如何提高網課的質量 1~4

疫情開始以來，我在微信群組裏寫了【如何提高網課的質量】的係列文章，隨後又把它們貼在文學城博客上。目前已經基本恢複線下課，優化網課質量已經不是當務之急，沒有必要繼續寫下去。想過把它們刪掉，但礙於曾花很多心血，決定“壓縮”成合集留著。
---Dec. 8, 2021

 

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如何提高網課的質量 （一）--- 我的網課教室 (2020-05-30 21:06:49)下一個

(本文是寫給我學生家長的，目的是讓他們知道在老師一端做了什麽，他們就可能配合的更好，網課的質量就會提高。現在所有人都在網上交流，無論是上班或上課。優質的視頻與音頻，都能使我們的交流更勝順暢。有研究證明，清晰的語音會使內容更有說服力。所以，文中一些 info 或許對各位有用，所以也貼在這裏。

 

謝謝閱讀。）

 

一、Audio Interface

 

前段時間我添了個 Audio Interface （縮寫：AI，此 AI 不是流行的 Artifucial intelligence），它是我網課教室音頻係統的中心，有了它，我就給音頻係統作了升級。至今，升級後我已經上了一個星期的網課，反應良好。第一天就有三位家長要我介紹如何升級與所用的設備。

 

AI 的功用與電腦的 sound card 類同，但質量高而且連接方便。

 

我的 AI 是 Motu M2，$170+TX，（見圖 1)

我選擇它是因為它有 MIDI 的 IO，你們不必考慮這個型號，但可以考慮以下的型號：

 

Budget choice

Behringer U-Phoria UM2 USB Audio Interface，$40-50。

 

Best in the price range：

Focusrite Scarlett Solo USB Audio Interface (Gen 3)

$110。

 

如果要多些輸入口：

Focusrite Scarlett 2i2 USB Audio Interface (Gen 3)

$160。

 

如果要更多的輸入口，可考慮選購一個 Mixer，Mixer 會給用戶更多的控製選擇與方便。現在的 Mixer 都有 AI built in，然後通過 USB 直接接到電腦上就不必另外買 AI 了。

 

我現在用的是一個原有的六頻道的 Mixer，既沒有 AI built in，也沒有 USB 輸出，所以我必須添置一個 AI ，正好各盡其用。Mixer 的也使我能夠把一些音源直接傳送到接受端，即學生的設備上，這是最清晰的聲音，但是也要學生的設備有“能力”把聲音還原。我也可以通過 Mixer 把不同音源的音量 （volume）控製在同一個水平上，網課時，就可以把平台（如 Zoom）的音量自動控製功能 AVC or Auto Volume Control 關掉，這個功能對音樂是有害無益的。

 

二、話筒（Microphone)

 

如果把 AI 比作處理聲音信息的大腦，它的信息是由耳朵采集的，所以靈敏的“耳朵”也是非常重要。話筒就是係統的“耳朵”。

 

在話筒的選擇中，建議用電容話筒 （condenser microphone）。太多選擇，這裏就不具體建議什麽牌子與型號了。但要注意它的插頭與接線，如今插頭有太多的類型了（XLR，phone，USB，etc.）。如果與其他設備不匹配，還要去找 adaptors，常常是又麻煩，又多花錢，有時還會影響質量。另外還要注意電容話筒是需要 12-48 volts Phantom Power 的，如果你不用 AI,最好找有 USB 插頭的話筒，這樣電腦就可以提供 power，而不需要另外提供電源了。

 

我目前用的話筒是一對 Rode NT2（見圖 2)。它們非常靈敏，但是太靈敏也有缺點，每次空調一上，學生都聽得到。我正在 shop mic wind screens，希望能改善聲音。

 

現在最受歡迎的 USB 話筒大概是 Blue Yeti 了。就像上麵提到的Focusrite Scarlett，是最受歡迎的 AI 。

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目前這一類產品都供不應求，缺貨現象非常普遍。如果有，很多價錢都 artificially inflated。如 Logitech 的 C-920 Webcam，正常價錢是$60-70， 亞馬遜(Amazon)的促銷價曾經是$40，現在有貨出售的商家都標著$190-200。這也是我為什麽現在隻專注在音頻設備的升級上，因為聲音質量在鋼琴教學中隻能是最重要的。視頻的優化是我的 future plan。

