少，更不用说独奏了。但是，如果他们没有达到学生的伴奏水平，他们就不能独奏。在多渠道的教学系统环境中，学生能够真正感受到身临其境的感觉，闭上眼睛就像在演奏一场音乐会。伴奏可以是交响乐团、电声乐队和多频道多媒体教室的伴奏。多声道环绕声教学系统相比于双声道立体声教学系统，不仅节省了人力、物力、财力，更重要的是，实际上它比双声道立体声教学系统更好。采用多声道环绕声教学系统，通常不需要为人声、钢琴等创建伴奏乐队。在作曲课程中，取消了为该课程制作大型多媒体教学系统的步骤。当使用双声道立体教学系统时，在上作曲课之前要花费大量的人力、物力和时间制作课件，包括乐器的独奏，以及与其他几个乐器之间的协作，总之，使用起来非常不便。利用多声道系统，在播放过程中可以自由增加每台仪器的音量，控制每台仪器的参数，甚至可以选择一些乐器演奏等。通常，音乐会或音乐会的DVD制作是在中央通道中安排诸如人声或主乐器之类的声音。周围的声音和乐队的伴奏被安排在其他通道中，因此我们可以灵活地删除人声或主奏乐器。音乐会成为伴奏，大大节省了费用。多声道环绕声系统中的多种音频格式在音质方面各有优势，虽然流式多声道环绕声与数字杜比相比有一定差距，但文件大小相对较小，而且可以以较低的比特率实现这一优异的结果。四、结语多声道环绕声是视听技术发展的必然趋势，这一系统被应用于多媒体音乐教学中，使学生对空间、定位和层次感有了更充分的认识，可以给他们带来更好的听觉效果，能够充分调动学生的学习热情、提高学生的学习兴趣。参考文献：1王铁卫.让多声道环绕声系统走进高校艺术类多媒体教学课堂的可行性分析D.吉林：东北师范大学，2011.2徐军.人类的朋友奇妙的超声波J.数理天地（高中版），2008（3）：47.3胡纲.身临其境的环绕声J.个人电脑，2004（8）：239-242.4子良.杜比环绕声定向逻辑解码技术详解J.实用影音技术，2002（3）：52-54.5张建荣.移动式多声道环绕声教学系统的设计与搭建J.艺术科技，2016（9）：47.6王建林.多声道环绕立体声电视节目的录制技巧J.广播与电视技术，2017（4）：20-23.7鲁勇.电视综艺节目的立体声录音初探J.现代电视技术，2006（5）：37-39. -全文完-