乐器声学测量
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打击乐器相关的声学知识《打击乐器中的声学大揭秘》打击乐器,那可是音乐世界里的一群超级酷家伙。
咱们先来说说鼓吧,这可是打击乐器里的大众明星。
您知道为啥鼓敲起来声音那么低沉又有劲儿吗?这就和声学知识挂上钩了。
鼓面的大小、紧绷程度和材质对它的声音有超级大的影响。
就像那些超级大的低音鼓,鼓面又大又松松垮垮的,您敲一下呀,那发出的声音就像是大地在打盹时发出的闷哼声,低沉又厚重,在整个乐队里是给其他声音垫底儿的。
为啥呢?从声学上来说,它的尺寸大,振动频率就低,声音就低沉。
而那些小鼓,像军鼓,鼓面相对紧绷,敲起来那是“哒哒哒”的,清脆得很。
这是因为小鼓的鼓面振动比较快,频率高,所以声音就比较高。
再讲讲锣,锣这玩意儿声音那叫一个嘹亮啊,就好像是把整个空气都揪起来晃荡。
锣的发声原理很有趣,您瞧它它那圆圆的大脸盘,中间有个小突起点。
您用槌子一锤,整个锣面就开始振动起来啦。
而且这个声音延续的时间长,为啥呢?因为锣面比较大呗,就像个大回音壁似的,能把振动持续好一会儿。
都说锣声震耳欲聋,其实是锣产生的声波很强,在空气中到处乱窜,冲进咱们的耳朵,那股子劲儿就好像是个急性子的人非要和您马上聊天。
还有那个三角铁,别看它简简单单的一个三角形金属架。
每次听见它那“叮叮叮”的声音,我就感觉像是小仙女在敲碎星星一样。
它的发声也是靠振动,当您用小铁棒敲它的时候,它那些边边角角的小振动就能发出那清脆悠长的音调。
而且您要是在不同的位置敲三角铁,声音还稍有不同呢,就像是它也有好几个不同情绪的小分身一样。
我曾经有一次试图自己做一个简易的打击乐器。
我找了个铁盒子,然后拿个筷子敲。
这一敲可就发现问题了。
一开始敲出来的声音那是一点儿都不好听,就像是两个吵架的人,互不相让,没有一点和谐的感觉。
后来才明白,这铁盒子大小、形状还有盒身的材质让它的振动完全混乱。
这让我深刻体会到打击乐器里的声学可不像看起来那么简单。
打击乐器的声学知识就像是一把把隐藏的魔法钥匙,只有了解了它们,才能让这些乐器发出最迷人、最有魅力的声音。
声学的基本原理和应用声学是研究声音产生、传播和接收的科学学科。
它涉及到声音的物理特性、声音与人类感知的关系以及声音在各个领域的应用。
本文将介绍声学的基本原理和其在现实生活中的应用。
一、声音的产生和传播声音是由物质振动引起的机械波,需要介质来传播。
声音的产生主要通过物体的振动,比如乐器的弦、空气中的声音波动等。
当物体振动时,周围的空气被压缩和稀薄,产生气压的变化,从而形成声音波。
声音的传播是通过介质的分子之间的振动传递能量而完成的。
在空气中,声音通过分子之间的相互碰撞传播。
声音波在传播过程中会发生折射、反射、衍射等现象,这些现象是由波动特性决定的。
二、声音的特性与检测声音具有频率、振幅和波长等特性。
频率决定了声音的音调高低,单位为赫兹(Hz);振幅决定了声音的音量大小,振幅越大声音越大;波长决定了声音的空间传播特性。
人类通过耳朵感知声音,并通过声音的特性判断不同的声音源。
为了测量和分析声音,声学技术应运而生。
声学仪器如麦克风、声频分析仪等可以测量声音的频率、振幅和波长,帮助理解声音的特性。
三、声学的应用领域1. 音乐与娱乐:声学在音乐和娱乐领域中起着重要作用。
音响系统的设计和调校、演唱会和室内剧院的声学处理,都需要声学专业知识的运用。
声学也用于建筑物和工作场所的噪音控制,以提供一个良好的听觉环境。
2. 通信与传媒:声学在通信和传媒领域有广泛应用。
