NINTH GRADE · COMPUTER SCIENCE

0與1的藝術

資料表示與處理

單元三:音訊數位化

聲音是物理波動,電腦將其轉換成 0 與 1 的過程。

LEARNING GOALS

完成這一單元,你可以……

建議順序:波形 → 取樣 → 格式
  • 01 用振幅、頻率與音色描述聲音。
  • 02 說明聲音取樣與量化的步驟。
  • 03 比較 WAV、MP3 與 MIDI 的特性。
觀察提示: 改變滑桿時,先看波形的高低與密度如何改變,再連結到你聽見的聲音。

模擬物理特徵

定義:指聲音的強弱,與振幅有關。波形圖的上下起伏越大 (振幅大),響度就越強。

定義:指聲音的高低,與頻率有關。波形圖越密集代表頻率越高。
💡 人耳聽覺範圍大約落在 20Hz ~ 20,000Hz 之間。

定義:指聲音的特色,與波形有關。波形不同,才能分辨不同樂器的聲音。

物理示波器 (類比聲波形態)
閉上眼睛,感受當音調和響度變化時,你的大腦如何快速辨識出不同的聲音。

取樣與量化參數

點越多,連出來的鋸齒就越平滑。
量化的 Bit 數(刻度)越多,越能抓住微弱的聲音層次,刺耳的雜音就會消失。
類比與數位對比
Binary Encoding (編碼流)
001 011 110 111 110 011 001

常見聲音格式比較

🎵 同一首音樂格式試聽體驗

目前模擬:WAV 格式(無損原音,音質飽滿)

聲音檔案大小計算機

以 CD 音質(44.1kHz、16bits、雙聲道)為標準試算。

老實的 WAV 容量
10.1 MB
壓縮後 MP3
0.9 MB

消失的 200 億美金與版權

MP3 技術讓音樂複製極度廉價。1999 年至 2014 年間,實體音樂產值縮水了 200 億美金。我們更應思考如何利用法律與訂閱模式守護創意的價值。

🌧️ 聲音情境體驗

大家都聽過〈下雨的聲音〉,聲音不只是聽見,更能看見。它能帶我們走進不同場景,感受空間氛圍,喚起想像與記憶。

本課程將透過音效與情境聲音的探索,引導學習者用耳朵觀察世界。

▶️ 聽音辨位:場景盲測

System Standby
聲音數位化

💡 常見的數位剪輯軟體中,聲音是由無數個密集的取樣點與不同的振幅高度繪製而成的波形圖。

🎧 聲音情境創作坊:Audacity 混音實作指南

Step 0

Audacity 介面說明

介面說明
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Step 1

挑選並下載喜歡的音效

準備好你的混音素材!請前往以下素材庫,挑選並下載 最少三個 音效檔案。

Step 2

匯入三個音效

匯入音效
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Step 3

播放與暫停

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Step 4

編輯聲音

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Step 5

匯出聲音檔

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WRAP-UP

課後回顧:把連續聲音變成數位資料。

回到課程地圖

我能區分:響度、音高與音色分別對應什麼特徵。

我能說明:取樣率與位元深度各影響什麼。

我能選擇:依情境挑選合適的聲音格式。

快速檢核

答對三題,取得本單元徽章。

0 / 3

1. 聲音的響度主要對應?

2. 取樣點變少時,常見結果是?

3. 想節省音訊容量可優先選?

從三題中找出你最需要再練習的概念。

PAIR TALK

同伴討論挑戰

先選擇,再說明理由

要把一段訪談上傳到網路,你會優先採用哪種格式?

選擇後,和同伴用「我選……因為……」說明你的理由。