浅说人类听觉上的“五十万”原理

红灯记

      大家有没有注意到这样一个现象，手机上的喇叭那么小，播放出来的声音大家都能接受，好像我们也没有感觉到缺少什么，也很耐听
以前老式的收音机，不论是电子管的还是晶体管的，就那么一只廉价的不起眼的喇叭，听起来很过瘾
现在被炒得天价的几十年前的旧喇叭，从纸盆到盆架，粗糙无比，可它真的好听
/ W* p! ~4 G9 }6 Z2 ^3 L% M! v/ v. R那些经过专业训练的声音工作者，话剧演员、歌唱演员甚至播音员，他们的声音的频率范围并不宽，可就是好听，有磁性有感染力，听起来让人亲和、舒服
9 {* P, K' o! _- X6 [  i5 ?  T现在我们的音响器材，无论是专业的还是民用的，各方面的声学技术指标，诸如频响、动态、信噪比等几乎都达到了人类听觉能力的天花板了；制造材料、技术、工艺的进步早已今非昔比，可是为啥我们听起来除了感觉频响宽、动态足、信噪比极高外，总觉得不耐听呢？
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       要回答这个问题，我们先说说咱们人耳的听觉特性，我们人耳的听觉特性通俗地讲师两头收缩的，也就是说，在科学上讲的几赫兹到两万赫兹之间，越往两头就越吃力，几乎接近倍频程的下滑。要让声音听起来悦耳，讨耳，高频和低频的设定要有一个规律。
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      就拿前文我说的手机喇叭吧，比如华为的、苹果的、小米的等名牌手机，他们的喇叭再现的声音频谱，远达不到HIFI级别，差几百条大街呢，然而通过合理的设置重放的频谱范围，使之符合大多数人的听觉生理特性，就好听，二符合这个听觉的生理特性，符合任何的声音设备，无论是收音机、播放器、耳机甚至HIFI系统
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       这里不能不提到日本人在这方面的研究成果
& X1 N9 Y  G$ U6 a8 Y; O       1968年，日本人山本武夫通过研究，发现了一个“五十万法则”，大致的内容就是，我们人耳听到的声音的最低频率和最高频的乘积等于五十万的时候，主观上的听感最舒适。
      下面打个比方吧：
低频截止频率是25HZ，高频的截止频率是20000HZ，
* ?9 Y4 k$ p6 E% E低频截止频率是50HZ，高频的截止频率是10000HZ，
5 M- J. [& ^9 {: w& ?! y低频截止频率是75HZ，高频的截止频率是6666HZ，
# n; U( {3 Q) r+ E低频截止频率是100HZ，高频的截止频率是5000HZ，
低频截止频率是200HZ，高频的截止频率是2500HZ，
( K( x; z- ^( j4 m6 D4 X以此类推...
: z1 d8 z! `7 }# k8 Z( M      山本武夫的观点，请大家找找他著的《スピーカーシステム》，国内好像没有出版，仅仅是有人翻译部分内容。
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      到后来，美国人有个叫Steven W. Smith的，在1981年左右的研究中，发现人耳分辨声音是按照按对数规律，把音频信息按照10个倍频程来分段，上了年纪的老人，听觉分辨力下降，耳朵只能听到9kHz-10kHz，10kHz-20kHz就基本上分辨不出来了，损失了1个倍频程，此前的九个倍频程10kHz以下的还是能听到的，90%的信息还能分辨。如果听觉受损到只有3个倍频程辨别信息就很吃力了。对应的频率范围大约是160Hz—1.3kHz左右。如果听觉范围大于4.5个倍频程，分辨信息就不费力，人就感觉舒服，而这个160Hz—3.1kHz范围里，低频下限和高频上限乘积就恰好是五十万。
  S- T0 k& F# _0 E3 y8 y/ Y      在这里提醒大家注意，五十万法则的应用不是随意的，要求在频率范围要在4.5-5个倍频程，否则不起作用，比如500乘以1000也等于500000，那就扯淡了
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红灯记

就是这本书，分上下两册，里面有很多干货。
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