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1、第一章、声音质量的主观评价,包括声学的发展、声音质量的客观指标与主观评价、声音质量的主观评价的主要对象（音乐声）、声音质量主观评价的特点等,1、1声学的发展,一、物理学是研究声学的基础 力学、热学、声学、分子物理学、原子物理学、原子核物理学、光学、电磁学、 固体物理学等等。 声是弹性媒质中的一种机械扰动。弹性媒质：固体、液体、气体。天然的“扰动”引起人的注意并开始研究它。,声音是人类最早研究的物理现象之一，声学是经典物理学中历史最悠久，并且当前仍处在前沿地位的唯一的物理学分支学科。 从上古起直到19世纪，人们都是把声音理解为可听声的同义语。中国先秦时就说“情发于声，声成文谓之音”，“音和乃成乐
2、”。声、音、乐三者不同，但都指可以听到的现象。同时又说“凡响曰声”，声引起的感觉(声觉)是响，但也称为声，这与现代对声的定义相同。西方国家也是如此，英文的的词源来源于希腊文，意思就是“听觉”。,世界上最早的声学研究工作主要在音乐方面。吕氏春秋记载，黄帝令伶伦取竹作律，增损长短成十二律；伏羲作琴，三分损益成十三音。三分损益法就是把管(笛、箫)加长三分之一或减短三分之一，这样听起来都很和谐，这是最早的声学定律。传说在古希腊时代，毕达哥拉斯也提出了相似的自然律，只不过是用弦作基础。,古代东西方都认为声音是由物体运动产生的，在空气中以某种方式传到人耳，引起人的听觉。 很长时期内，古代人们对日常遇到的光
3、和热就没有正确的认识，一直到牛顿的时代，人们对光的认识还有粒子说和波动说的争执，且粒子说占有优势。至于热学，“热质”说的影响时间则更长。,到十七世纪初，伽利略才作出了第一个决定性的推动。在1638年出版的两门新科学中伽利略指出，音调的高低是由它的振动频率决定的；振动频率的比例关系是两个音的相对高度的原因。他还认识到弦的振动频度与弦的长度、张力和质量有关。,几乎与伽利略同时，默森在他的普通声学中指出：弦的振动频度和弦的张力的平方根成反比，而和弦的长度以及单位长度上的质量的平方根成反比，默森第一个测定了振动的绝对频度，而伽利略认为绝对频率的测量是不可能的。默森还认识到，弦线除了产生频率为n的基音之
4、外，还同时产生频率为3n和5n的两个与基音谐和的泛音。 默森关于基音与泛音的观察，被瓦利斯的两个学生诺布尔和皮果特所确证。他们将纸游码放在振动弦上不同的地方后发现，弦不仅作总体的振动，而且还有二分之一、三分之一等等的振动。 法国物理学家索维尔也独立地发现了弦的泛音。,默森也是测定空气中的声音传播速度的第一个人。他具体测出了在已知距离内所看到的火枪的闪光和所听到的声音之间的时间差，从而得出了空气中的声速为每秒1380英尺。 伽桑狄用火枪和手枪测出声速为每秒1473巴黎尺，他证明了亚里士多德学派善于声速决定于它的声源和音调的论断是错误的。 巴黎科学院的卡西尼、罗默、惠更斯等测定声速为每秒1172巴
5、黎尺，比较接近于真实值。格里凯用实验证明声和光不同，它不能在抽成真空的容器内传播。,关于声音在空气中的传播速度，牛顿在他的原理的第二编中，进行了理论上的研究。他得出声速正比于“张力”的平方根，反比于“介质密度”的平方根。他用这个公式计算出空气中的声速为每秒979英尺，而实验测定值为每秒1142英尺。牛顿对这个偏差所作的解释没有获得成功，正确的解释是一个世纪之后由拉普拉斯给出的。拉普拉斯指出，在声振动的传播过程中，空气由于快速交替的压缩和衡疏，空气的温度也时升时降，从而增大了空气的弹性，所以空气中的声速要增大一个数值，所以牛顿的公式需要进行修正。,19世纪及以前两三百年的大量声学研究成果的最后总
