Programming Sound with Pure Data pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Pragmatic Bookshelf

作者:Tony Hillerson

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2014-1-20

价格:USD 36.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781937785666

丛书系列:

图书标签:

• Sound
• Programming
• Pure Data
• Pd
• 音乐编程
• 声音设计
• 交互艺术
• 音频处理
• 实时音频
• 计算机音乐
• 数字信号处理
• 媒体艺术

深入理解音频编程与数字信号处理的基石 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，探索现代音频技术的核心原理与实践应用。我们聚焦于数字信号处理（DSP）在音乐、声音设计以及互动媒体中的基础构建模块，而非特定软件平台的教程。本书将带您领略声音是如何被量化、转换，并最终以复杂、富有表现力的方式重构的整个过程。 第一部分：声音的物理与数学基础 本部分是理解所有后续复杂技术的前提。我们将从最基本的声学原理出发，探讨人耳如何感知声音，以及声音在物理介质中传播的特性。 振动与波形： 详细分析简谐运动如何生成纯音，以及复杂波形（如锯齿波、方波、脉冲波）的傅里叶级数分解。我们将深入研究如何用数学公式精确描述这些波形的瞬态和频谱特性。 离散时间系统： 介绍从连续时间信号到离散时间信号的转换过程——采样。我们将严谨地探讨奈奎斯特-香农采样定理的实际意义及其局限性。理解量化误差和动态范围的概念，为后续的数字音频处理奠定基础。 傅里叶变换的威力： 本章将系统地介绍离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现——快速傅里叶变换（FFT）。我们将不满足于将其视为一个“黑箱”工具，而是深入探究其内在机制，展示如何利用频域分析来理解和操作声音的频谱内容，包括包络的提取与修改。 第二部分：数字滤波器设计与实现 滤波器是音频处理中最核心的工具之一。本书将带领读者超越简单的“高通/低通”标签，深入到不同滤波器结构的内部构造及其对信号的影响。 IIR与FIR滤波器理论： 详细比较无限脉冲响应（IIR）和有限脉冲响应（FIR）滤波器的设计哲学、计算效率和相位特性。读者将学习如何根据具体需求（例如，线性相位需求）选择合适的结构。 经典滤波器原型： 系统介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器的设计参数和它们在频率响应曲线上的独特表现。我们将推导它们的差分方程，并探讨如何将其转化为高效的数字实现。 状态变量滤波器与仿真： 探讨如何利用状态变量模型实现具有共振峰和包络跟踪能力的复杂滤波器，这对于模拟经典模拟合成器的滤波特性至关重要。我们将讨论如何避免数字实现的非线性失真。 陷波与梳状滤波： 针对特定频率的精确去除或增强，我们将构建和分析陷波滤波器（Notch Filter）以及梳状滤波器（Comb Filter）的原理，并探讨其在房间声学校正和特殊音效生成中的应用。 第三部分：振荡器与波表合成技术 本部分聚焦于声音的“源头”——如何利用算法生成初始的音频波形，这是所有合成技术的基础。 经典振荡器模型： 详细分析加法合成（Additive Synthesis）的原理，即通过叠加多个正弦波来构建复杂的音色。我们将探讨如何有效管理大量正弦波的相位同步问题。 波表合成（Wavetable Synthesis）： 深入解析波表合成的工作机制，包括波表插值算法（线性、三次样条插值）如何决定最终音色的平滑度和计算负载。我们将设计一个高效的波表查找和重采样系统。 频率调制（FM）与相位调制（PM）： 这部分将彻底揭示FM合成的数学本质。我们不仅会介绍贝塞尔函数在分析FM频谱中的作用，还会构建一个高效率的直接数字频率调制（DDSP）模型，并探讨其在模拟金属、钟声等复杂瞬态声音上的应用。 颗粒合成（Granular Synthesis）： 探讨如何将声音分解成微小的时间片段（颗粒），以及如何通过随机化、重叠和相位控制来创造流动、有机或抽象的声景。 第四部分：调制、控制与非线性处理 声音的生命力往往来自于变化和控制。本部分关注如何使用信号来实时地“调制”另一个信号，以及实现动态范围的控制。 低频振荡器（LFO）与包络生成器（EG）： 详细分析LFO的波形设计及其在调制频率、振幅或滤波器截止频率时的效果。我们将构建标准的ADSR（Attack, Decay, Sustain, Release）包络发生器，并讨论指数包络和对数包络的听觉差异。 环形调制与幅度调制（AM）： 区分AM和乘法器在声音处理中的作用。我们将分析环形调制如何产生丰富的和声，以及幅度调制在实现双边带抑制（DSB-SC）中的应用。 动态范围处理： 深入研究压缩器（Compressor）、限制器（Limiter）和扩展器（Expander）的工作原理。我们将探讨前馈（Feedforward）与反馈（Feedback）控制架构的优缺点，以及峰值检测与均方根（RMS）电平检测对瞬态响应的影响。 第五部分：高级时间域处理与空间化 声音的深度和空间感是现代音频体验的关键组成部分。本部分将聚焦于延迟、混响和空间声学的基础实现。 延迟线与反馈网络： 分析延迟线在数字音频中的核心作用，如何设计稳定的延迟网络来实现回声（Echo）和梳状滤波效果。我们将讨论反馈延迟网络（FDN）在创建复杂、高密度混响结构中的潜力。 数字混响建模： 从物理声学模型的角度出发，介绍如何利用一系列串联和并联的衰减滤波器和延迟线来模拟真实空间中的早期反射和漫射场。我们将探讨梳状滤波器、短串联延迟线（SND）等基本模块的组合方式。 双耳效应与立体声成像： 介绍HRTF（头部相关传输函数）的基本概念，以及如何在立体声或多声道环境中利用相位、电平差值（ITD和ILD）来创造声像定位和空间深度感。 全书贯穿大量的数学推导和算法描述，鼓励读者在理解原理后，能够独立设计和实现任何数字音频处理算法，无论采用何种编程语言或平台。重点在于“为什么这样设计”，而非“如何点击按钮”。

