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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。
) k6 T, V) T: }' e
如果振动以周期形式传播,我们就说声音具有波形。

4 C: ]( |+ n9 f! @& g
1.png
% x; {, ~6 X" Q1 e
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。
2 _# `, c6 [9 A- n
如果振动不以可辨别的形式传播,则声音就称为噪声。* m( B5 Z- S4 a$ S
2.png 0 a& V8 t$ g9 s" r0 e5 u  X
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。

! s4 j( o" E' a$ N4 N/ w# \音调、陪音、泛音和分音0 e% K/ h5 {' `2 ?; q
声音的频率被称为基础音调。

) x$ n, [; v' G; e% W
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。
7 ^" q' S# J& P. @+ L
基础音调被称为第一泛音。它通常比其他泛音声音更大。

) P: n4 W  i6 T7 e+ e
以两倍于第一泛音频率弹奏的音调称为第二泛音。

& p) o4 I4 S4 E, x1 u
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。
& V" H4 G, `  t" ]7 C
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”。

* x0 v/ \& s0 s$ K" n5 M
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”。

, ^/ i9 u9 M5 Q: ]* B' P- w频谱
* {9 f% g8 A- X
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。
- q: {3 @+ g- |/ i. V& J2 M' j+ _
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。0 h. _$ n9 z. z2 l: L
3.png
1 \) b+ C3 B, r% d0 G
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。

& t; d- z, i6 R) q: k' C' @其他波形属性
2 Z- I6 C  C& q: 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。
/ K' Y% f5 B3 D8 [' j 4.png - n" v' |5 ~  \& d* A4 Z5 H$ m8 R
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。
: ?5 F7 P  n; U# `/ P
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。

1 }/ r3 N2 e5 n' |, i
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。
  b* m4 u( ~: |, j0 o: w" y
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。

" L9 M: w. x# u  a0 B) D# Q' Y
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。
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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。5 u' Y$ L& P0 D8 K: Q
5.png 9 k  k+ u# `+ z8 v& X! }  q0 n
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