怎样的声音才算是好听的声音呢？ [复制链接]

harvey 在 2004-12-13 13:45:41 发表的内容

  
无论你的 Hi Fi质素是优是劣，相信你都能够适当地运用唱片资料来分清楚弦乐、铜乐、管乐和敲击乐等“不同”的音色和乐器的名称吧。当然，在听音室里听唱片是无论如何很难清楚地划分各种弦乐器的界线了。而木管、铜管乐器中不少东西的音色都有缠在一起的时间。最后，就是临场的印证了。挑选一场节目是你所认识的音乐会，挑一个大堂中不要太前而看得见每件乐器的座位。欣赏时，要全神投入，顺着音响的方位去找寻每一种乐器，冷静地分析及记忆每件不同乐器的活音色，体验最强音和最弱音的动态。当你熟识了乐器的音色和定位之后，闭上眼睛，尽情投入于这些美丽音响的空间里吧。个人认为闭上眼睛欣赏音乐总是听得更多更好，而且，闭上眼睛去分析扬声器的音色与平衡度也好象更有效。

我们日常聆听音乐大多数时间是利用音响系统回放的，因此我们撇开现场聆听不谈，只谈在自己聆听空间聆听音乐怎样才能听到好听的声音。
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我们聆听音乐的声音是从一对音箱播放出来的，它激励了聆听室里的空气，以它作媒介传到我们耳朵。所以我们在聆听室里聆听音乐，必定受到聆听室本身的声音的反射、谐振、抵消、重迭……等等影响，加在原始的声音上，令到原始的声音产生崎变。有时就算是我们播放一张录音怎样优秀、采用了很高档的器材，聆听室都会毫不留情地对回放出来的声音加以「整理」，令播出来的声音脸目全非！这是影响声音能不能够听起来好听的客观条件。

声音能不能够听起来好听的主观条件取决于我们的耳朵本身。

好声的秘密

真空管机失真大而听得舒服，半导体机测得失真低于0.00007％，耳朵却不愿收货，是神秘? 悬疑? 抑或是难以理解的发烧友怪癖了? 关键在于聆听者的耳朵分析失真能力的高低，是与耳朵结构及扩音器「失真成份在频谱上的分布状态」有极大关系! 或许有点玄，读完本文，您一定完全明白。
    
大家都知道，扩音器有各式各样的失真形态，其中部份容易为人耳所接受，譬如偶(双) 数谐波失真（even order harmonic distortion）就此奇(odd order) 数谐波失真悦耳。此外，半导体机谐波失真成份，在整频段的分布状态随输出功率的增减而改变，真空管机的失真幅度虽然较为高些，但不论功率输出大与小，它的「失真成份」在全频段的分布状态都没有多大变化。

要弄清楚怎样的声音听起来「顺耳」，怎样的声音听起来「不顺耳」，先要分析的不是扩音的失真，而是我们天生的失真分析仪——耳朵。

耳朵的内里乾坤
      
    
耳朵是一个笼统的名词，真正分析声音的地方是耳蜗(cochlea)。它是一条内充液体，由一面到另一面直径逐渐变窄的管子，高低不同频率声音送入这管子后，会沿着管子中某一点得到最大共鸣作用，即达到最大强度；大致上，近管子口处响应高频率，而最末端最窄直径的位置对低频更为敏感，考(图一)。管子内又另有一块薄膜性质的肌肉，约35 mm长，贯彻了管子的整个长度，它就是耳膜(basilar membrane)；它的形状也是一头尖细另一头粗大，但尖细的一端指向管子口，粗大的一端位于管子末端——恰与耳蜗相反! 这条肌肉上生长满一组粗“V”字形排列的听觉感应纤维——听感神经。声音传送入耳朵的耳蜗后，在某处增到最强振幅(是由共鸣原理引起) ，便会触动耳膜上的听感神经；由于每组听感神经只对某一频率产生共鸣，大脑负责听觉的部分只要知道是那组神经受到干扰，就能分辨是什么频率，每粗听感神经包括多条听觉感应细胞，而每条听觉细胞最高的工作速度只是每秒一千次，那么，负责感应4000 Hz那组感应细胞，最少要有四条以上，每条每秒发给脑子一千个讯号，脑子每秒就可以从这一组听感神经得到四千个讯号! 换句话说，愈要感应高频率的那一组听感神经，其中包含的感应细胞的数目必然愈多!

