数字音频工作站的概念

工作站是一种用来处理、交换信息、查询数据的计算机系统。数字音频工作站（Digital Audio Workstation，简称DAW）是一种用来处理、交换音频信息的计算机系统。它是随着数字技术的发展和计算机技术的突飞猛进，将两者相结合的新型设备。数字音频工作站的出现，实现了广播系统高质量的节目录制自动化播出，同时也创造了更加良好的高效的工作环境。
　　
90年代中期以来，随着采用数字技术处理音频信号技术的出现和成熟，尤其是计算机软硬件技术和多媒体技术的日趋完善，各种性能优、功能齐、质量好的自动化程序高的数字化产品纷纷面市。最近几年，数字音频工作站（DAW）已经发展成为专门的计算机化硬盘录音系统，且基于它们能够实现基本和先进的编辑和信号处理功能在多媒体数字音频应用中，使用音频工作站有很多优点，下面列出一些：
　　
1.处理长样本文件的能力。硬盘录音时间只受硬盘本身大小的限制（通常44.1KHz取样频率、16比特精度下1分钟立体声信号需要10.5MB硬盘存储器）。
　　
2.随机存取编辑。因为信号记录在硬盘上，节目中任何点可以随即访问，不论它们以什么顺序记录。无损编辑在丝毫不改变或影响原始录音文件的情况下允许信号片段安排在节目中的任何次序上。一旦编辑结束，这些片段可以连续重放来产生一个演奏，或者个别的在一个指定的SMPTE时间码地址上重放。
　　
3.DSP数字信号处理可以在一个片断或整个样本文件上实现，不管是实时的还是非实时的，这一切都对信号没有损害。
　　
除了上述这些优点之外，以计算机为基础的数字音频设备还能够综合进行与数字视频、音频和MIDI制作有关的一些工作。
　　
计算机音频工作站主要用于对声音信号的录音、剪辑、处理和缩混。但细分起来，它的应用可以分为经下几个方面：
　　
1.声音剪辑和CD刻录
　　
在这种场合下，计算机音频工作站不是用于从头制作音乐，而是主要对现成的音乐进行剪辑处理，或是将现成的音乐制成CD唱片。比如，它可以使音乐进行重新剪接、为歌曲伴奏移调（但不改变音乐速度）、变化舞蹈音乐的长度（但不改变音乐的音调）、将音乐中的噪声去除，或是将各种现成音乐制作成CD唱片等。因此，在这种场合中计算机音频工作站需要录放和处理的音频轨数只要立体声2个音轨就可以了。
　　
2.日常音乐录制
　　
这时，计算机音频工作站主要用于录制各种日常所用的音乐，例如歌曲伴奏、舞蹈音乐、晚会音乐、影视音乐等。
　　
在这种场合下，计算机音频工作站不会对音乐中的每一种乐器或音色进行单轨录音，一般它是将已做好的MIDI音乐录为立体声的两个音频轨，将MIDI音乐中需要单独调整的个别音色为音独的几个音频轨，再录几个轨的人声和声学乐器。
　　
因此，在这种场合中计算机音频工作站需要录放和处理的音频轨数为8个到16个左右。计算机音频工作站的这种应用方式是目前国内个人工作室中用的最多的。
　　
3.大规模音乐录音和混音
　　
这是大型专业录音棚中的工作方式，主要用于录制对声音要求最高的音乐作品，目前在国内主要是用于为一些大牌歌星做专集，或是为一流音乐家录制专人CD等。
　　
这种工作方式需要将音乐中的每一种乐器或音轨都录为一个单独的音频轨甚至是一个立体声轨，以便对每个乐器或音色单独做均衡、效果和动态处理，以做出在动态、宽度和深度等方面都有极好表现的音乐作品。
　　
因此，在这种场合中计算机音频工作站需要录放和处理的音频轨数为24个到32个左右，甚至更多。用于这种目的的计算机音频工作站是最顶级的了，价格也是最昂贵的，动辄以万元计。
　　
4.影视音乐的制作与合成
　　
边种场合所用的计算机音频工作站与制作日常音乐时所用的差不多，但这种计算机音频工作站可以将视频节目输入计算机，或是与视频编辑机保持同步运作，因此它能够使您看着画面，根椐计算机屏幕中的视频窗或是专门显示器中的画面变化同步地进行配乐和配音工作。
　　
5.多媒体音乐制作与合成
　　
用计算机上使用的多媒体软件，如游戏软件、教学软件、电子书籍等配音和配乐。由于计算机音频工作站是一种计算工具，因此利用它来为多媒体软件配音配乐是再合适不过的了。做这种工作很简单，利用计算机音频软件将做好的视频文件调出，然后看着画面同步录入语言或音乐即可。
