自动保存学习.pptx

《自动保存学习.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动保存学习.pptx（61页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、在传播过程中不受反射而向前行进的声波,称为行波.在某一时刻,空间行波相位相同各点的轨迹曲面称为波阵面,也称为波前.波阵面为平面的声波称为平面声波.尺寸比波长小的声源所发出的声波是以球面扩展的,波阵面为球面,这种声波称为球面声波.这种声源称为点声源.现实中的声源,即使具有一定的尺寸,但在距离与声源尺寸相比充分远时,也可将它看作点声源,在这样距离里处得到球面声波.当距离远到一定程度时,波阵面即与平面声波的波阵面相接近,可看做平面声波.声能从声源沿波阵面的法线方向传播的路径称为声线,在各向同性的媒质中,声线是代表声波的传播方向.例如球面声波的声线就是球面的半径线.第1页/共61页声波的瞬时状态可用声

2、压、媒质质点振速和媒质密度中的任何一个来描述.(1)声压:有声波存在时,在静态大气压强上叠加的变化分量称为声压.(2)质点振速:有声波存在时,媒质质点的振动速度.单位为m/s.(3)媒质密度:单位体积内的媒质质量称为媒质密度.有声波存在时,媒质密度要产生稠密稀疏的变化.单位为kg/m3.第2页/共61页一、声波的反射声波在前进过程中如果遇到尺寸甚大于声波波长的坚硬界面,会产生反射.声波从界面反射的角度与声波入射到界面的角度相等,即反射角等于入射角.反射的声波如同从界面后面与声源相对应位置处发射出来的一样,即如同在该位置处有一声源,称为虚声源,也称为镜像声源,它与界面的距离等于声源与界面的距离,

3、如图1-1所示.第3页/共61页第4页/共61页当声源在一个凹界面前,声波会产生聚焦,如图1-2所示.对于播音室来说,为了良好扩散,应避免凹界面.当声源在一个凸界面前,声波会产生扩散,如图1-3所示.播音室中经常采用凸面结构,以增加声波的扩散,使声场中声能密度均匀.第5页/共61页第6页/共61页二、声波的干涉由几个声源产生的声波,同时在同一媒质中传播时,如果几个声波在某点相遇,在相遇处媒质质点的振动将是各个声波所引起的分位移和矢量和,就是声波的叠加原理.也就是说,每个声波都独立地保持自己原有的特性(如频率、波长、振动方向等).因而,几种乐器同时演奏或几个人同时说话时,我们也能分辨出各种乐器和

4、各个人的声音.两个声波传到媒质中的一点时,如果两声波在该点产生的振动是同相的,则这点的振动会加强;如果两声波在该点产生的振动是反相的,则该点的振动就会相互减弱或抵消.第7页/共61页当两个频率相同,振动方向相同,相位相同或相位差恒定的声源所发出的声波叠加时,会使某些点的振动加强,某些点的振动减弱,甚至被抵消而不振动,这种现象称为声波的干涉现象.产生干涉的声波称为相干声波,相应的声源称为相干声源.当一个声源处于两个具有很小吸声性能的平行界面之间时,垂直入射的声波与反射声波会产生干涉现象,干涉的结果在空间形成振幅分布恒定不变的振动,这种情况称为驻波.两个频率相近,强度相差不多的声波相遇时,由于两者

5、间的相位差时刻在变化而使叠加后的声波振幅做周期变化,合成的声波会在时间上有强弱的变化,这种现象称为拍.振幅变化的频率等于原来两个频率之差,称为拍频.第8页/共61页三、声波的衍射和绕射由于媒质中的障碍物或其他不连续性而引起声波波阵面畸变的现象称为衍射(或绕射).如图1-4所示,当声波在传播过程中遇到有小孔的大障碍物时,如果小孔宽度大于声波波长,声波将从小孔穿过向前传播;如果小孔宽度小于声波波长,则在障碍物的另一侧的声波有如一个以小孔为中心的新的声源发射的声波.当声波的波长远大于障碍物尺寸时,声波可绕过障碍物向前前进;当声波的波长远小于障碍物尺寸时,声波会被反射一部分,并在障碍物后面形成一无声区

