第一章音頻

第一節聲學基本知識

聲音的本質是由物體振動引起周圍彈性媒質（空氣、水、固體等）發生波動的現象，即聲波。聲波具有波的基本特征：振幅、頻率、波長、相位、諧波成分、包絡，它們共同構成了聲音的三要素。

聲音的三要素為響度、音調和音色。

（1）響度，又稱為音強，由聲音的振幅決定，振幅越大則響度越大。它是聽覺的基礎，單位是分貝（dB）。

（2）音調，又稱為音高，由聲音的頻率（基頻）決定，頻率越高則音調越高。女聲的頻率普遍比男聲的高。

（3）音色，又稱音品，是聲音的特性，由發聲物體本身材料、結構 [聲音波形的諧波頻譜（泛音）和包絡（每個周期波峰間的連線陡緩等特征）] 決定。

當人耳接收到聲波時，耳膜在疏、密交替的聲波推動下產生相應的振動，再經過聽覺的一系列生理過程，人才能感知聲音。

（1）聽閾：人耳能聽見的聲音頻率范圍為20Hz～20KHz。

（2）聽覺的時間特性：要使人耳感受到某個聲音的存在，除了此聲波要具有一定的強度外，還要讓此聲波在人的耳膜上作用一段時間（持續0.1秒以上），對于聲調高、頻率高的聲音時間可以稍短一些。

（3）聽覺的暫留現象：這種暫留現象一般會維持10～20ms。在聲音刺激長時間連續作用之后，聽覺感受性會顯著降低，這一現象稱為聽覺疲勞。長期的聽覺疲勞，由于累加作用無法使聽覺恢復，最終會導致聽力降低或永久性聽力喪失。

（4）雙耳效應和耳殼效應：指人類利用自己雙耳和耳殼的形狀特點來判別聲源方位的能力。

（5）掩蔽效應：兩個聲音同時到達耳朵相混合時，人只能感覺到其中一個聲音的現象叫聲音的掩蔽。

音質：籠統的意思是指聲音的品質。在音響技術中它包含了三方面的內容，即聲音的三要素。如圖1-1所示，目前業界公認的聲音質量標準分為4級：

圖1-1 聲音質量標準分類

一般來說，覆蓋頻率越寬則聲音質量越好。除了頻率范圍外，還有其他方法和指標來進一步描述不同用途的音質標準，如Hi- Fi、THX、DOLBY和IMAX等。

（1）Hi-Fi（High-Fidelity）：也稱為高保真，是評價高質量立體聲放音系統真實重現原有聲源特性的專業術語。許多音像制品上都有此標志。

（2）THX：由奧斯卡音效獎得主喬治盧卡斯所發布，是對器材及環境的一個要求標準。影院等機構得到THX的認證，代表著其音效表現達到了一定的水準。

（3）DOLBY：即杜比，杜比公司是世界音頻工業最著名的公司，先后發明了杜比降噪系統、杜比環繞聲系統等多項技術，對電影音響和家庭音響產生了巨大的影響，因此凡帶有杜比商標的產品基本都代表是高質量的產品。杜比影院現有特制的Dolby Vision+Dolby Atmos（杜比視界+杜比全景聲）版本。

（4）IMAX: IMAX 3D影院音響系統，使用了五個“分立”的音頻通道和亞音頻技術把聲音準確地投射在影院的具體區域，從而創造出更逼真、更具身臨其境感的環境。