測量傳聲器位置與音質的關系

摘要：古琴由于其聲學構造，有著獨特的音響表現(xiàn)。本人通過對古琴進行錄音和研究數(shù)據(jù)對比，致力于分析在拾取古琴聲音的時候，傳聲器的位置與古琴“剛勁”音質的關系。通過介紹“剛勁”的理解、實驗方案設計、聲學數(shù)據(jù)分析、主觀評價結果，較為客觀地對比傳聲器的不同位置對古琴“剛勁”程度的影響。

關鍵詞：古琴? 傳聲器? 剛勁? 音質

當今科技的發(fā)展對傳統(tǒng)音樂的傳播形式有很大的影響，通過電聲技術，我們可以輕而易舉地拾取到樂器的聲音。那么對于古琴這件有著深厚的文化內涵和精神寄托的文人樂器，它的音響表現(xiàn)與審美特征有什么樣的關系呢？古琴自古以來有著“恬”“靜”“和”“清”的審美表現(xiàn)，古人講究“余謂琴者心也，琴者吟也，所以吟其心也”。但是現(xiàn)代電聲技術的運用，尤其是北京奧運會開幕式導演張藝謀將千年古琴“太古遺音”搬上了舞臺，古琴的審美也不知不覺滲入了現(xiàn)代人的理念，很多人在欣賞古琴時都會用“剛勁”這樣的詞來形容，事實上，古琴發(fā)聲很小，它不像鋼琴那樣有巨大的共鳴系統(tǒng)，那以現(xiàn)代聽眾的角度來看，距離古琴多遠才能聽出“剛勁”的感覺呢？

一、對于“剛勁”的定義

根據(jù)新華字典的解釋，“剛”意思為：硬，與“柔”相對?！皠拧庇袃煞N解釋，一是力氣、力量，二是精神、情緒、興趣?！皠倓拧币辉~的含義為挺拔有力，在這里可理解為聲音蒼勁、挺拔有力。用通俗的鑒賞標準來說，表示為高頻明亮、中頻平穩(wěn)、低頻厚重。

二、實驗設計

1.實驗概述

用6只型號為AT4041的傳聲器按照10cm、20cm、50cm、100cm、150cm、200cm的距離指向古琴第八徽和九徽之間。為了減少傳聲器的不同方位對測量造成的誤差，盡量將傳聲器放置成一條直線，同時為了避免前一個傳聲器對聲音的遮擋，影響到后一個傳聲器的拾音，所以我們將各個傳聲器稍微錯開，保證六只傳聲器在同樣的位置、同樣的角度拾取到古琴同一個部位的聲音。傳聲器的角度為0°（與水平線平行），高度（與地面的垂直距離）為70cm，錄音增益為50dB。測量現(xiàn)場如圖1：

2.傳聲器說明

為了較少地拾取空間的聲音，保證聲音樣本采集的高保真度，盡可能多地還原古琴真實的聲音，所以選擇了心形指向性傳聲器。古琴發(fā)聲面積大，但響度小，因此選擇了高靈敏度的電容話筒。鐵三角AT4041傳聲器屬于心形指向性電容傳聲器，具有平滑、高頻率響應、高輸出及極高的最大聲壓輸入音量，其無變壓器電路設計，能有效減低電路中所產(chǎn)生的噪聲。設有高通濾波開關和高耐用性銅制外殼，可以拾取到清晰的古琴的聲音。

3.系統(tǒng)流程

6只傳聲器通過NATRIX聲卡與protools音頻工作站相連，聲卡外接Newsmy KH310A音箱，音箱與DANGEROUS D-BOX監(jiān)聽控制器連接。

4.測量內容

演奏者依次彈奏了空弦音、按音、泛音三組，每組包括了古琴的定弦音高即C-D-F-G-A-C-D共7個音高，每個音高彈奏兩遍，除此之外，我們還拾取了古琴的三個樂曲片段。

三、聲學數(shù)據(jù)分析

為了客觀地對比不同位置的傳聲器拾取的古琴聲音的區(qū)別，筆者運用sonic visualiser對6只傳聲器拾取到的空弦音的第一個音高測量了它們的頻譜（圖2）、基音（圖3）、音量、動態(tài)范圍、自然衰減時間（圖4）。運用GMAS測量了它們的諧音頻率比和諧音能量比（圖5）。由于每個音高演奏者彈奏了兩遍，這里筆者選取了相對較好的一遍進行測量。以下將六只傳聲器按照距離古琴由近到遠的位置分別標位a-b-c-d-e-f。

