声音如何数字化

音频设备包括音频压缩卡、录音机等。

在数字化过程中，先把采集模拟音频信号经过声卡转换成数字信号(即Ａ/Ｄ转换)，再经过数字压缩后形成数据流存储到硬盘中。

信息采集完毕后，然后按创作人员的创作意图运用非编软件对存储在硬盘中的音频数据进行编辑，加上特技等综合处理，并根据需要生成一定音频格式，同时保存在磁盘中。

音频信息采集过程中，取样比不同，会造成不同程度的信息丢失；压缩时由于压缩的比例、格式的不同，同样会造成信息的丢失。因此在最后处理时，一定要慎重考虑。

软考多媒体应用设计师包含两个考试科目：基础知识与应用技术。基础知识科目在上午考试，应用技术科目在下午考试。软考多媒体应用设计师各科目考试内容有所不同。

根据软考多媒体应用设计师考试大纲，各科目考试范围如下：

考试科目1：计算机与多媒体应用基础知识

1计算机基础知识

·计算机的发展

·计算机的分类及特点

·计算机在信息社会的应用

2计算机硬件及系统组成

21 计算机的基本组成原理

22 中央处理器CPU

·工作原理

·主要性能指标

32 *** 作系统的原理及使用

33 程序设计语言基础知识（C、Java或Visual Basic任何一种）

·C语言 基本语法及编程方法

·应用程序设计 多媒体及Web应用编程基础

4 计算机网络与通信基本知识

·网络参与模型与网络协议

·局域网、广域网基本概念及其功能

·Internet基本概念及其应用

·宽带网络及其接入技术

·无线通信技术

5 多媒体技术及其应用

51 多媒体的定义和关键技术

52 多媒体计算机系统结构

53 多媒体传输协议

54 多媒体技术的应用

·多媒体技术与电视数字化

·DVD制作

·视频点播

·多媒体创作工具及电子出版物

·多媒体数据库

·多媒体信息检索

·多媒体通信流媒体、视频会议

55 多媒体技术的发展趋势

6多媒体数据处理技术

61 视频信息获取和图像文件格式的转换

611 彩色全电视信号

·彩色空间的表示及其转换

·彩色全电视信号

612 视频数据获取技术

·视频信号获取器的工作原理

·彩色全电视信号的数字锁相和数字解码

·视频信号获取器的软件系统

613 图像文件格式及其转换

·静态图像文件格式

·动态图像文件格式

62 音频信息获取和处理

621 数字音频基础

·模拟音频和数字音频

·音频数字化过程

·数字音频的文件格式

·音频信号的特点

622 音频编码基础和标准

·音频编码基础

623 音乐合成和MIDI

·接口规范

·音乐合成

·MIDI及接口规范

624 声卡的工作原理及应用

63 多媒体数据压缩编码技术基础

631 多媒体数据压缩的重要性和分类

632 预测编码

·预测编码的基本原理

·差值脉冲编码调制（DPCM）

·帧间预测编码

633 变换编码

·变换编码的基本原理

·最佳正交交换－K-L变换

·次最优的正交交换－离散余弦变换（DCT）

634 统计编码

·统计编码的原理

·哈夫曼（Huffman）编码

·算术编码

635 多媒体数据压缩编码的标准

·音频编码标准

·JPEG标准

·H261和H263标准

·MPEG标准（MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4）

7信息安全性知识

71 信息安全性基本概念

72 计算机病毒防范

·计算机病毒的分类与识别

·计算机病毒的防范措施与消除方法

73 入侵检测与防范措施

74 加密解密机制与信息加密策略

75身份验证和访问控制策略

8标准化知识

·国际标准、标准、行业标准、企业标准基本知识

·编码标准、多媒体有关的技术标准

·标准化机构

9信息化基本知识

·信息化基本概念

·国民经济与社会信息化战略

·保护

10知识产权的有关法律、法规

11专业英语

·正确阅读并理解相关领域的英文资料

考试科目2： 多媒体应用设计技术

1多媒体应用的策划与设计

11多媒体应用开发各阶段的目标与任务

·需求分析

·应用系统结构设计

·建立设计标准和细则

·系统开发工具的选择

·系统制作的任务

·系统的测试与运行

12多媒体应用设计的基本原则

·多媒体应用设计的选题与分析报告（总体规格设计说明书）

·多媒体脚本设计

·创意设计

·人机界面设计原则

2多媒体素材的制作和集成

