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[閒聊] 3k赫茲與聲學共振峰

看板Headphone標題[閒聊] 3k赫茲與聲學共振峰作者
kujkoch
(空區)
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大家好,在前些日子拉麵王非常精彩的文章中,提到3khz與女聲的關係

我個人甚是好奇,搜尋了一下人聲的音域範圍(附錄),
發現說女高音的基頻最高大約是在1000hz左右(根據歌曲不同,有時會達到1500hz)

只能說不止平常碰不到,根本是不可能碰到3khz。
因此,3khz只會出現在人聲的泛音之中。

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
標準A (A4):440
高音C (C5):523
高音E (E5):659
高音A (A5):880

什麼是泛音?

在物體振動所產生的最大聲的頻率(通常也是頻率最低的),稱為基礎頻率(又稱第一諧波)

而泛音是與基頻有著整數關係的頻率,例如:
基頻(第一諧波)為100hz,第一泛音(第二諧波)就是200hz,
第二泛音(第三諧波)就是300hz,以此類推
以記譜來表示,每高一個八度,頻率乘以2

而樂器的音色,便是由泛音序列的強度比例來決定的
在大多數的情況中,泛音的強度會隨著頻率上升而下降,不過,人聲的情況非常特殊

研究顯示,在古典聲樂中,歌手能夠在3khz左右製造很強的能量,
這種情況稱為singer's formant(歌手的共振峰)
https://i.imgur.com/SHjFiXc.jpg

圖 3k赫茲與聲學共振峰

如果歌聲中足夠靠前的泛音落在此範圍中,效果會相當精彩
例如高音F(F5,689hz)的第四諧波,高音C(C5,523hz)的第六諧波

然而,如果歌唱的基頻太高,3k共振峰會大幅減弱
https://i.imgur.com/hDGsc3D.jpg

圖 3k赫茲與聲學共振峰

共振峰(formant)是什麼?

我們都知道,聲音是由聲帶振動所發出的
然而,還有一個地方也會振動,那就是喉嚨與口腔中的空氣,就像管樂器一樣
在此處產生的共振頻率,便是共振峰
而當此處空氣的形狀改變時,空氣的共振頻率也就會改變

於是,便要提到共振峰最重要的場景之一,那就是母音的分辨
當說話發出不同的母音時,需要擺出不同的口型
此時,空氣的共振峰頻率便會改變,大約會產生5到6個共振峰
大家可以擺出說母音的口型,然後吹氣,稍為感受一下

通常將說話的基頻稱為f0,第一共振峰稱為f1,第二共振峰為f2,以此類推
奇妙的是,當人們發出同一個母音時
不論基頻高低,其共振峰頻率都大致相同,而人耳便是以此來分辨不同的母音
通常,只需要第一和第二共振峰便可以分辨不同的母音

以下以日文母音(因為比較單純)為例,列出不同母音的第一和第二共振峰頻率
あ,a,850 / 1610
い,i,240 / 2400
う,u,300 / 1390
え,e,390 / 2300
お,o,360 / 640

如果耳機在1000到2500hz有更大的音量的話
會讓幾個母音聽起來更銳利一些,音量較小則會柔和一些
在調整eq時也可以針對此處下手

以上簡單跟大家分享。只是一些簡單文章的整理,有誤還請各位指教

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n1m5w8tsarp06/25 12:55專業整理推

louissyou06/25 12:57推用心科普

aldehydeke06/25 13:10推詳細說明

sx415206/25 13:20

感謝各位幫推

biaw06/25 13:35應該和音場重現時外耳的pinna gain有關 而不是哪些音的音域

biaw06/25 13:35有比較多的組成在3k有關吧

研究說受過訓練的歌手能夠產生3k共振峰,而未訓練的一般人沒有辦法

eineFrage06/25 13:55科普推

biaw06/25 13:59如果你拿一般人講話的語音去看頻譜 一樣很多3k能量阿...

alfa87121206/25 14:16

daniel789406/25 14:45推,收藏起來

kujkoch06/25 14:46這個研究年代比較久遠一些,常見的圖是這張

kujkoch06/25 14:46https://i.imgur.com/qdDkEqf.jpg

圖 3k赫茲與聲學共振峰

biaw06/25 14:58討論哪些音哪些樂器頻段的能量分部到哪裡完全是失焦的 重點

biaw06/25 14:58在於比例要正確或接近正確聽起來才會覺得合理 pinna gain相

biaw06/25 14:58關理論就是在說明用耳機怎麼發聲聽起來符合自然聽感

biaw06/25 15:10因為耳機重現了3k突起所以聽起來正常好聽 而不是耳機有3k突

biaw06/25 15:10起加強哪些聲部的音量造成好聽

biaw06/25 15:12抱歉按錯按到噓

kujkoch06/25 15:32b大,其實文章跟耳機播音樂沒有關係,主要是人聲錄音的事

kujkoch06/25 15:32耳機的高頻不是直的當然是跟外耳的形狀有關

kujkoch06/25 15:37不過泛音序列的能量比例會改變聲音的「音色」,如果在重

kujkoch06/25 15:37播時拉高某些頻率,可以產生一些「特別」的音色,那這些

kujkoch06/25 15:37音色好不好聽,就是每個人感覺不同了

yys31006/25 16:15EQ調一調

Oswyn06/25 16:40手機 for earbuds 的 Bass Boost 一般也是加強泛音能量

Oswyn06/25 16:41因為耳塞本來就推不出低音,光用 EQ 拉低音沒什效用

Oswyn06/25 16:44但改變泛音的量也=影響音色

icekiba06/25 16:55耳__本來就沒辦法啊

lasekoutkast06/25 18:03

※ 編輯: kujkoch (118.171.22.223 臺灣), 06/25/2023 18:26:41

pcjustin06/25 21:15推一下,不然被人發現我看不懂

huracanid9106/26 11:54推解釋

ian11019906/27 00:34推科普