主题：【原创】科学的欣赏流行乐 -- 比的原理

此系列文章主要研究声乐的内在科学，普及一些基本的声乐常识，重点关注华语流行乐。

不知道这个话题河里有没有人关注，先发起来试试，如果每人看就不更了。

我的blog: http://bideyuanli.com/

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引子：从一张大家耳熟能详的图说开去。。

这张图大家耳熟能详吧，差不多随便一个播放器都有类似这种图。比如曾经的千千静听

itunes

类似这种图曾经是音乐播放器的标配（现在很多播放器都取消了，或者换小图），这究竟是什么？

这就是频谱图。

那这种图究竟是做什么用的呢？我目测大部分群众理解中，这种图作用就是为了“眩酷”，这也是这种图逐渐从音乐播放器中消失的原因。

频谱图当然不是为了眩酷的，本系列文章旨在揭开此图背后传达的信息。。。

第一章 声音的本质：泛音

首先要纠正一个大家可能一直都有的误区：人声并不是音高确定了之后就只存在某个固定频率范围。相反，无论音高如何，人声都是分布在一个广大的频率区间内。也就是说，人声其实是由若干频率的声音合成而成的。请看视频解读：

[FLASH]http://player.youku.com/player.php/sid/XNzkwODM2NzQ4/v.swf[/FLASH]

http://v.youku.com/v_show/id_XNzkwODM2NzQ4.html

首先，泛音到底是什么，很多人都不知道。标准答案是：泛音是物体局部振动产生的。

啥是局部振动？

非常清楚的局部振动，一根弦分成四段分别进行振动。这四段的振动频率是一样的。

我常讲的第一泛音，第二泛音就是这样的：

图上依次是基频，第一泛音，第二泛音。。。

可以看到，分的段越多，形成的频率越高。比如分两段，那频率就是基频的二倍。应该挺容易理解的吧。

真实的声音就是这些振动的叠加，视频里有展示。

泛音形成的原理：驻波

视频里很好的展示了驻波形成的原理，同频波经过反射形成了叠加。所以，能形成驻波，必须是物体长度是1/2波长的整数倍。这样才能形成叠加。

这就是物体振动总是有固定频率和固定音色的原因：只有一些频率的波才能在物体中形成驻波，从而持续下去。其他频率的波很快就会能量消散掉。

所以一个音叉，你怎么敲它，它都是那个振动频率，就是这个道理。

那怎么调节音高？

参考弦乐，一根两端固定好的弦，本身的频率是固定的。改变音高的话：

1. 把弦拉紧一点。

2. 用手指按住一点，让弦的一部分不振动，可振动部分长度缩短。

声带也是一样的道理：

1. 拉紧声带，可以获得更高的音高。放松声带，音高变低。

2. 捏住声带的一部分不发声，让另一部分发声，这样音高就提高了。这就是近年来所谓关闭唱法的基本原理。（关闭唱法的提法可能有问题）

人声的情况

人声的情况要复杂一些，因为声带不是一个简单弦，它是一个立体的东西，更像这个图：

立体的基频与第一泛音。

人声还有共鸣的问题，会大大改变泛音的构成。

可否存在这些频率之外的波？

可以。有很多种情况，视频里举了主要的几个。

气泡音

（下面的图是什么意思请查看第四章。）

图上解释的很明显了，需要说明的是，气泡音不止制造了奇怪的基频，气泡音还制造了额外的泛音，形成了完整的低八度音。

怒音/嘶吼/瞎喊

气泡音怒音撕喉以后会展开说，先按下不表。

比的原理:第二章：人声演示泛音的分离

特别是图形，都是自己做的吗？

另，关于几位歌手的频率图，能不能多解释解释，比如是图像如何得出的，线形性有什么规律，应该如何解读等等。

拉长声带，可以获得更高的音高。缩短声带，音高变低

拉长之后，声带变紧，变薄，音高就上去了。琴弦也是一样的。

不要急，我会慢慢展开的

这一章分析第一章的三段人声。

1. 为什么选这三段？因为都是稳定的长音，都是清唱，彻底排除伴奏的干扰。而且音比较高，泛音相对较少，容易分离。三个人的共鸣也特别好，适合分析。

2. 分离了之后，每个泛音都是简单的正弦波，听起来是不是特别的“电子”？是的，其实所有声音都可以分解成这种很“电子”的简单正弦波。

3. 第一泛音经常是最强的。第一泛音就是比基频大一倍的那个。这就是为什么各种测音软件总是测高一个八度的原因：很容易抓到第一泛音而忽略基频（频率提升一倍则音高提高一个八度）。不过另一方面来说，其实测音软件很准，只要人为的纠错一个八度，其他就没问题了，基本上不会出现a测成b的局面。

4. 其实这三段的各个泛音都很接近，这也不多见。不过即使差不多振幅的各个泛音，也能明显的听出“音量不等”，这就涉及了人耳对各个频段有不同敏感度的问题：对3000左右的最敏感，以后会展开这里。

5. 泛音比基频强，实在是很正常的一个事。虽然我实在不觉得这个问题有什么可质疑的，但总是有些物理半吊子的人跳出来跟我犟这个问题。现在好了，分解给你看，一目了然了吧。另外，什么“基音管”“泛音管”之类的说法，纯属无稽之谈，我完全不知道这两个词有任何科学性可谈。

6. 单纯一个泛音，听起来完全听不出是什么音吧（比如是开口音还是闭口音，a还是i）？这就是我之前讲过的概念：单纯一个泛音或者基频是没法咬字的，必须多个泛音叠加才能咬字。

7. 高阶的泛音，是不是听着很像海豚音？是的，海豚音跟这个几乎完全一样。海豚音就是几乎完全没泛音的，就一条简单正弦波。重复一遍：海豚音不存在咬字的理论可能性。

比的原理:第三章：共鸣及其原理

• 【原创】科学的欣赏流行乐

骨灰级dota玩家飘过

dota玩家遍天下啊~

SG没了真是忧伤，再也不能看你们黑b皇了。

不过burning都退役了 黑不黑没啥区别 又不是你家大酒神

我力争做到深入浅出，一章章看下去应该能看懂的。

你的所谓“基频”是怎么确定的？是事先知道发声者的最低声音频率，以此频率的倍数作取样点，抽取不同频率下的时间波形？还是人为指定一个低频为基频，再等间隔取样？

比如第一张所谓气泡音的图，“基频”是146Hz，为什么定为146Hz？是不是你定为150Hz也能得到一张类似的时间波形曲线？

当然这个不影响你的讲解，只是你这里的“基频”和“泛音”的定义与一般信号分析理论里的有所不同，我想搞清楚一点，便于理解你的这套名词的定义。

有种不明觉厉的感觉，今天一看楼主的帖子就想起来了。。

关于立体声及录音，多年来我一直有个疑问。