　　

 

1.1 数字音频工作站的类型
　
数字音频工作站主要有两种基本的类型：一是建立一个专门的系统，一是通过在标准的桌面计算机安装添加的硬件和软件的方法实现。大多数系统都是采用后者这种模式建立的，因为专门系统要比桌面计算机为基础的系统贵很多（虽然并不一定总是如此）。
　　
1.1.1 专门的系统
　　
在早期的硬磁盘音频系统中，对于制造商而言，要开发出专门的系统是要投入相当大的资金的。这主要是因为当时生产的桌面计算机还不能胜任此项重任，并且大容量的存储媒体的应用也不如现在这么广泛，以用需要各种不同的接口和专门的文件存储技术；另外一个原因就是在开发之初，市场的规模较小，可观的研究和设计投入必须收回。
　　
相比而言，专门的系统具有一些明显的优点，这也是它们在专业应用中受欢迎的原因之一。专门的系统不单单只是一个鼠标和一个QWERTY键盘。而是通过此为目的而设计的一个专门接口来实现用户对系统的控制，这样可以使相应的设备设计更加符合和人体工学要求。它可以通过触摸屏和专门的控制器实现各种功能的控制，其中也用到了连续可调的旋转和推拉式控制器。目前将较便宜的专用编辑系统通过一个接口连接到主计算机上，以便进行更全面的显示和控制功能的做法也是十分普通的。

1.1.2 以计算机为基础的系统
　　
近些年来，具有内置基本AV（音视频）功能的桌面多媒体计算机已经面世，它具备了一定的编辑和声音处理能力。虽然桌面计算机中内置的转换器受到成本因素的限制，但是在许多情况下，它们均具备了44.1kHz音频采样，16比特量化的能力，甚至更高。要想改善质量，则可以通过采用第三方硬件厂商开发的硬件设备来实现。
　　
其实，计算机音频工作站早已有之，自从1989年美国Digidesign推出了ProTools之后，计算机音频工作站便登上了历史舞台。此后十年间，Digidesign公司的ProTools、SoundScape公司的SSHDRI等计算机音频工作站中的佼佼者，均在专业录音领域取得了极高的声誉的极大的用户群。
　　
但在那时，计算机音频工作站是一种十分昂贵的设备。像ProTools系统，没有几十万人民币是拿不下来的。这是因为那时计算机的速度很低，容量也很小。除了在计算机上从事多轨数字音频的录音和混音，像ProTools这类的计算机音频工作站设备，不得不自带专门的DSP处理芯片、硬盘和内存，而且由于数字音频是一种海量的数据（按最低专业格式一个音轨一秒钟的数据量约七百多个），因此这种自带芯片、硬盘和内存的规格还需要比普通计算机使用的要高许多，价格也十分惊人。
　　
许多桌面计算机均缺乏对数字音频和视频信号直接处理的能力，但是可以通过增设第三方开发的硬件和软件来将一个桌面计算机转变成一台AV工作站，使其具备对伴随数字视频的几乎无限数量的声轨的音频信号进行存储的能力。通常的方法是在计算机的扩展槽上安装一块或一组音频信号处理卡。
　　
这种处理卡利用一个或多个DSP芯片来执行所有的声音编辑和后期处理工作，使主计算机主要成为一个用户界面。声卡通常被接到一个音频接口上，这一接口可能包括了大量的A/D和D/A转换器，诸如AES/EBU数字音频接口，S/PDIF、MADI接口等，同时也具有SMPTE/EBU时间码接口，在某些情况下还可能有MIDI接口。在音频扩展卡上常常带有可与一个或多个磁盘驱动器相连接的SCSI接口，这是为了优化音频文件交换操作而设的，有些基本的系统为了达到这一目的，使用了自身或扩展的SCSI母线。
　　
在以前，苹果的Macintosh计算机系统成为音频工作站最受欢迎的一个机型。它采用了高速内部扩展总线（MuBus），并具有出色的图形用户界面，而且从1986年开始就使用SCSI母线作为它与周边设备的接口。但是近年来，大量的以MS-DOS和Windows操作系统为基础的PC（个人桌面电脑）产品已经推出，同时面世的还有诸如以Unix为基础的SGI这样的其他平台系统。后两种平台以PCI扩展总线来取代苹果的MuBus，因此当前的数字音频工作站多以Windows平台作为操作系统的PC计算机实现。
　　
在此，我们所介绍及讨论的数字音频工作站都指的是以计算机为基础的工作站。
　　
