如何看懂音色的波音圖？

藍莓子小姐2022-08-18 21:57:18

首先小女子要吐槽，這個問題涉及的是聲學研究的領域，不過當初話題出現了“波音”與“空中客車”之類的標識是什麼回事？知乎調配瀉藥真的是亂來的嗎？總之，小女子拒絕吃瀉藥了。。。

好了，回到正題。聲音分析是聲學方面重要的研究領域，無論是聲音傳輸（包括廣播、有形媒體等，以便更有效利用頻寬傳送最高質量的聲音）、法證（分析聲音的來源，或是辨識發語音的人）、語言研究（分析某一種語言在不同地區的口音變化）、診斷（透過分析一個人的語音，來判斷是否有某些器質性的“語言障礙”）等，聲音分析都有重要的作用。

聲音本身有兩個主要的變數：強度與頻率，所以要讀懂聲音形態，無非就是要清楚上述變數隨時間的轉變。聲音的強度隨著時間變化，這一點很好理解（音量大小的變化已經是一個簡單的例項），但是除了強度，我們聽到的聲音，其實是由多個不同頻率的正弦波合併而成。不同頻率與強度的正弦波，它們的組合會決定聲音的音色，所以，同樣是中音C（C5），我們能夠用耳朵分辨是吉他還是鋼琴的樂器音，或者是男聲與女聲。

不過，專業研究的領域，我們並不能單憑耳朵來聽聲音，因為用耳朵來聽，並不能直接將聽出來的感受，直接反饋到分析儀器中，而且這樣也不能準確的判斷聲音的性質，因此，我們需要有視覺化的圖表，能同時顯示這些變數以便進行分析。我們下看看下面兩個圖表：

上面的“聲音波形圖”，只是用來看聲音的強度隨時間的變化，一些例如音訊編輯的領域可以有效應用。如果需要同時瞭解聲音的強度與頻率的變化，那就要用到下面的“聲音語譜圖”（也叫“聲紋圖”），這種圖表可以通用橫軸表示時間，縱軸表示頻率，而利用顏色的深度或亮度，來表示某些頻率在某一段時間內的強度變化。

要讀懂聲紋，無非就是要能辨認某些聲強與頻率的分佈，對應某些聲音的特點，利用聲紋圖就可以更清楚看出這些變化與分別。當然了，使用聲紋圖進行分析，開始的時候往往需要事先錄製某些音訊進行參考；打個比方，如果有人想研究粵方言在不同地區的口音變化，研究人員可能會找幾個住在不同地區講粵語的人來錄製，例如“廣州口音”（某些人所說的“廣府話”）、莞寶片粵語、廣西白話，或者錄下其他族群（例如潮汕、客家、疍家等）的人說粵語時的語音。。。將這些語音收集起來，轉換為聲紋圖進行分析，甚至可以將不同年代的語音收集，這樣也可以研究口音隨時間的變化。

實話說，作為“門外娘”，小女子在聲學領域能說的並不太多，所以充其量也只能拋磚引玉地科普一下，希望會有這個領域的專業人員繼續補完。。。