聲音詞典 心理聲學

試想想,到底我們聽到的聲音有多大程度受到自身感知影響?現在就看看約克大學聲學與音樂科講師 Dr Frank Stevens 與 Daniel Dylan Wray 對談,探討這有關聲音科學的課題。

心理聲學

名詞: 一個心理學的分支,專門研究聲音感知,以及其衍生的生理反應。

音樂對我們有偌大的感染力,可以喚起回憶;製造難忘時刻;帶領我們進入潛意識世界;以及與他人連結。有時候,甚至能夠感到音樂就在血脈裏流動全身,完全沉浸於樂曲之中,實在很神奇。

但我們很少去了解為何會產生這種感覺,背後的科學原理又是怎樣?究竟聲音是如何掀起我們的情感?心理聲學正是試著解釋這一切的心理學分支,探討聲音的物理狀態,與聽覺和聲音感之間的微妙關係。心理聲學在工程師和設計師研發耳機揚聲器時,扮演重要角色,從科學角度提供資料,提升產品質素。

到底應該從何入手去了解心理聲學與音樂,以至和我們自身的關係?現在請約克大學電子工程系「聲音和音樂科技」客席講師 Dr Frank Stevens 現身說法。

理想的聆聽環境使人得以清楚聽到預期的聲音,甚至感覺更為強烈。”

能否以淺白的字眼解釋何謂心理聲學?

心理聲學研究我們如何感知聲音,牽涉的範疇包括,耳朵如何接收聲音在空氣的震動,以及如何理解一些已知的聲音。

聲學和心理聲學有甚麼分別?

聲學主要研究與聲音有關的科學原理,以及聲波的特性。以氣球爆開為例,聲學會研究聲波在空氣如何移動,再觀察聲波如何與周遭建築互動,進而被吸收。

而心理聲學則研究人聽見汽球爆破後的心理和生理反應。兩者不但考究聽覺系統的物理結構,還探問我們對聲音的感知。在這個例子,聲音感知就是指聽見,並辨認到是汽球爆破的聲音。

心理聲學是否從科學角度去考究我們對音樂的主觀反應?

那只是其中一部分。其實,心理聲學涉獵甚廣,有部分研究屬於客觀範疇。但如果單指聲音感知的研究,那就一定屬於主觀範疇。

聆聽簡單、基本的聲音訊號時,聽覺系統作出的反應比較容易以科學解釋。但當聆聽一首完整的音樂或專輯,就會出現主觀反應。以我最喜歡的黑膠唱片《Red》為例,我偏好在黑膠唱機播放這張 King Crimson 的專輯,而非播放其高質藍光唱片。

可不可以舉例闡述心理聲學的理論?

我們可用 MP3 格式和 WAV 格式來解釋心理聲學的理論。因為 MP3 格式的編碼過程,正正利用人類聽覺系統的聲音感知,減少檔案大小。

MP3 編碼刪去部分在聽覺上可有可無的音訊,絕大部分人基本上都不會察覺有異。但在理想的聆聽環境下細聽原聲檔案,你便會聽得到那些被刪去的微妙細節。一般而言,MP3 格式使樂曲的高頻聲音和整體感覺流失部分細節。加上壓縮後,連低頻聲音的細節也會散失。

這網頁有很多 WAV 和 MP3 格式的對比例子,讓你感受 MP3 格式缺少的細節。當然,如果使用廉宜的耳機或藍芽揚聲器,你多半不會察覺如此微小的差異。

如果用的是降噪耳機,那麼情況會是怎樣?

這是個很好的例子。降噪耳機的原理糅合了聲學理論、電子音訊處理和心理聲學。你或會想:用降噪耳機有何優勝之處?最明顯的原因固然是隔絕噪音,而另一原因就是能夠營造更理想的聆聽環境,這意味著能放大各種細節,讓你的體驗更細膩。

雖然聽覺系統不可或缺,但大部分人的感官都以視覺為首。心理聲學會探問:聲音的語境是甚麼?”

聲音又是如何成為音樂製作的重要元素?

音樂製作當然旨在製造悅耳動聽的聲音。無論監製是按照音樂理論去製作,抑或單純按照感覺判斷聲音是否動聽,其實都用上了心理聲學,令音質更佳。

除了音樂監製,像作曲家和擬音師等不同崗位的聲音設計師,都會運用心理聲學,營造各種效果的氣氛。透過心理聲學,可以了解人如何感知聲音,再相應地營造某效果。哈斯效應(Haas Effect)就是個好例子。你可瀏覽這連結,聽聽 J Dilia 的取樣例子,如何利用我們心理上對聲音的期望,矇騙耳朵。

擬音是另一個有趣的例子,因其特意操控聲音感知,營造種種錯覺,你同意嗎?

聽覺系統容易被心理作用影響、欺騙,諷刺的是,心理聲學的主要研究對象,正是聽覺系統。雖然聽覺系統不可或缺,但大部分人的感官都以視覺為首。心理聲學會探問:聲音的語境是甚麼?

如果單獨聆聽一個擬音,你不會覺得很像真。但如果配合相應畫面,便能以假亂真。舉個例,當你單獨聆聽斧頭劈在木上的聲音後,而別人跟你說這是球棒擊打棒球的聲音,你或許會覺得不太像。但如果將擬音和球棒擊打棒球的畫面結合,腦袋便會連結兩者,相信擬音就是真正的聲音。對大多數人而言,視覺是心理聲學體驗的重要構成部分。

請你介紹一些可以透過家庭音響系統感受的心理聲學例子?

大家可以聽聽施帕音(Sherpard tone)。施帕音又譯作謝潑德音調,讓人產生聽覺錯覺,音符像是無止境地上升、下降。施帕音在音樂的應用可稱為理髮店旋轉燈效果、或里塞節奏(Risset rhythm),繪形繪色地形容音符不停上升再下降的錯覺。樂隊 My Bloody Valentine 在《wonder 2》的鼓聲加入里塞節奏,令鼓點猶如不斷加快。

再聽聽 Karlheinz Stockhausen 所寫的《Kontakte》,你會聽見音調和節拍合二為一,當音調頻率低於可聽見頻率,便不能聽見音調,只聽到節拍。在 17 分 20 秒開始,你能清楚聽到音調下降,到最後只聽見節拍的律動。

如果你渴望感受更多聽覺錯覺,下面有更多以 MIDI 編碼製成的樂曲,呈現似有還無的人聲。

 

Daniel Dylan Wray 是音樂和文化自由作家,居於英國錫菲。

他曾為《衛報》、《VICE》、《Pitchfork》、《Uncut》、《Bandcamp》、《Huck》、《The Quietus》、《Loud & Quiet》等媒體執筆。

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