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关于声音方面的基础教程!

关于声音方面的基础教程!

一直以来都想抽点时间写一些音频方面的基础的知识上来,但是因为工作或许自身的某些原因一直都没能穿上来,今天开始就慢慢得写一些出来吧,速度可能会很慢的,希望大家能见谅阿!

首先,声音是物理中机械运动的一种,是由振动引起的,当然并不是所有的振动都能产生声音(这里的声音指人耳能听到的声音)。人耳能听到的声音是极其有限的,首先频率要在20Hz~20KHz之间,当然很多人都还达不到这个限值;低于20Hz的是次声波,高于20KHz的是超声波。大小一般认为是在0dB~120dB之间,当然这个还要随着频率的不同而变化,这个具体的在以后会讲到。
声源                      声强(W/m2)      声强级(分贝)     人的感觉
听觉阈                        1×10-12           0
细语、隔声房间、树叶微动10-11~10-10    10~20          很静
住宅(静)、礼堂(静)、耳语10-10~10-8    20~40          安静
收音机\电视(轻)、交谈(平均)、住宅(平均)10-8~10-6    40~60  较静
收音机\电视(平均)、工厂(平均) 、街市(平均)10-6~10-4    60~80           响
警笛、工厂(闹时)、街市(喧闹)10-4~10-2     80~100         较响
摇滚音乐、钉锤声、放炮(近距)、响雷10-2~10-1    100~110     极响
痛觉阈                                1(100)     120   震耳
频率是在单位时间内的振动次数,单位是赫兹(Hz)。在20Hz~20KHz的范围内,人们一般把声音分为三个或者四个频带,低频(20Hz~500Hz)中频(500Hz~5000Hz)高频(5KHz~20KHz);低频(20Hz~250Hz)中低频(250Hz~1000Hz)中高频(1000Hz~5KHz)高频(5KHz~20KHz),当然我这个分发也不是很正确,有很多地方和这个不一样。
声音的传播是需要中间媒体的,在真空当中不能传播。平时我们能听到旁边的人说话是靠空气传播的。而且声音在不同的媒介中传播的速度也是不一样的,在通常环境下的空气中的传播速度是340米/秒。
波长是指声音在传播过程中,空气层的密部和疏部向前移动。由于空气的固有弹性,疏密的压力变化将依次向四外传播,辐射出一系列有规则的波。声波的波长就是这一段路程的长,恰好排列波的一个密部和一个疏部。波长与频率和速度有关,知道了速度和频率,就可以算出波长:C=l/f。
通常认为声音在传播当中是以直线指向传播(高音)或者直线扩散传播(低音),但是在遇到障碍物的时候还会发生反射、衍射等现象。
声音在传播当中需要消耗一定的能量,举个很简单的例子,在5米远听见的音量和在1米远听见的要小很多。这就是声音被传输的媒介吸收的缘故。不同的东西对声音的吸收的强度是不一样的,比如在被窝里说话,房间外面的人就很难听到,而在阳台上说话,就是隔了一个房间也能听到。这种现象在建筑声学中显得非常重要,人们利用各种材料或者不同的形状把墙壁做成吸收或者反射面,以适应不同环境的需要。比如在录音室,墙上一般都是厚厚的吸音板或吸音棉,而在音乐厅则一般是大理石或者反射板。
声波是一种正弦波,在数学上用正弦或者余弦函数来表示。所以声音就有振幅、频率、相位三个参数。在听觉上这三个参数分别影响的是响度(音量)、音高、方位和音色(在多种声音的复合中)。当然在自然界中没有单纯的基音,都是复合音,各种不同响度、频率、相位声音的组合,所以也就有了各种千奇百怪的声音,各种不同音色的乐器,男高音和女高音的区别,美妙的音乐等等。
在声音的组合中有个很重要的概念,就是谐波(谐音),谐波的定义是而频率与基音频率成整数倍的分音。还有一个就是泛音(我曾查过资料,有些书中指泛音和谐音是一个概念),泛音是指频率比基音高的分音,没有整数倍的关系。在实际的生活当中谐波会经常的出现,当然不仅仅是在声音这方面,特别是在高频电路中有大量的存在。谐波有利也有弊,在声音方面,倍数较低的谐波(称低次谐波),如1:2、4:4可以产生悦耳的谐音,而倍数较高的谐音(称高次谐波),如8:9、8:15则会产生刺耳的噪音。在乐器中不同音色的主要的区别就在于泛音,乐器在发出基音的同时,总会伴随着一系列泛音的出现,由于不同乐器的泛音不相同,所以就算它们发出同一个音高的音,听起来也不相同,就是这些泛音决定了一个乐器所发出的声音音色地特征。
八度音,是一种2:1的频率关系。比如在国际标准中,中音A的音高频率是440Hz,那个880Hz就比440Hz刚好高一个八度。八度音的频率不同,但是一般人的感觉相同。

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关于声音方面的基础教程!

