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Re: [討論] 名小提琴的頻譜量測

看板Audiophile標題Re: [討論] 名小提琴的頻譜量測作者
ronbaker
(退休了QQ)
時間推噓45 推:45 噓:0 →:22

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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※ PTT 留言評論
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https://www.ptt.cc/Audiophile/E.u8IfaoK1dS_g

icekiba09/27 10:46我不能接受甜心王心凌變大媽蔡琴

comipa09/27 10:48

fxck2020202109/27 10:55

Makeinu09/27 10:58挖 奇美博物館居然願意借樂器給你錄音

earlan062609/27 11:02

GLUESTICK09/27 11:05推 喇叭能準確再生錄音就行了

DorkKnight09/27 11:07

icekiba09/27 11:10哪一個喇叭能準確再生錄音,願聞其詳

djboy09/27 11:17長知識,推一下!

j88889aa09/27 11:27問個問題 除了聲道長度 木頭的硬度、密度、含水量也會影

j88889aa09/27 11:27響共振峰的頻率嗎

聲道長度是用共振峰去推算模擬的聲道長度,所以算是聲音性質而不算影響聲音的因素~ 至於木材的選用,小提琴的面板都是雲杉,背板都是楓木, 雲杉很軟密度低,聲速慢,所以非常適合作為共振的板材, 背板則是需要反射聲音,因此選用硬質、聲速快的楓木, 在中大提琴的背板則因為尺寸考量用楊樹比楓木來的多。 含水量或濕度以學琴的較度覺得肯定會影響聲音, 但我們的量測環境基本排除這項變因, 做實驗起來感覺算容易, 可以當高中科展題目XD

itai09/27 11:28有神快拜Orz

MoneyBlue09/27 11:29我想聽聽王心凌變蔡琴xddd

※ 編輯: ronbaker (118.165.23.192 臺灣), 09/27/2023 11:41:42

SURREALTMR09/27 11:35我想聽王心凌變王夢麟

Garrys09/27 11:40好有趣!

martinlin7709/27 11:44推心得

chiyoda09/27 11:46樂器算不算玄學有的討論,音響則是百分百的科學,沒了科

chiyoda09/27 11:46學音響跟本做不出來

icekiba09/27 11:48機台放乖乖是科學還是玄學?

pcjustin09/27 11:52好扯,作者出來打臉

luke41709/27 11:58

ntuee180309/27 12:15拋磚引玉成功 所以喇叭買哪一牌

我兩個老闆都用Harbeth 我用Gauder 走向完全不一樣哈哈哈哈 可能因為我從小學樂器待管弦樂團/室內樂團 習慣更多直接音 他們就一般的愛樂者 喜歡更像音樂廳現場 環繞的感覺(?

xoy09/27 12:24推王心凌變蔡琴

louis040709/27 12:24忍不住想回c網友,問題不在科學,而是過度主觀後的偏

louis040709/27 12:24執。用你最愛的盲測來說,你始終只關注型一錯誤,卻視

louis040709/27 12:24而不見型二錯誤的存在。

ntuee180309/27 12:25我覺得等ai科學家進來就沒什麼玄學了 現在是卡在沒

ntuee180309/27 12:25商機

icekiba09/27 12:25盲測喇叭,這會失敗嗎XD

yys31009/27 12:40

hesione09/27 13:08

chiyoda09/27 13:15l大沒看懂我的意思

lion50009/27 13:19推專業分析

※ 編輯: ronbaker (118.165.23.192 臺灣), 09/27/2023 13:23:44

jakkx09/27 13:37

jakkx09/27 13:45會吧。測那個比較"好聽"答案大概會五花八門

shaylin309/27 13:45不明覺厲

jakkx09/27 13:46"客觀"也是。不過數據唯一,那用數據挑很棒啊,選擇嘗試都

jakkx09/27 13:46免了。沒啥不好

jakkx09/27 13:46全部買數據最理想的回來合體就好

yys31009/27 13:49purifi那款ref design真的出來的話真的會想盲狙

yohsiatai09/27 14:01我聽過蔡琴變成張清芳XDD

yohsiatai09/27 14:03B&W 802還801 配上Mcintosh mono mono後級

yohsiatai09/27 14:03BestBuy的神搭配

koryun021209/27 14:21

GLUESTICK09/27 14:23等30年後王心凌穿回學生服唱愛你

icekiba09/27 14:43可是有人好像似乎彷彿不是全買數據棒棒的來拼在一起?

xoy09/27 15:32音響設計多的是設計者感性面的喜好,怎麼可能只有科學,使用

xoy09/27 15:32者重播也可以有自己的偏好,甚至隨著年紀不同,聽感就跟著變

xoy09/27 15:32

jimmycccp09/27 15:45推推

noryb09/27 17:24優質回文推一下!!

metalj09/27 17:30主要差異是16、17世紀木頭經歷小冰河時期。木質比較緻密。

metalj09/27 17:34尺寸製琴工藝對現代科學而言是很簡單可以重現的

Roa09/27 20:22您,又帥又專業

Obama556609/27 20:37推 長知識了!!!

iitze09/28 01:25推,專業

jack209/28 07:08戴老師啊,我同學,他還有對aging這件事有做研究,結論是老琴

jack209/28 07:08聲音無法複製,不是材質一樣就行,包括漆對木材的影響都要算

jack209/28 07:09所以就算材質完全相同,只要不同時間製造的,聲音也會受影響

tienam09/28 08:33王心凌歌聲其實有點抱歉,所以不會變蔡琴,除非喇叭分音器

tienam09/28 08:33裝錯型號

wilburliu09/28 08:42推樓主冒死分享<(_ _)>

elguapo09/28 12:43

lion50009/28 12:55音響板真是臥虎藏龍

pobearla09/28 13:26推專業

pcchuckwu09/28 13:32感謝分享!長知識了。

KurtMike09/28 20:49