《广播电视概论》中的声音到底是什么意思？

(1)声学历史

森林里一棵树倒了，一声巨响，但是这片原始森林里没有人，所以听不到声音。这是声音吗？声音肯定是发出来的，因为树干和树枝接触地面的时候，都会产生一些声音，但是没有人听到，但是这个声音对于人类或者其他动物来说是不一样的，所以这就是声学所说的心理学。

我在这里说的声学原理，主要是为了让一个调音师能够了解声学的方方面面，而不是进行声学研究或者声学方面的硕士、博士论文，所以我在这本书里说的声学理论，其实是可以让现场操作声学的人使用的。

1915年，一个叫E.S. Pridham的美国人把一个电话听筒放在一个能播放录音的喇叭上，当这个声音能被一群在旧金山庆祝圣诞节的人听到时，电声就诞生了。第一次世界大战结束后，在美国哈丁总统的就职典礼上，美国贝尔公司将手机听筒连接到当时电唱机的喇叭上，能够将声音传送给观看总统就职典礼的一大群人。因此，开发了许多专业的声音研究和扩声项目。音频研究人员不仅试图改进音频设备，还做了各种实验来了解人类对听觉的反应。但是最高级的音响研究者都知道，声学是要作为一个整体来研究的，要了解音响设备的每一个环节，以及人对听觉的生理反应。他们在过去的几年里做出了巨大的贡献。早在1877，英国的LordRaleigh就已经做了声学方面的研究。他曾说:“一切与声学有关的问题，无论是直接的还是间接的，都必须由我们的耳朵来决定，因为耳朵是我们的听觉器官，耳朵的决定应该被视为最终的，不需要接受申诉。但这并不意味着所有的声学研究都是单靠耳朵进行的。当我们发现声音的基础是一种物理现象时，检测到这种声音境界，我们就会转向另一个领域，那就是物理学。重要的速率可以来自研究，我们的听觉感应必须接受这些速率。”从上面一段我们可以看出，即使在没有电声声学的时候，老一辈的科学家也认为这是物理学的一个领域。

英国著名科学家卡尔文勋爵经常说:“当你衡量你所说的，并且能用数字表达的时候，你就已经对它有所了解了。但如果你不能用数字来表达，那么你的知识仍然是粗糙和不完整的；对任何事物来说，这可能是知识的起源，但你的心智还没有达到科学的境界。”加尔文勋爵(1824-1907)是19世纪最杰出的科学家之一。为了纪念这位伟人，后世科学家将绝对温度-273.438+06摄氏度命名为0度卡尔文。

唐&卡洛琳·戴维斯是《音响系统工程》一书的作者。这本书被称为声音的圣经，几乎是每个在国外研究声音的人的必读书。我引用他书中的这段话:“数学和物理知识是实质性理解声音工程的必要条件。对这两种科学了解得越深，就越能跨越从感官得到的观念，用科学来引证事实。著名听力学家詹姆斯·莫亚曾经说过:‘在声学中，任何表面上看起来显而易见的东西，通常都是错误的’。”

我在上面引用了几位科学家和听力学家的告诫，主要是因为大部分做音响的人当然对声学和音乐感兴趣，但他们认为仅凭听觉就能辨别声学的好坏，却不明白这是一门专业的工程知识，他们做不好声学。早在19世纪，莱利爵士就已经指出，这是一个科学领域，现代声音工程和其他科学学科一样在努力发展，所以声音工程离不开数学和物理。

(2)现场声和录音室声的区别。

这里解释的现场音频操作和录音技术有很多区别。很多人认为音频的最高境界是录音技术，这是不全面的。在录音技术上，基本没有反馈，因为在录音室操作的时候，所有的外围因素都是可以控制的，但是在回放现场音频的时候，我们无法避免现场音频的很多问题，所以现场音频和录音音频是两种不同的学问。

现场声音和录音棚声音的要求不一样，所以有很多不同的设备。比如录音室用的混音器，每个输入都有多个参数平衡，让录音师对每个输入的音源进行最精准的微调，从而达到最佳的音源效果。用于现场声音的混音器通常每个输入都很简单。因为大多数时候，调音师并没有很多时间去微调各个声道的音源，而是在现场音频的混音器中，通过推杆来控制各个声道的音量，不仅可以衰减音量，还可以增益10-14 dB。如果给录音棚做调音台，这个推杆往往不需要增益，所以它的英文名是fader，意思是衰减器。现场音频用的大功率功放都会有风扇散热，因为现场音频的功放往往工作在最大功率输出，很多时候在室外做现场音频时，周围温度可能会相当高。如果录音棚里有空调，温度肯定不会太高，而且录音棚里的功放主要是用来推监听音箱的，当然不需要输出很大的功率，所以功放只需要用一个普通的散热器就可以散热很少的热量。如果功放配有风扇，风扇发出的声音反而会造成噪音，所以录音室的功放基本不需要风扇。