6、结者是瑞利，他在1877年出版的两卷声学原理中集经典声学的大成，开创了现代声学的先河。至今，特别是在理论分析工作中，还常引用这两卷巨著。他开始讨论的电话理论，目前已发展为电声学。,二、声学范畴： 几何声学、物理声学、生理声学、心理声学、建筑声学、电声学、噪声控制学、音乐声学、水声学、大气声学、分子声学、超生学、次声学、生物声学等。,1、2 声音质量的客观标准与主观评价,一、声音质量的客观指标： 声源、声速、声波、波长、频率、声压、声压级、声强、声强级、直达声、反射声、混响、混响时间、响度、语言清晰度、语言可懂度、双耳效应、掩蔽效应等,1、声源：震动发声的物体。 2、声场：有声波传播的空间。 3
7、、行波：不受反射而向前行进的声波。 4、球面波：尺寸比声源小的声源声波是以球面扩展的，这种声波就是球面波。 5、声压：当声波存在时，在静态大气压强上叠加的变化分量。 6、声强：声压的幅度。（W/m2 ）与声波传播方向垂直单位面积上单位时间内通过的声能。,7、响度：人耳对声音强弱的感觉。 8、分贝（dB）：表示声压级的单位。用对数来表示20lg(p2/p1) 人类语言声压级范围是：40100dB 音乐的声压级范围是：30120dB,使用“dB”有两个好处：其一读写、计算方便。如多级放大器的总放大倍数为各级放大倍数相乘，用分贝则可改用相加。其二能如实地反映人对声音的感觉。实践证明，声音的分贝数增加
8、或减少一倍，人耳听觉响度也提高或降低一倍。即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。例如蚊子叫声与大炮响声相差100万倍，但人的感觉仅有60倍的差异，而100万倍恰是60dB。,二、声音质量的主观评价： 1、人耳：外耳、中耳、内耳,2、人耳优于仪器特点：分辨声强的范围广（106 ）；具有一定的分解能力。 所以仪器测的就是客观指标，人耳听到的就是主观感受：清晰度、平衡感、层次感等等。,1、3声音质量主观评价的主要对象音乐声,一、人对自然声音的态度： 人对自然的、非音乐的声音态度是听之任 之，不会评价其音质的好坏。 二、音乐声是声音质量主观评价的主要对象： 首先音乐声是可以控制的，而自然的不能 控制；其次
9、不论是谁，对音乐都有个评价。再次音乐声是有创造性的，内涵丰富，是人的精神食粮。,1、4音乐声的主观听感与客观指标的关系,一、音高与客观指标的关系 ： 音高对应频率，频率高，听起来声音高细；频率低，声音低而粗。 低音偏高，重音合适，高音偏低。 用仪器不如用耳朵调出来的乐器好听。,二、响度与客观指标的关系 人耳对不同频率的声音，感知灵敏度不同，对低频声音感觉迟钝，高频感觉不如中频敏感， 等响度曲线。,曲线中结论： 1）人耳对不同频率的的声音的灵敏度不同，对中频段最敏感，对高、低频的敏感度下降。 2）4KHz最敏感。 3）声音声压级越高，人耳听觉频响越平；声压级低，高、低频都有损失。 4）100Hz
10、以下的低频，人耳灵敏度急剧下降。 5）1KHz间隔是平均的，因此选1KHz的频率作为标准。,三、音色与客观指标的关系 音色：基音+泛音+音量包络,钢琴音色,包络线,1、5声音质量主观评价的特点,一、是综合性的评价：听到的音乐声不是单纯的单音，是多种声音的综合。 二、是有艺术性的评价：音乐本身就是艺术性的。毛主席说：感觉到的东西，我们不能立刻理解它；只有理解了的东西才能更深刻的感觉它。 三、具有广泛的参与性：都能说出好和坏，都有评价。,1、6声音质量客观评价主要用语,一、选择评价用语的条件 1、评价用语适用于各种各样的音乐声音，不选那些只适用个别声音的用语。 2、用语含义必须是多数人相当了解的，
11、是多数人在生活中有体会的。 3、应当简化、少重叠，恰当反映音乐和、声音的“感性外观”。,二、推荐的用语体系 1、清晰：声音层次分明，有清澈见底之感，语言可懂度高。反之模糊、浑浊。（12） 2、丰满：声音融会贯通，响度适宜，听感温暖，厚实、具有弹性。反之单薄、干瘪。（24） 3、圆润：优美动听、饱满而润泽，不尖躁。反之粗糙。（23）,4、明亮：高、中音充分，听感明朗、活跃，反之灰暗。（19） 5、柔和：声音温和，不尖、不破，听感舒服、悦耳。反之尖、硬。（16） 6、真实：保持原有声音的音色特点。（20） 7、平衡：节目各声部比例协调，高、中、低音搭配得当。 8、立体效果：声像分布连续，构图合理，
