鉴定音响系统的参考常识
上篇 音响器材的鉴定
1 评价音响器材质素的要求
1.1 音响器材的构成
1.2 音响器材的技术规格的定义
1.3 音响器材与机俱来的气质
2 怎样鉴识音响器材回放出来的声音
2.1 回放出来声音的感觉
a 空气感,
b 空间感
c 间形态感,
d 定位感,
e 层次感
f 活生感
2.2 回放出来声音的感觉之间的对比
a 细节重量对比,
b明暗对比,
c 强弱对比,
d 动态对比。
2.3 音响器材对声音的处理能力
a 解析力
aa 透明度
bb 细致度
b 瞬态速度
3 音响器材的配搭对器材回放出来的声音的影响
(待续)
昨天晚上刚做了部份提纲,随即就发现有缺憾、不够全面,于是决定先发帖,再构思一个晚上修整后再发。我现在补充修正如下
聆听音乐的鉴定参考常识
序言
第一章:声音 音乐 音响系统
1声音
2音乐
3音乐再现的音响系统
第二章 音响器材的质素的鉴定
1 评价音响器材质素的要求
1.1 音响器材的构成
1.2 音响器材的技术规格的定义
1.3 音响器材与机俱来的气质
2 怎样鉴识音响器材回放出来的声音
2.1 回放出来声音的感觉
a 空气感,
b 空间感
c 间形态感,
d 定位感,
e 层次感
f 活生感
2.2 回放出来声音的感觉之间的对比
a 细节重量对比,
b明暗对比,
c 强弱对比,
d 动态对比。
2.3 音响器材对声音的处理能力
a 解析力
aa 透明度
bb 细致度
b 瞬态速度
3 音响器材的配搭对器材回放出来的声音的影响
3,1讯源
3.2前置放大器
3.3后级(功率)放大器
3.4音箱
3.5 附件
第三章 回放音乐的聆听环境
1 聆听环境对回放出来的声音的影响
1.1 聆听环境的黄金比例
a 驻波
b 活与死
c 硬与软
1.2 声音的折射影响
a 反射
b 漫射(扩散)
c 洐射
1.3 聆听环境残响
1.4 影响声音的音像凝聚的因素
2 音响器材 聆听环境的协调
2.1 聆听环境的声学处理
a 反射的利用
b 扩散的利用
c 洐射的利用
d 活与死、硬与软的适当配合
2.2音箱的摆位
2.3残响时间的调整
2.4频率响应范围的拓宽
第四章 结语
聆听音乐的鉴定参考常识
d 听觉对声音的感知
听觉感知系统是人接收信息的主要系统之一,我们的听觉系统,人类语言交流需要听觉的辅助,语言的应用就锻炼了人类的听觉。人 类的耳朵具有“选择收听”的特性,我们说话的能力和我们听觉的需求,影响了人类大脑处理声音的方式,令我们的听觉系统希望听到的,不是支离破碎的声音,而 是有意义的连贯话语。而听觉的接收习惯也会影响人的审美判断行为。
听觉的特殊感受是指人们聆听到的谐音与噪音。一种具有和谐性逻辑,一种 具有非和谐性逻辑。其实噪音与谐音的区别,仅是谐音是合乎逻辑的声音频率,优美的音乐不会让耳朵产生不适感,反而让人们产生欣喜的感觉;而噪音的构成是没 有逻辑性,或者是一个声音的反复,往往噪音会给人造成不适感或让视觉系统感觉疼痛,让人的内心感到压抑和崩溃。因此我们考虑选购音响器材时,应该抱着像在 谱写一首乐曲的心态,去仔细欣赏这首曲子的回放出来的效果。我们必须考虑音响器材的整体定位,和聆听过程中的特殊感受,我们的追求不仅仅是具有回放功能, 而应该同时要求音响器材具备可欣赏性和可理解性。
e 触觉对声音的感知
触觉不同于其它感觉,触觉没有局限于感觉器官,而是覆盖在我们整个身体的表面,触觉为我们提供了三种类型的感觉信息——触压觉、温度觉和痛觉。人们可以分析信息得出相应的行为措施以适应新的环境需求。