手机、麦克风和扬声器等设备使用声学技术进行声音信号的采集、传输和放大。
此外,声学技术也用于音频和视频的编码与解码,以及音频和视频的增强和修复。
3. 医学与生物学:声学在医学和生物学领域的应用非常重要。
超声波成像技术用于医学诊断,如对胎儿进行观察和检测。
声学也用于海洋生物学,通过声波探测海洋生物的分布和移动。
4. 环境与城市规划:声学在环境和城市规划中扮演着重要的角色。
通过声学测量和模拟,可以评估和改善城市环境中的噪音问题。
声学也用于设计隔音设备,减少室内和室外噪音的传播。
简析题:用蓝色底标出。
名词解释:属于①类(具有明确定义)的用红色;属于②类(区分两种理论的声学特有名词)用绿色标出;属于③类(满足②类的,但没有明确定义)的,用紫色表示。
第二章听觉系统对音高的识别1音高:是听觉系统对声音高度的一种认定。
2人耳对音高的感知范围:受个体差异影响(纯音:信号中只含一种单纯的声音成分。
)3 主观音高:我们凭借自己的听觉感受到并表达出来的音高就是主观音高。
客观音高:用声学仪器测量设备得到的音高数值就是客观音高。
(简析)两者之间的关系:①联系:两者之间构成不严格的对数关系;②两者对数的关系是在一定的条件下成立的,如果没有这一条件那么他们的关系就会发生偏移。
这一条件就是要在一定的音区范围内。
4 音差分辨阈(最小可辨音差):人耳对最小音高差异的识别能力。
5 音准感:人们对音乐演奏或演唱中存在的音准状况的感觉。
同一性音准感:是判断乐音之间在高度上的一致性的感觉。
相对性音准感:是判断乐音之间相对音高(音程或音列)关系的准确性的感觉。
6 音准宽容度:即是音乐欣赏或音乐表演者对演奏、演唱音乐过程中音准偏离的容忍程度。
第三章听觉系统对音强的识别1音强的感知机理声压:声波产生的压力。
声压级:表示声音强弱的一个物理量。
响度:是以人耳感觉到的声音大小或强弱为主要内容的一种主观感觉量。
声反射:P43是人体的一种自我保护机制。
2 等响曲线:是以人耳对1000Hz纯音的听感响度为基准,把其他频率点上相同响度的声压级串连成线而得到的曲线。
(简析)外耳道共鸣现象?宋:主观听觉的响度单位。
规定了1000Hz的纯音,强度在40分贝时所产生的响度,即为一“宋”。
方:以等响曲线中1000Hz的响度曲线为基准,每条曲线的单位称为“方”。
3 音强变化对音高感觉的影响动态范围4掩蔽效应:一种声音掩盖另一种声音,在声学上被称为掩蔽效应。
5效应产生的条件:①因高尚距离较近的纯音比较远的容易发生声掩蔽。
②较高的乐音更容易被较低的音所掩蔽。
乐器与声学知识嘿,朋友!你可曾想过,那些在舞台上、在音乐教室里发出美妙声音的乐器,它们背后隐藏着怎样神秘的声学知识?就拿吉他来说吧,当你轻轻拨动琴弦,那清脆悦耳的声音是怎么来的?其实啊,就像一场小小的魔法。
琴弦振动起来,就像一个兴奋的小精灵在跳跃,这振动通过琴桥传递到面板上,面板就像一个大力士,把这微弱的振动放大,然后整个琴箱就像一个巨大的扩音器,让声音变得响亮而饱满。
这难道不神奇吗?再看看钢琴,那一排排黑白相间的琴键,每按下一个,就会有一个锤子敲击琴弦,发出或清脆或低沉的声音。
这就好像是一群训练有素的士兵,听到命令后整齐地行动起来,发出有力的声音。
而且钢琴的音准那可是相当精确,为啥呢?因为它的构造和声学原理让它能够稳定地发出准确的音高,这就像是一个精准的时钟,永远不会出错。
还有小提琴,那优美的旋律总是能打动人心。
当琴弓在琴弦上滑动,就像是在给琴弦做按摩,让它欢快地歌唱。
而且小提琴的音色变化丰富,有时候温柔得像春天的微风,有时候激昂得像夏日的暴雨,这全靠演奏者对声学知识的把握和运用,你说厉害不厉害?管乐器也有它们的奥秘。
