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Re: [討論] 名小提琴的頻譜量測
沒想到這麼偏門的研究也有人有興趣,
不才小弟我就來分享一下做名琴聲音測量的一些結果。
先簡介一下的背景:
我是(前)台大化學系副教授 戴桓青
的最後一位學生,
研究領域跨足提琴聲學與木材化學。
以下為有經手數據處理的期刊論文:
1. Acoustic evolution of old Italian violins from Amati to Stradivari (PNAS)
https://doi.org/10.1073/pnas.1800666115
2. Materials Engineering of Violin Soundboards by Stradivari and Guarneri
(Angewandte Chemie)
https://doi.org/10.1002/ange.202105252
3. Wood cellulose microfibrils have a 24-chain core–shell nanostructure in
seed plants (Nature Plants)
https://doi.org/10.1038/s41477-023-01430-z
其中第一篇著重在名琴的聲音測量。
我就來簡介一下我們測量的想法與目標:
首先,我想音響玩家大概都很清楚,
音色並不是簡單的FR可以說明清楚的性質。
我們也是基於同樣的想法,
設法找出一個更基礎、更接近本質的量測方法,
因此我們選擇的測量標的是「共振峰」(Formant)。
所謂的共振峰,
就是樂器箱體所擁有的特定共振頻率,
它的原理就像是一個修圖的風格描述檔或濾鏡,
不管什麼圖丟給它,就會變成一貫的風格,
共振峰則是不管多高頻率的聲音丟給箱體,
其共振出來的聲音都會有共振峰的存在。
到這裡可能還是有點難以理解,
其實共振峰的辨認早在我們牙牙學語時就會了!
人類之所以能發出/辨認母音,
靠的就是共振峰!
說話時透過運用不同的口型、舌頭的位置,
改變口腔-聲道共振系統的共振峰,
藉以發出不同音色的母音。
而這個理論為何可以應用在小提琴的分析上呢?
其實是有歷史與科學上的緣由。
最早的製琴師,Andrea Amati,
創造出小提琴的目標,
就是要做出能模仿人聲的樂器,
至於他有沒有做到呢?
其實有!
小提琴的前兩個共振峰(f1,f2)
大約在(400-550,1100-1300)這個區間,
與人類各母音平均下來的共振峰頻率相同,
(其實就是聲道-口腔長度,約化成半開圓柱的共振頻率,
人類的聲道平均長約14-20cm,)
這也因此我們可以用聲道長度(Vocal Tract Length)
來簡化並比較多把小提琴的共振峰。
結果是:
Stradivarius相比同期的名琴,
平均的聲道長度更短,
也就是相對來說更接近女聲,
這也符合普世對Stradivarius提琴聲音
纖細明亮的評價。
至於共振峰能不能拿來評價音響系統呢?
我覺得機會不大,
畢竟大部分喇叭的箱體,
是以盡可能不共振為目標來設計的,
因此就算有共振峰,
量測上也是相對難以辨認的。
最後來回應一下原文的問題
※ 引述《ntuee1803 (雙樹枯榮~)》之銘言:
: 談話間,問我最好的小提琴是甚麼,
: 我下意識回答史特拉底瓦里。
: 後來思考了一下,
: 這把琴真的如傳說中優秀嗎?
: 頻譜量測可以看的出來嗎?
目前樂器的量測可以告訴大家聲音走向,
但沒辦法評價優劣。
現代製琴大多以名琴作為模板,
形狀厚度開孔位置都如法炮製,
但就是做不出一模一樣的聲音來,
所以說樂器製造也是玄學來著,
音響亦然。
喇叭間的差異絕對遠比樂器之間小的多,
正常的重播是不可能把小提琴的聲音變成雙簧管的,
頂多把王心凌變蔡琴XD
所以大家還是多聽多試試吧~
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