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发表于 2009-2-28
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4.声音的听觉理论
由于人耳听觉系统非常复杂,迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚。所以,对人耳听觉特性的研究目前仅限于在心理声学和语言声学。
人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为声域。在人耳的声域范围内,声音听觉心理的主观感受主要有响度、音高、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。其中响度、音高、音色可以在主观上用来描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音,故又称为声音“三要素”;而在多种音源场合,人耳掩蔽效应等特性更重要,它是心理声学的基础。下面简单介绍一下以上问题。
一、声音三要素
1.响度
响度,又称声强或音量,它表示的是声音能量的强弱程度,主要取决于声波振幅的大小。声音的响度一般用声压(达因/平方厘米)或声强(瓦特/平方厘米)来计量,声压的单位为帕(Pa),它与基准声压比值的对数值称为声压级,单位是分贝(dB)。对于响度的心理感受,一般用单位宋(Sone)来度量,并定义lkHz、40dB的纯音的响度为1宋。响度的相对量称为响度级,它表示的是某响度与基准响度比值的对数值,单位为口方(phon),即当人耳感到某声音与1kHz单一频率的纯音同样响时,该声音声压级的分贝数即为其响度级。可见,无论在客观和主观上,这两个单位的概念是完全不同的,除1kHz纯音外,声压级的值一般不等于响度级的值,使用中要注意。
响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围为0dB—140dB(也有人认为是-5dB—130dB)。固然,超出人耳的可听频率范围(即频域)的声音,即使响度再大,人耳也听不出来(即响度为零)。但在人耳的可听频域内,若声音弱到或强到一定程度,人耳同样是听不到的。当声音减弱到人耳刚刚可以听见时,此时的声音强度称为“听阈”。一般以1kHz纯音为准进行测量,人耳刚能听到的声压为0dB(通常大于0.3dB即有感受)、声强为10-16Wcm2 时的响度级定为0口方。而当声音增强到使人耳感到疼痛时,这个阈值称为“痛阈”。仍以1kHz纯音为准来进行测量,使人耳感到疼痛时的声压级约达到140dB左右。
实验表明,闻阈和痛阈是随声压、频率变化的。闻阈和痛阈随频率变化的等响度曲线(弗莱彻—芒森曲线)之间的区域就是人耳的听觉范围。通常认为,对于1kHz纯音,0dB—20dB为宁静声,30dB--40dB为微弱声,50dB—70dB为正常声,80dB—100dB为响音声,110dB—130dB为极响声。而对于1kHz以外的可听声,在同一级等响度曲线上有无数个等效的声压—频率值,例如,200Hz的30dB的声音和1kHz的10dB的声音在人耳听起来具有相同的响度,这就是所谓的“等响”。小于0dB闻阈和大于140dB痛阈时为不可听声,即使是人耳最敏感频率范围的声音,人耳也觉察不到。人耳对不同频率的声音闻阈和痛阈不一样,灵敏度也不一样。人耳的痛阈受频率的影响不大,而闻阈随频率变化相当剧烈。人耳对3kHz—5kHz声音最敏感,幅度很小的声音信号都能被人耳听到,而在低频区(如小于800Hz)和高频区(如大于5kHz)人耳对声音的灵敏度要低得多。响度级较小时,高、低频声音灵敏度降低较明显,而低频段比高频段灵敏度降低更加剧烈,一般应特别重视加强低频音量。通常200Hz--3kHz语音声压级以60dB—70dB为宜,频率范围较宽的音乐声压以80dB—90dB最佳。