比如长笛,气流通过吹口进入笛管,引起空气柱的振动,从而发出声音。
这就好比是一阵风吹过树林,树叶沙沙作响。
而像萨克斯风这样的乐器,它的按键和管体结构让它能够吹出各种各样的音调和音色,是不是很奇妙?声学知识对于演奏乐器可太重要啦!不懂声学知识,就像是在黑暗中摸索,怎么也找不到正确的方向。
比如说,如果你不了解共鸣的原理,怎么能让乐器发出更加饱满动听的声音呢?就像唱歌,如果没有掌握好发声的技巧,声音就会干巴巴的,不好听。
而且啊,通过学习声学知识,你还能自己改造和调整乐器,让它更符合你的需求。
这就像是给自己的宝贝车进行改装,让它跑得更快更稳。
所以说,朋友们,乐器和声学知识就像是一对亲密无间的伙伴,相互依存,相互成就。
想要演奏出美妙的音乐,可不能忽视声学知识哦!让我们一起深入探索这个神奇的世界,感受音乐的魅力吧!。
二胡录音的声学问题张婧颍;杨倩;孟子厚【摘要】为向二胡最佳录音提供声学依据,对二胡声辐射指向性、声功率特性以及主观听感上的谐和指向性进行分析和测试,并从主观听感上对二胡音乐最佳混响时间、二胡录音的传声器选择等问题进行探讨.【期刊名称】《演艺科技》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】8页(P25-32)【关键词】二胡;指向性;声功率;混响时间;传声器【作者】张婧颍;杨倩;孟子厚【作者单位】中国传媒大学传播声学研究所,北京100024;中国传媒大学传播声学研究所,北京100024;中国传媒大学传播声学研究所,北京100024【正文语种】中文1 引言乐器录音时所涉及的声学问题,包括作为声源的乐器本身的声学特性、录音时的环境声学特性、录音传声器的特性等,同时,还要考虑不同音乐作品的情感表达形式。
虽然业界对二胡的声学特性有一些研究,但是综合考虑二胡录音时的声学问题的研究工作还不多,而在实际录音工作中非常需要对乐器录音的声学问题给出一个综合性的指南。
本文首先对二胡的声辐射指向性、谐和指向性以及声功率等声学参数进行了实验测量,以期对录音时传声器的拾音位置、民乐队中二胡的摆位及乐队中的配器和响度平衡问题提供参考。
其次,根据听感实验数据对二胡乐曲的最佳混响时间进行了讨论,对最佳录音环境的选择以及后期效果制作提供依据。
最后,实验分析了二胡录音传声器的选择问题,根据不同风格的二胡音乐选取适当的录音传声器。
通过几项客观测量实验和主观评价实验工作,对优化二胡的录音制作提供一定的科学依据和启示。
2 二胡指向性测量2.1 辐射指向性每件乐器的发声都有一定的频率范围和辐射方向,乐器录音不是简单地将传声器放在某个位置,而是应该把它设置在乐器声辐射特性最好的位置,以使拾音达到最高的信噪比。
目前,二胡几乎一律按五度关系定弦为d1(内弦)、a1(外弦),其音域一般为d1~d3,约两个八度。
本实验中测量了二胡常用音区d1~b2的各个单音的指向性,采用最常用的左手按弦、右手拉弓的方式。
声学系统名词解释一、声学1、最大声压级:扩声系统在厅堂听众席处产生的最高稳态准峰值声压级。
另一解释:在扩声系统中,音箱所能发出的最大稳态声压级,最大声压级越高,说明系统的功率储备就大,声音听起来底气足、动态大、坚实有力。
决定扩声系统最大声压的因素主要是功放、音箱总功率和声场大小等。
音箱等设备所能达到的最大稳态声压,人耳不能承受120BD的音量,舒服的情况下是85DB,从70DB到73DB声音+3DB声音放大一倍。
2、最高可用增益:扩声系统在所属厅堂内产生反馈自激临界增益减去6dB时的增益。
