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聆听天籁之音

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  近代音乐传播媒介
  音乐要得到广泛传播,离不开各种媒介。媒介可以分为两类:一类是即时性的,以广播、电视、电影为主;另一类是非即时性的,我们能打破时间和空间限制,随时随地欣赏音乐,这些媒介包括唱片、磁带、CD等。
  广播、电视等即时性媒介,因为受传播方式的限制,音质往往有很大的局限,一般只是成为休闲的补充。如果要欣赏高品质音乐,应首选非即时媒介。
  1.唱片
  1877年,爱迪生制造出了第一部留声机,让我们能把声音保留、传播开来。经过一百多年技术上的不断变革,唱片业虽然在达到顶峰后已衰落,但给我们留下了无数经典的音乐,某些黑胶唱片到现在仍然是发烧友的挚爱。
  唱片的制作,最关键的步骤是制作唱片母版。早年在刻录制作唱片的母版时,音乐家们对着大喇叭筒进行演唱,被声能震动的金属膜驱动刻纹刀,在蜡盘上刻出纹槽,纹槽随着声波振幅变化而不同,这个过程叫灌唱片。之后对这个蜡盘进行真空镀膜、电铸等,最终制作成金属母版。
  有了母版以后,就可以进行唱片压制。压制工艺有两种:一种是压纹法,将已压制定型的塑料薄片加温软化,送入模板下施压定型。这种工艺生产的唱片,片基薄而软,记录信号品质不高,价格便宜。另一种压制方法是塑纹法,把已热熔的乙烯基注于母模腔内再施加压力定型,这是密纹唱片压制标准工艺。图1是旧式留声机和现代黑胶唱机。
  近年来,由于互联网音乐和盗版的强烈冲击,唱片产业逐渐衰败,已经成为明日黄花。但一百多年来留下的许多珍贵唱片,仍被无数音乐爱好者追逐。当然,将唱片数字化,既可以保留下音乐遗产,还可以让唱片以另一种方式生存发展。
  2.磁带
  丹麦工程师普尔森利用磁性变化的原理,以钢琴线制造了一部“录话机”,1898年获得专利,这就是20世纪30年代钢线录音机商品的前身。直到20世纪50年代初,克利夫兰的George Eash才把一个五寸的盘带装到塑料盒中,发明了盒式录音机。而现在大家熟悉的盒式录音机,是在1963年被荷兰飞利浦公司改进后的模样。1979年,索尼第一台磁带随身听诞生,历经三十年,2010年宣布停产,标志着磁带时代的结束。20世纪80年代,以索尼Walkman系列为代表的便携式随身听出现,这使得磁带在全世界范围内风靡。正是在这个时期,音乐磁带的销售开始取代密纹唱片,随身听一跃成为便携式音乐市场的象征。20世纪末,流行音乐发展得如火如荼,少不了磁带的推波助澜。图2是磁带、随身听、录音机。
  磁带录、放音的实现要借助录音机(其实是录放机)。磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成。录音磁头实际上是个蹄形电磁铁,两极相距很近,中间只留个狭缝。整个磁头封在金属壳内。录音磁带的带基上涂着一层磁粉,实际上就是许多铁磁性小颗粒。磁带紧贴着录音磁头走过,音频电流使得录音头缝隙处磁场的强弱、方向不断变化,磁带上的磁粉也就被磁化成一个个磁极方向和磁性强弱各不相同的“小磁铁”,声音信号就这样记录在磁带上了。
  放音磁头的结构和录音磁头相似。当磁带从放音磁头的狭缝前走过时,磁带上“小磁铁”产生的磁场穿过放音头的线圈。由于“小磁铁”的极性和磁性强弱各不相同,它在线圈内产生的磁通量也在不断变化,于是在线圈中产生感应电流,放大后就可以在扬声器中发出声音。
  在录音机里,录、放两种功能是合用一个磁头完成的,录音时磁头与话筒相连,放音时磁头与扬声器相连。
  磁带作为音乐载体现在已经几近消失,除了外国一些唱片公司还在少量发行磁带,国内部分外语教材还在配套使用,磁带已经成为70、80后的收藏品和永久的回忆了。
  3.CD
  CD代表小型镭射盘,是一个用于所有CD媒体格式的一般术语。现在市场上有的CD格式包括声频CD、CD-ROM、CD-ROM XA、照片CD、CD-I、视频CD等。在这多样的CD格式中,最为人们熟悉的一个应该是声频CD,它是一个用于存储声音信号轨道如音乐和歌的标准CD格式。
  黑胶唱片和磁带都有容易损坏的缺点,多次播放和长久保存后都可能影响播放质量。20世纪70年代后期,荷兰飞利浦公司和日本索尼公司合作开发了一种激光唱片(CD)。激光唱片以它们面层的一系列凹陷和平稳段的构型来存储音乐。这些凹陷和平稳段组成了一类数字计算机代码记号。在激光唱机中,用激光束扫描它们并使之还原转化成音乐。
  和唱片、磁带存储的模拟信号不同,CD存储的是数字信号,也就是用“0”和“1”来代表音乐的变化。CD介质的出现让随身音乐的音质达到了一个新的高度,而且因为CD光盘的独特性质,也让CD播放器在不断发展和进步,直到今天人们依然利用CD机来享受高品质的音乐。
  传统的CD采用的编码方式是PCM(脉冲编码调制),就是把音乐依照同样的间距分成数段,然后用二进制数来量化其信号的强度。如下页图3所示的编码示意图,每个记录点的时间间隔是1/44100秒(就是所谓的44.1kHz的采样频率),16比特就是2的十六次方,即0~65536。它就是用这个数来量化该时间点的信号的强度,把各时间的纵坐标的各个点连续起来,就是要记录的信号的波形了。标准的CD格式是用44.1K的采样频率,16位量化位数,双声道。
  CD和唱片、磁带相比有很多优势,目前它已经取代了后两者,成为音乐发行最重要的载体,CD音质也成为高质量音乐的标杆。
  音乐的数字化
  随着苹果iPod等数字化音乐随身听取得巨大成功,互联网彻底改变了我们欣赏音乐的习惯。iPod、MP3播放器甚至智能手机等超便携随身播放器,使得我们可以随时随地沉醉在音乐的海洋中。
  那么音乐是怎样实现从模拟到数字的转换的呢?
  因为声音信息是以数字的方式存放在计算机及其相关设备里,而自然界的声音信息则是模拟信号。所以计算机里的数字信号是通过采样、量化得来的。
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