6、.第9页/共61页第10页/共61页四、声强声波的强度可以用声压幅度表示.如果声源是一个点声源,在距声波不太远的范围内,声波的波前为球面,声压幅度将与距离平方成反比.如果声源很大,或离开声源很远,则声波波前为平面,声压幅度就不随距离远近而变化,而是保持一个恒定大小.在实际中,由于空气对声波的吸收,声波的能量会逐步损失,直至使声压幅度为零.声波的强度用声强(1)表示,单位为W/m2(瓦/米2).与声波传播方向垂直的单位面积上单位时间内通过的声能称为声强.即通过与声波传播方向垂直的单位面积上的声功率.第11页/共61页第二节 人耳的听觉特性一、人耳的听觉器官图1-5为人耳的剖面图.它分为外耳、中耳

7、和内耳三个部分.第12页/共61页第13页/共61页1.外耳由耳廓(耳壳)和外耳道组成.耳廓起收集和向外耳道反射声音的作用,外耳道将声音传送给中耳.外耳道的自然谐振频率约为3400Hz,由于外耳道的共鸣,以及人头对声音产生的反射和衍射,使得人耳对24Hz的声音感觉约可提高1520dB.2.中耳由鼓膜和三块听小骨组成.鼓膜是一个漏斗状的薄膜,声波激励鼓膜振动,并将振动传给三块听小骨.听小骨具有一些非线性,使人们对一个频率的声音能产生出它的谐音的感觉.第14页/共61页3.内耳由三个半规管和耳蜗组成.耳蜗呈螺旋形,状似蜗牛,是一骨质腔体,内部充满淋巴液.耳蜗沿其长度被基底膜分为两部分,分别称为前庭

8、阶和鼓阶.在基底膜上分布有大量毛细胞,每根毛细胞上都连有末梢神经.人耳听音的详细过程如下:声音经过耳廓和外耳道到达鼓膜,使鼓膜产生相应的振动.鼓膜的振动经类似杠杆系统的三个听小骨放大后,传到耳蜗的卵形窗,并传递给耳蜗内的淋巴液.耳蜗通过大约4000根神经末梢与大脑相连.第15页/共61页耳蜗是一选频器官.高频声音激励靠近卵形窗的神经末梢;中频声音激励中部的神经末梢;末端的神经末梢则被低频的声音激励深夜。当耳蜗的某个范围被相应频率的声音激励时,这个部位的毛细胞就会使相连的神经末梢发出电脉冲,并将电脉冲传递给大脑.每单位时间的脉冲数取决于声音的强度.声音越强,毛细胞受到的激励越强烈,单位时间内传给

9、大脑的脉冲数就越多.因此,耳蜗是个很好的声音分析仪,它能从一个复合的声音中分辨出各个频率成分.用人耳辨别声音的音调,只需听到振动的几个周期就能分辨得一清二楚.在听觉范围内人耳能认定和区分大约1500种不同的音调.第16页/共61页二、人耳对声音的感受人耳对声音的感受,只能在一定的范围的频率及声压级下进行,在这个范围外的声音人耳是感觉不到的.人耳能感受的声音频率范围因人而异,也随听音人的年龄而不同.人耳的可听频率范围为20Hz-20KHz,这个范围外的声音,无论声压级多高,人耳都听不到.高于20KHz的称为超声;低于20Hz的称为次声.年轻人可以听到高频上限的声音,超过20岁后,可听到的频率上限

10、会逐渐下降.一般听觉的人，若其可听范围为50-10000Hz，上，下限可辨频率之间的声级差约为26dB；听觉敏感的专业人员，若可听范围为20-15000Hz，其间的差值达52dB左右。这是对纯音而言的一个因素，作为确定影响语音音色总带宽的标准，还要考虑人耳的其他特性。如听觉掩蔽效应等，及各频段对语音音色的影响及电声系统的特征等因素。第17页/共61页电影演员个人语音的总频带宽宽度（多人平均谱：远场，普通声级）男声约为：150-7000Hz，女声约为：180-10000Hz。电声学中的电话通信中，把语言声学的频带上限定为3400Hz，为了节约频带。低于此时，分辨男女老幼，分辨语气情绪，熟人生人都