2.音高
音高也称音调,表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上音高大小主要取决于声波基频的高低,频率高则音调高,反之则低,单位用赫兹(Hz)表示。主观感觉的音高单位是“美”,通常定义响度为40方的1kHz纯音的音高为1000美。赫兹与“美”同样是表示音高的两个不同概念而又有联系的单位。
人耳对响度的感觉有一个从闻阈到痛阈的范围。人耳对频率的感觉同样有一个从最低可听频率20Hz到最高可听频率别20kHz的范围。响度的测量是以1kHz纯音为基准,同样,音高的测量是以40dB声强的纯音为基准。实验证明,音高与频率之间的变化并非线性关系,除了频率之外,音高还与声音的响度及波形有关。音高的变化与两个频率相对变化的对数成正比。不管原来频率多少,只要两个40dB的纯音频率都增加1个倍频程(即1倍),人耳感受到的音高变化则相同。在音乐声学中,音高的连续变化称为滑音,1个倍频程相当于乐音提高了一个八度音阶。根据人耳对音高的实际感受,人的语音频率范围可放宽到80Hz--12kHz,乐音较宽,效果音则更宽。
3.音色
音色又称音品,由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音,各次谐波的微小振动所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音,具有谐波的音称为复音。每个基音都有固有的频率和不同响度的泛音,借此可以区别其它具有相同响度和音调的声音。声音波形各次谐波的比例和随时间的衰减大小决定了各种声源的音色特征,其包络是每个周期波峰间的连线,包络的陡缓影响声音强度的瞬态特性。声音的音色色彩纷呈,变化万千,高保真(Hi—Fi)音响的目标就是要尽可能准确地传输、还原重建原始声场的一切特征,使人们其实地感受到诸如声源定位感、空间包围感、层次厚度感等各种临场听感的立体环绕声效果。
另外,表征声音的其它物理特性还有:音值,又称音长,是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长,音则长;反之则短。从以上主观描述声音的三个主要特征看,人耳的听觉特性并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后,除了基音外,还会产生各种谐音及它们的和音和差音,并不是所有这些成分都能被感觉。人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、音高和音品的功能,例如,人耳对高频声音信号只能感受到对声音定位有决定性影响的时域波形的包络(特别是变化快的包络在内耳的延时),而感觉不出单个周期的波形和判断不出频率非常接近的高频信号的方向;以及对声音幅度分辨率低,对相位失真不敏感等。这些涉及心理声学和生理声学方面的复杂问题。
二、人耳的掩蔽效应
一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声音(掩蔽音)影响的现象称为人耳的“掩蔽效应”。被掩蔽音单独存在时的听阈分贝值,或者说在安静环境中能被人耳听到的纯音的最小值称为绝对闻阈。实验表明,3kHz—5kHz绝对闻阈值最小,即人耳对它的微弱声音最敏感;而在低频和高频区绝对闻阈值要大得多。在800Hz--1500Hz范围内闻阈随频率变化最不显著,即在这个范围内语言可储度最高。在掩蔽情况下,提高被掩蔽弱音的强度,使人耳能够听见时的闻阈称为掩蔽闻阈(或称掩蔽门限),被掩蔽弱音必须提高的分贝值称为掩蔽量(或称阈移)。