21数字音频编辑

·录制解说词

·录制背景音乐

·进行混音处理

·添加音效

22图像处理

·图像处理软件

·图像特殊效果的主要制作方法

·图像处理及存储的制作过程

23动画和视频制作

231三维动画制作

·三维动画制作软件

·三维动画的制作

232视频处理与编辑

·视频制作软件

·视频信号的采集

·制作**

24多媒体系统创作工具

241动画创作工具

·动画创作软件

·用动画创作工具制作多媒体作品

242多媒体著作工具

·利用多媒体著作工具制作多媒体应用软件

·利用多媒体著作工具制作交互式网页

3多媒体应用系统的设计和实现示例

31 多媒体课件的设计与实现

311多媒体课件的特点和模式

·多媒体课件特点和编制原则

·多媒体课件基本模式

312多媒体课件开发过程

·课件的需求分析（课件的选题、课件的类型）

·课件的设计（教学设计、课件的表现技巧设计、课件的开发计划）

·课件的制作（课件素材的选取、课件的脚本编写、课件的编辑合成、编码调试、课件的测试和评价、课件的维护和改进）

32多媒体电子出版物的设计与实现

321多媒体电子出版物的特点与应用

·多媒体电子出版物与其他多媒体软件的区别

·媒体电子出版物的应用类型

322多媒体电子出版物的基本要素

·多媒体电子出版物的基本构件

·多媒体电子出版物的开发人员构成

323多媒体电子出版物的开发过程

·选题

·组织资源

·编写多媒体脚本

·编辑资源

·系统制作与集成

·系统的测试与优化

·形成产品

33 网络多媒体广告设计

·计划与可行性分析

·信息框架设计

·文档设计

·用户界面设计

·导航和交互设计

4多媒体数据库及分布式多媒体系统

41 多媒体数据库

42 多媒体视频会议系统

43 多媒体交互式电视技术

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[摘要]数字媒体是一个应用领域很广的新兴学科,又是一个典型的交叉学科,它涉及到计 算机软硬件与应用、电子、通信与广播技术,同时涉及到数字媒体内容管理、数字媒体的版权、 传媒艺术与文化创意产业、消费电子等领域。该文主要对数字媒体技术及其相关的应用领域 作简要探讨。 [关键词]数字媒体数字技术 虚拟现实 基金项目:漳州师范学院科学研究资助项目(项目编号:Sk07014) 数字媒体是一个应用领域很广的新兴学科,它以信息科学和数字技术为主导,以大众传播 理论为依据,以现代艺术为指导,将信息传播技术应用到文化、艺术、商业、教育和管理领域, 是科学与艺术高度融合的综合交叉学科。它涉及到计算机软硬件与应用、电子、通信与广播 技术,同时涉及到数字媒体内容管理、数字媒体的版权、传媒艺术与文化创意产业、消费电子 等领域。数字媒体包括了文字、图形、图像、音频、视频影像和动画等各种形式,以及传播形 式和传播内容中采用数字化,即信息的采集、存取、加工和分发的数字化过程。数字媒体已经 成为继语言、文字和电子技术之后的最新的信息载体。数字媒体分为感觉媒体(Perception)、 表示媒体(Presentation) 、显示媒体(Display) 、存储媒体(Storage) 和传输媒体 (Transmission)等。 1 数字媒体及数字媒体技术 11 数字媒体的概念 2005 年12 月26 日,由科技部牵头制定的《2005 中国数字媒体技术发展白皮书》(简称“白 皮书”)发布。据863 计算机软硬件主题专家徐波研究员介绍,专家组以“文化为体,科技为酶” 概括数字媒体的本质,白皮书重新定义了“数字媒体”这一概念:数字媒体是数字化的内容作 品,以现代网络为主要传播载体,通过完善的服务体系,分发到终端和用户进行消费的全过程。 这一定义强调数字媒体的传播方式是通过网络,而将光盘等媒介内容排除在数字媒体的范畴 之外。徐波研究员表示,这样定义是因为网络是数字媒体传播过程中最显著和最关键的特征, 也是将来必然的趋势,而光盘等方式本质上仍然是传统的渠道。 12 数字媒体技术 数字媒体技术是以计算机技术和网络通信技术为主要通讯手段,综合处理文字、声音、图 形、图像等媒体信息,实现数字媒体的表示、记录、处理、存储、传输、显示、管理等各个环 节,使抽象的信息变成可感知、可管理和可交互的一种软硬件技术。 2 数字媒体技术研究的主要内容 如图1 所示。数字媒体技术主要研究与数字媒体信息的获取、处理、存储、传播、管理、 安全、输出等相关的理论、方法、技术与系统。