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解析力和声音的清晰度到底是怎么回事

很多人认为音乐的三要素除了音色音调和响度之外还应该有解析力这个概念。。。

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其实我的内心是崩溃的。

不过,由于篇幅有限,这篇文章只讨论单体。而且好像华为的人完全不关心声场和声像,所以应该也是单体问题。这篇文章还有些需要补充的内容,以后有时间补充

这个问题的答案,在于人的听觉系统所独有的掩蔽效应。

听觉中的掩蔽效应指人的耳朵只对最明显的声音反应敏感,而对于不明显的声音,反应则较不为敏感。一个声音的闻阈值由于另一个声音的出现而提高的效应。 前者称为掩蔽音(masking tone),后者称为被掩蔽声(masked tone)。对于两个纯音来说,最明显的掩蔽效应出现在掩蔽声频率附近,低频纯音能有效地掩蔽高频纯音,而高频纯音对低频纯音的掩蔽效应小。

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而人耳听觉的掩蔽效应,主要分为频域掩蔽和时域掩蔽。

  1. 我先说频域掩蔽。频域掩蔽主要分为两类,一类是频响曲线不标准所导致的频响掩蔽,一类是谐波失真所导致的谐波掩蔽。

首先解释一下很多人不太了解的谐波掩蔽效应。

其实也并不是很复杂,由于扬声器单元和耳机单元本身的问题,总会出现谐波失真这种现象,当谐波失真的强度,尤其是高阶谐波失真的强度较大时,就会掩蔽掉音乐本身的一些细节,或者声音变得模糊。比较典型的例子就是音箱的低频谐波失真较大时,低音听上去就“不清晰”。而对于其他频段有时候就会出现细节丢失的情况。因为某些乐器所在频段引起的谐波失真会把处于这个乐器的倍频的一些强度较低的乐器或者泛音干扰或者掩蔽。导致细节丢失。但这种情况比较少见。

频响掩蔽这个就很好理解了。如果单元的频响曲线不标准,那么就会存在某一频段相比于另一频段能量更突出的情况,导致能量突出的频段把能量不足的频段掩蔽或者部分掩蔽。进而导致声音听起来不清晰或者解析力不够。这个现象不论是对于音箱还是耳机都是一样的。音箱的标准曲线应该是消声室内平直的。耳机的标准曲线应该是什么样子我也写过很多文章了,不再赘述。至于扬声器的指向性所带来的细节丢失,之前也讲过很多遍了,也不再重复。

还有一些细节丢失其实和播放器、放大器的信噪比有关,和音箱耳机本身关系不大(和灵敏度有关但是其实问题根源是音源和放大器)。

2. 时域掩蔽

其实这个东西研究的人也很多啦,简单来说就是在时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象,并且称为时域掩蔽。时域掩蔽又分为超前掩蔽(pre-masking)和滞后掩蔽(post-masking),产生时域掩蔽的主要原因是人的大脑处理信息需要花费一定的时间。

而对于单体单元本身,其实比较直观可以认识到这一点的主要还是瀑布图。也可以近似理解,瀑布图可以反映在还原瞬态响应的能力,或者还原连续变化的音乐信号的能力。不同的乐器有着不同的发声原理,但通常可以分为起振、稳态和衰减三个过程。如果某一个乐器的已经发出声音,但由于单元在时域上的特性不好导致下一个乐器已经处于起振状态时,前一个乐器的衰减还没有完成,就有可能出现前一个乐器掩蔽下一个乐器的部分细节。不过实际中,这种影响通常只出现于低频,而中高频人们听到的是频响曲线的高Q值而非时域振铃。并且实际中这种低频现象并不是经常发生。

所以我个人认为,单体单元的所谓“清晰度”和“解析力”很大程度上是不需要主观评价的。再强调一下,单体和系统的评价又是不同的,不能随意类比。


最后感慨一下。有很多人想通过几个简单的客观数据指标完全量化人对声音的主观感受。可我看到的很多评价算法和自动化调音算法,不过是为了做而做。这也许对于耳机这种某种意义上比较简单的声学系统而言现阶段已经有不小的成就。但是对于一些复杂的音箱系统而言就没有这么简单了。深层次的根源问题则是一些做算法的人根本不知道什么样的声音才是标准的,或者从来没有接触过乐器的研发甚至从来没听过真实的乐器和现场音乐表演。如果连什么是标准都不知道,做再多都是无用功。。。

而关于人的主观感受和客观参数之间对应关系的研究,有一个专门的学科叫做心理声学。很遗憾,国内在这一方面的基础研究很少。而在心理声学中走在前列的,是Sean Olive博士所带领的团队。基本上,国内还在争论和探索的很多内容,其实美国人早已做过并有科学合理的解释。


更形象的视频讲解:

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编辑于 04-02

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