[閒聊] 3k赫茲與聲學共振峰

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

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

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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感謝各位幫推

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