我 们的皮肤对外界的刺激相当敏感,仿佛一道屏障抵御着外面的世界,与此同时他也丛外界收集很多必要的信息。当我们聆听到一个利器括金属的尖锐高音时,皮肤毛 发瞬息间便竖起鸡皮疙瘩;爱人轻轻抚摸皮肤毛发移动这样细微的压力、温度和位移的变化,这使我们产生愉快的感觉。如果这种刺激过于强烈则感到疼痛,然而身 体不同的区域对触觉有不同的敏感性,人们大约有一半的躯体感觉受愿望、习惯以及文化的影响。触觉的感知愉快信息的经验同时也影响了一个人的审美观。
聆听音乐的泛音余韵,其实已经多数不是经由耳朵,而是藉助于我们的触觉了。触觉补充了我们听觉的不足,令音乐的频率响应范围扩充得更广阔,聆听起来更绚烂、更丰富甜美。
f 人类两耳听觉有分工
用 神经影像技术对大脑进行扫描,并对结果进行详细的分析得出了这样的结论:音乐活动是在大脑的不同区域内同时展开的,人脑的每个部分都“各司其职”,假如人 的左脑受损,那么他对音阶的识别能力就会极度下降,而如果受损的是大脑的右半部分,那么此人将无法感受到音乐旋律的跌宕起伏。
最近的研究人员近来发现,就像人的左右脑有分工一样,人的左右耳朵也有不同的听觉:右耳能更好地处理语音,而左耳则擅长处理音调和音乐。人们一般以为人的左右耳是以同样的方式来处理声音的,因而认为无论是人的哪一只耳朵出了问题,对人的伤害都一样。但其实不是这样。
整 个basilar membrane中由于构造上的差异,在振动时会有一处最大位移,移动声波氛围(envelope of the traveling wave),而在此位移的波峰P处hair cell反应最激烈。如图12,因此可以最大位移的产生处代表频率。同时,可在耳蜗中找出对应频率,如图13。apex对应低频;base对应高频。
在 空间上如何定位声源位置呢?我们以三个坐标轴来定位,这三个坐标轴也依赖不同讯息来判断。第一个轴是水平上的位置(horizontal or azimuth),指的是位于听者的左或右方;第二个轴是垂直上的位置(vertical or elevation),指的是位于听者的上或下方;第三个轴是距离远近(distance)。如图1。
我 们曾经提到音调由频率决定,现在我们要来看听觉系统如何登录不同频率的声音。频率地域码(place code for frequency)认为不同频率是由听觉系统中不同位置的神经反应来表示,也就是说在耳蜗中不同位置的受器连结到不同位置的神经,同时代表不同的频率; 频率时间码(timing code for frequency),认为不同的频率是 由神经的反应频率来表示。接下来我们分别介绍这两个理论各自的证据。
不同频率的声音由不同位置的发细胞(hair cell)收录,如图10,basilar membrane的 base 比 apex 窄了三到四倍,如下图左,且base的硬度是apex的100倍。而basilar membrane的振动是一种traveling wave,如图11,透过这种振动方式使耳蜗内的液体振动同时引发hair cell的反应。
耳 壳(pinna)反射声音进入听道,随着不同频率,反射率也不同,称为方向功能性傳送(directional transfer function DTF),也称为(head-related transfer function, HRTF)。在垂直方向上,由于不同位置的DTF不同,所以可以藉此判断声源垂直方向上的位置,如图5。
图 6
我偶然在BT网中下载到一个ImageCD版本”Song From The Center of The Earth” ,Barbara Thompson 演奏的高音色士峰直铜管,「那金黄色的高声压“音柱”」 响彻整个大堂,那种层次重迭的残响堂音,说它「绕梁三日」并不过度夸张。要能充分发挥这个优秀的录音效果,聆听室的声学处理要非常好,两周前江门音响爱好 者协会的发烧朋友到访时曾聆听过,大家都认为以CDR刻录下载来的CD能有这样好的效果,真意想不到。很多人都站到计算机旁试学怎样下载、用什么软件刻 录?