1.2 数字音频工作站的分类
　　
不管采用哪种方式的工作站？对它的分类主要是从应用角度来说的。

1.2.1 录制工作站
　　
该工作站主要用于音频节目录制，同时可进行各类节目登录人库和管理。各部门根据本部门节目需要采集相关节目信源，由节目录制人员完成整个节目录制、编辑和入库。工作站内含两轨节目录制模块，音频模拟、数字（AES/EBU）输入、输出可选，仿磁带录音操作，实时录放音切入、切出，具备多种插入录音方式，可调用丰富的节目库内容，具有多种节目分类方式，可直接进行节目制作和定时单、节目单的编排，使节目编辑、剪接准确、方便。
　　
1.2.2 编辑工作站
　　
编辑工作站提供节目库综合查询和编排功能，可编辑节目串连单和节目定时单，根据节目年度运算表、修改节目定时，为值班节目编辑提供节目编排及播出时间表设置，同时，可预置节目播出及结束之淡入和淡出。典型情况下，节目编辑可以按播出时间表将各栏目板块节目编好并设置相应播出时间，播出站可据此全自动播出，无需人工干预，冷时无误。
　　
1.2.3 播出工作站
　　
播出工作站可以进行各类节目的播出，播出完全自动化，节目检索快捷迅速，从开始检索到播出不超过3秒，同时具有多种播出方式。
　　
a、录播节目播出：值班员根据总编室编定的节目播出单排定音频节目播出顺序，然后播出工作站将按照此顺序自动从节目库上调相应内容播出。对于较大规模系统，在节目播出单排定后，系统自动预先将相关音频节目由服务器节目库导入播出工作站本地节目库，确保播出可靠性。
　　
b、直播节目播出：节目主持人在播出工作站上即可将准备好的音频节目由电脑直接播出，也可以对直播过程中偶发性节目通过电脑监时从库中调出播放。主持人可在不影响电脑当前播出的前提下方便地将各种节目编成连续播放的编组，并可随意自动地增、删和调整节目顺序及设定播放时的淡入、淡出时间等。
　　
c、定时节目播出：播出工作站自动根据节目编辑设定的播出时间表在规定的时刻自动播放相应节目，可方便地预先编排好定时单，系统到时候自动播出，若系统本身正在播出，则淡出当前节目，进入定时播放，准时无误。
　　
工作站是一种用来处理、交换信息、查询数据的计算机系统。数字音频工作站（Digital Audio Workstation，简称DAW）是一种用来处理、交换音频信息的计算机系统。它是随着数字技术的发展和计算机技术的突飞猛进，将两者相结合的新型设备。数字音频工作站的出现，实现了广播系统高质量的节目录制自动化播出，同时也创造了更加良好的高效的工作环境。
　　
90年代中期以来，随着采用数字技术处理音频信号技术的出现和成熟，尤其是计算机软硬件技术和多媒体技术的日趋完善，各种性能优、功能齐、质量好的自动化程序高的数字化产品纷纷面市。最近几年，数字音频工作站（DAW）已经发展成为专门的计算机化硬盘录音系统，且基于它们能够实现基本和先进的编辑和信号处理功能在多媒体数字音频应用中，使用音频工作站有很多优点，下面列出一些：
　　
1.处理长样本文件的能力。硬盘录音时间只受硬盘本身大小的限制（通常44.1KHz取样频率、16比特精度下1分钟立体声信号需要10.5MB硬盘存储器）。
　　
2.随机存取编辑。因为信号记录在硬盘上，节目中任何点可以随即访问，不论它们以什么顺序记录。无损编辑在丝毫不改变或影响原始录音文件的情况下允许信号片段安排在节目中的任何次序上。一旦编辑结束，这些片段可以连续重放来产生一个演奏，或者个别的在一个指定的SMPTE时间码地址上重放。
　　
3.DSP数字信号处理可以在一个片断或整个样本文件上实现，不管是实时的还是非实时的，这一切都对信号没有损害。
　　
除了上述这些优点之外，以计算机为基础的数字音频设备还能够综合进行与数字视频、音频和MIDI制作有关的一些工作。
　　
计算机音频工作站主要用于对声音信号的录音、剪辑、处理和缩混。但细分起来，它的应用可以分为经下几个方面：
　　
1.声音剪辑和CD刻录
　　
在这种场合下，计算机音频工作站不是用于从头制作音乐，而是主要对现成的音乐进行剪辑处理，或是将现成的音乐制成CD唱片。比如，它可以使音乐进行重新剪接、为歌曲伴奏移调（但不改变音乐速度）、变化舞蹈音乐的长度（但不改变音乐的音调）、将音乐中的噪声去除，或是将各种现成音乐制作成CD唱片等。因此，在这种场合中计算机音频工作站需要录放和处理的音频轨数只要立体声2个音轨就可以了。