 

網上交流的兩端都需要有相應的質量，否則音質很難提高。所以家長不妨考慮在現有的條件下也做一些設備的升級。Rule of thumb is：越大的 device，它的零部件質量就相對高。比如說，我曾經用 iPad，iPhone X 和三星手機同時錄音，結果是機器越大、音質越好。（當然一定會有例外。）

 

何況，機器大屏幕也大。小孩子上課看東西也比較舒服，特別是我同他們用 Screen Share 學習譜子的時候。用手機的學生常常要求我放大。我就在想，放得再大，手機上看起來也一定很累，我可是在32英寸屏幕上操作啊。（圖 2，話筒背後的屏幕。）

 

另外，external 的通常比 internal 的好。上麵 AI

vs、 sound card 就是一個例子。External 的 mic、webcam、speaker 都會提升音質。

 

就目前的技術水平，網課還是不夠理想。所以，任何可以改善的細節我們都不要漏掉，即使是最細微的。我所欣慰是，兩個月以來，家長給了我很多肯定。包括說，我的網課是他孩子所有網課中最好的。也有家長與成人學生說網課更放鬆、所以學得更好。甚至有家長提議疫情結束後上混合型 Hybrid 的課，這樣既可以利用網上網下各自的強項，又可以少 travel。講到 travel，現在已經有三個學生每周增加到上兩課了。家長的這種鼓勵，使我覺得升級優化網課是件很值得做的事。再接再厲！

 

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如何提高網課的質量 （二）-- 為什麽鋼琴網課特別難 (2020-06-03 20:39:50)下一個

 

為什麽鋼琴網課特別難

 

 一）鋼琴的音域

 

先介紹一下什麽是音域，以及它的寬度。

 

“音域是指某一樂器或人聲歌唱所能發出的最低音到最高音之間的範圍。”（百度）

音域的寬度指的是發出高音到低音之間音區範圍跨度的大小。例如有的人隻能唱低音，沒法唱高音，他的音域就比較窄。而音域寬的人，則既能唱高音又能唱低音。

 

在所有樂器中，鋼琴是除了管風琴以外音域最寬廣的樂器，鋼琴的音域超過7個八度。

 

我們一般人唱歌，音域為一個半八度左右。(受過訓練的聲樂家不在此列。) 然而,我們正常講話的音域就更窄了,典型成年男性的講話聲音的基本頻率為 85 至 180 赫茲Hz，而典型成年女性的為 165 至 255 赫茲 Hz。（The voiced speech of a typical adult male will have a fundamental frequency from 85 to 180 Hz, and that of a typical adult female from 165 to 255 Hz. from Google) 把男女的講話音域合在一起，也僅僅一個半八度。

 

目前有視頻通話功能的平台如：Zoom、Skype、FaceTime、微信、等等，它們在音頻方麵的設計目標就是滿足人聲對話的需求。滿足這個標準可能就是足夠的流暢，可以接受的清晰，比較完整。要求不是很高，因為在有限的 WiFi bandwidth 資源中。它還要滿足視頻方麵的很多需求，而視頻“吃”Data 遠比音頻厲害。我們都知道，在沒有 WiFi 的情形下，微信視頻所用的流量遠大於隻用音頻通話。

 

所以，鋼琴寬廣音域中的大部分，都不是這些平台的關注對象。

 

二）鋼琴作為和聲樂器

 

另外，鋼琴被稱之為和聲樂器，是因為它可以同時發出很多聲音。如果我們有 shopping 過數碼鋼琴（digital piano），我們一定知道，數碼鋼琴有一個非常重要的指標 （specification） -- Polyphony。Polyphony 指的是該樂器同時可以彈幾個音。目前市場上數碼鋼琴的 Polyphony 很少有低於128的，較好的型號常有256，甚至於更高。在鋼琴音樂中，如果作曲家寫了一串琶音，再用踏板把它們連在一起，動不動就幾十個音同時發聲。早期的數碼鋼琴 Polyphony 不夠，當你在後麵彈更多的音的時候，係統就把你前邊該保持的音放棄了，就是一個熊瞎子掰苞米的過程。我的第一個數碼鋼琴就是這樣工作的。