其它基于数字传输技术和数字压缩处理技术 的广泛应用于数字媒体网络传输的流媒体技术,基于计算机图形技术的广泛应用于数字娱乐 产业的计算机动画技术,以及基于人机交互、计算机图形和显示等技术且广泛应用于娱乐、广 播、展示与教育等领域的虚拟现实技术等也是数字媒体技术研究的主要内容。 21 数字图象处理技术 数字图象处理是一门新兴的技术,它是计算机技术发展到相当水平后开拓出来的计算机 应用新领域。它把原始图像信号通过取样、量化和编码后,对图象数据进行高效的压缩,转换 成数据矩阵存放于计算机中。数字图象处理是针对性很强的技术,根据不同的应用、不同的要 求采用不同的方法。其技术包括图象输入输出技术、图象分析、变换与处理技术以及图象识 别与特征提取等技术。 22 数字音频处理技术 数字音频处理技术主要是采用数字音频压缩编码技术将模拟的声音信号经取样、量化和 编码转化为数字音频信号。数字音频压缩编码技术主要有:一是基于音频数据的统计特性的编 码技术;二是基于音频的声学参数的编码技术;三是基于人的听觉特性的编码技术。数字语音 处理技术也是数字音频处理技术的一个重要的研究与应用领域,主要包括语音合成、语音增加 和语音识别技术。 23 计算机图形技术 计算机图形技术指的是用计算机生成、显示、绘制图形的技术。计算机中的图形也是以 数据的形式表示的,要把图形显示出来或绘制打印,就必须把数据转换成线条。计算机图形技 术不仅能快速、准确、规范地制作大量的机械图、建筑图、电路图和地理图等,成为计算机辅 助设计的重要内容,而且可以制作运动图形和三维图形,使原来绘图做不到的事得以实现。计 算机图形技术包括图像处理、模式识别和计算机图形学。图像处理研究对图像的放大、缩小、 旋转、变换、压缩存储等。模式识别主要研究如何从图像识别其所代表的对象。计算机图形 学主要研究如何由对象的描述生成相应的图像。 24 数字媒体信息获取与输出技术 数字媒体信息的获取是数字媒体信息处理的基础,其关键技术主要包括声音和图像等信息获 取技术、人机交互技术等。数字媒体信息的输出技术是将数字信息转化为人类可感知的信息, 其主要目的是为数字媒体内容提供更丰富、人性化和交互的界面。主要的技术包括显示技术、 硬拷贝技术、声音系统,以及用于虚拟现实技术的三维显示技术等。 25 数字媒体信息存储技术 由于数字媒体对计算速度、性能以及数据存储的要求高,数字媒体对象数据一般都非常大, 具有并发性和实时性,所以数字媒体存储技术不仅要考虑存储介质,还必须考虑存储策略。数 字媒体对存储技术的存储容量、传输速度等性能指标的高标准和高要求,促使数字媒体存储媒 介以及相关控制技术、接口标准、机械结构等方面的技术飞速发展,高存储容量和高速的存储 新产品不断涌现,并得到广泛的应用,进一步促进了数字媒体技术及其应用的发展。 26 数字媒体信息处理技术及传播技术 数字媒体信息处理技术是数字媒体技术的关键,主要包括模拟媒体信息的数字化、高效的 压缩编码技术,以及数字媒体信息的特征提取、分类与识别技术等。数字媒体信息处理技术的 研发主要以数字音频处理技术和数字图像处理技术为主。数字媒体传播技术为数字媒体传播 与信息交流提供了高速、高效的网络平台,也是数字媒体所具备的最显著的特征。数字媒体传 播技术综合了现代通信技术和计算机网络技术,使其应用无所不在。 27 数字媒体数据库技术及信息检索与安全技术 数据库技术是一种计算机辅助管理数据的方法,它研究如何组织和存储数据,如何高效地 获取和处理数据。数字媒体数据库是数字媒体技术与数据库技术相结合产生的一种新型的数 据库,数字媒体数据库技术完成对数字媒体数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护等数 据管理。信息检索技术与信息安全技术是对数字媒体信息进行高效的管理、存取、查询,以及 确保信息安全性的关键技术。 3 数字媒体技术主要应用领域与发展趋势 31 主要应用领域 根据数字媒体涉及的具体内容及应用对象,将数字媒体技术分为数字影视、数字游戏、数 字广播、数字广告、数字出版、数字存储、计算机图形与动画技术、虚拟现实等应用领域, 如图2 所示。 数字影视是一个全新的领域,包括数字**、数字电视、网络流媒体视频技术、手机电视 等。影视领域的数字化已是大势所趋,从影视创作、制作到传播各个环节都将更多地采用数字 技术,使人们越来越多地感受到数字化所带来的技术上的便利性、内容上的丰富性和形式上的 融合性。