　　
2.日常音乐录制
　　
这时，计算机音频工作站主要用于录制各种日常所用的音乐，例如歌曲伴奏、舞蹈音乐、晚会音乐、影视音乐等。
　　
在这种场合下，计算机音频工作站不会对音乐中的每一种乐器或音色进行单轨录音，一般它是将已做好的MIDI音乐录为立体声的两个音频轨，将MIDI音乐中需要单独调整的个别音色为音独的几个音频轨，再录几个轨的人声和声学乐器。
　　
因此，在这种场合中计算机音频工作站需要录放和处理的音频轨数为8个到16个左右。计算机音频工作站的这种应用方式是目前国内个人工作室中用的最多的。

3.大规模音乐录音和混音
　　
这是大型专业录音棚中的工作方式，主要用于录制对声音要求最高的音乐作品，目前在国内主要是用于为一些大牌歌星做专集，或是为一流音乐家录制专人CD等。
　　
这种工作方式需要将音乐中的每一种乐器或音轨都录为一个单独的音频轨甚至是一个立体声轨，以便对每个乐器或音色单独做均衡、效果和动态处理，以做出在动态、宽度和深度等方面都有极好表现的音乐作品。
　　
因此，在这种场合中计算机音频工作站需要录放和处理的音频轨数为24个到32个左右，甚至更多。用于这种目的的计算机音频工作站是最顶级的了，价格也是最昂贵的，动辄以万元计。
　　
4.影视音乐的制作与合成
　　
边种场合所用的计算机音频工作站与制作日常音乐时所用的差不多，但这种计算机音频工作站可以将视频节目输入计算机，或是与视频编辑机保持同步运作，因此它能够使您看着画面，根椐计算机屏幕中的视频窗或是专门显示器中的画面变化同步地进行配乐和配音工作。
　　
5.多媒体音乐制作与合成
　　
用计算机上使用的多媒体软件，如游戏软件、教学软件、电子书籍等配音和配乐。由于计算机音频工作站是一种计算工具，因此利用它来为多媒体软件配音配乐是再合适不过的了。做这种工作很简单，利用计算机音频软件将做好的视频文件调出，然后看着画面同步录入语言或音乐即可。

 

1.1 数字音频工作站的类型
　
数字音频工作站主要有两种基本的类型：一是建立一个专门的系统，一是通过在标准的桌面计算机安装添加的硬件和软件的方法实现。大多数系统都是采用后者这种模式建立的，因为专门系统要比桌面计算机为基础的系统贵很多（虽然并不一定总是如此）。
　　
1.1.1 专门的系统
　　
在早期的硬磁盘音频系统中，对于制造商而言，要开发出专门的系统是要投入相当大的资金的。这主要是因为当时生产的桌面计算机还不能胜任此项重任，并且大容量的存储媒体的应用也不如现在这么广泛，以用需要各种不同的接口和专门的文件存储技术；另外一个原因就是在开发之初，市场的规模较小，可观的研究和设计投入必须收回。
　　
相比而言，专门的系统具有一些明显的优点，这也是它们在专业应用中受欢迎的原因之一。专门的系统不单单只是一个鼠标和一个QWERTY键盘。而是通过此为目的而设计的一个专门接口来实现用户对系统的控制，这样可以使相应的设备设计更加符合和人体工学要求。它可以通过触摸屏和专门的控制器实现各种功能的控制，其中也用到了连续可调的旋转和推拉式控制器。目前将较便宜的专用编辑系统通过一个接口连接到主计算机上，以便进行更全面的显示和控制功能的做法也是十分普通的。
　　
1.1.2 以计算机为基础的系统
　　
近些年来，具有内置基本AV（音视频）功能的桌面多媒体计算机已经面世，它具备了一定的编辑和声音处理能力。虽然桌面计算机中内置的转换器受到成本因素的限制，但是在许多情况下，它们均具备了44.1kHz音频采样，16比特量化的能力，甚至更高。要想改善质量，则可以通过采用第三方硬件厂商开发的硬件设备来实现。
　　
其实，计算机音频工作站早已有之，自从1989年美国Digidesign推出了ProTools之后，计算机音频工作站便登上了历史舞台。此后十年间，Digidesign公司的ProTools、SoundScape公司的SSHDRI等计算机音频工作站中的佼佼者，均在专业录音领域取得了极高的声誉的极大的用户群。
　　