 

現在視頻平台也是這樣的，但它們比老的數碼鋼琴更糟糕得多。後者至少是一個樂器，前者隻是為了通話，通常在一個時間隻有一個人講話。這就是為什麽在 Zoom Meeting 的時候，如果有人同時講話，反而什麽都聽不到了。這也是為什麽鋼琴網課比其他單音樂器（如小提琴、長笛等等）網課更難的原因。我在網課中實踐，當聽到學生漏音時，我常常不得不用眼睛仔細觀察學生的手指與踏板，而不是 jump for conclusion。

 

三）平台的非音樂性的功能

 

這類平台為了改善語音交流的質量，設置了很多對音樂不利的功能。

拿 Zoom 為例，可以在它的 Audio Setting 裏看到以下功能，它們對音樂都是有害無益的：

automatically adjust volume （自動調節音量）

suppress intermittent background noise （抑製間歇性背景噪聲）

suppress persistent background noise （抑製持續的背景噪聲）

 

Automatically adjust volume 就是我們常說的 AVC （automatic volume control）。它把音量大聲音減弱，把音量弱的增強。這樣處理後。對在語音通話的確有幫助，但鋼琴課上老師聽到學生不按譜上的音量標記彈一定有意見了。但是這個時候老師是無法判斷是誰在 AVC （自動調節音量）了。

 

另外兩個也是，係統會決定什麽是“背景噪聲”或樂音，常常把樂音當噪音“和諧”掉了。

 

講了一大堆負麵的因素，其實也並沒有那麽糟糕，很多都是可以被控製與改善的。何況網課還有一些正常課所沒有的長項，利用得好，網課的也可以上得很有效。我的上一篇博文聊的就是如何從硬件方麵改善網課的質量。

 

今天我聊了網課的部分短板，認識了它的弱點，才有可能去克服、去改善它們。

 

有空我會繼續聊如何上好網課，如何引導家長改善學生端的“軟硬”各方麵。正因為鋼琴網課不容易，不能忽略每任何細節，Maximize 它的長處，上高質量的網課上完全可行的。

 

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如何提高網課的質量 （三）-- 數碼鋼琴在網課中的優勢 (2020-06-10 18:55:30)下一個

 

寫給以及所有用數碼鋼琴 Digital_Piano 上網課的家庭

 

Purists 認為用數碼鋼琴學琴是的 big_NO-NO。我可沒那麽極端，數碼鋼琴的確有它的弱點，但是它也有不少長處。如果是上網課，它有一個長處是傳統鋼琴很難超越的。

 

數碼鋼琴的聲音是所謂的“Sampling_Sound”（采樣聲音），用最 Layman 的說法就是廠商用數碼技術把各種聲音包括鋼琴的聲音錄下來，保存在數碼鋼琴的 Sound_Module 裏，當數碼鋼琴被彈奏時，通過喇叭或耳機回放回放。（有興趣者可以查看維基百度的 Sampling（Music）https://en.wikipedia.org/wiki/Sampling_(music)）

 

大部分廠商都願意用最先進的技術在最好的鋼琴上采集聲音，所以在數碼鋼琴聲卡上的原始音源質量還是相當高的，但是這些聲音還必須在數碼鋼琴上的擴音機與揚聲器上回放，音質就不敢恭維了。為什麽？因為如果選擇數碼鋼琴學琴，通常上因為它的價錢比傳統鋼琴低很多，在這個普及級的（consumer grade）樂器上的擴音機與揚聲器，一定低價位的。所以我們印象中的數碼鋼琴的聲音是不真實“電聲”，因此永遠無法與真實的優質鋼琴的聲音相比。

 

