没想到这么偏门的研究也有人有兴趣,
不才小弟我就来分享一下做名琴声音测量的一些结果。
先简介一下的背景:
我是(前)台大化学系副教授 戴桓青
的最后一位学生,
研究领域跨足提琴声学与木材化学。
以下为有经手数据处理的期刊论文:
1. Acoustic evolution of old Italian violins from Amati to Stradivari (PNAS)
https://doi.org/10.1073/pnas.1800666115
2. Materials Engineering of Violin Soundboards by Stradivari and Guarneri
(Angewandte Chemie)
https://doi.org/10.1002/ange.202105252
3. Wood cellulose microfibrils have a 24-chain core–shell nanostructure in
seed plants (Nature Plants)
https://doi.org/10.1038/s41477-023-01430-z
其中第一篇着重在名琴的声音测量。
我就来简介一下我们测量的想法与目标:
首先,我想音响玩家大概都很清楚,
音色并不是简单的FR可以说明清楚的性质。
我们也是基于同样的想法,
设法找出一个更基础、更接近本质的量测方法,
因此我们选择的测量标的是“共振峰”(Formant)。
所谓的共振峰,
就是乐器箱体所拥有的特定共振频率,
它的原理就像是一个修图的风格描述档或滤镜,
不管什么图丢给它,就会变成一贯的风格,
共振峰则是不管多高频率的声音丢给箱体,
其共振出来的声音都会有共振峰的存在。
到这里可能还是有点难以理解,
其实共振峰的辨认早在我们牙牙学语时就会了!
人类之所以能发出/辨认元音,
靠的就是共振峰!
说话时透过运用不同的口型、舌头的位置,
改变口腔-声道共振系统的共振峰,
藉以发出不同音色的元音。
而这个理论为何可以应用在小提琴的分析上呢?
其实是有历史与科学上的缘由。
最早的制琴师,Andrea Amati,
创造出小提琴的目标,
就是要做出能模仿人声的乐器,
至于他有没有做到呢?
其实有!
小提琴的前两个共振峰(f1,f2)
大约在(400-550,1100-1300)这个区间,
与人类各元音平均下来的共振峰频率相同,
(其实就是声道-口腔长度,约化成半开圆柱的共振频率,
人类的声道平均长约14-20cm,)
这也因此我们可以用声道长度(Vocal Tract Length)
来简化并比较多把小提琴的共振峰。
结果是:
Stradivarius相比同期的名琴,
平均的声道长度更短,
也就是相对来说更接近女声,
这也符合普世对Stradivarius提琴声音
纤细明亮的评价。
至于共振峰能不能拿来评价音响系统呢?
我觉得机会不大,
毕竟大部分喇叭的箱体,
是以尽可能不共振为目标来设计的,
因此就算有共振峰,
量测上也是相对难以辨认的。
最后来回应一下原文的问题
※ 引述《ntuee1803 (双树枯荣~)》之铭言:
: 谈话间,问我最好的小提琴是什么,
: 我下意识回答史特拉底瓦里。
: 后来思考了一下,
: 这把琴真的如传说中优秀吗?
: 频谱量测可以看的出来吗?
目前乐器的量测可以告诉大家声音走向,
但没办法评价优劣。
现代制琴大多以名琴作为模板,
形状厚度开孔位置都如法炮制,
但就是做不出一模一样的声音来,
所以说乐器制造也是玄学来着,
音响亦然。
喇叭间的差异绝对远比乐器之间小的多,
正常的重播是不可能把小提琴的声音变成双簧管的,
顶多把王心凌变蔡琴XD
所以大家还是多听多试试吧~