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第1章 数字化的声音 1

1.1 声波与信号 1

1.2 乐音与傅里叶理论 4

1.3 时域分析与频域分析 5

1.4 数字信号与PCM音频系统 7

1.4.1 采样率 8

1.4.2 混叠失真 9

1.4.3 量化精度 10

1.5 音频编码与数据压缩 12

1.5.1 无损压缩 13

1.5.2 有损压缩 13

1.6 数据封装与信号重建 13

第2章 音频程序设计语言Pure Data 17

2.1 Pd的安装与设置 18

2.1.1 安装Pd 18

2.1.2 Pd操作界面 19

2.1.3 Pd音频系统的设置与测试 19

2.1.4 Pd启动参数 21

2.2 Pd的基本元素 21

2.2.1 对象与程序 22

2.2.2 信息与信号 23

2.2.3 编辑模式与运行模式 23

2.2.4 帮助文档 24

2.3 使用Pd开发程序 24

2.3.1 示例1“hello world” 24

2.3.2 对象框与信息框 26

2.3.3 信息的类型与格式 26

2.3.4 对象的运行方式 28

2.3.5 图形化用户接口对象 29

2.3.6 注释框 29

2.3.7 示例2运算器 30

2.3.8 冷端与热端 30

2.3.9 对象的参数 31

2.3.10 “从右向左”与“深度优先” 31

2.3.11 示例3正弦信号发生器 33

2.3.12 “波浪号对象” 34

2.3.13 音量控制 35

2.3.14 示例4节拍器 37

2.3.15 示例5音序器 39

2.3.16 数值数组 40

2.3.17 数组的设置与操作 42

2.3.18 示例6包络发生器 45

2.3.19 “子程序” 50

2.3.20 “父程序开窗” 51

2.3.21 示例7模块化合成器 53

2.3.22 “？”符号的用法 58

2.3.23 “抽象化” 61

第3章 信号分析与音频播放 63

3.1 信号分析工具 63

3.1.1 示例8示波器 63

3.1.2 示例9电平表 64

3.1.3 示例10频谱分析器 66

3.2 音频文件的播放与录制 72

3.2.1 示例11基于【readsf～】的音频播放器 72

3.2.2 示例12基于【writesf～】的录音程序 72

3.2.3 示例13基于“Pd数组”的音频播放与录制 74

第4章 音频处理技术 77

4.1 滤波 77

4.1.1 滤波器的类型与参数 77

4.1.2 滤波器的实现 79

4.1.3 示例14直流偏移滤除器 81

4.1.4 示例15自动滤波器 82

4.2 延时 83

4.2.1 延时器的基本参数 83

4.2.2 延时处理的实现 84

4.2.3 示例16带反馈的延时器 86

4.2.4 示例17镶边效果器 87

4.2.5 示例18混响器 88

4.3 动态范围处理 91

4.3.1 压缩器的基本参数 93

4.3.2 示例19压缩器 95

4.4 傅里叶分析 97

4.4.1 快速傅里叶变换与逆变换 97

4.4.2 示例20基于快速傅里叶变换（FFT）的滤波器 99

4.4.3 示例21声码器 100

第5章 声音合成技术 103

5.1 基本波形的实现 103

5.1.1 正弦波 103

5.1.2 方波 104

5.1.3 锯齿波 105

5.1.4 三角波 106

5.1.5 白噪声 106

5.1.6 示例22基本波形发生器 107

5.2 减法合成 108

5.2.1 减法合成的实现 108

5.2.2 示例23减法合成器 108

5.3 加法合成 110

5.3.1 加法合成的实现 110

5.3.2 示例24加法合成器 112

5.4 调频合成 114

5.4.1 调频合成的实现 114

5.4.2 示例25调频合成器 115

5.5 波表合成 116

5.5.1 波表合成的实现 116

5.5.2 示例26矢量波表合成器 117

5.6 数字样本合成 118

5.6.1 样本合成的实现 118

5.6.2 示例27采样器 120

5.7 粒子合成 121

5.7.1 粒子合成的实现 121

5.7.2 示例28粒子合成器 124

第6章 开发交互式音频程序 127

6.1 通信系统的基本概念 127

6.1.1 通信链路 127

6.1.2 通信模式 128

6.1.3 数据传输速率 128

6.1.4 传输带宽 129

6.1.5 数据通信协议 129

6.1.6 校验方案 129

6.1.7 通信标准 129

6.2 音乐设备数字化接口（MIDI） 130

6.2.1 MIDI概述 130

6.2.2 MIDI通信链路 130

6.2.3 MIDI信息 134

6.2.4 在Pd程序中使用MIDI 141

6.2.5 MIDI通道信息的处理 142

6.2.7 MIDI的局限性 146

6.3 开放式声音控制 147

6.3.1 OpenSoundControl协议概述 147

6.3.2 在Pd程序中使用OSC 153

6.4 常用交互设备 161

附录1 MIDI信息格式 169

附录2 ASCII代码表 173

附录3 分贝值-功率比-振幅比对应关系 175