但是上網課就不同了。再好再真實的鋼琴聲音也必須通過以下“通道”，即：麥克風 - 音頻卡或音效界麵 - 電腦/平板電腦/智能手機 - 互聯網 - 電腦/平板電腦/智能手機 - 揚聲器, (Microphone - Sound Card or Audio Interface - Computer/Tablet/SmartPhone - Internet - Computer/Tablet/SmartPhone - Speakers）。

 

雖然其中的麥克風、音頻卡或音效界麵、都可以是外置的與高質量的，電腦也可以是配備精良的，但是大部分上網課的雙方用的都是質量遠不夠理想的內置設備，況且這些設備大部分都僅為了滿足人的語音要求設計製造的。網課的兩端中任何一環的都會嚴重影響聲音的質量。而聲音是音樂的材料，聲音的質量很大程度上決定了網課的質量。

 

同時，在網課聲音的傳送過程中，傳統鋼琴的聲音優勢蕩然無存。一般家庭中的鋼琴、麥克風、音效界麵，即使是質量比較好的，也很難與廠商的專業設備相比。所以在這裏，數碼鋼琴中的 Sampling Sound 就占了上風。所有的數碼鋼琴都有 line out 的輸出插口， 它不需要麥克風與音頻卡或音效界麵，而可以直接接入電腦送上互聯網，如果接收端能連上較好的擴音器，它的 clarity 與 fidelity 都會明顯優於一般家用鋼琴/麥克風/音頻卡的組合。

 

我們必須注意到 line out 的信號還是 analog 的，所以質量好的 Audio Interface （音效界麵）在 Analog to Digital Conversion 上比電腦內置的音頻卡更有優勢。

 

另外，鋼琴網課中鋼琴並不是唯一的聲音源，我們還必須解決語音與鋼琴聲同時傳送的問題，所以裝備之間的連接上會有一定的挑戰。但由於每個家庭使用的設備都不盡相同，就很難在這裏討論了。

 

如果要再 Hi-Tech 些，在網課兩端都有數碼鋼琴鋼琴的前提下，可以用直接 MIDI* “對話”，信號的傳遞就不再需要從 analog-digital-analog 來回轉換，數碼信號直接在兩端的樂器間傳送，在揚聲器之前的信號損失將是零，那就更理想了。雖然我對自己網課教師的配置已經相當滿意，但如果要上網課很久，我就會考慮這個選項。當然，希望能早日恢複正常，恢複網下課。

 

*MIDI=Musical Instrument Digital Interface

 

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如何提高網課的質量 (四) -- 優化音頻係統 (1) 麥克風 (2020-07-31 11:32:38)下一個

Spielsburg 說 "Sound_is_half_the_picture",  那聲音在鋼琴網課網課中的重要性隻能更高。自從我的網課音頻係統升級後, 網課的質量得到了長足的提高。家長們看到了升級後的效果, 紛紛表達了跟進的願望。至今7家已經做了升級, 效果是顯而易見的, 師生兩端都提高了滿意度。除了上述的學生家庭, 我也幫助了一些同行。在幫助別人升級與調試係統的過程中, 自己也學了一些知識，積累了一些經驗。想把這些東西拿來同大家分享, 或許能幫助大家提高網課的體驗,  如果做係統升級也可少走彎路。

 

今天隻聊麥克風 microphone。麥克風是網課音頻係統中對音質影響最重要的一環, 但是要選購合適的麥克風卻不容易。市場上有數百種的選擇, 而我們對麥克風的了解卻甚少, 從哪裏下手呢？看亞馬遜評價的星數靠譜嗎？每款麥克風都是為了某種特殊的應用場合所設計。適合場景甲, 不一定適合場景乙。如果你要去機場接朋友的一家4口，評價再好的跑車也不適用。(親身經驗，我 Chevy Camaro 的後備箱塞一個大行李箱都勉強, 機場接人常常不得不租車。)

 

幾天前提過, 上網課最好選用 Large diaphragm condencer microphone with cardioid pick up pattern, around $100 (美金100元左右的心形拾音模式的大型振膜電容話筒)。但是對多數家長來講可能過於抽象, 所以下麵我分三個價位推薦一些具體的型號。由於動態話筒 dynamic mic 不適合網課， 推薦的全是電容話筒。另外, 這些推薦不一定是最好的選擇, 搭配，或性價比, 僅供參考而已, 可選擇的太多了。建議有興趣的家長，多做一些 research，才能找到更合適自己的麥克風。還有, 找到合適的麥克風隻是一個開始, 如何使用它還是很有講究的, 比如說麥克風放置的距離, 角度都會對音質的產生影響 (這些問題我們以後再分別討論)。