1.頻譜分析

觀察6只傳聲器拾取信號的頻譜圖，可以看出：a、b傳聲器頻譜圖中的黃色部分占比最小，c、d傳聲器頻譜圖中的黃色部分占比居中，e、f傳聲器頻譜圖中的黃色部分占比最大，這說明a、b傳聲器拾取的聲音噪音成分最小，e、f傳聲器拾取的聲音噪音成分最大，c、d傳聲器拾取的聲音噪音成分居中。a、b傳聲器聲音頻譜紅色部分最多，e傳聲器聲音頻譜的紅色部分最少，這說明a傳聲器拾取的諧音能量最強，e傳聲器拾取的諧音能量最少。

2.基音分析

通過分析基音可以看出：c傳聲器的基音頻率最高，為68Hz，b傳聲器的基音頻率最低，為65.7Hz。由于基音決定了聲音的音高，所以可以得出c傳聲器拾取的聲音音高是最高的。

3.音強、動態(tài)范圍及自然衰減時間分析

通過分析音強可以看出：b傳聲器拾取的動態(tài)范圍（60.3949dB）最大，c傳聲器拾取的動態(tài)范圍（23.5003dB）最小，這說明了b傳聲器可以拾取到較大的動態(tài)范圍；從自然衰減時間可以看出，c傳聲器的自然衰減時間（2.91s）最短，所以c傳聲器拾取的聲音更為清脆。

4.諧音頻率比及諧音能量比分析

傳聲器a的基音頻率為131.89Hz，音強為11.09dB，諧音頻率比和諧音能量比均為1；第二諧音頻率為263，78Hz，音強為34.74dB，諧音頻率比為2.0，諧音能量比為3.1；第三諧音頻率為395.68Hz，音強為31.23dB，諧音頻率比為3.0，諧音能量比為2.8；第四諧音頻率為528.02Hz，音強為33.30dB，諧音頻率比為4.0，諧音能量比為3.0；第五諧音頻率為659.46Hz，音強為18.59dB，諧音頻率比為5.3，諧音能量比為1.7；第六諧音頻率為794.94Hz，音強為11.95dB，諧音頻率比為6，諧音能量比為1.1。

傳聲器b的基音頻率為197.72Hz，音強為30.95dB，諧音頻率比和諧音能量比均為1；第二諧音頻率為395.92Hz，音強為19.27dB，諧音頻率比為2.0，諧音能量比為0.6；第三諧音頻率為594.62Hz，音強為15.48dB，諧音頻率比為3.0，諧音能量比為0.5；第四諧音頻率為794.78Hz，音強為21.97dB，諧音頻率比為4，諧音能量比為0.7；第五諧音頻率為928.39Hz，音強為20.83dB，諧音頻率比為4.7，諧音能量比為0.7。

傳聲器c的基音頻率為197.40Hz，音強為3.52dB，諧音頻率比和諧音能量比均為1；第二諧音頻率為426.98Hz，音強為31.04dB，諧音頻率比為2.1，諧音能量比為8.8；第三諧音頻率為593.98Hz，音強為24.27dB，諧音頻率比為3.0，諧音能量比為6.9；第四諧音頻率為794.78Hz，音強為21.97dB，諧音頻率比為4，諧音能量比為0.7；第五諧音頻率為857.77Hz，音強為15.86dB，諧音頻率比為4.3，諧音能量比為4.5。

傳聲器d的基音頻率為197.84Hz，音強為8.83dB，諧音頻率比和諧音能量比均為1；第二諧音頻率為395.68Hz，音強為5.07dB，諧音頻率比為2.0，諧音能量比為0.6；第三諧音頻率為594.87Hz，音強為21.27dB，諧音頻率比為3.0，諧音能量比為2.4；第四諧音頻率為794.06Hz，音強為7.68dB，諧音頻率比為4.0，諧音能量比為0.9；第五諧音頻率為991.90Hz，音強為12.57dB，諧音頻率比為5.0，諧音能量比為1.4；第六諧音頻率為1257.04Hz，音強為27.29dB，諧音頻率比為6.3，諧音能量比為0.7。

通過計算6只傳聲器的諧音頻率比和諧音能量比，可以看出b傳聲器較a傳聲器拾取的聲音高頻諧音更豐富些，基音能量較a傳聲器強一些，所以b傳聲器拾取的聲音要透亮一些，音高感更明確一些。c、d傳聲器拾取的聲音噪音成分多一些，這可能與距離較遠有關，也與電腦內錄有關，另外這兩只傳聲器的聲音諧音能量都很弱，在聽感上較為淡薄。

