疫情开始以来，我在微信群组里写了【如何提高网课的质量】的系列文章，随后又把它们贴在文学城博客上。目前已经基本恢复线下课，优化网课质量已经不是当务之急，没有必要继续写下去。想过把它们删掉，但碍于曾花很多心血，决定“压缩”成合集留着。
---Dec. 8, 2021
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如何提高网课的质量 （一）--- 我的网课教室 (2020-05-30 21:06:49)下一个
(本文是写给我学生家长的，目的是让他们知道在老师一端做了什么，他们就可能配合的更好，网课的质量就会提高。现在所有人都在网上交流，无论是上班或上课。优质的视频与音频，都能使我们的交流更胜顺畅。有研究证明，清晰的语音会使内容更有说服力。所以，文中一些 info 或许对各位有用，所以也贴在这里。
谢谢阅读。）
一、Audio Interface
前段时间我添了个 Audio Interface （缩写：AI，此 AI 不是流行的 Artifucial intelligence），它是我网课教室音频系统的中心，有了它，我就给音频系统作了升级。至今，升级后我已经上了一个星期的网课，反应良好。第一天就有三位家长要我介绍如何升级与所用的设备。
AI 的功用与电脑的 sound card 类同，但质量高而且连接方便。
我的 AI 是 Motu M2，$170+TX，（见图 1)
我选择它是因为它有 MIDI 的 IO，你们不必考虑这个型号，但可以考虑以下的型号：
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。
如果要多些输入口：
Focusrite Scarlett 2i2 USB Audio Interface (Gen 3)
$160。
如果要更多的输入口，可考虑选购一个 Mixer，Mixer 会给用户更多的控制选择与方便。现在的 Mixer 都有 AI built in，然后通过 USB 直接接到电脑上就不必另外买 AI 了。
我现在用的是一个原有的六频道的 Mixer，既没有 AI built in，也没有 USB 输出，所以我必须添置一个 AI ，正好各尽其用。Mixer 的也使我能够把一些音源直接传送到接受端，即学生的设备上，这是最清晰的声音，但是也要学生的设备有“能力”把声音还原。我也可以通过 Mixer 把不同音源的音量 （volume）控制在同一个水平上，网课时，就可以把平台（如 Zoom）的音量自动控制功能 AVC or Auto Volume Control 关掉，这个功能对音乐是有害无益的。
二、话筒（Microphone)
如果把 AI 比作处理声音信息的大脑，它的信息是由耳朵采集的，所以灵敏的“耳朵”也是非常重要。话筒就是系统的“耳朵”。
在话筒的选择中，建议用电容话筒 （condenser microphone）。太多选择，这里就不具体建议什么牌子与型号了。但要注意它的插头与接线，如今插头有太多的类型了（XLR，phone，USB，etc.）。如果与其他设备不匹配，还要去找 adaptors，常常是又麻烦，又多花钱，有时还会影响质量。另外还要注意电容话筒是需要 12-48 volts Phantom Power 的，如果你不用 AI,最好找有 USB 插头的话筒，这样电脑就可以提供 power，而不需要另外提供电源了。
我目前用的话筒是一对 Rode NT2（见图 2)。它们非常灵敏，但是太灵敏也有缺点，每次空调一上，学生都听得到。我正在 shop mic wind screens，希望能改善声音。
现在最受欢迎的 USB 话筒大概是 Blue Yeti 了。就像上面提到的Focusrite Scarlett，是最受欢迎的 AI 。
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目前这一类产品都供不应求，缺货现象非常普遍。如果有，很多价钱都 artificially inflated。如 Logitech 的 C-920 Webcam，正常价钱是$60-70， 亚马逊(Amazon)的促销价曾经是$40，现在有货出售的商家都标着$190-200。这也是我为什么现在只专注在音频设备的升级上，因为声音质量在钢琴教学中只能是最重要的。视频的优化是我的 future plan。
网上交流的两端都需要有相应的质量，否则音质很难提高。所以家长不妨考虑在现有的条件下也做一些设备的升级。Rule of thumb is：越大的 device，它的零部件质量就相对高。比如说，我曾经用 iPad，iPhone X 和三星手机同时录音，结果是机器越大、音质越好。（当然一定会有例外。）
何况，机器大屏幕也大。小孩子上课看东西也比较舒服，特别是我同他们用 Screen Share 学习谱子的时候。用手机的学生常常要求我放大。我就在想，放得再大，手机上看起来也一定很累，我可是在32英寸屏幕上操作啊。（图 2，话筒背后的屏幕。）
另外，external 的通常比 internal 的好。上面 AI
