声音的形式要素是什么?

1.声音强度

2.音高或音调

3.音色

4.波形包络

声音的四要素是声强、音高、音色和波形包络。现将其含义描述如下:

1.声音强度。

声强就是人们听到时感受到的响度,也就是我们平时说的声音的强弱,大或小,重或轻。是人耳对声音稳定性和弱性的主观评价标准之一。它的客观评价尺度,即物理量的度量,是声波的振幅。声音的强度和振幅并不完全一致或成正比,在音频范围的低频带有很大的差别,在高频带也有相当大的差别。

音频范围,也就是人能听到的声音振动的正常频率,是20 Hz到20 kHz。20 Hz以下称为次声,20 kHz以上称为超声波。在音频频率范围内,人耳对1 ~ 3 kHz的中频范围内的声音最为敏感,但对高低频范围内的声音相对较慢,尤其是低频范围。在音乐厅听乐队演奏时,音乐的自然动态范围是多少?对于大型交响音乐,最响的音乐段可以达到115 dB SPL,最弱的音乐段大约是25 dB SPL,所以动态范围可以达到90 dB。当然,这是极少数情况。通常交响乐的动态范围在50 ~ 80分贝左右,中小曲的动态模型在40分贝左右,语言的动态范围在30分贝左右。

因此要求国产播放设备能够尽可能的再现:1]以上音乐或语言的自然声级动态范围。2)音乐或语言的自然声压级。对于家庭中常用的播放音量,平均声压级为音乐约86分贝SPL,语言约70分贝SPL。

2.音高或音调

它是人耳对声音音调的主观评价标准。它的客观评价尺度是声波的频率。不像声强和振幅的关系,音高和频率基本相同。不同的乐器,在演奏相同频率的音符时,人们感觉它们的音高是一样的,在这里演奏的声音具有相同的基频。但是,乐器每发出一个声音,这个声音不仅有基频fo,还有为fo的正整数倍的谐波。每种乐器不同的和声成分决定了乐器独特的音色。那么,音乐的自然基频范围是多少呢?在乐器中,钢琴的基础音弦范围最广,从27.5到4136 Hz。管弦乐和交响乐的音高范围是30 ~ 6000 Hz。中国民族乐器的音域是50 ~ 4500 Hz。

3.音色

人不仅在响度和音高上有明显的差异,而且能准确判断声音的“音调”。虽然单簧管和圆号演奏的音符音高(基频)相同,但人们可以清楚地区分哪个是单管,哪个是圆号,不会混淆。这是因为它们的音色和波形包络不同。音色是由音乐的泛音(谐波)频谱决定的,也可以说是由音乐的波形决定的。这个比例赋予每种乐器一种独特的“颜色”——音色。如果没有谐波成分,一个简单的音高正弦信号就没有乐感。所以,器乐的频率范围绝不仅仅是基频的频率范围,器乐的所有泛音都应该包括在内,即使是很高的泛音,对乐器音色的影响仍然很大。高保真声音再现系统应十分注意使所有泛音都能被再现,这就使得再现频率范围至少为15000 Hz,并且要求频率范围应达到20 kHz或更高。此外,语言的泛音可达7 ~ 8 khz。

4.波形包络

乐音的波形包络是指乐音演奏(弹、吹、拉、拨)每一个音符时,单个乐音振幅开始和结束时的瞬变,即波形的包络。有些乐器,在演奏、吹、拉、拨开始时,立即达到最大振幅,然后振幅逐渐减小,而另一些乐器则相反,开始时不太兴奋,然后逐渐增大,再逐渐减小。这些波形包络的变化也会影响乐器的音色。