另一解释:扩声系统在反馈自激(啸叫)临界状态的增益减去6分贝时的增益,此时扩声系统应绝对没有声反馈现象存在。
在反馈临界状态下,由于还存在振铃现象,即声音停止发声后音箱中会继续有尾音(余音),还会对音质造成破坏,声反馈的影响并没有消除,减去6分贝后这种现象消失,定为最高可用增益。
此值越高,说明话筒路声音的放大能力越强,声反馈啸叫抑制得好,话筒路声音可以开得很大。
当啸叫发生时,下降6DB就达到了设备的最大稳态可用增益。
3、传输频率特性:扩声系统达到最高可用增益时,厅堂内各听众席处稳态声压的平均值相对于扩声系统传声器处声压或扩声设备输入端的电压的幅频响应。
另一解释:扩声系统的频率响应特性,为房间和音响设备共同的频响特性,考察系统是否能够将各频率声音音量比例真实再现,即对各个频率的信号放大量一致,优秀的扩声系统,不应该出现某些频率声音过强、某些频率声音不足的现象。
获得良好的传输频率特性的主要方法有:合理的建声设计、用粉红噪声频谱分析仪法调整均衡器以及采用频率响应特性好的音箱放音等。
在声音处理时频率要平稳,这样表示设备的性能较好,或者说音箱能够较好的还原声音4、传声增益:扩声系统达最高可用增益时,厅堂内和听众席处稳态声压级的平均值与扩声系统传声器处声压级的差值。
另一解释:扩声系统在使用话筒时,对话筒拾取的声音的放大量,是考察扩声系统声反馈啸叫程度的重要指标,传声增益越高,声反馈啸叫越小(少),话筒声音的放大量越大。
检测声学原理及应用声音,这个我们日常生活中无处不在的元素,其实蕴含着许多奇妙的科学原理。
从我们出生的那一刻起,它就伴随着我们,无论是母亲的心跳声、婴儿的啼哭,还是大自然的风声雨声,都是声音的展现。
声音的产生、传播和接收,都离不开声学这个神奇的领域。
声学,简单来说,就是研究声音的科学。
它不仅包括声音的物理特性,比如频率、振幅、波长等,还涉及声音在不同介质中的传播特性,以及人类和动物如何感知和利用声音。
声学的应用广泛,从建筑设计到医疗诊断,从通信技术到音乐制作,无一不与声学息息相关。
让我们先从声音的产生说起。
声音是由物体振动产生的。
当物体振动时,它推动周围的空气分子,形成一系列的压缩和稀疏,这些压缩波以声速传播开来,最终到达我们的耳朵,被大脑解读为声音。
比如,我们说话时,声带的振动就产生了声音。
而乐器发出的声音,则是通过不同的方式使乐器的部件振动,如弦乐器是通过弓子摩擦弦线,木管乐器是通过吹气振动管内的空气柱。
声音的传播,需要介质。
在固体、液体和气体中,声音的传播速度各不相同。
在固体中,声音传播得最快,因为固体的分子间距离小,相互作用力强。
在气体中,声音传播得最慢,因为气体分子间的距离大,相互作用力弱。
声音在空气中的传播速度大约是每秒343米,这个速度会随着空气的温度和压力变化而变化。
声音的接收,主要依赖于我们的耳朵。
耳朵分为外耳、中耳和内耳三个部分。
外耳收集声音,中耳将声音的振动传递到内耳,内耳则将这些振动转换成神经信号,通过听觉神经传递给大脑。
大脑再将这些信号解读为声音。
这个过程非常复杂,涉及到许多精细的生理结构和神经机制。
声学的应用非常广泛。
在建筑领域,声学原理被用来设计更加舒适的听音环境,比如音乐厅、电影院和剧院。
通过合理的设计,可以减少回声和噪音,增强声音的清晰度和均匀度。
在医学上,声学技术被用于超声波检查,通过超声波的反射和折射,医生可以观察到人体内部的结构,这对于诊断和治疗疾病非常有帮助。
深⼊分析:商代传统乐器及其使⽤⽅法,古⼈的智慧值得探索在中国古代,⼈们发明了各种各样的乐器以及舞蹈来消磨闲暇时光,在歌舞间,古⼈好像总会将⾃⼰的精神寄托在歌舞之间。