11、将受到影响。汉语语音的能量几乎集中在250-600Hz这一频带范围内，通过调音台进行频率补偿是最常用的音色加工处理手段。高低 通滤波器；延时混响建立空间感（延时与直达混合增加响度；早期反射声-判断大小，可以体现墙壁状况-环境；混响其长产生染色，返回通道中适度频率补偿削弱；直达与混响比率可以判断声源距离；长混响时主观感与绝对时间是相对的，安静时合适，噪音大环境中就不足了。第18页/共61页声音是一种物理现象,人耳听到声音后对声音的感受却是一种心理现象,首先应弄清楚人耳的主观感受与声音的物理量之间的关系.通常将人耳对声音的三种主观感受,即响度、音调和音色称为声音三要素.响度主要与声音的振动幅度有关

12、;音调主要与声音的振动频率有关;音色主要与声音的振动频谱有关.第19页/共61页响度人耳对声音强弱的感觉称为响度.人耳对声音响度的感觉与声压级和频率有关,将人耳在听到不同频率纯音(正弦波)时,对所有具有相同音量感的声压用一条曲线表示后得到的曲线族,称为等响曲线.如图1-6所示.图中每条曲线上所代表的与声压级、频响相对应的声音,人耳听来都是同样响的,也可以理解为对于不同频率的声音,人耳听到同样响度时所需的声压级不同.例如,以1KHz、60dBSPL的声音为基准,人耳听到与它等响的100Hz声音所需的声压级68dBSPL,对20Hz声音需100dBSPL,对4KHz声音则需51dBSPL.将1KH

13、z 声音以dB表示的声压级定义为响度级,单位为phon(方).第20页/共61页第21页/共61页0phon以下的声音,人耳是听不见的,所以0phon曲线可称为听阀;120phon以上的声音会使人耳感到疼痛,所以120phon曲线可称为痛阀.分析等响曲线可得出以下结论:(1)人耳对不同频率声音的灵敏度不同,对中频段最为敏感,对高、低频段的敏感度下降.(2)从听阀曲线可看出,4KHz左右是曲线的最低点,即人耳听到4KHz左右声音所需的声压级最小,因而对4KHz左右声音最为敏感.这是由于外耳道共鸣引起的.第22页/共61页(3)声压级越高,人耳听觉频响越趋平直;声压级越低,人耳听觉频响越不好,高低

14、频都会有所损失.(4)对100Hz以下的低频声,人耳的灵敏度会急剧下降.对20Hz声音的听阈为70dBSPL,因此为了进行有适当低音的调音,监听扬声器的声压级至少应为70dBSPL.通常监听扬声器的声压级取为70-90dBSPL.当监听音量减小时,高频、低频声会有所损失,因而改变监听扬声器的声压级会使不同频段的音量平衡发生变化.(5)曲线族之间的间隔1KHz附近几乎是均等的,说明人耳对1KHz附近的频率,声压变化的dBSPL值与听觉上的音量感的变化是比较一致的.因此,选定1KHz声音作为各种声音的声压级基准.第23页/共61页根据上述分析可知,当改变重放音量时,各个频率的声音的响度级也将改变,

15、所以人们会感到声音的音色有变化.即使是一个高级的放音装置,在低声级放音时,会感到放音频带变窄,声音单薄;相反,即使是一个低级的放音装置,在提高放音量时,也会感到放音频带展宽,声音较丰满.为了减小等响曲线的影响,可以在前置放大器部分安装响度控制器,使在低声级放音时,能根据等响曲线自动地将低声级频段声音的声级进行反校正,将它们相应提高.第24页/共61页音调人耳对声音高低的感觉称为音调.音调主要与声音的基音频率有关,但不成正比,是一种对数关系.第25页/共61页第26页/共61页影响音调的因素还有声压级和持续时间听觉有心理因素和生理因素,音量变化对音调感觉有影响,低频声减小音量,会感到音调升高;增