声音的特性可由三个要素来描述，即响度、音调和音色。 响度：人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。响度和声波振动的幅度有关。一般说来，声波振动幅度越大则响度也越大。当我们用较大的力量敲鼓时，鼓膜振动的幅度大，发出的声音响；轻轻敲鼓时，鼓膜振动的幅度小，发出的声音弱。 音叉振动时发出的声波为单音，即只有一个频率成分。若设法将音叉的振动规律记录下来，可发现其振动波形为一正弦波。当用不同力量敲击某个音叉时，音叉发出的声波幅度不同，这意味着声音的响度不同。给出了两个声音波形，其幅度一大一小，幅度大的波形其声音响度大，幅度小的波形其声音响度小。 另外，人们对响度的感觉还和声波的频率有关，同样强度的声波，如果其频率不同，人耳感觉到的响度也不同。 音调：人耳对声音高低的感觉称为音调。音调主要与声波的频率有关。声波的频率高，则音调也高。当我们分别敲击一个小鼓和一个大鼓时，会感觉它们所发出的声音不同。小鼓被敲击后振动频率快，发出的声音比较清脆，即音调较高；而大鼓被敲击后振动频率较慢，发出的声音比较低沉，即音调较低。 如果分别敲击一个小音叉和一个大音叉时，同样会感觉到小音叉所发声音的音调较高，大音叉所发声音音调较低。如果设法把大、小音叉所发出的声波记录下来，可发现小音叉在单位时间内振动的次数多，即频率高，大音叉在单位时间内振动的次数少，即频率低。给出了两个频率不同的声音波形，从声音可听出，频率高的声音波形听起来音调较高，而频率低的声音波形听起来则音调较低。 音色：音色是人们区别具有同样响度、同样音调的两个声音之所以不同的特性，或者说是人耳对各种频率、各种强度的声波的综合反应。音色与声波的振动波形有关，或者说与声音的频谱结构有关。 前面说过，音叉可产生一个单一频率的声波，其波形为正弦波。但实际上人们在自然界中听到的绝大部分声音都具有非常复杂的波形，这些波形由基波和多种谐波构成。谐波的中国和强弱构成了不同的音色。各种发声物体在发出同一音调声音时，其基波成分相同。但由于谐波的中国不同，并且各次谐波的幅度各异，因而产生了不同的音色。 例如当我们听胡琴和扬琴等乐器同奏一个曲子时，虽然它们的音调相同，但我们却能把不同乐器的声音区别开来。这是因为，各种乐器的发音材料和结构不同，它们发出同一个音调的声音时，虽然基波相同，但谐波构成不同，因此产生的波形不同，从而造成音色不同。给出了小提琴和钢琴的波形和声音，这两个声音的响度和音调都是相同的，但听起来却不一样，这就是因为这两个声音的音色不同（波形不同）

