回复: 祝贺《相知相识 相互交流》2008桂林发烧友见面会顺利召开
-错觉与非线性-
现代的立体声系统可以划分成两大类:一类是模拟声场式,另一类是听觉错觉式。模拟声场式的典型的例子是Dolby公司的5•1声道系统(即前左、前右、前中、左环绕、右环绕共五个声道,再加一个低频效果声道);听觉错觉式立体声的典型例子就是家用双声道立体声系统。要用两组扬声器表现出四维(三维空间再加上时间)的声音效果,就必须利用人的听觉错觉。在对声音进行处理的时候,听觉错觉式系统绝不能把能引起错觉的成份丢掉;模拟声场式反而比较简单。
人的听觉错觉和视觉错觉是不一样的:把一块红颜色和一块绿颜色放在非常靠近的位置上,我们的视觉错觉会让我们感到是看见了二者的中间色——黄色;但如果同时听到一个低音和一个高音,我们听起来就绝不会是一个中音。如果让你分别听一个20000赫兹的声音和一个21000赫兹的声音,你可能什么也听不见。但如果让你同时听这两个信号,你会感觉听到了两者的差频信号——1000赫兹的声音。造成这种现象的原因是人耳的非线性。(整理者按:管教授当场用电脑声频工作站演示了一系列证明人耳非线性的实验,笔者亲耳听到了这些现象。详细情况请阅本文“附录”。)
我有一个学生写了一篇文章,主张不要用描述视觉的词汇来描述听觉的感受,我是赞成他的意见的。例如说声音“明亮”,到底什么样的声音算是明亮的?这种说法是不确切的。(笔者在说话中有一次用了“原汁原味”的说法,管教授当即指出:这个词是用来形容味觉的,也不适用于描述听觉。)
不仅人耳是非线性的,当声压超过90分贝的时候,空气也是非线性的。有不少人都作过以下的实验:在一个行波筒的一端放一个机械式活塞,让活塞作正弦振动,使筒中的空气产生行进声波。逐渐加强振动幅度,当振动强度达到一定程度后发现:活塞附近的空气波形还是正弦的,到远处就变成非正弦波了。这个实验可以证明空气的非线性,而且在声音传播的过程中,非线性会随着传播距离的增加而越来越大。很多乐器的声音也是这样,小号的号口处声压可以达到150分贝,在台下远距离处听到的声音与号口处是不会一样的,原因就在于空气的非线性。
懂得了这一点,有些当前争论不休的某些问题就可以不必再争了,因为这种争论是没有意义的。
【从文中我们可以得到结论:1、我们的两声道系统是完全可以还原出四维空间立体声的,但是,如果音响系统把“能引起错觉的成分丢掉”了,那么四维空间立体声效果当然就没有了。因此,两声道立体声系统要想确保不丢失“能引起错觉的成分”,要求就会非常高。
2、虽然人耳听不到20000Hz以上的超高频,但是由于人耳的非线性失真,能够听到不同超高频信号的差频;如果系统的高频失真大,不同超高频的差频信号失真也会大。因此,我们必须重视信号源和功率放大器在高频段失真的情况。
3、空气也是非线性的,减少反射(路径),也可以减少空气的非线性失真“积累”。】