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使用 XNA 建立遊戲/音訊聲音/建立

來自華夏公益教科書,開放的世界開放書籍

註釋:分貝、頻率、振盪器、DFT、FFT(將音調分解為正弦波)、ASDR 包絡、MIDI、純律、泛音、音色、音高、振幅、相位、3D 聲音、耳朵解剖結構、聲音教程、免費軟體、音序器、噪聲和音調。

建立聲音很容易,幾乎我們做的任何事情都會產生聲音。在音樂環境中,聲音是由聲學或電子樂器或模擬或數字硬體產生的。要在遊戲中使用聲音,必須先錄製和 數字化,無論是在錄製過程中還是之後。在地球上越來越難找到沒有人工聲音的地方,因此不難理解,試圖模仿現實的遊戲應該在幾乎所有序列中都有聲音,即使只是在背景中。電影製片人在拍攝過程中反覆錄製背景噪音,以提高電影的真實性。捕獲聲音有幾個基本步驟:錄製、操作/效果和播放/再現。XNA Game Studio 4 添加了用於處理 MP3 以及從耳機捕獲和回放聲音的類,因此即使使用者的語音也可以像普通錄製一樣處理。

一般來說,聲音以模擬或數字形式錄製。由於其低廉的啟動成本和簡單、精確的編輯功能,數字錄音是更流行的錄音形式。

典型的基於計算機的錄音棚設定

數字音訊錄製是透過採集其波形的 離散樣本 並將其轉換為可以儲存或處理的數字資訊來錄製聲音的行為。數字錄音通常在計算機上進行,但也可以使用帶有硬碟的獨立錄音機或帶有快閃記憶體的手持裝置進行。

手持數字錄音機

取樣率以赫茲為單位測量,指的是每秒對聲音進行取樣的次數。位深度 以位為單位測量,表示每次取樣時取樣的資訊量。更高的位深度可以提供更準確的波形近似值。“CD 音質”音訊錄製是 16 位,取樣率為 44.1 kHz。一般來說,最高質量的數字錄音是 24 位,取樣率為 192 kHz。從歷史上看,由於空間限制,遊戲被限制為 8 位 錄音。這些“經典”的遊戲音效和音樂很容易與它們更現代的對應物區分開來。數字錄製相對容易,原因有幾個。數字錄製,在最基本的形式中,只需要一臺計算機。使用 外掛,計算機可以生成使用者可能需要的絕大多數聲音。更復雜的設定可能包括音訊介面,用於錄製現場樂器或 MIDI 訊號。現場(麥克風或樂器輸入)和計算機生成的聲音可以在音訊軟體中無縫混合。編輯是非線性的,也很簡單。

滑音吉他、貝斯吉他以及軟體外掛的混合

使用者可以剪下、複製和貼上錄音片段,並按需要排列它們。這些功能也可以跨專案和平臺執行。

壓縮直到最近,MP3 仍然是壓縮音訊檔案最流行的形式。如果 MP3 是主要壓縮(即,第一次對全質量音訊檔案進行壓縮),且位元率高於 160 kbit/s 位元率,那麼它們對於遊戲來說是令人滿意的。任何低於該位元率的位元率都會開始聽起來“有損”。從版本 4 開始,XNA Game Studio 具有 WAV 和 MP3 匯入器類,這意味著遊戲的音質基本上取決於建立者。

模擬音訊錄製是將聲音波形完整地作為電子訊號錄製下來,通常錄製在磁帶上。在模擬錄音可以放到 CD 上或用於遊戲之前,必須將其數字化。如果在錄製過程中而不是作為單獨的步驟完成此轉換,則訊號可以錄製更少的噪音。由於成本和所需的時間,這種錄音形式通常被現代音樂家排除在外。工程師、混音臺、磁帶機、磁帶卷軸和錄音室的需要都增加了成本。編輯更加費力,因為它是非線性的。也就是說,工程師不能簡單地將錄音的一個好的部分複製到歌曲的多個部分。編輯意味著實際剪下磁帶或逐部分重新錄製。

電容式麥克風

麥克風使用類似人類耳膜的原理來接收聲音。在麥克風內部,膜片或一組帶子會被聲波移動,從而觸發電訊號,這也是一種波形。也就是說,麥克風使用磁鐵來產生電訊號,將聲波(最常見的是振動空氣)轉換為電波形。麥克風主要有兩種型別。動圈式麥克風,它是被動的,不需要外部電源來發送電訊號。電容式麥克風需要一個叫做幻象電源的外部電源才能工作。這通常是 48 伏,透過麥克風的電纜從調音臺或麥克風放大器傳送到麥克風。

MIDI 允許獨立的外部合成器和其他音訊裝置相互通訊,並且是任何工作室必不可少的一部分,直到 21 世紀初 USB 開始取代其硬體。

聲學樂器是電子樂器的先驅,不需要 放大 就可以聽到。它們透過使用麥克風來拾取它們的聲音進行錄製。

電子樂器(例如吉他、貝斯吉他)使用琴絃在磁線圈上的振動來產生電訊號。為了聽到這些訊號,必須將它們放大並透過揚聲器發出,揚聲器會振動空氣。當沒有放大時敲擊琴絃也會產生聲波,但它們的強度不足以在離演奏樂器幾米遠的地方聽到。絃樂器,尤其是鋼琴,產生的 泛音 和諧波,使用數字技術很難模擬。

可機架安裝的音訊介面

音訊介面(AI)或 音效卡 將它接收到的模擬訊號轉換為計算機可以處理的數字資訊。這些模擬訊號通常由麥克風、電子樂器或合成器產生。計算機可以生成數字聲音訊號,不需要透過 AI 就可以進行處理。為了聽到計算機處理的訊號(模擬或數字),需要將它們傳送回透過 AI,AI 將數字訊號轉換回模擬訊號,然後透過揚聲器或耳機發出。