或许现在有的⼈并不喜欢古代的乐器和传统舞蹈,但是看完这篇⽂章,相信你会对商代的乐器有更进⼀步的认知。
本⽂将通过对商代乐器的多⽅⾯分析,来让⼤家对中国传统乐器加深了解,如果因此你喜欢上传统乐器,那我将不甚感激。
乐器种类根据⽬前我们所发掘到的商代乐器来看,我们现在已知的商代乐器主要有:⿎、磬、庸、镛、埙、铃、镈、⽸等乐器。
在这些乐器中,我们熟知的⼀般就是⿎、磬、铃和⽸,这些是很多⼈都了解的乐器。
还有很多其他的乐器需要我们更进⼀步的了解。
分布地区从我们现在的发现来看,商代乐器的地域分布⼗分⼴泛。
从⽬前的考古发现可知,今天的辽宁、内蒙古、河北、河南、⼭东、⼭西、陕西、湖北、湖南、安徽、江苏、浙江、福建以及四川等地均有商代乐器出⼟。
从当时的商代地图来看,商代乐器不仅在商王朝政权统治的中⼼地区,也有归属商王朝政权的诸侯⽅国,也有地⽅⼤⼩⾢聚地区,同时也有⼀些在政权归属于商朝但不接受商王朝的统治,但与商王朝在政治、经济、⽂化等各个⽅⾯都有密切联系的地区。
制作材料商代乐器的制作材料种类较多,从传世⽂献和出⼟⽂献中的记载以及考古出⼟商代乐器实物的制作材料来看,有⾦、⽯、⼟、⾰、丝、⽊、匏、⽵、⾻等⼏个⼤类,可谓⼋⾳俱全。
但是,由于商代距今时代久远,⼋⾳之中,除了⾦、⽯、⼟等材质耐保存,有实物出⼟外,⾰、丝、⽊、匏、⽵等材质制作的乐器因不易保存,即便有遗物出⼟,也⼤都已经腐朽,只剩遗迹,所以,从⽬前的考古发现来看,出⼟的乐器实物主要是⾦、⽯、⼟等材质制作的乐器,⾰、⾻等类乐器也有出⼟,但数量较少。
具体乐器1.庸⾸先从我们不太熟悉的乐器但出⼟数量极多的“庸”说起。
这件乐器⼜叫铜铙,是⼀件铜制击奏体鸣乐器,就是⽤铜制作的,⽤来击打的乐器;是⽬前我国较早使⽤的⼀种青铜打击乐器,最初了解到这个名字是从《周礼》中见到的,⼜叫钲、执钟等。
乐器声学测量作者:陈克昕来源:《音乐生活》2022年第07期碳纤维作为新材料,生产技术日趋完善,应用领域也从工业逐渐扩展至乐器制作领域。
相较于木材而言,这种新材料具备一定性能上的优势,但和天然的木材相比也有一定的不足。
现如今木材资源日趋匮乏,在可持续性发展广为提倡的今天,可以确定的是更多的新材料和复合材料将被用于乐器制作。
从新材料被应用到乐器制作领域以来,“革新派”热衷于这种新材料所赋予乐器的新音色,“守正派”坚决排斥将这种新材料应用至传统乐器制作中。
两方观点的碰撞一直以来都很激烈,争论的焦点大部分都集中在音色差异这一方面。
近年来乐器声学品质越来越趋向于用客观手段对其进行全方面的测评与研究,本文通过超声波声速测量仪采集木吉他与碳纤维吉他的重要声学数据,对采用不同制作材料的同种乐器所产生的音色差异进行说明。
至于音色优劣的问题,笔者认为应从声场、指向性、材料本身等更多维度展开更加复杂的测量。
除此之外,主观评价、心理声学同样是不可或缺的重要因素,本文还不足以解答和评价。
“声学是物理学的一个分支,是一门既古老而又迅速发展着的学科。
”在马大猷先生编著的《现代声学理论基础》一书中已经对声学进行了详尽的分类,乐器声学与乐律学都并列从属于音乐声学。
乐器声学作为一门交叉性极强的学科,在学习者掌握大量理论知识的同时需要大量的实践积累。
霍萨乐器分类法基于乐器声学的振动特征,较为全面地将乐器划分为弦鸣乐器、气鸣乐器、体鸣乐器、膜鸣乐器和电鸣乐器。
吉他作为琉特琴属中的拨弦类弦鸣乐器,被广泛应用于流行、爵士、民谣、摇滚等各类音乐风格中。
进入到20 世后,由于吉他的音色独特且适用的音乐风格多种多样,便成为广为流行的乐器之一。
在历经多次改革后,(原声)吉他可分为古典吉他、弗拉明戈吉他、平面吉他(民谣吉他)、拱面吉他(爵士吉他)四大类。
