第一周:频率,以及人肉傅里叶是怎样炼成的

声音的物理要素

声音的产生,是由于发声物体挤压与释放空气中的分子,导致空气的加压(pressure compression)与减压(pressure rarefraction)。声音的传播,就是最先得到气压变化的这些空气,再不断挤压与释放与之相邻的空气。这种振动是有周期的。

关键概念:波长(wavelength)、振幅(amplitude)、频率(frequency)。

频率与音高的关系

频率对音高起到几乎决定性的作用。频率加倍,音高升高一个八度。

频率在20Hz-20kHz以内的声音是可以听到的(audible)。

声音频谱上常见的八度频率序列:62.5Hz 125Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz 8kHz 16kHz

音调与音色

正弦波的音色(timbre)是很“纯”的。普通乐器发出的声音,叫做乐音(pitched sound),它除了基频(fundamental),还有泛频(harmonic)的部分。泛频是基频的整数倍。一般把440Hz的乐音(中音A)定义为“标准音”。

噪音(noise)是没有声调的音(un-pitched sound),没有周期性,所以它的频谱就没有这么规律了。白噪声(white noise)是由一定频段内所有频率均等分布的声音组成的。

Quiz的经验

尼玛物理我都懂的,关键还得靠听呀。所以后面一大波听力练习quiz,等着瞧吧。

正弦波有点难以捉摸,不过有1kHz参考的话,凭感觉还是能猜出倍频的。

乐音嘛,虽然大多数人没有绝对音感,但玩过乐器的人总归对某个音高属于哪个八度还是有点感觉的。

后面三分之一八度的练习就要点感觉了。正弦波和后面的频带关键在于找到参照,我是用了goldwave合成音频来辅助的;乐音那一块,记住262Hz、330Hz、440Hz对应的音分别是C(C大调的do)、E(C大调的mi)和A(C大调的la)就可以了,对钢琴等乐器比较熟练的应该可以接受,三个音正好可以组成a小三和弦,剩下的靠八度关系来推。我是玩过电子琴的,很多音色都能接受,但我还是对正弦波无感啊。

后面频率缺失的部分,由于前面的练习已经积累了一定的感觉,所以现在所要做的,是听到一段声音,然后猜一猜里面的频率成分大概分布在哪个八度里。可能很多耳机发烧友、音频器材党对此应该问题不大吧?可以试着这么理解:经过高通滤波器(high pass filter)的声音,有点像是从山寨机功放出来的音乐;经过低通滤波器(low pass filter)的声音,好像在电话或者管道里说话一样,有不清晰的感觉。不过这些滤波器的截止频率,就得靠自己听了。后面带阻滤波器,真的要凭感觉和经验了。

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