上述只是耳朵的大略结构特性，但它有更加古怪的工作特性。其中—项是，耳朵会自动产生不存在的声音！如果我们听到一个200 Hz的正弦波讯号，耳朵就假设了它是纯200 Hz，尽管其中混杂着幅度颇强的400 Hz、600 Hz及其它振幅的谐波! 这种有趣的「失真自动隐没」特性，可从几方面解释，其中为人熟悉的—项是「遮没」效应(masking effect)。



声音经耳壳收集，转折传入耳蜗，其中就出现了机械性引致的声音受到渲染。根据实验，耳蜗内的耳膜的共鸣反应也不是对称的，(图二) 说明了它如何地不平衡响应，而做成遮没效应了。图中曲线的位置愈高，表示该频段的听感神经的灵敏度愈低(可以理解为输出被暂被压抑了)。当f2传送入耳蜗时，我们感觉到f2，但f2却同时会处理f3(较高频率)的听感神经变得迟钝，较低频的f1却不受影响。由此引伸，我们不难想象为甚么耳朵会听到某些谐波，又听不到另一些谐波——这就做成了部份「自勤遮没谐波失真」的原因。

我们利用(图二)仔细研究一下。假定f2为6000 Hz，从聆听感觉来说，较6000 Hz为低的频率f1应该会比较6000 Hz高的f3的音量更大声，或是f3此f1或f2更细声(这是负责响应f3的神经较迟钝所致)；所以，如有一部扩音器产生悦耳的偶数谐波f1和奇敷(不悦耳) 谐波f3，而刚巧回放着f2听起来就会悦耳，因为我们听到悦耳的失真(f1)，而听不到不悦耳的失真(f 3)！相反地，如果在回放f 2时，f1是奇数谐波而f 3是偶敷，想要耳朵收货就难了。更加明确的解释是，如果扩音器输出端的偶数谐波，比奇数谐波处于较低频率，例如偶数谐波是200 Hz，400 Hz，800 Hz……，而奇数谐波却在215 Hz，430 Hz及845 Hz，后者就会被前者隐去——尽管事实上两者的音压强度是一样!

为了弄清楚谐波受频率影响的真相，如下图有人在皮肤上做了一个有趣的试验。在臂膀上列成一行直线安排五枚振动小柱，回放声音时尽管五枝小柱都同时接受到同样强弱的振力，但人只感觉到排在皮肤上正中一枝在动，而对其余四枝却不知不觉! 可是当其中一枝接受到更强力的振动时，感觉马上改变，得只感觉到有更强振动的那枝在动。当然听感和触感有不同的结构，但有类似工作特征这是可以接受的。
    
另一个极之有趣的实验是：假如经由耳朵去收听一个由1000 Hz、 l200 Hz、1400 Hz、1600 Hz、1800 Hz、2000 Hz及2200 Hz包含七个频率的组合讯号，耳朵所听到的竟然是一个不存在的200 Hz讯号！实验人员再应用一组由200 Hz附近频带粗成的、十分强的噪音输入耳朵，都不能掩盖道200Hz声音，这种情况证明了这200H z声音根本不存在。实验人员再次采用一组比200 Hz稍高的声音，结果200 Hz讯号被盖过了。这又证明了什么? (图三)才是真正答案! 原来一个纯音(200 Hz) 经过耳朵的机械传声部份，就变成一系列谐波(400、600、800、1000、1200)！由图所示，这些谐波的距离分布是平均的200 Hz一次，而强度方面，200 Hz比400 Hz高10dB，比600 Hz高18dB，比800 Hz高24dB，比1000和1200 Hz高28dB及34dB。但这个图(三)般的复合讯号送入耳蜗以后，我们听到的竟是一个200 Hz纯音，即是说，耳蜗的遮没效应，根本是为了平衡耳壳及其它傅音机械做成的渲染一种巧妙的安排!



以上的实验虽然足够证明了一些耳朵效应，但因每一个人的感觉是不相同，与事实有些少偏差看来，音响厂家只要知道耳朵的遮没效应准确曲线，利用扩音器的偶数谐波来掩盖其奇数谐波，就可以掌握到好声音的秘密了。像TACT 2.0和Meridian的房间校正系统就是这一类产品，笔者曾经在朋友的聆听室里应用过TACT 2.0，发觉它达到某种声音校正的目的，但回放出来的声音太数码化了，不迎合我的听感神经！