四、主觀評價

對音質的主觀評價涉及到了人的生理聽覺和心里聽覺的差異，還與個人的文化背景、聽音習慣和偏好有關，沒有哪兩個人的看法是完全一致的，并且事前的暗示會影響人的主觀判斷，因此在做主觀評價時，我們盡量以一組人為單位，保持聽音環(huán)境的一致，并且將6只傳聲器所錄的樂曲片段打亂順序播放，以獲得較為精確的評價結果。具體情況是：將3首樂曲片段分為三組，每一組有6個音頻，分別是6只不同位置的傳聲器所拾取的聲音，將6只傳聲器按由近到遠的距離編號為：a，b，c，d，e，f。問卷將“剛勁”程度用數(shù)字“1-5”來表示，“1”為程度最低、“5”為程度最高。

實驗人數(shù)：7人

監(jiān)聽音箱：GENELEC 1037C

監(jiān)聽音量：-30dB（電腦音量開到最大的前提下，調音臺SUM輸出為-30dB）

測評結果：按照測評人員對于剛勁程度從大到小的排序，結果為：

第一組：b-a-f-d-e-c

第二組：a-b-d-c-e-f

第三組：d-b-e-a-c-f

總體來看，被測人員認為a、b傳聲器拾取的古琴聲音剛勁程度較大，而e、f傳聲器拾取的古琴剛勁程度最小。

五、樂曲片段驗證

為了使得主觀測評的結果有較為客觀的依據(jù)，筆者選取主觀測評人認為的剛勁程度較大的a、b傳聲器及剛勁程度最小的e、f傳聲器拾取的3個樂曲片段進行分析，同樣是測量樂曲片段的頻譜、音強、動態(tài)范圍。

1.頻譜分析

從樂曲片段的頻譜圖可以看出：e、f傳聲器拾取的聲音頻譜黃色部分相對較多，紅色部分相對較少，a、b傳聲器拾取的聲音頻譜黃色部分較少，紅色部分較多，這說明a、b傳聲器拾取的聲音噪聲較少，直達聲較多，諧音能量強，體現(xiàn)在聽感上為中、高音區(qū)的聲音較為圓潤，而e、f傳聲器拾取的聲音噪聲較多，直達聲較少，諧音能量弱，體現(xiàn)在聽感上聲音較為淡薄。

2.音強分析

從樂曲片段的音強分析可以看出，a（a1為59.23dB；a2為55.76dB；a3為60.92dB）、b（b1為43.55dB；b2為43.55dB；b3為52.14dB）傳聲器拾取的聲音動態(tài)范圍較大，而e（e1為17.04dB；e2為49.37dB；e3為37.10dB）、f（f1為36.85dB；f2為28.50dB；f3為35.30dB）傳聲器拾取的聲音動態(tài)范圍較小，體現(xiàn)在聽感上是a、b傳聲器的聲音更為細膩，高頻明亮，低頻豐滿，而e、f傳聲器拾取的聲音則較為平淡，力度變化較小。

基于以上分析，可以認為在錄制古琴時，傳聲器建議放置在距離古琴20～50cm之間，小于20cm雖然能拾取到演奏的細微之處，但容易將古琴的聲音形象過分夸大，聲音不真實，大于50cm容易拾取到更多的噪聲，聲音淡薄，沒有表現(xiàn)力。20～50cm之間可以拾取到合適的古琴音響，這時候所表現(xiàn)出來的“剛勁”的程度聽起來是舒服的，即低頻有力度，中頻平穩(wěn)豐滿，高頻明亮圓潤，聲音聽上去挺拔而有力，符合我們對古琴“剛勁”程度的理解，也符合現(xiàn)代意義上的古琴音響審美。

結語

古琴“剛勁”聲學品質與傳聲器位置的關系只是古琴音響審美研究的一個點，通過測量、分析它的各項數(shù)據(jù)，將聲音用可視化波形展示，有助于我們更好地把握、理解古琴的審美理念，具有重要的實踐價值。借助于聲音的客觀測量與主觀評價，我們可以直觀地“解碼”古琴音樂，是反映古琴音響本體特征的重要途徑，筆者希望在這方面的研究中，能夠繼續(xù)深入下去，讓隱藏在古琴中的每一個細節(jié)都能放大化呈現(xiàn)，為古琴音樂的傳承與發(fā)展提供一些新的視角與亮點。

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