多媒体应用设计师属于软考中级资格考试，多媒体应用设计师考试包含两个科目，上午考试科目为基础知识，基础知识科目的考试形式为笔试，考试题型为客观选择题，满分为75分。

软考中级多媒体应用设计师上午考试科目为基础知识，考试时间安排在上午9:00-11:30，多媒体应用设计师基础知识科目考试知识点如下：

1计算机基础知识；

计算机的发展；

计算机的分类及特点；

计算机在信息社会的应用；

2计算机硬件及系统组成；

21 计算机的基本组成原理；

22 中央处理器CPU；

工作原理；

主要性能指标；

32 *** 作系统的原理及使用；

33 程序设计语言基础知识（C、Java或Visual Basic任何一种）；

C语言 基本语法及编程方法；

应用程序设计 多媒体及Web应用编程基础；

4 计算机网络与通信基本知识；

网络参与模型与网络协议；

局域网、广域网基本概念及其功能；

Internet基本概念及其应用；

宽带网络及其接入技术；

无线通信技术；

5 多媒体技术及其应用；

51 多媒体的定义和关键技术；

52 多媒体计算机系统结构；

53 多媒体传输协议；

54 多媒体技术的应用；

多媒体技术与电视数字化；

DVD制作；

视频点播；

多媒体创作工具及电子出版物；

多媒体数据库；

多媒体信息检索；

多媒体通信流媒体、视频会议；

55 多媒体技术的发展趋势；

6多媒体数据处理技术；

61 视频信息获取和图像文件格式的转换；

611 彩色全电视信号；

彩色空间的表示及其转换；

彩色全电视信号；

612 视频数据获取技术；

视频信号获取器的工作原理；

彩色全电视信号的数字锁相和数字解码；

视频信号获取器的软件系统；

613 图像文件格式及其转换；

静态图像文件格式；

动态图像文件格式；

62 音频信息获取和处理；

621 数字音频基础；

模拟音频和数字音频；

音频数字化过程；

数字音频的文件格式；

音频信号的特点；

622 音频编码基础和标准；

音频编码基础；

623 音乐合成和MIDI；

接口规范；

音乐合成；

MIDI及接口规范；

624 声卡的工作原理及应用；

63 多媒体数据压缩编码技术基础；

631 多媒体数据压缩的重要性和分类；

632 预测编码；

预测编码的基本原理；

差值脉冲编码调制（DPCM）；

帧间预测编码；

633 变换编码；

变换编码的基本原理；

最佳正交交换－K-L变换；

次最优的正交交换－离散余弦变换（DCT）；

634 统计编码；

统计编码的原理；

哈夫曼（Huffman）编码；

算术编码；

635 多媒体数据压缩编码的标准；

音频编码标准；

JPEG标准；

H261和H263标准；

MPEG标准（MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4）；

7信息安全性知识；

71 信息安全性基本概念；

72 计算机病毒防范；

计算机病毒的分类与识别；

计算机病毒的防范措施与消除方法；

73 入侵检测与防范措施；

74 加密解密机制与信息加密策略；

75身份验证和访问控制策略；

8标准化知识；

国际标准、标准、行业标准、企业标准基本知识；

编码标准、多媒体有关的技术标准；

标准化机构；

9信息化基本知识；

信息化基本概念；

国民经济与社会信息化战略；

保护；

10知识产权的有关法律、法规；

11专业英语；

正确阅读并理解相关领域的英文资料。

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