錄製軟體音序器 處理由計算機生成的或使用 AI 轉換的訊號,並可以使用外掛產生訊號。這些外掛還可以模擬模擬效果或樂器。隨著錄音軟體效能的提高,遊戲創作者可用的聲音選項也隨之增加。從歷史上看,建立者被限制在非常小的聲音檔案大小。現代遊戲主機擁有更高的處理能力和隨機存取記憶體,可以處理更大、更高質量的聲音檔案。樂隊將歌曲授權給影片遊戲製作商以製作遊戲配樂的做法很常見。

傳統上,音效 的錄製方式與音樂非常相似;在工作室裡,有人在麥克風前演奏聲音(例如打破玻璃或腳步聲)。近年來,隨著無數聲音樣本庫的出現,遊戲製作人,就像電影製作人一樣,主要使用預先錄製的樣本作為音效。音效對於玩家的遊戲體驗非常重要,尤其是在現實的遊戲中,需要儘可能真實的聲音。

聲音再現使用與錄製相同的過程,但順序相反。播放磁帶或唱片或讀取數字檔案,並將其轉換回聲波。這通常使用揚聲器或耳機完成。準確的聲音再現對於遊戲的體驗至關重要。

繞耳式和入耳式耳機

揚聲器耳機 類似於麥克風,但用於聲音輸出,而不是聲音輸入。要播放回的電訊號透過 放大器(它會增強訊號),透過電纜傳送到揚聲器,在那裡磁鐵用於使揚聲器的膜片運動。該膜片振動空氣,將聲波傳送到膜片前後空間中。揚聲器通常包含在某種外殼中,需要對其進行調校以獲得準確的聲音再現。耳機的外殼主要有三種類型:罩耳式、繞耳式和入耳式。這些型別有兩種配置。它們可以是開放式的,可以將聲音向外傳播,以及傳到耳朵裡,也可以是封閉式的,可以阻擋外部噪音,並防止聲音外洩。

典型的“近場”工作室監聽音箱

音訊效果

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音訊效果用於改變現有的聲音,這些聲音是透過軟體或合成器錄製或生成的,通常是使用者可配置的。傳統上,它們被封裝在盒子裡,或稱為踏板,這些踏板可以在音樂表演期間由音樂家的腳啟用,或者在錄音室中使用較大的機架安裝格式。軟體外掛能夠模擬大多數以前基於硬體的效果。

失真踏板
  • 濾波器

濾波器是一種常用的效果。它的功能是切斷高於或低於定義頻率的頻率,稱為截止頻率。產生的頻率可以被放大,被稱為共振。有不同型別的濾波器,也有許多不同的方法來構建這些濾波器,它們具有許多不同的特性。我們只區分它們的截止型別。

  1. 低通濾波器

允許較低的頻率透過到輸出級,切斷較高的頻率。

  1. 高通濾波器

允許較高的頻率透過到輸出級,切斷較低的頻率。

  1. 帶通濾波器
  2. 陷波濾波器
  • 均衡器

增強或削弱訊號中某些頻段。

  • 延遲

將輸入訊號重複到輸出級,使輸出聲音像原始輸入的回聲

  • 混響
  • 法蘭
  • 相位器
  • 合唱
  • 齊奏
  • 失真

操縱或變形輸入訊號。

  • 波形塑造

合成器

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合成器使用電子電路產生電訊號。它們可以是模擬的,數字的,或者兩者兼而有之。

  • 減法合成

大多數模擬和數字合成器使用這種常見的減法合成方法。這些合成器的本質是一個或多個具有豐富的泛音訊率頻譜的振盪器。這些聲音可以透過低通、帶通、高通或陷波濾波器進行濾波。

  • 加法合成

我們不是像減法合成那樣過濾泛音,而是向基音新增泛音。

  • 調頻合成

也稱為頻率調製合成,是一種起源於電信工程的方法。其主要思想是透過其他調製波來操縱載波的頻率以產生泛音。因此,載波的頻率會變得更高,調製波的位置為正;載波的頻率會變得更低,調製波的位置為負。

  • 調相合成

調相合成在聲學結果上與調頻合成非常相似。它不是操縱載波的頻率,而是透過調製波來操縱載波的相位。

  • 波表合成

波表通常是一組樣本,振盪器選擇這些樣本的一小部分視窗,並重復這部分資訊。這個視窗可以在播放時移動。

  • 顆粒合成

顆粒合成也基於現有的樣本波檔案,就像波表合成一樣,但是這個波樣本被切割成許多小塊,也稱為顆粒,這些顆粒的長度在 1 到 50 毫秒之間。

遊戲中的情緒(示例)

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  • 動作遊戲
在動作遊戲中,只有簡單的背景音樂。這些音樂具有朗朗上口的旋律。這意味著要避免大的音階跳躍,背景音樂必須是可唱的。為了獲得令人興奮的情緒,你必須採用快速的節奏。調式必須是主音調式。這樣旋律就會聽起來很開心。
此外,當你得分或消除一行等時,必須有聲音提示。
例如:俄羅斯方塊
背景音樂的旋律非常朗朗上口,簡單且易於唱。沒有大的音階跳躍。
  1. 聲音提示:
-消除一行
這裡可以是太空音效。類似於http://www.flashkit.com/soundfx/Electronic/Other/Spacely_-Daniel_D-8815/index.php
-旋轉形狀
這裡可以是短暫的聲音。這個聲音可以是一個小滴答聲。


  • 射擊遊戲


  • 冒險遊戲


  • 角色扮演遊戲


  • 策略遊戲


  • 模擬遊戲


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http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb417503.aspx

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