现场音响系统中使用的扬声器需要非常高效，以便将声压传播到远处的观众。而录音室使用的监听音箱是录音师使用的音源或录音的最终结果，录音师坐在监听音箱附近监听，所以监听音箱是一种靠近音场的音箱，不需要很高的灵敏度，功能与现场声音音箱完全不同。

(3)音频与波长的关系

许多调音师没有注意到音频和波长的关系。其实这一点很重要:音频和波长与声速直接相关。在高空气压下，21℃温度下的声速是344 m/s，而我接触到国内的调音师，他们常见的声速是34 om/s，也就是15℃温度下的声速，但我们记忆最深的是声速会随着气温和气压的变化而变化。温度越低，空气中的分子密度越高，声音也是如此。音频与波长和声音的关系是:波长=声速/频率；λ = v/f，假设声速为344 m/s，100Hz音频的波长为3.44 m，1000hz(即1 khz)的波长为34.4 cm，一个20kHz音频的波长为1.7cm。

(4)扬声器的高、中、低频

比如我们现在有一个18的锥形扬声器单元，安装在一个木质的音箱里，这个音箱的面板面积是L平方米，也就是这个面板的高度和宽度都是L米。我们如何计算这个音箱的高、中、低频？首先我们要计算扬声器面板的对角线长度，也就是2的平方根= 1.414m。任一频率的L/4波长超过1.414m时，对这款音箱来说就是低频。如果一个频率的L/4波长为1.414m，则波长为4× 1.414m = 5.656m，频率为344m/s ÷ 5.656m = 60.8/s = 60.8Hz，所以任意。当60.8Hz或更低的频率从扬声器扩散时，它们的扩散图像是球形的，这意味着如果我们把扬声器挂在一个房间的中间，这些频率的音量发出的声压在扬声器的前后左右和上下几乎相同，释放的声音就变得没有方向。当某个频率的L/4波长小于扬声器面板的对角线长度，但这个波长大于扬声器的半径时，这个频率就是扬声器的中频。比如我们现在用的是18小时单位，半径9英寸，也就是22.86cm=0.2286m，音频是344m/s÷02286m=1505Hz，60.8 Hz到1505Hz的频率就是这个音箱的中频。从这个扬声器扩散出来的中频的形状是半球形的，也就是说，如果我们把这个频率从刚好挂在房间中央的扬声器中释放出来，那么从扬声器面板扩散出来的声音的形状就是半球形的。扬声器后面听不到这个频率的声音。1505Hz及更高的频率是这款音箱的高频。高频时从音箱扩散出来的声音形状是圆锥形的，频率越高，圆锥的形状越窄。通常情况下，如果频率超过最初高频音频的4倍，声音的形状会逐渐变成一条直线，不会扩散。如果您没有坐在校准装置的位置，您将听不到这些高频。所以如果很多高频单元都是纸盆式的，纸盆的直径很小，那么就要尽可能提高扬声器的高频下限，希望增加高频扩散的宽度。我们经常在家用音响音箱中看到高音单元，通常使用L-2纸盆单元或者半球单元。就是这个原因。专业现场音响的高音单元，因为要发出很多高频声压，所以必须用喇叭处理。

(5)不同种类的声音舞台。

当纸盆音箱接收到功放的信号时，纸盆会前后晃动。当纸锥向前运动时，会碰到它前面的空气分子，纸锥前面的空气会增加压力。这些分子会继续向前运动，与前面的空气分子发生碰撞，产生轻微的高压。当纸盆后退的时候，纸盆前面的空气分子会产生轻微的真空，然后这些分子会跟着纸盆后退，导致这里的空气出现轻微的压力降低。但是我们不要忘了，空气是有弹性的，只是纸盆前面的空气刚刚被纸盆的作用震动了一下，还达不到空气本身的弹性。这时候我们就要看这个频率的波长了。声音直到离纸盆的距离达到波长的2.5倍才会发挥弹性。比如一个100Hz的频率，它的波长是3.44米，所以声音要离开纸盆2.5 × 3.44米= 8.6米，这才是真正的100Hz的声音。如果用100Hz来计算，离纸盆的距离在达到8.6m之前是000Hz的近声场，超过8.6m就是100hz的远声场。为什么我们需要了解声场？很多时候，一个乐队里的电贝司手，往往不懂接近音场的效果。在他的电贝司音箱上，有一个平衡旋钮，上面写着bass，这是这个音乐人的称号。电贝司通常在电贝司音箱附近演奏。如果他站在靠近音场的地方，有时会觉得低音不够用，所以会尽可能调大低音的平衡旋钮，但观众会在自己的位置听到很强的低音，往往会造成不好的影响。这些强烈的低音也会跑到歌手的麦克风里。如果调音师觉得歌手声音不够，他会把歌手的声音一路调高，但同时也会把电贝司的低音量调高，调音会比较困难。电贝司最低的e弦是41hz，但是因为拾音器放在弦尾，41Hz的一次谐波是电贝司的主要低频，82Hz的波长是4.2米(344 m/s除以82/s = 4.195 m)，所以几乎要离开电贝司音箱6550了。所以，我们在谈扬声器和音场的距离时，最重要的是要注意频率和它的波长，而不是简单的看离扬声器多远等于音场多远或多近。最重要的是要记住，我们欣赏音乐的时候，应该是在远离音场的位置，而不是靠近音场的位置。