现时沿用的测量办法及数字,对听觉心理学非仅毫无参考 价值,而且数十年来已经把电声学界导入了失诸千里的畸途上。从前,我们以为互调失真,谐波失真只要保持在0.1 %以下,线性响应只要做到20至2万±1 dB,选择的任务已大功告成。现在,一套平价组合除了扬声器之外,都差不多可以拥有上述的数字。人耳可能原谅甚至0.1 %以上的互调失真 (inter-modulation I M)和T H D。但瞬态互调失真(transient inter-modulation T I M),就算低到上述不可能的0.003 %,也是足够毁灭「现伤感」、「真实感」。
沿用的瞬态互调失真测试方式,是采用平均计算值 (root mean square RMS)的分析仪(Analyzer),因此完全缺乏代表性。T I M的时间计算值以微秒(百万份之一秒)为单位,我们在平均分析仪读到的200微秒时间延迟,看似不重要,但对听觉就大有影响。1微秒的T I M 或可以接纳,200微秒时间延迟,其数值在电声学上用百分比显示,就会达到10 %的惊人数目。
人 类的听觉系统能够辨别声源,产生空间感及方向感,是由于人类耳朵的构造,对由不同方向到达的声音有不同的频率响应。这种由声音以不同方向到达时间差,令人 类听觉系统所产生的您微妙变化,是一种与头部相关的传递函数(Head Related Transfer Function HRTF)。而人的脑部就以这些不同的频率响应,来断定所聆听到的声音来自空间中的那一个位置。
上文 提到功放的有效功率(RMS),它与重现音乐峰值功率(peak power of music) 有密切关系。它是给功率放大器输入一个连续的正弦波信号,在放大器的输出电压达到所规定的失真度时,所能输出的有效功率值。因为有效功率是在规定的失真度 情况下测得,所以有时也将之称为“不失真功率”。“音乐峰值功率”(PPOM)是为了反映功率放大器对实际音乐信号处理能力的一个指标,是指音频功率放大 器在处理音乐信号时,在一个短持续时间 内能够输出的峰值功率,一般是有效功率的8-10倍。
b 空间感(spatialness)用于表示高音的开阔,或是声场中在乐器之间有空间间隔的声学术语。此时,高频响应可延伸到15kHz-20kHz。反义 词有“灰暗(dull)”和“厚重(thick)”。非常抽象的词,不是空间感。它较适合听大型的作品或是在较大场地演奏的节目。它是一种频率较高、比较 散的声音。
e 聚焦效应(focus effect):人耳的听觉特性可以从众多的声音中聚焦到某一点上。如我们听交响乐时,把精力与听力集中到小提琴演奏出的声音上,其它乐器演奏的音乐声就 会被大脑皮层抑制,使你听觉感受到的是单纯的小提琴演奏声。这种抑制能力因人而异,经常做听力锻炼的人抑制能力就强,我们把人耳的这种听觉特性称为“聚焦 效应”。多做这方面的锻炼,可以提高人耳听觉对某一频谱的音色、品质、解析力及层次的鉴别能力。
f 迅态响应(transient response) 器材对音乐中突发信号的跟随能力。瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。(典型乐器:钢琴)
b 空间感( spatialness、spaciousness ) ,我在這裡特意寫上這個術語,主要是中外人仕經常以它來代表音場的寬深、空气感的充沛、3D十足……。它只是一個顧名思議的名詞吧了,我們會在音場那裡詳細討論。
c 形态感(figuring),這個術語與空间感一詞的用處類似,只不過是描繪音響器材具備的結像能力、或聚焦能力……它也是一個顧名思議的名詞吧了,我們會在音場那裡詳細討論。