顶一下,感谢klanter的文章!!

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关于声音方面的基础教程!

[这个贴子最后由klanter在 2006/02/08 12:28pm 第 1 次编辑]

在实际生活中,精确的数字和科学测试与人的耳朵是不同的,而且不同的人的听觉也不一样。举个例子,把各种不同频率的声音都以同样的大小的音量放出来,而人听到以后就会很明显的感到中高音特别响,低音却没什么感觉。这就是耳朵的等响曲线问题引起的。
等响曲线在调音当中有着很重要的地位,直接影响到扩声和录音的质量和效果。
从图上我们可以看到,人的耳朵对3000Hz左右的声音最为敏感,而高音区相对较弱一些,而对低音则需要加强很多才能有感觉。而随着音量的加大会渐渐趋于平缓。所以我们在调音的时候就需要注意在1000Hz到5000Hz之间的中高音不能太多,一旦过多的话就会感觉声音很刺。而对500Hz一下的低音则需要去强调,不够的话就会感觉声音不够有力度也不够厚实,声音很虚很轻浮。当然过分也不好,过多的话,声音会变得浑浊。
一般来说,声音在120Hz一下表现出来的是浑厚感,能感觉到音乐的气势。150Hz~500Hz之间表现出来的是力度,能感觉到音乐的冲击力。350Hz到3000Hz主要是语言区域,人说话的频率一般是在这个频段之间,在演唱录音和扩声的场合,话筒在这个频段显得很重要。不能小,也不能过,小则对人声没有感觉,大了就感觉唱得刺耳。所以一个歌手唱得好坏跟调音师有着很大的联系。1000Hz~8000Hz主要是器乐的高音区,器乐的清晰度表现就在这个频段,整个音乐的清晰度和优美主要就取决在这个频段。8000Hz以上的高音是作为器乐高音的补充,一般的器乐是达不到这个以上的高音的,只有谐音,如果缺少了这个频段,音乐就会显得很单调。
掩蔽效应。在生活我们经常会发生这样的事,比如我们在看电视的时候,旁边打开了收音机,只要收音机的声音比电视机稍微大一点点就够了,然后我们就听不到电视机的声音了。这就是收音机把电视机的声音给掩蔽了。但是在相同的场合,电话响了,你就可以很明显的听到,即使电话铃声的音量比电视机的音量小,你也可以听得很清楚。在这里我们就可以知道,在相同或者相近的频率下,只要音量稍微高一点点就会被掩蔽掉,而当频率相差很大的时候,却很难被掩蔽。或者说需要很大的音量才能被掩蔽。
在录音和扩声的场合也是如此,比如唱歌,人声小的话,很容易被音乐所掩蔽,但是反过来,就算人声再大,也不可能把音乐给掩蔽掉,我们只能感觉到人声很刺耳显得不和谐。在器乐中也是如此,只要唢呐的声音稍微大一些,很容易把笛子的声音给掩蔽掉,却很难掩蔽大提琴的声音。所以在录音和扩声的场合就需要注意这方面的问题。
共振。我们也常常遇到这样的事,在歌舞厅里强烈的低音会让我们感觉心脏也在跟着振动,甚至连地板也在跟着振动。说得再清楚一些,当发出某些特定频率的声音的时候,或者在音乐中带有某些特定的频率的时候,连放在桌子上的玻璃杯也会发出嗡嗡的响声。弦乐的乐器都有一个共鸣腔,当琴弦振动的时候带动共鸣腔振动,从而发出声音。这点在录音、扩音时的设备摆放,录音室、晚会现场的布置比较重要。一般来说在设备上我们需要避免出现共振,因为共振会使某些频率得到过度的加强,影响整个音乐的音质,还有可能引起话筒的啸叫,使现场扩声变得很困难。
双耳效应。双耳效应可以使我们感觉到声音的立体感,或者说辨别出声音的方位感和距离感。它的主要原理是人的耳朵长在头颅的两侧,不仅在空间上有距离,而且还受到头颅阻隔,因此两耳接收到的声音就会有种种差异,根据声音到达两耳的时间差、声级差、相位差和音色差就可以进行声像定位。在录音和扩声的时候,我们也可以根据乐器不同的摆位来调节话筒的声相,从而还原出本身立体空间的声场。
多普勒效应。在生活中我们还会碰到这样的现象,当一辆汽车从远处开来的时候,我们听到的声音的频率比较低,当开到我们身边并经过时,听到的声音的频率就会变得很高,这就是由于声音的多普勒效应引起的。这是因为波源与接收点之间有相对运动时,接收到的波频率与波源发出的频率会发生变化。这个原理在录音的时候作用不大,但是我们可以利用这个原理,再加上计算机的处理技术来模拟出特殊的环境。

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也是个强人啊,可惜看不明白~~

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