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对于许多像我一样，想要深入探索声音设计和音乐制作领域，但又对传统编程语言感到畏惧的爱好者来说，这本书无疑是福音。Pure Data 的可视化编程方式，极大地降低了学习门槛。它提供了一种近乎“所见即所得”的体验，让我能够轻松地搭建各种声音模块，并观察它们如何相互作用，从而产生丰富多样的音效。书中清晰的讲解和循序渐进的练习，让我能够逐步掌握各种音频处理技术，从基础的振荡器和滤波器，到更高级的采样器、效果器以及交互式装置的设计。我尤其喜欢书中对于不同合成方式的细致讲解，比如加法合成、减法合成，以及 FM 合成等，让我能够根据不同的需求选择最合适的合成方法。通过实践书中提供的案例，我不仅能够快速地创建出令人满意的声音效果，还能够在此基础上进行更深入的个性化修改和创新。这本书让声音创作变得更加触手可及，我感觉自己离成为一名独立的声音设计师又近了一步。

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我一直以来都对数字信号处理（DSP）领域充满好奇，但理论知识总是显得枯燥乏味，难以与实际应用联系起来。这本书的出现，就像一座桥梁，将抽象的数学概念与生动有趣的声音世界完美地结合在了一起。Pure Data 的可视化编程界面，使得那些曾经让我头疼不已的傅里叶变换、滤波器设计等概念，变得直观可懂。书中通过将这些概念融入到实际的声音合成和效果器制作过程中，让我能够真切地感受到它们在声音变化中的作用。我印象最深刻的是，书中讲解如何构建一个能够响应外部输入的动态声音系统，这种交互性让我体会到了编程与音乐创作之间那种奇妙的化学反应。我不再是被动地接收信息，而是主动地去探索和实验。这本书给了我一种“玩”着学的感觉，每一个小小的实验都充满了惊喜。它不仅提升了我对 DSP 的理解，更重要的是，它让我对使用代码来创作声音这件事产生了前所未有的热情和自信。

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作为一名对声音艺术抱有浓厚兴趣的艺术家，我一直在寻找一种能够将我的概念转化为实际听觉体验的工具。之前接触过一些商业化的音频工作站，虽然功能强大，但往往限制了我的创作自由，而且学习成本也相当高昂。当我发现这本书时，我简直欣喜若狂。Pure Data 的开源和跨平台特性，意味着我不再受制于特定的硬件或软件生态。更重要的是，它的图形化编程方式，让我能够以一种更具直觉性的方式来探索声音的本质。书中深入浅出地讲解了各种音频处理模块的原理，并且提供了丰富的示例项目，从简单的合成器到复杂的交互式声音装置，都讲解得非常透彻。我特别欣赏书中对于算法合成和程序化音乐的探讨，这为我打开了新的创作思路。通过这本书，我不仅学会了如何操作 Pd，更重要的是，我开始理解声音是如何被构建和塑造的，以及如何利用代码来创造前所未有的声音景观。它不仅仅是一本技术手册，更是一本激发我艺术灵感的宝典。

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这本书的出现，简直就是为我这类痴迷于声音但又在传统编程世界里磕磕绊绊的人量身定做的。我之前尝试过一些音频处理的库和框架，但总是觉得门槛太高，要么需要写大量的 C++ 代码，要么就是API晦涩难懂，学习曲线陡峭得让人望而却步。而 Pure Data (Pd) 的可视化编程理念，彻底颠覆了我对音频开发的认知。就像是把复杂的电路图变成了直观的模块拼接，我可以直接看到信号的流动，操作起来就像是在玩一个高级的电子积木游戏。书中通过大量实际的例子，循序渐进地引导我从最基础的振荡器、滤波器开始，一步步构建出更复杂的合成器和效果器。我尤其喜欢书中对于实时交互性的强调，这让我能更直观地理解参数变化对声音的影响，而不是死板地计算和调试。很多时候，我只需要跟着书里的步骤操作，就能听到即时的反馈，这种即时反馈带来的成就感是无可比拟的。它不仅教会了我如何“编程”声音，更重要的是，它让我重新发现了声音本身的乐趣和可能性。感觉就像打开了一个全新的世界，原本模糊的音乐创作和声音设计想法，现在都有了具体的实现路径。

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我一直对声音的物理特性和其在数字世界中的表现方式感到着迷，但实际操作起来却常常感到无从下手。这本书的引入，为我打开了一扇全新的大门。Pure Data 的独特可视化编程范式，将复杂的信号处理流程变得一目了然。我不再需要背诵晦涩难懂的代码语法，而是可以通过直观的连接和参数调整，来构建我的声音世界。书中对于各种声音生成算法的讲解，以及如何利用它们来创造出独特音色的方式，都令我受益匪浅。我尤其赞赏书中关于实时音频处理和交互式艺术的探讨，这让我能够将我的声音想法与计算机交互结合起来，创作出更具动态和个性的作品。通过跟随书中的指导进行实践，我不仅学会了如何使用 Pure Data 来合成和处理声音，更重要的是，我对声音的本质有了更深刻的理解，也激发了我更多关于声音创作的灵感。它不仅是一本技术指南，更是一本探索声音艺术奥秘的引路书。

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