16、大音量时,会感到音调变低.高频声正相反,减小音量时会感到音调变低;增大音量时,会感到音调变高.因此在小音量时必须将低频声的音调调低一些,而将高频声的音调调高一些,才能等到应有的音调.第27页/共61页3.音色音色是听觉上区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉,也称为音品.由频谱结构决定,即由声音的基频和谐波的数目以及它们之间的相互关系来决定.声音的频谱结构用频谱图来表示,以频率的对数坐标作为横坐标,以声压级作为纵坐标,将基频和斜波按幅度大小以相应高度的纵线表示在相应频率坐标上.第28页/共61页第29页/共61页音色还与发声体振动的起振,稳定和衰减的时间过程有关.时间过程可简称为时程,或称

17、为时间轴上的包络形状.起振阶段只在激发弦或空气柱使振动开始的瞬间,振幅还不大还不稳定.例如铜管乐器激发的时间40ms,强激发时最长为80ms,但在弱激发时最长可达180ms.稳定阶段是振幅增至最大,并保持恒定不变的阶段.例如弦乐中的提琴和二胡,管乐的长笛和小号,而板鼓和梆子等打击乐则没有.衰减阶段是振幅开始减小至完全停止的阶段.例如扬琴可达1-2秒,一般乐器高音短低音长.第30页/共61页第31页/共61页风琴起振缓慢,短时间内保持一定的稳态声级,较缓的衰减.钢琴起振较快,然后逐步衰减.4.声音质量的客观指标：生源，声速，声波，波长，频率，声压/级，声强/级，直达声，反射声，混响/时间，响度，

18、语言清晰度，语言可懂度，双耳效应，掩蔽效应其中，许多概念是可以经过计算测量得到数值，称之为“指标”，具有客观性。第32页/共61页三、人耳的几个效应遮蔽效应由于第一个声音的存在而使第二个声音提高听阈的现象,称为掩蔽效应.因此,一个声音能被听到的条件是这个声音的声压级不仅要超过听者的听阈,而且要超过它所在背景环境中的掩蔽阈.第33页/共61页第34页/共61页第35页/共61页鸡尾酒会效应人们具有从许多声音中选择听到自己要听的声音的能力.在许多人相聚的鸡尾酒会中,可以对特定人的讲话听的最清楚,这种效应成为鸡尾酒会效应.但传声器拾音时,不具备人的这种心理选择,而只能客观的拾取由其指向性,灵敏度,拾

19、音方式等限定的声音.因此实际录音时,不应被声源的内容所吸引,而应注意客观存在的物理声音.第36页/共61页观众能从丰富的合唱和声中听出不同声部的进行，指挥家和作曲家能听清楚很复杂的和弦并说出其中各音之间的音程关系。人的眼睛在感觉方面，不及耳朵。就人眼的视觉反应而 言，应同时用三个要素来判断：色调，饱和度，亮度。色调决定于物体反射光的波长，是物体颜色“质”的特征。视觉中不同波长的光所引起的不同色调感觉，还可以用红，绿，蓝三原色以不同的比例调配而得。例如红+绿可以得到黄。但是人眼看到一张黄纸时，视觉上却不能够分解出红与绿这两种色觉来。但是，人耳在拾取声音，比较声音时，在感知绝对值方面，能力是很差的

20、。五音齐全的普通人可以分辨出Do,Re,Mi,Fa,So,La,Si及之间的两个半音，却不能听出一个声音的频率值来，只能依靠频率计来测量。第37页/共61页双耳效应用两只耳朵听声与用一只耳朵听声,在效果方面有许多不同,这种不同称为双耳效应.双耳可听到比单耳时低3dB的声音,对噪音而言不成立.双耳效应最明显的是对声音的定位,由于到达两耳的声音存在声级差,时间差和相位差,人耳对高频声方位的判断主要靠声级差,人耳对低频声方位的判断主要靠时间差.第38页/共61页第39页/共61页 4.主观音 当声音变强时,人耳会感到原来声音中没有的频率,这是由于人耳传声机构具有非线性失真,形成高次谐波,由人耳主观产