 

推薦的產品我都標了網上的大概價錢供是參考。另外想提醒大家, 如今大家都在網上上班上課, 許多有關的熱門產品不是缺貨，就是價錢被船成倍哄抬, 小心花冤枉錢。附件我就不推薦了, 因為每個家庭的需要會非常不一樣。如果有任何疑問, 請在群裏提出, 或許別的家長也有同樣的需求。

 

A 組

衣領麥克風  Lavalier Microphone or Lav Mic,  $ 20 - $50

推薦型號:

Boya BY-M1 $20

Purple Panda $40

PowerDeWise $40

 

這類麥克風在市場上選擇很多,  價格差異也比較大。但由於麥克風與音源 (嘴巴) 很近,  人聲質量一般都可以接受,  不一定要買名牌的,  也不建議買很貴的。它們除了價位低廉, 也有小巧與使用方便等優點。它們的缺點是: 1)人聲可以，鋼琴聲不夠理想。2)如直接插到智能電話或 iPad 上,  會關掉設備上的擴喇叭, 而需要另外想辦法把聲音播放出來。如另外配置 splitter 或藍牙音箱等, 有點小麻煩。

 

選購的時候注意接口種類,  如果不匹配，則需另外買 adaptor。另外, 選購的時候不要隻比較價錢,  有些型號，包括了一些附件。如果不含附件，可能需要額外花費。

  

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B 組

USB 麥克風, $ 50 - $ 160

推薦型號:

Blue Yeti $120 (Industry stand 同類產品中的最佳)

Blue Snowball $70

Blue Snowball ICE $50

(Blue 的這幾個話筒在它們同類產品中的評價都比較好)

 

PS. (aug. 1, 2020) 再加上兩個麥克風

Elgato Wave-1, $ unkown

Elgato Wave-3, $160 (嚴重缺貨,  價錢被炒到 $230 - $280)

(June 18, 2020 上市的新款,  首創功能 ClipGuard 非常適合菜鳥用戶,  "Proprietary Clipgauard technology makes distortion virtually impossible".  類似麥克風的 "傻瓜機"。)

 

USB 麥克風可直接插入電腦使用, 不需要音頻界麵(Audio Interface)。這類麥克風事實上不是單單一個麥克風,  它們是前置放大器(Preamp)與模數轉換器 (analog digital converter 或 ADC)與麥克風的組合。它的優點是方便與平價，但同時也是它的缺點, 因為它的小巧與價位限製了它的質量。雖然它的質量稍微低於 C組的麥克風, 但對網課而言, 質量已經是足夠了。

 

USB 麥克風是由電腦提供 power 的。如果與蘋果的 iOS 設備 (iPhone, iPad) 聯用，可能會 power 不夠. 解決這個問題的方法是,  配置一個有 power supply 的 adapter。

  

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C 組

麥克風(帶XLR接口) 與音頻界麵 (Audio Interface) 的組合, $ 150 - $ 260

 

(A)  話筒

Audio-Technica AT2020, $100 (Large diaphragm)

Blue Ember $100 (Small diaphragm)

AKG P22 $150 (Large diaphragm)

 

 (B-1)  音頻界麵

Behringer U-Phoria UM2 USB, $48 (entry-level, budget choice)

Focusrite Scarlett Solo USB, 3rd Gen, $110 (Industry stand,  同類產品中最佳)

Focusrite Scarlett 2i2 USB, 3rd Gen, $160

 

如要為將來升級保持更大的靈活性與擴展性, 可考慮以混頻器 (Mixer) 取代音頻界麵 (Audio Interface)

 

(B-2)  Mixer & USB audio interface (混頻器/USB音頻界麵 2 in 1)

Yamaha AG03, $150

Yamaha AG06, $200