吉他的发声原理大致相同,当琴弦被激励时弦振动通过琴码迅速传递至面板,随之带动吉他腔体振动并传递至背板,声音通过板振动以及音孔辐射到琴体外部。
我们知道,琴弦自身振动所发出的音量是极其微弱的,即便体积较大的钢琴亦是如此,这就需要借助琴码将弦振动传递给粘有音梁的面板,如同钢琴音板上的肋木一样,由于音梁的辅助作用,振动被迅速传递至整块面板。
吉他面背板厚度为2.5mm 左右,音梁在高效传递振动的同时又加固了较为脆弱的板体。
不考虑制作材料等其他因素,弦码及音梁的性能对吉他来说是至关重要的。
同其他弦类乐器一样,吉他的振动模式为比较典型的耦合振动系统,对于低频共振来说,“需要面板、背板和封闭空气的耦合运动”。
“在高频中,大多数声音是由面板辐射的”,此时的弦码尤为重要。
对于不同种类的吉他,将至少产生一个强烈的共振。
就吉他自身来说,材料选择(木材、弦材)、制作工艺(弧度、薄厚)、激励动作(拨、弹、扫、打等)、触弦位置、握持方式都会对吉他音色产生不同程度的影响。
关于触弦位置对吉他音色的影响,我们需要知道弦振动是一个较为复杂的过程,其中包含横振动、纵振动、倍频振动、扭转振动四种状态,全弦在振动的同时其分段也在振动,从而产生基波与谐波。
“如果在弦非中心的位置拨动琴弦,其振动的组合模式便会不同”。
在琴弦的几分之几处拨动琴弦,此处的谐波将被抑制,由于谐波的组合与强度产生变化,音色也自然随之变化。
钢琴对于击弦点的设置也是以此为原理,它对钢琴的音色设计起到了至关重要的作用。
(一)测量对象此次测量对象为价位相近的传统木制吉他41 寸缺角Nathan T-440 以及碳纤维吉他41 寸缺角Enyax3,两把吉他琴颈、共鸣箱体形制相近。
更换相同品牌琴弦——D’Addar io 达达里奥EXP16。
主要测量面板数据,被测木吉他面板材质为西提卡云杉木。
被测碳纤维吉他面板材质为含碳量95% 以上的碳纤维,背侧板为HPL 材料。
(二)测量装置Nor150 声级计。
IEC61672-1,I 级,符合IEC61672-1Ed.2.0(2013)精度要求。
可選1/1 倍频带和1/3 倍频带滤波器符合IEC 61260(2014)I 级精度要求。
配有Nor1225 自由场麦克风,频率范围3.5Hz-20kHz。
Nor1209 前置放大器,频率响应20Hz-20kHz,精度±0.1dB。
MMF(KS94B)17001 型振动传感器,压电集成电路(IEPE)型,灵敏度2.51mV/(m/s2)。
LucchiMeter超声波声速测量仪。
测量精度+/- 0.16μs。
(三)测量方法1. 音频数据采集采集两把吉他音质时声级计摆放与琴体位置关系如图1 测量场景所示,Nor150 声级计固定至三脚架,防风罩平面垂直于吉他面板1 米处。
测量时仪器操作者向实验员发送指令,完成一次测量周期。
激励时两吉他的触弦位置相同。
2. 振动测量为模仿吉他演奏时的打板技巧,保证打板力度相等,测量采用固定长度的带线小球以同等直线距离模拟打板轨迹落在面板常用的打板位置“A”点。
振动传感器粘贴位置及激励球体触发距离如图1 所示。
将位置固定好后,小球距离两把吉他琴体“A”点直线距离360mm。
两把吉他振动传感器同粘贴在“B”点。
每次测量前实验员先将小球拉至标定位置,准备好后向仪器操作者发送指令完成测试。
3. 声速采集选择同一平面放置两把吉他,输入测量参数后进行声速测量,仪器测量数值稳定后记录,测量结果不稳定时将进行复测。
4. 聲场本测量在封闭空间声场中进行。
在六弦空弦、五弦十七品、六弦十二品泛音及扫弦测量中皆采集0 —2 秒数据。