21、生,称为主观音.第40页/共61页第41页/共61页声音的空间效果哈斯效应哈斯（Haas）通过实验表明：两个同声源的声波若到达听音者的时间差t在535ms以内，人无法区分两个声源，给人以方位听感的只是前导声（超前的声源），滞后声好似并不存在；若延迟时间t在3550ms时，人耳开始感知滞后声源的存在，但听感做辨别的方位仍是前导声源；若时间差t50ms时，人耳便能分辨出前导声与滞后声源的方位，即通常能听到清晰的回声。哈斯对双声源的不同延时给人耳听感反映的这一描述，称为哈斯效应。这种效应有助于建立立体声的听音环境。第42页/共61页哈斯效应的应用 在一般剧场扩声设计中，为了提高声场的均匀度和利用扬声

22、器的方向性来提高系统的传声增益，通常将主扬声器设置在舞台台口上方，此时观众席的前排观众就会感觉到声音是从舞台台口的顶部传来的，造成声像的不统一。为了解决这个问题，有时会在舞台两侧较低的位置，甚至在乐池栏板上布置一些辅助扬声器，这些扬声器距离前排观众很近，其声音比顶部扬声器先到达前排观众，根据哈斯效应原理，可以校正扩声系统的声像问题。第43页/共61页第44页/共61页直达声是由声源直接达到听声点的声音;早期反射声是指第一、二次反射声;混响声是指多次反射形成的声音;初始延时是指直接声与早期反射声的时间间隔;混响延时是指早期反射声与混响声的时间间隔;混响时间是指声源停止发声后,室内声能密度衰减60

23、dB所需的时间.第45页/共61页1直达声是受空间环境声学条件影响最少的声信号声源的瞬态特性决定了直达声的瞬态特性，对音质有着重要的影响是判断声源位置和宽度的重要依据2前期反射声（1）室内的前期反射强度随时间逐渐减弱：体积足够大，具有强反射面时可能出现振幅较大且延时时间较长的强反射声，从而产生回声；体型规则，存在强反射的平行面或凹形曲面的情况下，可能出现连续反射的强反射声，引起颤动回声或声聚焦等现象。第46页/共61页这些现象往往可以造成一种神秘而肃穆的感觉，教堂等一类建筑中的声现象就是典型实例。（2）反射声的方向/频率特性通常与直达声不同早期反射声在听感中的作用是十分重要的，成为音质加工处理

24、的重要手段延时器及其应用：反射声与直达声相比较判断出空间的大小，根据“先入为主”效应，反射声对于提高直达声的响度起着十分重要的作用，“加倍”效果：利用延时器可以将一个声源的声迹制造出多声源的总体效果。利用延时可以制作假立体声心里声学中的劳氏效应第47页/共61页数字延时器反馈或称为再生或回声的效果.换言之,就是将已延时的信号与未进行延时的信号加以混合后激励延时器,这样便产生了回声.如果将反馈量提高得很大,那么在信号的某些频率上就会产生自激,使得整个电路产生振荡.如果在立体声状态下采用延时,可以将其中的一路反馈信号相反180度,这样可以产生声像摇曳的感觉.第48页/共61页第49页/共61页3混

25、响声：是继前次反射声之后的一系列密集而不可辨认的反射声的总体。混响声对听感有几个方面的影响：1提高了提高感的响度2给人以温暖感3影响听感中的清晰度，融合度及层次感4提高了声音的丰满度5给空间环境感以重要影响，对判断声源的距离有很重要的作用6除此外，还可能使音色发生一些变化（如适当提高低频混响，可以增加音乐的丰满度和温暖感，而适当减小低频混响，并提高高频混响，则对语言的清晰度有利）第50页/共61页在主观上想获得所要求的混响感受，处理混响时间外，还要考虑环境的背景噪声水平。噪声高时要加大混响值。混响在音质感受中是十分重要的，保证声音的真实性与自然性活物感。自然混响是最高质量的混响对于作品中的声音