1.掩蔽效应
已有实验表明,纯音对纯音、噪音对纯音的掩蔽效应结论如下:
A.纯音间的掩蔽
①对处于中等强度时的纯音最有效的掩蔽是出现在它的频率附近。
②低频的纯音可以有效地掩蔽高频的纯音,而反过来则作用很小。
B.噪音对纯音的掩蔽噪音是由多种纯音组成,具有无限宽的频谱
若掩蔽声为宽带噪声,被掩蔽声为纯音,则它产生的掩蔽门限在低频段一般高于噪声功率谱密度17dB,且较平坦;超过500Hz时大约每十倍频程增大10dB。若掩蔽声为窄带噪声,被掩蔽声为纯音,则情况较复杂。其中位于被掩蔽音附近的由纯音分量组成的窄带噪声即临界频带的掩蔽作用最明显。所谓临界频带是指当某个纯音被以它为中心频率,且具有一定带宽的连续噪声所掩蔽时,如果该纯音刚好能被听到时的功率等于这一频带内噪声的功率,那么这一带宽称为临界频带宽度。临界频带的单位叫巴克(Bark),1Bark=一个临界频带宽度。频率小于500Hz时,1Bark约等于freq/100;频率大于500Hz时,1Bark约等于9+41og(freq/1000),即约为某个纯音中心频率的20%。 通常认为,20Hz--16kHz范围内有24个子临界频带。而当某个纯音位于掩蔽声的临界频带之外时,掩蔽效应仍然存在。
2.掩蔽类型
(1)频域掩蔽
所谓频域掩蔽是指掩蔽声与被掩蔽声同时作用时发生掩蔽效应,又称同时掩蔽。这时,掩蔽声在掩蔽效应发生期间一直起作用,是一种较强的掩蔽效应。通常,频域中的一个强音会掩蔽与之同时发声的附近的弱音,弱音离强音越近,一般越容易被掩蔽;反之,离强音较远的弱音不容易被掩蔽。例如,—个1000Hz的音比另一个900Hz的音高18dB,则900Hz的音将被1000Hz的音掩蔽。而若1000Hz的音比离它较远的另一个1800Hz的音高18dB,则这两个音将同时被人耳听到。若要让1800Hz的音听不到,则1000Hz的音要比1800Hz的音高45dB。一般来说,低频的音容易掩蔽高频的音;在距离强音较远处,绝对闻阈比该强音所引起的掩蔽阈值高,这时,噪声的掩蔽阈值应取绝对闻阈。
(2)时域掩蔽
所谓时域掩蔽是指掩蔽效应发生在掩蔽声与被掩蔽声不同时出现时,又称异时掩蔽。异时掩蔽又分为导前掩蔽和滞后掩蔽。若掩蔽声音出现之前的一段时间内发生掩蔽效应,则称为导前掩蔽;否则称为滞后掩蔽。产生时域掩蔽的主要原因是人的大脑处理信息需要花费一定的时间,异时掩蔽也随着时间的推移很快会衰减,是一种弱掩蔽效应。一般情况下,导前掩蔽只有3ms—20ms,而滞后掩蔽却可以持续50ms—100ms。
相位的调节
立体声的音乐作品需要进行相位的调节,这是混音中很重要的一环.这样能使混好的音乐作品层次分明,并且真正体现立体声的效果.
相位的调节有左右,前后之分.左右声道的调节比较简单,一般的音频软件都可以很方便的调节,只要戴上耳机,可以很轻松的调整和听到调整后的效果.
前后层次的音相调节比较复杂,一般来说,用简陋的硬件设备很难录出层次感很强的多轨音乐.只能依靠软件后期下比较大的工夫去慢慢调节.有一些专门调整音相的效果器插件,如Pan Handle,还有Ultrafunk出的Surround插件都是不错的相位调节器.
其实它们的原理都是基于人耳的听觉特性,用混响效果来营造所谓的远和近.这样就可以把前后的感觉制作出来了.当然这样出来的效果肯定不如游戏里面的3D音效,但是对于音乐作品的小样,足够了.
前与后的关系,实际上就是混响时间长与短的关系.对于要处于后方的声音,使其混响时间更长一些,它的声音便会模糊和有距离感,对于要处于前方的声音,使其混响时间稍短一些,它的声音就会清晰和逼近.
在一首歌里,有时候我们需要人声突前,乐器在后.有时候我们需要贝斯在前,鼓声在后.有时候我们需要一段吉他Solo在前,伴奏声在后,这些效果都可以通过混响来调节.关键要自己多听,多尝试.