d 定位感(positioning、sptiality),简单讲就是人声或乐器声发生点清楚、确定位准确。通常说,声音发飘即是指定位感不好。在音场中, 靠两侧的乐器定位感通常会比较好,而音场中央的乐器定位感会比较差。这也是环绕声音响效果中加中间声道的原因之一。加中间声道对定位感有所帮助。這個術語 與形态感的用處更加類似,只不過是描繪音響器材具備的結像能力、或聚焦能力……它也是一個顧名思議的名詞吧了,我們會在音場那裡詳細討論
e 层次感(layers of depth) 这是音场中由前往后一排排乐器的发声清晰程度,以及乐器与乐器之间的间隔清楚程度。这程感觉就像木头截面裡的年轮,一圈一圈的排列感覺。
新进的体系,应该可以在听音室前面两声道之间,建立一个 3D式的立体音响空间,这幻觉的“音乐舞台(sound stage”把两柱扬声器前后左右包围着,阔度超过了两柱扬声器的距离、最佳的体验、甚至超越了听音室的阔度。在聆听这些 3D式有立体感的组合时,要是录音质素上乘,我们是可以用听觉触摸到那些分前后左右排列的有立体感的乐器。而且,那些乐器的体型大小均有所交待,这才是接 近 藝術境界(State of the art)的音乐回放。但是,发烧友若对各种乐器缺乏适当常识,就很难在脑海中泛起听音室之前方有个音乐台的幻觉了。
上文已經交代了錄音已經滲入考慮到人耳聆聽認知的立體感覺因素,不再贅述。
f 活生感(liveness)「活生感」实际上也是音场的表现情况之一,“当声波波长的长短接近单元振膜锥的直径(包括直径的倍数值)时,声音传播的方向性就会增强。”
所 谓密度,从物理学角度来说,是质量/体积之比,这里体积就是指音场的大小,在这个音场内,所缊含的信息量越多,声音密度就越大,但是密度并不是越大越好, 因为信息量如果掺进太多劣质(比如失真的、添加的distortional、additional)信息,也会令声音密度加大,但就打破了声音的均衡均 匀,令声音变得畸形、奇怪起来。
——感谢harvey老师提出高见,根据这张图,如果要还原锯齿波,那么此系统的高频响应要相当的好了,否则就无法有那么多细节,只能还原出低次谐波。因此,我觉得“密度”和“贵气”在某种程度上是紧密相关的。
声音在物理学质量定义里虽然不能称它是物质,但它却是一种能量,是在随着时间因素不断改变、可以用耳朵听得到的实际存在的东西。
——对,渗混了噪音的声音,就不能入耳了。
——对,所以我近来极力提倡多加上一对超高音单元,让谐波、泛音回放出来更多。我的聆听室经常有朋友过访,目的就是聆听多了谐波、泛音回放出的声音究竟是怎样的,他们都起意增加超高音单元了。
h 透明感(transparency):這也是形容聲音聽感的術語,表示聲音玲瓏、浮凸、清晰、通透,沒有受到半點紗、霧的遮蓋。最好的透明感、声音是不会刺耳的是最耐听的,每对人耳对于耐听与不耐听的感受程度都不尽相同的。因此对于透明感的好坏也就有不同的标准。
i 临伤感与真实感 State of the art的最终目标,是临场感和真实感。也是判断Hi Fi好坏之最终理论。好的Hi Fi,是能够使听者产生身历其境的实质感觉。它令你浑忘了电子机械媒介的存在,令听觉与音乐之间的距离缩短,甚至消失。因此,State of the Hi Fi,就是没有Hi Fi。
2.2 回放出来声音的感觉之间的对比
动态对比
我在《贵气》文中的4 个对比:细节重量对比,明暗对比,强弱对比,动态对比。就是粗略地的读后总结,记得写五谈《贵气》时,由于聆听室经初步声学处理后,聆听环境静了,回放到 乐曲的声音段时,聆听到细致的声音纤毫毕现——薄薄的轻敲钹声像涟漪般弥漫飘逸,那种境界令人难以忘怀。就是这样,强弱对比的重要观念注意到了;因为音响 最难处理得好的地方就是弱音时有好的动态,动态对比也来了;细节重量对比,明暗对比,也顺理成章的洐生!
录音过程录音的确做了手脚,否则聆听小提琴协奏曲时,独奏者的琴音都被遮盖了。我以为这是软件的事情,关音响硬件甚么事?难道硬件能将「乐器与人声的大小比例」改变?