但在那时，计算机音频工作站是一种十分昂贵的设备。像ProTools系统，没有几十万人民币是拿不下来的。这是因为那时计算机的速度很低，容量也很小。除了在计算机上从事多轨数字音频的录音和混音，像ProTools这类的计算机音频工作站设备，不得不自带专门的DSP处理芯片、硬盘和内存，而且由于数字音频是一种海量的数据（按最低专业格式一个音轨一秒钟的数据量约七百多个），因此这种自带芯片、硬盘和内存的规格还需要比普通计算机使用的要高许多，价格也十分惊人。
　　
许多桌面计算机均缺乏对数字音频和视频信号直接处理的能力，但是可以通过增设第三方开发的硬件和软件来将一个桌面计算机转变成一台AV工作站，使其具备对伴随数字视频的几乎无限数量的声轨的音频信号进行存储的能力。通常的方法是在计算机的扩展槽上安装一块或一组音频信号处理卡。
　　
这种处理卡利用一个或多个DSP芯片来执行所有的声音编辑和后期处理工作，使主计算机主要成为一个用户界面。声卡通常被接到一个音频接口上，这一接口可能包括了大量的A/D和D/A转换器，诸如AES/EBU数字音频接口，S/PDIF、MADI接口等，同时也具有SMPTE/EBU时间码接口，在某些情况下还可能有MIDI接口。在音频扩展卡上常常带有可与一个或多个磁盘驱动器相连接的SCSI接口，这是为了优化音频文件交换操作而设的，有些基本的系统为了达到这一目的，使用了自身或扩展的SCSI母线。
　　
在以前，苹果的Macintosh计算机系统成为音频工作站最受欢迎的一个机型。它采用了高速内部扩展总线（MuBus），并具有出色的图形用户界面，而且从1986年开始就使用SCSI母线作为它与周边设备的接口。但是近年来，大量的以MS-DOS和Windows操作系统为基础的PC（个人桌面电脑）产品已经推出，同时面世的还有诸如以Unix为基础的SGI这样的其他平台系统。后两种平台以PCI扩展总线来取代苹果的MuBus，因此当前的数字音频工作站多以Windows平台作为操作系统的PC计算机实现。
　　
在此，我们所介绍及讨论的数字音频工作站都指的是以计算机为基础的工作站。
　　
1.2 数字音频工作站的分类
　　
不管采用哪种方式的工作站？对它的分类主要是从应用角度来说的。
　　
1.2.1 录制工作站
　　
该工作站主要用于音频节目录制，同时可进行各类节目登录人库和管理。各部门根据本部门节目需要采集相关节目信源，由节目录制人员完成整个节目录制、编辑和入库。工作站内含两轨节目录制模块，音频模拟、数字（AES/EBU）输入、输出可选，仿磁带录音操作，实时录放音切入、切出，具备多种插入录音方式，可调用丰富的节目库内容，具有多种节目分类方式，可直接进行节目制作和定时单、节目单的编排，使节目编辑、剪接准确、方便。
　　
1.2.2 编辑工作站
　　
编辑工作站提供节目库综合查询和编排功能，可编辑节目串连单和节目定时单，根据节目年度运算表、修改节目定时，为值班节目编辑提供节目编排及播出时间表设置，同时，可预置节目播出及结束之淡入和淡出。典型情况下，节目编辑可以按播出时间表将各栏目板块节目编好并设置相应播出时间，播出站可据此全自动播出，无需人工干预，冷时无误。
　　
1.2.3 播出工作站
　　
播出工作站可以进行各类节目的播出，播出完全自动化，节目检索快捷迅速，从开始检索到播出不超过3秒，同时具有多种播出方式。
　　
a、录播节目播出：值班员根据总编室编定的节目播出单排定音频节目播出顺序，然后播出工作站将按照此顺序自动从节目库上调相应内容播出。对于较大规模系统，在节目播出单排定后，系统自动预先将相关音频节目由服务器节目库导入播出工作站本地节目库，确保播出可靠性。
　　
b、直播节目播出：节目主持人在播出工作站上即可将准备好的音频节目由电脑直接播出，也可以对直播过程中偶发性节目通过电脑监时从库中调出播放。主持人可在不影响电脑当前播出的前提下方便地将各种节目编成连续播放的编组，并可随意自动地增、删和调整节目顺序及设定播放时的淡入、淡出时间等。
　　
c、定时节目播出：播出工作站自动根据节目编辑设定的播出时间表在规定的时刻自动播放相应节目，可方便地预先编排好定时单，系统到时候自动播出，若系统本身正在播出，则淡出当前节目，进入定时播放，准时无误。