5.音乐术语归类表
Accordion 手风琴
Aftertouch 触后
Alto 女低音
Amplitude 振幅
Amplitude Modulation(AM) 调幅
Analogue 模拟的
Anticipation 先现音
Arpeggio 琶音,分解和弦
Attack 起音
Audio 音频
Augmented 增音程,增和弦
Ballade 叙事曲
Band 波段,大乐队
Banjo 班卓琴(美国民间乐器)
Bank 音色库
Baritone 男中音
Barline 小节线
Baroque 巴罗克
Bass 贝司
Bassoon 大管(巴松)
Brass 铜管总称
Cassette 卡座
Cello 大提琴
Channel 音色通道
Choir 人声合唱
Chord 和弦
Chorus 合唱效果器
Clarinet 单簧管
Clef 谱号
Combination 组合音色
Compressor 压缩效果器
Concerto 协奏曲
Console 调音台
Contrabass 低音提琴
Ctrl 控制器
Cymbal 镲,钹
Decay 衰减
Delay 延迟效果器
Digital 数码的
Diminished 减音程,减和弦
Distorted 失真效果器
Dolby NR 杜比降噪
Dominant 属音(和弦)
Dot 附点
Drum 鼓
Duration 音符的时值
Echo 回声,反射
Effector 效果器
Encore 返场加演曲目
English Horn 英国管
Enhance 增益
Envelope 包络
EQ(Equalizer) 均衡器
Exciter 激励器
External 外置的,外部设备的
Fade in 淡入
Fade out 淡出
Fantasia 幻想曲
Filter 滤波器
Flange 凸缘效果器
Flat 降号
Flute 长笛
French Horn 圆号(法国号)
Frequency 频率
Frequency Modulation(FM) 调频
Fret 吉它指板
Fretless Bass 无品贝司
Grace Note 装饰音
Grand Piano 三角钢琴
Graphic 图解式的
Guitar 吉它
Harmonica 口琴
Harmony 和声,和声学
Harp 竖琴
Harpsichord 古钢琴
Instrument 乐器
Intermezzo 间奏曲
Internal 内置的,内部的
Interval 音程
Inversion 转位
Key 调
Keyboard 键盘
Leading-note 导音
LFO 低频震荡器
Loop 循环反复
Lyric 歌词
Major 大调的
March 进行曲
Measure 小节
Metronome 节拍器
Minor 小调的
Modulation 调制
Mordent 波音
Monitor 监听
Mono 单声道
Multiple 多重,多轨
Mute 静音
Nocturne 夜曲
Normalize 最大化波形
Note 音符
Nylon 尼龙弦吉它
Oboe 双簧管
Octave 八度
Opera 歌剧
Orchestral 交响乐团
Organ 管风琴
Overdrive 过载效果器
Overture 序曲
Pad 铺垫和弦
Pan 相位
Pattern 模板
Pedal 踏板
Percussion 打击乐
Phase 相位调整
Phones 耳机
Piccolo 短笛
Pitch 音高
Pitch Bend 音高的滑动(推弦)
Pizz String 弦乐器拨弦
Playback 回放
Polyphony 复调,复音数
Prelude 前奏曲
Quantize 量化
Quartet 四重奏(唱)
Quintet 五重奏(唱)
Realtime 实时的
Recorder 竖笛
Relative key 关系调
Release 释音
Renaissance 文艺复兴
Reverb 混响
Reverse 颠倒位置
Rhapsody 狂想曲
Sample 采样器
Sample rate 采样率
Sampler 采样器
Sawtooth 锯齿波
Sax 萨克斯
Scale 音阶
Score 谱面
Serenade 小夜曲
Sequencer 音序器
Sharp 升号
Sine 正弦波
Sitar 西他(印度乐器)
SMPTE 音视频同步码
Solo 独奏
Sonata 奏鸣曲
Soprano 女高音
Spectrum 频谱
Square 方型波
Staff 五线谱
Steel 钢弦吉它
Stereo 立体声
Strings 弦乐器
Subdominant 下属音(和弦)
Suspension 延留音
Sustain 延音(踏板)
Symphony 交响曲
Synth 合成的
Synthesizer 合成器
Tab 吉它六线谱
Tape 磁带
Tempo 速度
Tenor 男高音
Timpani 定音鼓
Tonica 主和弦
Track 音轨
Transpose 移调
Tremolo 颤音
Trembone 长号
Trio 三重奏(唱)
Trumpet 小号
Tuba 大号
Turn 调音
Velocity 触键力度
Vibrato 颤音,振动
Viola 中提琴
Violin 小提琴
Voice 声部
Volume 音量
音频编辑的常见操作
我们录进电脑里的音乐文件,不是十全十美的,这几乎是不争的事实.受到硬件和个人技术的限制,我们听到电脑音箱里传出来的声音可能根本不是我们本想要的!
这怎么办实际上不用担心,音频编辑的作用就是修饰和编辑原有的声音文件,把它变成你想要的.
它的作用就类似于PHOTOSHOP编辑图片文件一样,去掉原文件的瑕疵,将其润色的更美.
