2016年8月19日星期五

耳機的考驗:能否完美演繹人聲音群?


日華牧師分析音響原理,提及耳機單元最難應付的必定是人聲。 在物理學上,對比其他樂器,喇叭要表達人聲,是最為考驗一個喇叭的質素。




耳機薄膜震速如何
聲音還原度也如何



喇叭是以電線圈與揚聲器薄膜一起振動,製造不同波頻而組合成音樂。 要播出一件樂器的一個音,例如︰C 調的頻率為 256Hz,意思是每秒震動 256 次, 能夠做出 256 次震動而不失誤,就是「音準」。

但每件樂器也有 C 調,鋼琴的 C 調與結他的 C 調不同, 所以,當不同樂器發出一粒音,不但會有波頻,亦會有「音群」。 電線圈與揚聲器薄膜的振動,就要更快速去表達波頻及波頻之上更細緻的音群, 做出不同樂器的 C 調。



日華牧師分析,對比樂器,人聲的音群最為複雜,所以是最考驗揚聲器的表現。 質素差的揚聲器,由於振速慢,無法跟上音樂聲軌的步伐, 所以,會放棄部分細節,只演繹主要部分,結果就出現「失真」現象。

因為神所設計的人類,擁有構造複雜的身體, 人類發出的歌聲,比所有人手所造的樂器還要優美, 雖然人類希望以自己的智慧,製造出能夠完美收錄人聲及播出人聲的機器, 但「錫安劍」出現前,世上是從來沒有這樣的機器。

原理就如一個機械人,要摸仿人類跳舞的動作。 人類就是聲軌,代表整首歌曲的原著, 而機械人就是喇叭,為要原原本本地將整首歌表達出來。 就是於同一時間,模仿人類做完第一組動作,接下來,再做另一組動作。







我們一起看看以下一段機械人跳舞的片段:

YouTube:Evolution Of Dance by NAO Robot 



以下是真人版 Evolution of Dance:

YouTube:Evolution of Dance




由於機械人的速度不夠快, 為了跟隨拍子,人類做了幾個,甚至十個動作,機械人只能夠做一至兩個, 其他細緻動作要完全放棄,才能勉強跟上人類的步伐,不至於整支舞也跟不上。 雖然機械人是盡量模仿,但任何人都可以明顯看出分別,機械人明顯力有不逮。 沒有一個人會說,機械人能完整跳出人類所做的動作。 因此,機械人的速度越快,還原的動作就越多、越似人類的細緻; 機械人的速度越慢,還原的動作就越少、越粗糙。



人聲音群最複雜
到底播放器能否跟得上?



而物理學上,喇叭亦面對同一個問題, 「錫安劍」被發明之前,從來沒有任何一種喇叭的速度,能夠還原全音域錄製的詩歌。 喇叭越廉價,電線圈與揚聲器薄膜的振動就越慢, 越難做出一首歌的細節,甚至只能播出波頻,無法播出音群。

就以音樂聖誕咭上的電子合成音樂 midi 為例, 音樂聖誕咭所用的喇叭是最廉價、最差的喇叭, 為著遷就喇叭的功能,只能播出單音的音樂。 但同一首歌,人聲要比其他樂器聲複雜得多, 因為人聲是神所設計,對比人手所造的樂器,人聲的音群當然更為細緻。 我們用同一首歌為例子。

連結:聖誕卡的聲音

YouTube: (真人版Chrismas Song) We Wish You a Merry Christmas - Mormon Tabernacle Choir




我們可以分辨,人聲對比樂器聲是更為複雜, 因為樂器是以一個又一個波頻發出聲響,成為一首歌, 但人聲卻是以一組音群的方式,發出聲響。 於是,就更考驗單元的極限。

動圈式喇叭由於物理限制, 就如一個機械人無法跟上人類跳舞的動作, 即使盡全力,也無法還原現場歌者的聲音, 只能播出某一個音域,甚至省卻某些細節, 這些情況,也會造成失真現象, 令人聲聽起來變成平面,沒有「錫安劍」的立體現象。



多單元動鐵不但跟不上
還要聲音互相抵消



而動鐵式喇叭,更是打從一開始,於設計時已經放棄模仿細緻動作,才能夠跟得上聲音, 但嚴重缺乏細緻到一個階段,人聲和各種樂器聲都嚴重扭曲,不似人聲、亦不似樂器聲。 雖然動鐵式喇叭嘗試用不同單元播不同指定音域, 期望能夠集合三個,甚至十二個單元的力量,播出高、中、低音,還原歌者的聲音。 可是,由於喇叭有互相抵消音頻的問題, 當聲音同時播出,單元之間的聲響就會產生互相抵消的作用, 結果反而令人聲更扭曲、更失真。




但大部分人都沒有聽過原唱者現場的歌聲, 只透過電台、CD、MV 等渠道聽見, 反而以為扭曲了的歌聲,才是歌手原本的歌聲, 這就是日華牧師提及「聽壞耳」的現象。



總結:
坊間的耳機或音響,物理上都無法達到極快的震速,所以不能還原音樂裡的所有音群,其中以人聲的音群最難還原。多單元動鐵耳機不但無法播出所有音群,更導致聲響互相抵消, 結果反而令人聲更扭曲。


YouTube: 人聲錄音與音群



資料來源:
2012 榮耀盼望 vol. 338 ── 「水瓶星謎」(5)錫安劍之誕生(5)錫安劍之答問篇(一)



相關文章:
水瓶星謎(五)前言- 揭發貴價耳機設計的騙人噱頭
喇叭的影子音域

1 則留言:

  1. 坊間的耳機或音響,物理上都無法達到極快的震速,所以不能還原音樂裡的所有音群,其中以人聲的音群最難還原。多單元動鐵耳機不但無法播出所有音群,更導致聲響互相抵消, 結果反而令人聲更扭曲。

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