vs、 sound card 就是一个例子。External 的 mic、webcam、speaker 都会提升音质。
就目前的技术水平，网课还是不够理想。所以，任何可以改善的细节我们都不要漏掉，即使是最细微的。我所欣慰是，两个月以来，家长给了我很多肯定。包括说，我的网课是他孩子所有网课中最好的。也有家长与成人学生说网课更放松、所以学得更好。甚至有家长提议疫情结束后上混合型 Hybrid 的课，这样既可以利用网上网下各自的强项，又可以少 travel。讲到 travel，现在已经有三个学生每周增加到上两课了。家长的这种鼓励，使我觉得升级优化网课是件很值得做的事。再接再厉！
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如何提高网课的质量 （二）-- 为什么钢琴网课特别难 (2020-06-03 20:39:50)下一个
为什么钢琴网课特别难
一）钢琴的音域
先介绍一下什么是音域，以及它的宽度。
“音域是指某一乐器或人声歌唱所能发出的最低音到最高音之间的范围。”（百度）
音域的宽度指的是发出高音到低音之间音区范围跨度的大小。例如有的人只能唱低音，没法唱高音，他的音域就比较窄。而音域宽的人，则既能唱高音又能唱低音。
在所有乐器中，钢琴是除了管风琴以外音域最宽广的乐器，钢琴的音域超过7个八度。
我们一般人唱歌，音域为一个半八度左右。(受过训练的声乐家不在此列。) 然而,我们正常讲话的音域就更窄了,典型成年男性的讲话声音的基本频率为 85 至 180 赫兹Hz，而典型成年女性的为 165 至 255 赫兹 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) 把男女的讲话音域合在一起，也仅仅一个半八度。
目前有视频通话功能的平台如：Zoom、Skype、FaceTime、微信、等等，它们在音频方面的设计目标就是满足人声对话的需求。满足这个标准可能就是足够的流畅，可以接受的清晰，比较完整。要求不是很高，因为在有限的 WiFi bandwidth 资源中。它还要满足视频方面的很多需求，而视频“吃”Data 远比音频厉害。我们都知道，在没有 WiFi 的情形下，微信视频所用的流量远大于只用音频通话。
所以，钢琴宽广音域中的大部分，都不是这些平台的关注对象。
二）钢琴作为和声乐器
另外，钢琴被称之为和声乐器，是因为它可以同时发出很多声音。如果我们有 shopping 过数码钢琴（digital piano），我们一定知道，数码钢琴有一个非常重要的指标 （specification） -- Polyphony。Polyphony 指的是该乐器同时可以弹几个音。目前市场上数码钢琴的 Polyphony 很少有低于128的，较好的型号常有256，甚至于更高。在钢琴音乐中，如果作曲家写了一串琶音，再用踏板把它们连在一起，动不动就几十个音同时发声。早期的数码钢琴 Polyphony 不够，当你在后面弹更多的音的时候，系统就把你前边该保持的音放弃了，就是一个熊瞎子掰苞米的过程。我的第一个数码钢琴就是这样工作的。
现在视频平台也是这样的，但它们比老的数码钢琴更糟糕得多。后者至少是一个乐器，前者只是为了通话，通常在一个时间只有一个人讲话。这就是为什么在 Zoom Meeting 的时候，如果有人同时讲话，反而什么都听不到了。这也是为什么钢琴网课比其他单音乐器（如小提琴、长笛等等）网课更难的原因。我在网课中实践，当听到学生漏音时，我常常不得不用眼睛仔细观察学生的手指与踏板，而不是 jump for conclusion。
三）平台的非音乐性的功能
这类平台为了改善语音交流的质量，设置了很多对音乐不利的功能。
拿 Zoom 为例，可以在它的 Audio Setting 里看到以下功能，它们对音乐都是有害无益的：
automatically adjust volume （自动调节音量）
suppress intermittent background noise （抑制间歇性背景噪声）
suppress persistent background noise （抑制持续的背景噪声）
Automatically adjust volume 就是我们常说的 AVC （automatic volume control）。它把音量大声音减弱，把音量弱的增强。这样处理后。对在语音通话的确有帮助，但钢琴课上老师听到学生不按谱上的音量标记弹一定有意见了。但是这个时候老师是无法判断是谁在 AVC （自动调节音量）了。
另外两个也是，系统会决定什么是“背景噪声”或乐音，常常把乐音当噪音“和谐”掉了。
讲了一大堆负面的因素，其实也并没有那么糟糕，很多都是可以被控制与改善的。何况网课还有一些正常课所没有的长项，利用得好，网课的也可以上得很有效。我的上一篇博文聊的就是如何从硬件方面改善网课的质量。
今天我聊了网课的部分短板，认识了它的弱点，才有可能去克服、去改善它们。
有空我会继续聊如何上好网课，如何引导家长改善学生端的“软硬”各方面。正因为钢琴网课不容易，不能忽略每任何细节，Maximize 它的长处，上高质量的网课上完全可行的。
