[闲聊] 3k赫兹与声学共振峰

楼主: kujkoch (空区)   2023-06-25 12:54:44
大家好,在前些日子拉面王非常精彩的文章中,提到3khz与女声的关系
我个人甚是好奇,搜寻了一下人声的音域范围(附录),
发现说女高音的基频最高大约是在1000hz左右(根据歌曲不同,有时会达到1500hz)
只能说不止平常碰不到,根本是不可能碰到3khz。
因此,3khz只会出现在人声的泛音之中。
男高音:C3-C5
男中音:A2-A4
男低音:E2-A4
女高音:C4-C6
女中音:A3-A5
女低音:F3-F5
低音C (C3):130,do
低音E (E3):165,mi
低音A (A3):220,la
中央C (C4):262
中音E (E4):330
标准A (A4):440
高音C (C5):523
高音E (E5):659
高音A (A5):880
什么是泛音?
在物体振动所产生的最大声的频率(通常也是频率最低的),称为基础频率(又称第一谐波)
而泛音是与基频有着整数关系的频率,例如:
基频(第一谐波)为100hz,第一泛音(第二谐波)就是200hz,
第二泛音(第三谐波)就是300hz,以此类推
以记谱来表示,每高一个八度,频率乘以2
而乐器的音色,便是由泛音序列的强度比例来决定的
在大多数的情况中,泛音的强度会随着频率上升而下降,不过,人声的情况非常特殊
研究显示,在古典声乐中,歌手能够在3khz左右制造很强的能量,
这种情况称为singer's formant(歌手的共振峰)
https://i.imgur.com/SHjFiXc.jpg
如果歌声中足够靠前的泛音落在此范围中,效果会相当精彩
例如高音F(F5,689hz)的第四谐波,高音C(C5,523hz)的第六谐波
然而,如果歌唱的基频太高,3k共振峰会大幅减弱
https://i.imgur.com/hDGsc3D.jpg
共振峰(formant)是什么?
我们都知道,声音是由声带振动所发出的
然而,还有一个地方也会振动,那就是喉咙与口腔中的空气,就像管乐器一样
在此处产生的共振频率,便是共振峰
而当此处空气的形状改变时,空气的共振频率也就会改变
于是,便要提到共振峰最重要的场景之一,那就是元音的分辨
当说话发出不同的元音时,需要摆出不同的口型
此时,空气的共振峰频率便会改变,大约会产生5到6个共振峰
大家可以摆出说元音的口型,然后吹气,稍为感受一下
通常将说话的基频称为f0,第一共振峰称为f1,第二共振峰为f2,以此类推
奇妙的是,当人们发出同一个元音时
不论基频高低,其共振峰频率都大致相同,而人耳便是以此来分辨不同的元音
通常,只需要第一和第二共振峰便可以分辨不同的元音
以下以日文元音(因为比较单纯)为例,列出不同元音的第一和第二共振峰频率
あ,a,850 / 1610
い,i,240 / 2400
う,u,300 / 1390
え,e,390 / 2300
お,o,360 / 640
如果耳机在1000到2500hz有更大的音量的话
会让几个元音听起来更锐利一些,音量较小则会柔和一些
在调整eq时也可以针对此处下手
以上简单跟大家分享。只是一些简单文章的整理,有误还请各位指教
作者: n1m5w8tsarp (布丁棉花糖)   2023-06-25 12:55:00
专业整理推
作者: louissyou (louissyoulee)   2023-06-25 12:57:00
推用心科普
作者: aldehydeke (权同乱打名字)   2023-06-25 13:10:00
推详细说明
作者: sx4152 (呵呵)   2023-06-25 13:20:00
作者: biaw (blue note)   2023-06-25 13:35:00
应该和音场重现时外耳的pinna gain有关 而不是哪些音的音域有比较多的组成在3k有关吧
作者: eineFrage (问?)   2023-06-25 13:55:00
科普推
作者: biaw (blue note)   2023-06-25 13:59:00
如果你拿一般人讲话的语音去看频谱 一样很多3k能量阿...https://images.app.goo.gl/6b1H2ML9a7KkMZcs9
作者: alfa871212 (阿呆)   2023-06-25 14:16:00
作者: daniel7894 (阿毅)   2023-06-25 14:45:00
推,收藏起来
楼主: kujkoch (空区)   2023-06-25 14:46:00
这个研究年代比较久远一些,常见的图是这张https://i.imgur.com/qdDkEqf.jpg
作者: biaw (blue note)   2023-06-25 14:58:00
讨论哪些音哪些乐器频段的能量分部到哪里完全是失焦的 重点在于比例要正确或接近正确听起来才会觉得合理 pinna gain相关理论就是在说明用耳机怎么发声听起来符合自然听感因为耳机重现了3k突起所以听起来正常好听 而不是耳机有3k突起加强哪些声部的音量造成好听抱歉按错按到嘘
楼主: kujkoch (空区)   2023-06-25 15:32:00
b大,其实文章跟耳机播音乐没有关系,主要是人声录音的事耳机的高频不是直的当然是跟外耳的形状有关不过泛音序列的能量比例会改变声音的“音色”,如果在重播时拉高某些频率,可以产生一些“特别”的音色,那这些音色好不好听,就是每个人感觉不同了
作者: yys310 (有水当思无水之苦)   2023-06-25 16:15:00
EQ调一调
作者: Oswyn (Oswyn)   2023-06-25 16:40:00
手机 for earbuds 的 Bass Boost 一般也是加强泛音能量因为耳塞本来就推不出低音,光用 EQ 拉低音没什效用但改变泛音的量也=影响音色
作者: icekiba (冷风寒)   2023-06-25 16:55:00
耳__本来就没办法啊
作者: lasekoutkast (白ㄘ)   2023-06-25 18:03:00
作者: pcjustin (骆驼)   2023-06-25 21:15:00
推一下,不然被人发现我看不懂
作者: huracanid91 (autodesigner_huracan91)   2023-06-26 11:54:00
推解释
作者: ian110199 (StargazeR)   2023-06-27 00:34:00
推科普

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