在自然状态下,物体因振动而产生声音,该发声体被称为“声源”;振动停止,发声停止,但声音并没立即消失是因为原来发出的声音仍在继续传播。发声的物体一定振动,有振动不一定能听见声音。
声源传播的空间称为“声场”,声源所产生的振动能量以波纹状向声场四周扩散。想象一下,如果向平静的水中投入石头,就能看到水波一圈圈由中心向外扩散,如图所示。由于声音的传播方式与其相似,因此我们将其形象地称为“声波”。
声波的运动方式与水波相似
与水波不同的是,声波不是平面传播的,而是以球状向四周扩散的,因此也可以称为“球面波”。声波扩散是全方位的,即声音发出后可以向前后、上下、左右各个方向扩散。
声波的两个可测量要素是频率和振幅,频率指的是每秒钟声波运动的速率,一个完整的运动周期(360°)称为“周期波长”,如图 所示。

周期波长
如图周期波长所示,声波频率指的就是每秒钟发生的周期波长或运动周期的数量,例如每秒运动 100 周,即频率为 100Hz。而振幅指的是声波周期运动幅度的变化量,如图振幅所示。

振幅
振幅是一种对数测量方式,其单位为 dB,它决定了声波的音量和声压级(SPLs),我们平时所说的“响度”就是人耳所能感受到的声压级大小。一般而言,声压越大,声音越响。然而决定响度的因素并非只有声压级,频率也是其决定因素之一。等响曲线图所示的等响曲线可以揭示响度、频率与声压级之间的关系。
等响曲线
等响曲线图中的每条曲线代表该频率所对应的声压级,可以看到,人耳所能接受的声压级范围在 0~120dB SPL。因此,0dB SPL 被称为“听阀”;120dB SPL 是听觉极限,会使人耳感觉疼痛,因此被称为“疼阀”。我们可以看到,1kHz 上的曲线相隔是均等的,说明人耳对该频段上声压级的变化感受一致。而对于 100Hz 以下的低频部分,感受程度会急剧下降。这就是监听时改变重放音量致使频率平衡发生变化的原因。
此外,声波具有反射性,尤其在室内环境下,众多的障碍物,例如天花板、墙壁、家具等都会使声波的传播路径发生改变。当声波遇到障碍物时,并不能终止其传播过程,而是将其弹射到其他方向,并且反弹后的声波还会继续被其他物体再次反射,这个过程需要一定的时间,因此每发生一次反射,就会产生声音延迟,如图声音延迟所示。

声音延迟
从声音延迟图中可以看到,扬声器正对着听音者发出的声波由于没有障碍物阻挡,此时可以得到完整的直达声信号,而延迟信号 1 和延迟信号 2 都经历了不同程度的墙壁反射,因此相比于直达声而言,这两类信号都存在不同程度的延迟。
对于混响而言,可以理解为数量更多的延迟混合后所产生的物理现象。来自各个方向的延迟信号以不同时间、不同强度(音量)经过不断重复的混合,因此混响声就是室内从各种反射物多次反射后的最终结果,如图室内混响所示。
室内混响
当然,这是一个简单的示意图,实际混响的反射量可以高达上千次,并持续反射直至能量耗尽。
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