a 细节重量对比,
b明暗对比,
c 强弱对比,
b 空间感( spatialness、spaciousness ) ,我在這裡特意寫上這個術語,主要是中外人仕經常以它來代表音場的寬深、空气感的充沛、3D十足……。它只是一個顧名思議的名詞吧了,我們會在音場那裡詳細討論。
c 形态感(figuring),這個術語與空间感一詞的用處類似,只不過是描繪音響器材具備的結像能力、或聚焦能力……它也是一個顧名思議的名詞吧了,我們會在音場那裡詳細討論。
d 定位感(positioning、sptiality),简单讲就是人声或乐器声发生点清楚、确定位准确。通常说,声音发飘即是指定位感不好。在音场中, 靠两侧的乐器定位感通常会比较好,而音场中央的乐器定位感会比较差。这也是环绕声音响效果中加中间声道的原因之一。加中间声道对定位感有所帮助。這個術語 與形态感的用處更加類似,只不過是描繪音響器材具備的結像能力、或聚焦能力……它也是一個顧名思議的名詞吧了,我們會在音場那裡詳細討論
e 层次感(layers of depth) 这是音场中由前往后一排排乐器的发声清晰程度,以及乐器与乐器之间的间隔清楚程度。这程感觉就像木头截面裡的年轮,一圈一圈的排列感覺。
新进的体系,应该可以在听音室前面两声道之间,建立一个 3D式的立体音响空间,这幻觉的“音乐舞台(sound stage”把两柱扬声器前后左右包围着,阔度超过了两柱扬声器的距离、最佳的体验、甚至超越了听音室的阔度。在聆听这些 3D式有立体感的组合时,要是录音质素上乘,我们是可以用听觉触摸到那些分前后左右排列的有立体感的乐器。而且,那些乐器的体型大小均有所交待,这才是接 近 藝術境界(State of the art)的音乐回放。但是,发烧友若对各种乐器缺乏适当常识,就很难在脑海中泛起听音室之前方有个音乐台的幻觉了。
上文已經交代了錄音已經滲入考慮到人耳聆聽認知的立體感覺因素,不再贅述。
f 活生感(liveness)「活生感」实际上也是音场的表现情况之一,“当声波波长的长短接近单元振膜锥的直径(包括直径的倍数值)时,声音传播的方向性就会增强。”
所 谓密度,从物理学角度来说,是质量/体积之比,这里体积就是指音场的大小,在这个音场内,所缊含的信息量越多,声音密度就越大,但是密度并不是越大越好, 因为信息量如果掺进太多劣质(比如失真的、添加的distortional、additional)信息,也会令声音密度加大,但就打破了声音的均衡均 匀,令声音变得畸形、奇怪起来。
——感谢harvey老师提出高见,根据这张图,如果要还原锯齿波,那么此系统的高频响应要相当的好了,否则就无法有那么多细节,只能还原出低次谐波。因此,我觉得“密度”和“贵气”在某种程度上是紧密相关的。
声音在物理学质量定义里虽然不能称它是物质,但它却是一种能量,是在随着时间因素不断改变、可以用耳朵听得到的实际存在的东西。
——对,渗混了噪音的声音,就不能入耳了。
——对,所以我近来极力提倡多加上一对超高音单元,让谐波、泛音回放出来更多。我的聆听室经常有朋友过访,目的就是聆听多了谐波、泛音回放出的声音究竟是怎样的,他们都起意增加超高音单元了。
h 透明感(transparency):這也是形容聲音聽感的術語,表示聲音玲瓏、浮凸、清晰、通透,沒有受到半點紗、霧的遮蓋。最好的透明感、声音是不会刺耳的是最耐听的,每对人耳对于耐听与不耐听的感受程度都不尽相同的。因此对于透明感的好坏也就有不同的标准。
i 临伤感与真实感 State of the art的最终目标,是临场感和真实感。也是判断Hi Fi好坏之最终理论。好的Hi Fi,是能够使听者产生身历其境的实质感觉。它令你浑忘了电子机械媒介的存在,令听觉与音乐之间的距离缩短,甚至消失。因此,State of the Hi Fi,就是没有Hi Fi。
b 声音的反射(sound reflection) ,当声音在传播过程中,假如遇到的物体没有吸收的话,它就会发生反射,它的反射定律与光学相同,即入射角(angle of incidence) 相等于反射角(angle of reflection) ,即所谓反射表面的镜影影像(mirror image) 。但是这定律的适用于声音的波长小于与反射表面尺寸范围。声音的反射情况如下图:
d残响(reverberation) 是反射的结果。声波在封闭式空间或半封闭式环境里,会由于反射表面的往复踫撞而破碎。从效果上说,残响是回声的多重性产物(multiplicity of echos) ,它的反复速度(speed of repetition) 对回声群来说是太快了,很难被人耳听觉所分别地认知。因此,人们设立了一个公认的残响周期(official period of reverberation) :一个声音在一个空间里每降低百万份之一它的强度时所需要的时间(亦即是它的强度水平改变-60 dB) 。
h 折射(refraction) 声音是藉助空气媒介传播,它的传播速度与空气密度有关,空气密度有关又与温度有关。因此,温度高时声音的传播速度较快,反之,温度低时声音的传播速度较 慢。由此可知声音以不同的速度中传播,声音繁衍出来的声波波前方向随着改变。这种效应称为折射。由于空气温度变化对聆听音乐的影响很微,往往被忽略而不加 考虑了。这里提供一图以作参考:
b 声音的反射(sound reflection) ,当声音在传播过程中,假如遇到的物体没有吸收的话,它就会发生反射,它的反射定律与光学相同,即入射角(angle of incidence) 相等于反射角(angle of reflection) ,即所谓反射表面的镜影影像(mirror image) 。但是这定律的适用于声音的波长小于与反射表面尺寸范围。声音的反射情况如下图:
i 吸音(absorption),在传播过程中,声音能量的消散或损耗,通过某种材料或撞击一个表面声音的能量转化为热能的现象——音波在材料中的振动与磨 擦,而消耗掉某些频率音波能量的方式,不同材质的物体对于不同频率音波的反射与吸收或阻尼的能力不同。大部份的吸音材料只能吸收中、高频中的某一小范围的 音波。因为撞到物体表面时,发生吸收、反射或能量转化。
a. 多孔性材质:例如海绵、岩棉、石绵等纤维质。多孔性吸音材料,因为材料中含有大量的细孔、细缝或气泡,所以主要利用细孔中的摩擦作用。音能的抵抗损失则与 粒子运动的速度压成比例,空气质点振动最大的部位,是距离壁面1/4、3/4波长之处,在这些地方放置吸音材,效果最大。高频声音的波长较短,于吸音材料 处的粒子速度较大,故较易吸音。当音波的1/4波长与材料厚度相等时,音波便极易被吸收。所以当多孔性吸音材料紧靠刚性墙壁装设时,对于高音的吸音效果远 甚于低频音。若离开壁面一段距离再装设多孔材质,则既不影响高频吸音,对于低频的吸音能力可再提高。
比 如,一把小提琴拉出a'--440Hz的声音,双簧管也吹出a'--440Hz的声音,它们的音高一样,音强也可以一样,但是一听就能分辨出哪个声音是小 提琴,哪个声音是双簧管。其原因是它们各自的高频频段频率泛音成分各不相同。聆听歌曲也是一样,例如由Sahara Brightman演唱一首"Don’t Cry for me Argentina",Madonna也演唱一首" Don’t Cry for me Argentina ",两首歌调一样,响度也一样,配器也一样,我们一听便分辨出来哪个是Sahara唱的,哪个是Madonna唱的,说明两个歌手各自的声音高频频段频率 泛音不相同,高频频段频率成分的幅度不同,两个人的音色个性也不相同。如果这种频频段成分过少,那么音色的个性就减色了,韵味也就失掉了,声音就有些尖 噪,出现沙哑声,有些刺耳的感觉了。因此,高频频段成分不要过量。然而又绝对不能没有,否则声音会失去个性。
笔 者试举的聆听韦伯(Weber)的钢琴作品#65 <邀舞>(Invitation to the Dance),它是一首华丽的回旋曲,非常简单易懂,而且形象化。我聆听的版本是经已由柏辽兹(Berlioz)改编了的管弦乐乐曲。开始时描绘舞场的引 子,朴素的大提琴旋律是男主角,婉转妩媚的木管乐器是女主角,反复地重现模拟男主角与女主角在细语对谈。然后另一个大提琴旋律兴起,表示男主角邀女主角共 舞,木管乐器的女主角回答另一新旋律,表示女主角客气地婉言推却;男主角坚持的再次邀女主角共舞,由于谈话间彼此渐渐熟落,女主角欣然同意共舞。
说起来令人觉得滑稽,记得曾经看书 知道舒曼曾说:「每日必备的课业,你必能成为一位出色的音乐家。」,因此我特意下载回来Bach的十二平均律『平均律钢琴曲集』(well- tempered intonation on the clavier)。从前认为这种乐曲非常枯燥,对它一点兴趣也没有,我最近竟然有兴趣聆听了。怪事!