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如何提高网课的质量 （三）-- 数码钢琴在网课中的优势 (2020-06-10 18:55:30)下一个
写给以及所有用数码钢琴 Digital_Piano 上网课的家庭
Purists 认为用数码钢琴学琴是的 big_NO-NO。我可没那么极端，数码钢琴的确有它的弱点，但是它也有不少长处。如果是上网课，它有一个长处是传统钢琴很难超越的。
数码钢琴的声音是所谓的“Sampling_Sound”（采样声音），用最 Layman 的说法就是厂商用数码技术把各种声音包括钢琴的声音录下来，保存在数码钢琴的 Sound_Module 里，当数码钢琴被弹奏时，通过喇叭或耳机回放回放。（有兴趣者可以查看维基百度的 Sampling（Music）https://en.wikipedia.org/wiki/Sampling_(music)）
大部分厂商都愿意用最先进的技术在最好的钢琴上采集声音，所以在数码钢琴声卡上的原始音源质量还是相当高的，但是这些声音还必须在数码钢琴上的扩音机与扬声器上回放，音质就不敢恭维了。为什么？因为如果选择数码钢琴学琴，通常上因为它的价钱比传统钢琴低很多，在这个普及级的（consumer grade）乐器上的扩音机与扬声器，一定低价位的。所以我们印象中的数码钢琴的声音是不真实“电声”，因此永远无法与真实的优质钢琴的声音相比。
但是上网课就不同了。再好再真实的钢琴声音也必须通过以下“通道”，即：麦克风 - 音频卡或音效界面 - 电脑/平板电脑/智能手机 - 互联网 - 电脑/平板电脑/智能手机 - 扬声器, (Microphone - Sound Card or Audio Interface - Computer/Tablet/SmartPhone - Internet - Computer/Tablet/SmartPhone - Speakers）。
虽然其中的麦克风、音频卡或音效界面、都可以是外置的与高质量的，电脑也可以是配备精良的，但是大部分上网课的双方用的都是质量远不够理想的内置设备，况且这些设备大部分都仅为了满足人的语音要求设计制造的。网课的两端中任何一环的都会严重影响声音的质量。而声音是音乐的材料，声音的质量很大程度上决定了网课的质量。
同时，在网课声音的传送过程中，传统钢琴的声音优势荡然无存。一般家庭中的钢琴、麦克风、音效界面，即使是质量比较好的，也很难与厂商的专业设备相比。所以在这里，数码钢琴中的 Sampling Sound 就占了上风。所有的数码钢琴都有 line out 的输出插口， 它不需要麦克风与音频卡或音效界面，而可以直接接入电脑送上互联网，如果接收端能连上较好的扩音器，它的 clarity 与 fidelity 都会明显优于一般家用钢琴/麦克风/音频卡的组合。
我们必须注意到 line out 的信号还是 analog 的，所以质量好的 Audio Interface （音效界面）在 Analog to Digital Conversion 上比电脑内置的音频卡更有优势。
另外，钢琴网课中钢琴并不是唯一的声音源，我们还必须解决语音与钢琴声同时传送的问题，所以装备之间的连接上会有一定的挑战。但由于每个家庭使用的设备都不尽相同，就很难在这里讨论了。
如果要再 Hi-Tech 些，在网课两端都有数码钢琴钢琴的前提下，可以用直接 MIDI* “对话”，信号的传递就不再需要从 analog-digital-analog 来回转换，数码信号直接在两端的乐器间传送，在扬声器之前的信号损失将是零，那就更理想了。虽然我对自己网课教师的配置已经相当满意，但如果要上网课很久，我就会考虑这个选项。当然，希望能早日恢复正常，恢复网下课。
*MIDI=Musical Instrument Digital Interface
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如何提高网课的质量 (四) -- 优化音频系统 (1) 麦克风 (2020-07-31 11:32:38)下一个
Spielsburg 说 "Sound_is_half_the_picture", 那声音在钢琴网课网课中的重要性只能更高。自从我的网课音频系统升级后, 网课的质量得到了长足的提高。家长们看到了升级后的效果, 纷纷表达了跟进的愿望。至今7家已经做了升级, 效果是显而易见的, 师生两端都提高了满意度。除了上述的学生家庭, 我也帮助了一些同行。在帮助别人升级与调试系统的过程中, 自己也学了一些知识，积累了一些经验。想把这些东西拿来同大家分享, 或许能帮助大家提高网课的体验, 如果做系统升级也可少走弯路。
今天只聊麦克风 microphone。麦克风是网课音频系统中对音质影响最重要的一环, 但是要选购合适的麦克风却不容易。市场上有数百种的选择, 而我们对麦克风的了解却甚少, 从哪里下手呢？看亚马逊评价的星数靠谱吗？每款麦克风都是为了某种特殊的应用场合所设计。适合场景甲, 不一定适合场景乙。如果你要去机场接朋友的一家4口，评价再好的跑车也不适用。(亲身经验，我 Chevy Camaro 的后备箱塞一个大行李箱都勉强, 机场接人常常不得不租车。)