26、制作而言，利用人工混响创造特殊的声音效果（例如进行声音的夸张，变形等处理）是十分常见的。第51页/共61页声音的空间透视效果：不依赖视觉的情况下，听觉所具有的对生源所处空间位置的判断结果。主要包括：声音的方位感和声音的运动感前者对声源的水平方向，深度（距离）和高度进行定位，后者是通过由于声音强度和频率的改变所产生的一种心理效应，主要是“多普勒效应”广播电影电视的空间透视效果：特殊要求声音高度感的一类电影，如穹幕电影，巨幕电影，声音的空间定位一般集中与水平方向定位（方向感）和深度定位（距离感）两个要素1听觉系统对水平方向的鉴别能力最强，可识别程度达32对声源间的距离判断，可识别程度也在100米数

27、量级3人耳对高度的判断程度最差，在偏角达10-15度才可识别第52页/共61页（声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化。当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高。音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”。例如火车的汽笛声，当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有：警车的警报声和赛车的发动机声。具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应在单色的情况下，我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振

28、动的频率，（即在1秒钟内电磁场所交替为变化的次数）在可见区域，这种频率越低，就越趋向于红色，频率越高的，就趋向于蓝色紫色装有多普勒测速仪的监视器：交通警向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。彩色多普勒超声：B超第53页/共61页在影视节目中，扬声器是唯一可用的声源。立体声技术所依据的是“双声源定位原理”实质是哈斯效应的一种心理效应，与实际声源的方向判断的完全不同的声音的空间定为另一个重要因素是深度定位。在室内，深度定位可借助于直达声，反射声及混响声之间的相互关系等信息作出判断。在不熟悉的房间里，用扬声器重放声音，只能确定两个声源之

29、间的距离差别。立体声电影或电视中，距离感在空间定位中要比水平方向感具有更加重要的实用价值。声像距离感的制作技术不仅可以还原纪实手法，同时扩大了画外空间，通过声源距离感的变化，也可以用于表情达意，创作各种特殊的声源效果。第54页/共61页声音的环境效果：是指通过不同的声音，使人对所处环境产生感知，进而获得一定的艺术效果。在影片中，利用声音的无限连续性暗示画外空间环境，扩展了银幕空间从环境效果上讲，利用具有特色的是声音，如：民歌，方言，民族音乐等，反应地域特征，展现人文环境，进而营造气氛，渲染情绪。用语建立环境感的声音可以称之为物理上的“背景噪声”不过这种噪声是具有特定艺术效果的有用声电影声音中的

30、“音响”运用银幕内外声源及其空间位置，即可再现叙事时空，也可形成一种声音意境，表达某种情感。再现与表现的交替使用逐为常见，更有利于一般观众审美经验的形成及提高第55页/共61页形成环境效果的环境声可以包括语言，音乐或是音响。影片中往往是与其他声音同时出现，适当注意声掩蔽规律，创作出具有强烈感染力的环境效果。必须树立声音的空间环境意识：（非实时的艺术欣赏本质上决定了它是一种与科学技术紧密联系的艺术，是一种创作的艺术）画外音交代叙事情节；时空转换；情绪色彩；场面调度 第56页/共61页控制声音空间环境效果的基本方法：1录音场所2拾音技术3音质加工处理4三者互融第57页/共61页录音室声场1 传统录音室：混响时间一定的自然混响对白或音乐录音室，可调混响时间的对白或音乐录音室。适用于单传声器单通路，主-辅传声器双通路拾音，一次合成的录音制作工艺。2寂静型音乐录音室（强吸声型音乐录音室）：完全直达声“干”，利用隔声屏风和分隔小室第58页/共61页3 活跃端寂静端型音乐录音室（又称LEDE型音乐录音室）：一端全吸收，一端全反射来实现封闭空间中不同区域的声场条件逐渐变化，建筑上采用隔断来实现适用于多传声器多通路拾音，一次合成或后期加工的录音工艺。4混合录音室混响时间一定的（通常很短）录音室第59页/共61页第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页