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声音的几个相关概念

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发表于 2015-12-21 21:52:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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从技术上来说,声音是物理能量(如拍手)到空气压力扰动的转换。空气压力中的这种改变通过空气以一连串振动(声波)的形式传播。声音振动也可以通过其他介质传播,如墙壁或地板。# \6 x/ q: h5 V6 Z  J/ Y1 I+ z
如果振动以周期形式传播,我们就说声音具有波形。

( s* U5 q2 v% h2 m
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9 Z; O1 C' X6 ^+ r% }+ U
上图显示了正弦波的示波图(图形显示),这是一种最简单的波形。

; }/ A5 i( E. h3 w+ Y" c+ }# M
如果振动不以可辨别的形式传播,则声音就称为噪声。9 g3 y4 b  q8 H, a( l
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. e- U4 _1 B% i" U5 b8 [
波形的重复(示波器中的每个波峰和波谷)被称为循环。每秒钟发生的循环数决定波形的基本音高,通常称为频率。Logic Pro 中的大多数乐器都具有 Hz(赫兹)或频率控制,它确定每秒的循环数,并从而确定音高。
' e7 Y9 |- `' H, x$ m4 D
音调、陪音、泛音和分音
" c6 o5 ?+ P% k$ \6 V* ~, B0 {
声音的频率被称为基础音调。
' @0 Y8 g% R2 L4 {8 K
所有声音的波形(基本正弦波除外)都由基础音调和不同频率的多种其他音调组成。基础音调整数倍的非基础音调被称为陪音或泛音。不是整数倍的非基础音调被称为分音。由基础音调的频率分开的音调被称作次泛音。

) B% ~4 @( ?3 W# h" p8 Z
基础音调被称为第一泛音。它通常比其他泛音声音更大。

4 q7 Y0 t* Y' m8 n$ w+ K; G4 U5 k* e
以两倍于第一泛音频率弹奏的音调称为第二泛音。
6 z8 P1 Y: R9 S0 H: v, I0 z* X* i
以四倍于第一泛音频率弹奏的音调称为第四泛音,以此类推。
6 N0 G6 J+ i. C4 E0 s
这些泛音中的每一个都拥有不同于基础音调的音色质量。大体来说,整数倍或能被整数(如八度音程、奇数或偶数泛音)除尽的泛音听起来都更具“音乐感”。
: Q) W( l- ^) e& K" x  ~! k% M7 Y# I
不是整数倍或不能被整数除尽的音调称为不和谐陪音或分音音调。当您将大量这类不和谐陪音组合在一起时,听起来就会显得“嘈杂”。

; @% G- w' D7 w6 w0 r4 m( W频谱
! C9 X1 b9 Z- m) V' K5 U
将基础音调与不同电平的多种泛音结合起来时,听起来就会像声音。这些声音元素之间的电平关系会随时间改变。大量泛音的合并被称为泛音频谱,或者更常见的说法是频谱。

, U$ k+ I  `0 @
频谱显示声音中的所有单个声音元素。从左到右,由低到高显示。所有泛音的相应电平以垂直方式表示,尖峰脉冲越高表示电平越高。. l8 J1 c) U( K6 m* F& \
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, f8 D; E' e3 o  A3 r5 j
插图显示在特定的时间点,基础音调和泛音之间的电平和频率关系。这些关系会随时间不断变化,造成频谱的不断变化,从而引起声音的变化。

% Q4 r5 m* F$ h# h4 a其他波形属性
' Q9 u) T- U7 h9 c
声波具有频率。声波的其他属性包括振幅、波长、周期和相位。
- Z% _, j, e' u3 b9 _ 4.png
, b+ c; A+ ?8 C9 q. I
振幅: 波形的振幅表示空气压力改变的量。可以视为从零空气压力或“静止”(在插图中的 0 dB 处显示为水平线)开始的最大垂直距离。换一种说法,振幅是水平轴和波形峰值顶部(或波形波谷底部)的距离。

# E0 c, ]3 _( s9 }3 B$ m
波长: 波长是给定频率波形的重复循环间的距离。频率越高,波长越短。
9 f) M, I$ N( E* [, C8 k2 H
周期: (波)周期是完成一次整个波形循环旋转所花费的时间。频率越高越快,波的周期就越短。

, U9 G' E: _; Z& U4 J- L
相位: 相位与波形之间的时间形成对比,以 0 到 360 度计算。
当两个波形在同一时间开始,就称它们相位符合或相位对齐。如果一个波形稍微迟于另一个波形,则称它们偏离相位。

; Z$ G( _3 u7 H! h2 M' b' H
备注: 要辨别整个波周期的固定相位差异并不容易,但是如果其中一个波形的相位随时间改变,那就可以听出来。这在常见的音频效果(如镶边和相位移动)中会发生。
+ v3 Y! n; p- ^% ~; l
当播放两个偏离相位的相同声音时,某些频率组件(泛音)会相互抵消,从而在这些区域中生成静音。这被称为相位消弱,发生在相同频率在同一电平处交叉的情况中。
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