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解析声音三要素对调音的影响

音频杂谈 小众声学 272浏览 0评论

人耳对于声音的感觉主要有三个方面,即声音的响度、 音调和音色,我们通常称之为声音的三要素。 声音的三要素同声音的大小、高低和品质密切相关。 因此,了解声音的三要素及其对调音的影响对于调音者而言是十分重要的。

1、响度及其对调音的影响

响度
响度是人耳对声音强弱的主观感受。响度不仅正比于声音强度的对数值,而且与声音的频率和波形有关。响度的单位是宋(sone)。国际上规定, 频率为1 kHz、 声压级为40 dB 时的响度为1宋。

大量统计表表明,一般人耳对声压的变化感觉是,声压级每增加10 dB, 响度增加1倍, 因此响度与声压级有如下关系:

式中,N为响度(宋),LP为声压级。

响度级
人耳对声音强弱的主观感觉还可以用响度级来表示。 声音响度级定义为等响度的1 kHz 纯音的声压级,单位是方(phon)。 声压级为40 dB的1 kHz纯音的响度级为40方,响度为1宋。从响度及响度级的定义中可知,响度级每增加10方,响度增加1倍。


表2-1 响度、 响度级与声压级的关系

等响度曲线
由于响度是指人耳对声音强弱的一种主观感受,因此,当听到其他任何频率的纯音同声压级为40 dB的1 kHz的纯音一样响时, 虽然其他频率的声压级不是40 dB,但也定义为40方。这种利用与基准音比较的实验方法,测得一组一般人对不同频率的纯音感觉一样响的响度级与频率及声压级之间的关系曲线, 称为等响曲线。图2-1所示是国际标准化组织的等响度曲线,它是对大量具有正常听力的年青人进行测量的统计结果,反映了人类对响度感觉的基本规律。

曲线中的每一条等响度曲线对应一个固定的响度级值, 即1 kHz频率对应的声压值。

例如,1号曲线1 kHz频率对应的声压级值为10 dB,则1号曲线的响度级为10方,5号曲线1 kHz频率对应的声压级为50 dB, 则5号曲线的响度级为50方……

响度对调音的影响
认真地分析等响度曲线,会发现其具有如下性质:

(1) 两个声音的响度级相同, 但强度不一定相同,它们与频率有关。例如,100 Hz、50 dB 的音是40方,而1 kHz、40 dB的音也是40方,但声音强度却相差10 dB。

(2)声压级越高,等响度曲线越趋于平坦;声压级不同, 等响度曲线有较大差异,特别是在低频段。

(3)人耳对3~4 kHz范围内的声音响度感觉最灵敏。

通过对等响度曲线的分析, 在调音的时候有如下问题需要注意:

(1) 在音量较大(声压级较大)的情况下,不适合对调音台的均衡进行大幅度的提升或衰减。因为在音量较大的情况下, 等响度曲线已趋于平坦, 大幅度的提升或衰减会破坏声音的整体效果,除非在房间的传输特性曲线有重大缺陷却无房间均衡器来进行补偿时才能这样处理。

(2) 在音量较小(声压级较小)的情况下,应对调音台均衡的低频和高频进行适量的提升。因为在音量较小的情况下,低频和高频要想获得和中频同样的响度,就需要相对较大的声压级。

(3) 在调音的过程中,尤其要关注3~4 kHz这一频段, 特别是在对人声话筒进行调音时。因为对于话筒而言,3~4 kHz的音是人声的泛音, 其声强较弱, 但这一频段的音是人耳最为敏感的声音,同时,这一频段的音对增强临场感极为重要。 提升这一频段,不但可增强声音的明亮度,也能增强声音的临场感。

音调及其对调音的影响

音调
音调又称音高,是指人耳对声音高低的主观感受。音调主要取决于声音的基波频率,基频越高,音调越高,同时它还与声音的强度有关。 音调的单位是“美”。频率为1 kHz、声压级为40 dB的纯音所产生的音调就定义为1美。

音调大体上与频率的对数成正比,目前世界上通用的十二平分律等程音阶就是按照基波频率的对数值取等分而确定的。声音的基频每增加一个倍频程,音乐上就称为提高一个“八度音”。 例如,C调1为261 Hz,高音1就为525 Hz。当声压级很大,引起耳膜振动过大,出现谐波分量时,也会使人们感觉到音调产生了一定的变化。

音调对调音的影响
调音过程中对音调的处理主要集中在对音源(CD机、 VCD机)的“变调”功能上。 在调音工作中, 调音者应根据演唱者个人的情况为其确定合适的音调。比如,一位男中音在演唱一首男高音的歌曲时,常常唱不上去,当其低八度继续演唱时又唱不出气势时,调音者就应根据这个人的情况即时进行适当的降调(按b键,按一次,降一个调),以符合此人的声音条件。当然,在进行降调或升调的过程中,最好先征求演唱者本人的意见。

音色及其对调音的影响

音色
音色是指人耳对声音特色的主观感觉。音色主要取决于声音的频谱结构,还与声音的响度、持续时间、建立过程及衰变过程等因素有关。

声音的频谱结构是用基频、谐频数目、 谐频分布情况、幅度大小以及相位关系来描述的。不同的频谱结构,就有不同的音色。即使基频和音调相同,如果谐波结构不同,音色也不相同。例如,钢琴和黑管演奏同一音符时, 其音色是不同的,因为它们的谐频结构不同,如图2-2所示。


图2-2 钢琴和黑管各奏出以100 Hz为基音的乐音频谱图

音色对调音的影响
从对音色的阐述中可知,调音工作其实就是对音色的调整加工处理工作。调音工作的任何一项操作都会对音色产生影响。 音色本身并无好坏之分,只因人类有一个大众化的欣赏习惯而出现了音色的好坏问题。调音的本质就是要调出符合大众口味的“音效”。因此,对调音者而言,以下两个问题需要加以解决:

(1) 加强对音乐素养的提高, 知道什么是好的音色。

(2) 熟知各种设备如何对音色产生影响。

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