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声音的斗争：音色-心理声学与主观性

在由于业余爱好和（或）专业职责而面临评估音频设备质量的人们中，可以将其分为两类。那些倾向于根据客观标准（将数据与公认的标准进行比较）来判断音质的人，以及那些认为音质应该更多地由耳朵来确定并且认为客观指标的价值被夸大的人。


大量有关声音质量和功能的文章，以及这些文章在GT上的评论和争议，证明了用户对该主题的真正兴趣。我怀疑本文是否会停止对一种观点和第二种观点的拥护者的争论，但也许，它将在质量评估问题的“漆黑漆黑”中揭示一线曙光。

由于事实上已经有很多关于评估放大器，声学的经典标准的文章，例如Oleg Shulgin 最近发表的一篇文章（我强烈推荐），在本文中，我将让读者着重于客观测量声音的音色特征的可能性。

音色问题


通常，主观主义的拥护者基于以下陈述来做出判断的“正确性”：“在声音上，无法测量所有事物，因此有必要仅凭耳朵来评估它，仅此而已。客观的数据让我听不到任何东西。”在大多数情况下，绊脚石是评估设备声音的音色特征的问题。


通常，这样的人写道，对于硬件评估而言，音色图像非常困难，不能反映声音本质所指的真实图像。如果您问他们如何描述这些功能，他们会立即回答声音应该是“柔和”（“硬”，“蓬松”），通风（“不肥皂”，“密集”，“排出”） ，“干”，“湿”等。

乍看之下，很难反驳或确认他们的陈述，因为描述性的术语工具和评估都是主观的，但是，这并非完全正确。问题是，这么多“排他性的主观”特征，描述性术语和其他效果具有完全可以解释的，可测量的原因，并且详细研究了影响音色的大多数因素。

心理声学中的音色研究


心理声学的主要任务之一，是物理和心理知识的相邻分支，是寻找客观物理特征与其主观评估之间的对应关系。音色特征也不例外，尽管任务很复杂，但对其进行了很好的研究。

研究员伊琳娜·阿尔杜希纳（Irina Aldoshina）在音色上说：“有了这个术语的定义，就出现了与术语“生命”的定义可比的困难：每个人都明白这是什么，但是几个世纪以来，科学一直在为科学定义而苦苦挣扎。”

音质作为一种声学现象的研究已经进行了200年。已经发现形成音色的因素，并且这些因素中的每一个都有明显的可测量特征。Helmholtz（1877），Fletcher（1938），Liklide（1951），Plom（1976），Noutsm（1989），Rossing（1990），Hand（1995）等科学家为鉴定客观音色指标做出了贡献。
根据美国ANSI-60标准，音色定义为：

“听觉的一种属性，它允许听众判断具有相同音高和音量的两种声音互不相同。”

大多数研究人员通过音色了解“音质”和“音色”。这是要描述主观方法的拥护者使用的音色，例如：干燥，声音，柔和，尖锐，明亮和温暖，寒冷，美丽，乍看之下并不能反映客观参数。


赫尔姆霍兹（Helmholtz）在其时代的定义中给出了音色的以下特征：

“音调（音色）在音乐品质上的差异仅取决于部分音调（泛音）的存在和强度，而不取决于这些部分音调进入合成的相位差”

在进行实验时，这位科学家还做了几项观察，这些结果已被现代研究完全证实。例如，在亥姆霍兹的作品中，第一次有关于音色感知依赖于声音开始时部分音的“进入”速度和声音结束时“死亡”的依赖性的信息。同样，正是声学的开创者将音色的感知（识别单个乐器的音调）与某些噪声和不规则性联系在一起。


H. Fletcher

在1938年，Fletcher证明了音色取决于泛音的结构，并且可以根据音量和音高变化很大。1976年，Plomp通过实验证实，人的听力不会遭受“相位性耳聋”的困扰，因此，音色的感知取决于振幅谱的频谱包络的​​形状和相位谱。在1990年，罗辛补充说，音色取决于声音的时间包络及其持续时间。从音色研究的历史可以看出，科学家已经完全证明了物理测量音色着色参数的可能性。


根据研究，决定声音音质的主要物理因素是：

  • 发作期间泛音幅度的对齐；
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作为后续相关研究的基础，创建了音色的主观描述的标准化表格，其中大多数都包含在标准AES-20-96-“扬声器的主观评估建议”中。正是从这里，一些营销人员为投机活动定义了定义。




在研究过程中，科学家揭示了每种描述与确切物理参数的严格对应关系。

由于形成音色的因素的综合影响，因此没有通用的度量单位。这并不意味着不可能进行客观的测量和获得准确的数据。目前，斯坦福大学，哈佛实验室，IRKAM和伯克利大学正在努力创建主观描述性术语与影响音色形成的因素的客观特征之间的精确对应关系。


研究洛杉矶 库兹涅佐娃（Kuznetsova）创作了参考书“乐器声学”（该研究的结论对音频设备完全有效），给出了该音色的几个特征的结果。由于科学家的工作，人们知道振幅谱的包络是这些特性的主要参数。库兹涅佐夫的结论可以简述如下：

  • 在200 ... 700 Hz的范围内，平滑的包络线上升（某些泛音的幅度增加）使您获得多汁，深浅的阴影；
  • 2.5 ... 3 kHz范围内的上升使音色“飞行”，“声响”；
  • 3 ... 4.5 kHz范围内的上升会产生音色“清晰度”，“穿透力”等。

评估声学系统声音的音质特征的进一步实验使得在主观改变音色的频率响应的峰峰值之间建立更准确的相关性对应成为可能。


总结


从以上内容可以得出一个简单的结论：在物理和心理声学中，有音色的确切定义，任何“空气”，“干燥”或臭名昭著的“暖管”声音都是由特定的物理参数确定的，而这些物理参数与某些发烧友的形而上学表现无关。直到对营销神话的最后一击之前，它并不长，因为例如，根据对音色性质的研究，标准AES-20-96-“对说话者进行主观评估的建议”就不再有意义。汉德（Hande）1995年的研究“关于频谱包络形状的变化及其时间变化的特征对音色的影响”可以被视为一个参考点，在此之后，任何关于声音的“通透性”，“开放性”或“透明性”的本质的理解都是荒谬的。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399953/

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