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