(6)直接声场、反射声场和间接声场。

当扬声器在房间内发声时，听众可以听到从扬声器间接传来的声音，称为直接声场，但也可以听到从墙壁、天花板和地板反射回来的声音，称为反射声场。听众听到的直达声舞台的声音越多，反映出的直达声舞台的声音就越少，越好，因为直达声舞台的声音是可以控制的，而直达声舞台的声音是不能控制的。它只会给来自直接育婴室的声音增加噪音，降低原声的清晰度，所以坐在扬声器附近的观众会感受到更好的声学效果，而坐在后面的观众很可能听到反射声舞台声比直接声舞台声更大。有时候乐队在舞台上表演，因为不监听音箱，而两边的主音箱都放在靠近讲台的地方，乐队和歌手听到的声音根本不是从直接音场播放出来的，所以他们站的位置就叫间接音场，音响效果肯定不会好，也会影响乐队的表演水平，让观众听到很差的表演声。

(7)界面干扰

我们在选择音箱的位置时，很重要的一点是要注意，音箱发出的声音会受到旁边接口的影响，产生干扰。比如放在平台两侧的主音箱，如果它们的低音纸盆离开地面和旁边的墙壁约1米，一个波长为4米的音频就会被这两个接口干扰。4m波长的频率为86HZ (344m/s ÷ 4m = 86Hz)。音箱放出86Hz的声音，大气压恰好在1/4周内打在地面和墙壁上，然后在L/4周内反射回音箱的纸盆，但恰好此时纸盆会后退，原本从地面和墙壁反射的大气压，如果出现这种情况，你要把音箱移回平台0.5-1米，让音箱发出的声音不能直接打到地面。如果能把音箱移到两边的墙壁上，就可以利用墙壁的反光让声音更大。80-100Hz的频率很重要，它是我们肺部空间的* * *响点，也是低音鼓的* * *响频率。如果因为不知道接口干扰而把音箱放错了位置，真的不值得。

(8)高低音效果

我们很难把某个频率指定为高音或者某个频率指定为低音。我们常说人的听觉是20 HH到20kHz，但是20 KHz的频率很少被人听到。通常只有20岁以下的年轻人在耳朵没有受损的情况下才能听到。如果做听力测试，最高测听频率只有8kHz。声音出来的时候，高频比低频衰减快很多。如果我们将1kHz与10kHz进行比较，当声音运行100米时，10kHz的‘频率’会比1 khz的音量衰减30-35 dB。(请参考图①)与低频相比，高频声音更有指向性。高频声音跑出单元后，如果被物体遮挡，高频声音无法通过。这和低频声音有很大的区别，因为高频声音的波长比较短，被物体阻挡后不会转向，而低频声音的波长比较长，所以很多时候即使前面有物体，低频声音也能转向。比如有些专业音箱的设计是在它的低音单元前面放一个高音喇叭，但是对于这个低音单元发出的低频，它根本看不到任何阻挡声音的东西，所以低频可以照常传递。

从我们的听觉来说，我们需要听到高频的声音来区分不同种类的声音，但如果只说人的声音，我们只需要听到4kHz及以下的频率，就能立刻分辨出是谁在说话。比如电话语音传输的高频只达到4kHz，所以有时候很久没和你说话的人，打电话给你的时候，只要说一句“你好！”你可以立刻辨认出他是一个很久没说话的朋友的声音。我们在听高频的时候也是有指向性的，也就是可以辨别高频声音的来源方向。因为高频声音到达我们耳朵的时间差非常小，所以它们到达我们耳朵的时候有不同的相位变化，我们可以通过这个变化的相位来识别。