所有声压级数据均为等效平均声压级。
时域图像采集0 —8 秒数据,为频率所在的1/3 倍频带,横坐标为时间,纵坐标为dB(声压级)。
频谱横坐标为Hz(频率),纵坐标为dB(声压级)。
频谱图最下方“( x)”括号中的数字代表经多少倍数缩放。
表中的频率数值为泛音频带内最大的等效平均声压级。
测量前将进行三次以上的预测量,确保数值稳定后进行正式测量。
1. 六弦空弦根据图2 表格所示,碳纤维吉他基音比木吉他基音低6.5dB 的情况下,第三泛音和第四泛音的声压级反而明显高于木吉他。
声压级随泛音列级数增长而降低的幅度远低于木吉他。
根据图3 频谱图像可以看出,低频带无明显差异,在中高频带碳纤维吉他能够激起更多的泛音,且响度更大。
2. 五弦十七品根据图2 表格所示,同样在碳纤维吉他基音声压级低于木吉他的情况下,第一至第四泛音声压级反而比木吉他泛音声压级高,且衰减幅度更小。
根据图3频谱图像可以看出,整体上碳纤维吉他对各频带的响应更加充分,且响度变化较小。
而木吉他各频带响度变化较大,且衰减更快。
3. 六弦十二品泛音根据图2 表格所示,两把被测吉他基音声压级相差不大的前提下,第一到第四泛音的声压级皆高于木吉他。
根据图3 频谱图像可以看出低频带木吉他响度略大于碳纤维吉他,中高频带碳纤维吉他的响度反比木吉他更大,且响度变化较小。
4.C 大三和弦扫弦如图2 表格所示和两音木吉他响度略大于碳纤维吉他,其余各音相差不大。
根据图3 频谱图像可以看出,低频带木吉他响度略大于碳纤维吉他。
碳纤维吉他各频带曲线变化较平缓,中高频带碳纤维吉他的响度略高于木吉他。
5. 一弦空弦时域特征根据图2 一弦空弦时域表格所示,同频带下碳纤维吉他0 —8 秒衰减值低于木吉他。
根据图3 时域图像可以看出木吉他空弦0 —3 秒衰减幅度较大。
碳纤维吉他空弦0 —8 秒衰减曲线相对平缓,衰减速度较木吉他更慢。
6. 面板振动测量在摄像焦距与小球绳子长度固定的前提下,我们利用慢镜头回放可以看出碳纤维小球弹起的距离要高于木吉他。
两吉他振动频谱差异不大。
7. 声速采集根据图2 表格测量数据可以看出整体上碳纤维吉他声速要快于木吉他。
在两把吉他面板上部横向距离相等的情况下,碳纤维吉他声速比木吉他声速快2136m/s。
面板左侧纵向距离相差2mm 情况下,碳纤维吉他声速要比木吉他声速快1659m/s。
面板右上到左下方向的斜向距离相差7mm 情况下,碳纤维吉他声速要比木吉他声速快1882m/s。
而背板和侧板声速差异不大。
在对测量结果进行对比分析后得出以下结论:两吉他低频带响度差异不大,中高频带碳纤维吉他的响度表现要远高于木吉他,各频带的响应更加充分且能激起更多频率的共振。
在对六弦十二品泛音的测量中,这一特征尤为明显。
根据时域图像可以看出,碳纤维吉他衰减速度更慢、幅度更小、更接近于线性。
通过观察对比声速数据,碳纤维吉他面板声速要明显快于木吉他。
两把吉他在音色风格上产生差异,很大程度上是因为制作面板材料的不同。
碳纤维为人工材料,在密度、结构、硬度等方面是可控可设计的,对比天然木材的密度更为均匀,所以振动更为规则。
在背侧板声速数据对比中,选用HPL 材料制作背侧板的碳纤维吉他与木吉他差异不大。
在进行音频采集的过程中笔者发现,即便经验再丰富的演奏者每次演奏相同音符的力度与速度在高精密仪器下也很难达到绝对统一,更何况还要考虑到“弹”“拨”“打”等一系列激励动作所发出的噪音,两项误差叠加将对测量结果产生不同程度的影响,同时对科学的定量分析造成困难。
激励方式与激励层次对弹拨类乐器音色的影响是较大的。
对于精度要求较高的乐器声学测量,设计或运用辅助工具是极其必要的。