音频编辑的软件非常之多,几乎所有和音频沾边的软件都有编辑功能,但是其效果却相差很大.
Sound Forge,Wavelab等都是音频编辑的著名产品,而在一般常用到的功能中,Cool Edit Pro,Samplitude Pro等录音软件的编辑功能绝对不比专门的编辑软件差.
音频编辑的主要操作有
1.降噪,去除录音时的背景噪音.
2.调节均衡,使得高,中,低几个频段听起来更加悦耳.
3.添加混响,延迟等效果.
4.压缩与限制,即动态处理.
5.删除无用的部分,将需要合并的音轨拼贴起来.
这些是一些基本的操作,根据不同的音频,可能还会有一些更另类,更复杂的编辑,这里不细说了 .
还有一点想着重提出前期的录音很重要,它直接决定最后的音乐效果!!!如果录制的效果比较好,那么后期编辑也就会轻松,反之如果前期录音的质量太差,那么即使你后期花很大的精力去修饰,也未必有很好的效果.
所以请牢记在录音的时候尽量认真挑剔,这样在后期制作的时候就可以事半功倍!!!!不要把什么都寄托在后期的编辑上.
整体缩混输出
这一部分实际上没有什么太多可以提及的.因为我们用电脑软件来操作,和专业的母带生产流程自然不同.
在多轨录音软件如Samplitude 2496,Cool Edit Pro里面编辑完成以后,选择Export命令(Cool Edit Pro里面是Mix Down命令),就可以将多轨音频合成为2轨立体声输出.你可以选择输出的格式,如.wav,.mp3,.rm等等.当然.wav文件的音质最好,占的空间也要大的多.
这样,辛辛苦苦的录音,编辑,混音终于有了一个成果.有时候,这样导出的.wav文件还需要处理一下.比如用母带处理软件T-racks最后小小压缩一下,使声音更加柔和温暖,更符合人耳的听觉习惯.
最后嘛,找个刻录机(CD-R),把.wav文件刻成CD,拿给别人去听吧.
或者....,把你输出的.mp3文件挂到网络上,和大家共享吧)
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6.Graphic EQ 图形均衡及参数均衡的常用滤波器
Graphic EQ 图形均衡 可加强或削弱所选的频段,以纠正或修改该频段的信号频谱。
1.Band attenuationGain Faders 波段衰减增益 推子 每个推子负责增加或削弱相应频段的信号强度。0为变化。
2.Accuracy 精确度(高,中,低档) Accuracy用以决定在处理速度和滤波精度之间的折中方案。 低精度方式不适于处理非常明显而强烈的均衡动作,或者是低频较大, 高采样率的波形。
Paragraphic EQ 参数图形均衡
它是以图形方式来显示的参数均衡(Parameter EQ)的一种。 由4个参数峰值滤波器和High-shelf,Low-shelf滤波器各一个组成。
1.Dry Out:未处理信号的送出量或强度。
2.Wet Out:处理后信号的送出量或强度。
3.EQ Graph:EQ曲线图) 它显示的是振幅与频率曲线之间的当前关系。
4.Band Filter波段滤波:Gain决定频段在某一范围内的增加和削弱 (SoundForge4.0中鼠标在推子上双击,Gain可立即回到0.0dB) Width(频带宽度)以8度为单位,在所选频段中心(即:中央频率CenterFreq.) 向两边频率对称扩散的增益或衰减。所以,Gain的值越高,width范围 就越大。(SoundForge4.0的width范围是(0.3-2.5个8度)
5.Center Frequency 中央频率 用以细微地调整出一个用户需要的中央频率,以利于做非常细致的均衡处理。
6.Low-shelf低限频率 相当于中止频率(Cutoff Freq.)的一种形式。低于Low-shelf频率的能被处理。
7.High-shelf上限频率 同Low-shelf,高于High-shelf 频率的能被处理。
(SoundForge4.0中,High-shelf和Low-shelf可选择ON或OFF。ON时,可以调节并指定 某一频率为Low或High-shelf频率。)