12、声像定位准确，不漂移，宽度感、纵伸感适度，空间感真实、活跃、得体。,1、7声音质量主观评价的操作,一、评价具备的条件 1、试听室 2、评价用声系统设备 3、参评人员组成 4、确定评价项目 5、评价计分 6、评分计算,二、试听室应该满足的声学条件 1、环境技术指标： （1）房间比例：1.9：1.4：1 （2）房间容积：90120m3之间 （3）混响时间：0.30.4秒 （4）房间温度：20OC 25OC （5）相对湿度：25% 75% （6）房间颜色：柔和、协调，浅不耀眼,2、评价用声系统设备连接,三、参评人员的选择 录音师、乐队指挥、声学工作者、编辑、录音导演。听觉、听力正常，两耳听力基本一致
13、，有适当的音乐理解能力，有高保真及临场听音的经验。,第二章 声波的传播特性、人耳的听觉特性和立体声原理,在了解声波的产生和传播特性基础上，掌握因为声波传播特性而产生的一些特殊的声音现象，并根据人耳结构和听觉特性，掌握现实中人对声音的处理方法和手段，并掌握立体声的原理。,2、1声波的传播特性,一、声波的反射 声波在前进过程中遇到尺寸远远大于声波波长的坚硬界面，就会产生反射，反射角=入射角。凹面聚集、凸面散射,S,二、声波的干涉 1、声波叠加原理：几个声源在同一媒质中传播时，如果这几个波在某点相遇，在相遇处的媒质质点振动，是各个声波所引起的分振动的合振动。 2、声波的干涉：当两个频率相同，振动方向
14、相同，相位相同或相位差恒定的声源产生声波叠加时，会使某点的振动加强、减弱、抵消，叫声波的干涉。,3、拍：两个频率相近，强度相近的声波相遇时，由于两者间的相位差时刻变化而使叠加后的声波振幅做周期性的变化，合成后的波会在时间上有强弱的变化，这种现象，叫“拍”。振幅变化的频率等于源频率差，叫“拍频”,三、声波的衍射和绕射 由于媒质中的障碍物或其他不连续变化而引起声波波阵面畸变的现象，叫衍射（绕射）,2、2 一些特殊的声音现象,一、混响（Reverb ） 1、定义：混响是室内声音的一种自然现象。室内声源持续发声，当达到动态平衡时（室内被吸收的声能等于发射的声能时）关断声源，在室内留有余音，此现象被称为
15、混响。混响是由于声反射引起的，若没有声反射也就无混响可言，室内声反射可区分为：,2、成分： （1）早期反射：也称轴向反射，经过一次反射便进入人耳的反射声，其幅度较大，对长方形的房间而言，多达6个早期反射声。它对声音的厚实产生影响。 （2）早中期反射：也称切向反射，来自同一平面经过两次以上反射，才进入人耳的反射声，起幅度较早期反射声小。它的密度能反映空间大小，总体谐频结构及衰减特性与反射环境密切相关。,（3）后期反射：也叫倾斜向反射，来自各个反射面经过多次反射才进入人耳的反射声，其幅度更小，密度更高。 三种反射声组成了室内的混响，由于其 相邻的反射声之间的时间间隔小于50ms（50ms为人耳区分
16、两个声音的最小间隔，即人耳的时间分辨率），人耳分不出到底有几种反射声，只觉得声音便得厚实、丰满、浑厚。,2、混响的特点 （1）与直达声分开，分开得时间间隔小于50ms（人耳区分两个声音得临界阈），混响声较模糊。 （2）与直达声结合，使声音具有延续感。 （3）具有明显的环境特性。 （4）反射声的密度能反映空间范围大小。 （5）使原声变得浑厚、丰满、圆润、明亮、活泼。,3、数字混响器原理,二、回声（ECHO）： 1、定义：声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来人再次听到的声音叫回声。利用回声产生的效果叫声音的延迟效果。 延迟效果主要创作时间间隔大于50ms的反射声效果，也就是各种环境下的回声效果。改变反射声频谱等于改变反射环境，改变延迟时间间隔等于改变反射空间的大小，它在影视声音创作上起着重要作用，是录音师常用的效果。,2、种类 （1）SLAP ECHO（拍打回声）效果：其特点是回声短而且有力，保留了少量高频成分，中低频成分较多，反映了硬质表面的反射。适用于打击乐处理，处理后的声音显得厚实、饱满、清脆、透亮。 （2）AMBIENT ECHO（