几天前提过, 上网课最好选用 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电容话筒)。但是对多数家长来讲可能过于抽象, 所以下面我分三个价位推荐一些具体的型号。由于动态话筒 dynamic mic 不适合网课， 推荐的全是电容话筒。另外, 这些推荐不一定是最好的选择, 搭配，或性价比, 仅供参考而已, 可选择的太多了。建议有兴趣的家长，多做一些 research，才能找到更合适自己的麦克风。还有, 找到合适的麦克风只是一个开始, 如何使用它还是很有讲究的, 比如说麦克风放置的距离, 角度都会对音质的产生影响 (这些问题我们以后再分别讨论)。
推荐的产品我都标了网上的大概价钱供是参考。另外想提醒大家, 如今大家都在网上上班上课, 许多有关的热门产品不是缺货，就是价钱被船成倍哄抬, 小心花冤枉钱。附件我就不推荐了, 因为每个家庭的需要会非常不一样。如果有任何疑问, 请在群里提出, 或许别的家长也有同样的需求。
A 组
衣领麦克风 Lavalier Microphone or Lav Mic, $ 20 - $50
推荐型号:
Boya BY-M1 $20
Purple Panda $40
PowerDeWise $40
这类麦克风在市场上选择很多, 价格差异也比较大。但由于麦克风与音源 (嘴巴) 很近, 人声质量一般都可以接受, 不一定要买名牌的, 也不建议买很贵的。它们除了价位低廉, 也有小巧与使用方便等优点。它们的缺点是: 1)人声可以，钢琴声不够理想。2)如直接插到智能电话或 iPad 上, 会关掉设备上的扩喇叭, 而需要另外想办法把声音播放出来。如另外配置 splitter 或蓝牙音箱等, 有点小麻烦。
选购的时候注意接口种类, 如果不匹配，则需另外买 adaptor。另外, 选购的时候不要只比较价钱, 有些型号，包括了一些附件。如果不含附件，可能需要额外花费。
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B 组
USB 麦克风, $ 50 - $ 160
推荐型号:
Blue Yeti $120 (Industry stand 同类产品中的最佳)
Blue Snowball $70
Blue Snowball ICE $50
(Blue 的这几个话筒在它们同类产品中的评价都比较好)
PS. (aug. 1, 2020) 再加上两个麦克风
Elgato Wave-1, $ unkown
Elgato Wave-3, $160 (严重缺货, 价钱被炒到 $230 - $280)
(June 18, 2020 上市的新款, 首创功能 ClipGuard 非常适合菜鸟用户, "Proprietary Clipgauard technology makes distortion virtually impossible". 类似麦克风的 "傻瓜机"。)
USB 麦克风可直接插入电脑使用, 不需要音频界面(Audio Interface)。这类麦克风事实上不是单单一个麦克风, 它们是前置放大器(Preamp)与模数转换器 (analog digital converter 或 ADC)与麦克风的组合。它的优点是方便与平价，但同时也是它的缺点, 因为它的小巧与价位限制了它的质量。虽然它的质量稍微低于 C组的麦克风, 但对网课而言, 质量已经是足够了。
USB 麦克风是由电脑提供 power 的。如果与苹果的 iOS 设备 (iPhone, iPad) 联用，可能会 power 不够. 解决这个问题的方法是, 配置一个有 power supply 的 adapter。
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C 组
麦克风(带XLR接口) 与音频界面 (Audio Interface) 的组合, $ 150 - $ 260
(A) 话筒
Audio-Technica AT2020, $100 (Large diaphragm)
Blue Ember $100 (Small diaphragm)
AKG P22 $150 (Large diaphragm)
(B-1) 音频界面
Behringer U-Phoria UM2 USB, $48 (entry-level, budget choice)
Focusrite Scarlett Solo USB, 3rd Gen, $110 (Industry stand, 同类产品中最佳)
Focusrite Scarlett 2i2 USB, 3rd Gen, $160
如要为将来升级保持更大的灵活性与扩展性, 可考虑以混频器 (Mixer) 取代音频界面 (Audio Interface)
(B-2) Mixer & USB audio interface (混频器/USB音频界面 2 in 1)
Yamaha AG03, $150
Yamaha AG06, $200