参数均衡的常用滤波器
高通High-pass
高通滤波器用于去除低频和低频造成的噪声,例如风,电噪,或交通工具噪声。 其最佳工作频段在150Hz以上。
峰值滤波Band-pass(peak)
用于将频率限制或突出在一指定范围内。例如,为突出嗓音的特征。 其最佳工作频段是在一较窄范围内,如果过宽,则易引起“脆响”噪声。
波段丢弃滤波Band-reject(notch)
该滤波器能够削弱一选择范围内的频段, 常用于去除些较窄带宽(narrow-bandwidth)的噪声。 例如 扩音器麦克风反馈, 或60Hz电路的电噪声。最佳工作频段在150Hz以上。
要想真正在你的制作中使用好均衡,那么就需要你对频率和带宽(或称为Q值)进行控制。
频率控制是指你将频谱中的哪些成分提升或是降低,而带宽是指受提升或是降低的频段有多宽。一条非常基本且有用的原理就是在进行均衡操作时,进行提升操作的效果不如进行降低操作的效果好。
如果你觉得低频成分不足,可以试着降低中频或是高频的成分,而不要一味地将低频进行提升。如果你不得不进行均衡提升操作,那么你应该使用小的提升量值和较宽的带宽,以得到尽量平滑的效果(此时Q值设置为2以下)。
这里所说的频率是以它们所产生的影响来定义的。重击声大约在70Hz,温暖的声音大约在250Hz,浑声音产生自400Hz、到800Hz的,鼻音一般在1到2KHz,急噪的声音在3到4KHz左右,齿擦音的声在5KHz,6到8KHz是“噗噗”声, 明亮的声音在10到13KHz,而17KHz到更高的频率是空声音。
例如,为了在过于刺耳的声音中加入一些温暖的成分,你可以试着在3KHz处降低1到2分贝在275Hz处进行0.5分贝的提升。
如果频率在你的均衡器上已经达到足够高了,那么可以试着在18KHz处增加0.5分贝。照此去做,以得到一个非常具有开放性的混音效果,尽管你可能不得不进行一些衰减并且对12KHz的频率进行少许降低,以防止高频成分过多。
许多混音都受益于对120到150Hz处的频率范围进行一个低Q值(0.2到0.7)的提升,以及对400Hz左右的频率进行适当的降低(在Q值为2到3的情况下降低-1.5分贝)。如果你使用的是一台数字式均衡器,那么你就会发现你无法直接得到这一额率,它们会给你一个较大的范围。
Loop的基本概念
Loop英文的直译就是循环, 这个概念现在广泛用于电子乐中.
几乎所有的电子舞曲,都有着一定的架构以及规则,不管它是多么地复杂多变,都有一定的架构可循。如果是有鼓声的电子舞曲的话,便可以隨着鼓点了解电子舞曲基本架构的运作。就像是写作,一首曲子是一篇文章,而文章是由字、句、以及段落而組成的;电子舞曲也是一样的:一个节拍就等于一个字,八个字(拍)为一句,四句话为一个段落(也就是4×8=32拍),这样子的段落我們称之为「循环」(loop)。然后就是一个个的循环不断地反复出现。
Loop在制作乐曲的时候好处很多,你做好一个loop,就可以复制粘贴,把它放在你希望它出现的位置上,而不用再一次的编写同样的东西.
除了电子乐外,LOOP这个概念也会对你的录音有很大帮助.比如一首歌中你要录一段4分钟的木吉他扫弦节奏,其中分为主歌,副歌,过门等.假设你是一个弹琴没有持久性的吉他手,每弹2分钟就容易乱拍子,怎么办如果非要一口气录的话,那一旦出错,前面录的都得作废.这时候不妨把这段扫弦节奏看作由三个LOOP构成主歌,副歌,过门.把它们分别录制,最后再拼贴在一起,仿佛是一口气录下来的一样.很实用吧!
甚至有时候,某首歌曲里面贝斯从头到尾就是135,135,135...这样的循环套子,就没有必要全部费劲录了,只要录一次135,然后复制拼贴,就完工了,省时省力.
这种使用loop的概念,就好象我们用电脑打文档,把常用的词语拷贝到剪贴板,遇到该敲那个词的时候,就只要选择粘贴,而不用重复的打字了.
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