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202音乐声学与心理声学(第三版)
的,而中间部分的频谱相对稳定。但是,"稳态"并不意味着完全不变。例如,管风琴乐音在持续时间较长时,如图5.1所示的音符,其持续时间大约为2s,音色听起来没有什么变化,但是,从图中的声压波形看出,即使在"稳态"阶段,幅度或包络仍然随时间变化。当合成乐音时,特别是当在取样合成器中使用循环技术时,认识到乐音的这一特征是非常重要的。
对管风琴的principal 音管组而言,乐音的衰减阶段开始于手指松开琴键、来自风箱使"空气簧片"振动的气流停止之时。此图例中乐音的衰减大约持续200ms,较高的谐波成分在第1次和第2次谐波之前就衰减掉了。如果录音是在封闭空间中进行的,那么要保持乐音的衰减特性就变得非常困难,因为封闭空间的特性正好与自由空间相反(见第4章),由房间产生的混响声会叠加到乐音的衰减特性上(见第6章)。在这个例子中要看到衰减阶段的详细信息比较困难,因为其持续时间较起振阶段长,很难将整个过程详细地在时间轴上描绘出来。
乐音的起振阶段对音色起非常重要的作用。同时,由于听音者在乐音的稳态阶段能较真切地感受其音色,因此,衰减阶段对音色感知所起的作用无疑比起振阶段和稳态阶段弱。起振阶段不易受演奏所在环境声学特性的影响,因为第一次反射声对直达声的染色效应(见第6章)往往发生在起振阶段结束以后(因此传递给听音者的是未经染色的声音起振信息)。可以肯定,人们在听到未染色的起振部分后反射声才到达。因此,起振阶段对音色感知是至关重要的,衰减阶段只是影响音色感觉的因素之一。当对乐音进行声学特性分析时,一个时间范围扩展到起振阶段的声谱图是极为有帮助的。
图5.1的下半部表示将时间轴放大后的起振阶段和稳态阶段的开始部分,其中起振阶段大约持续70ms。图中可以清楚地看到各次谐波建立的过程,而且二次谐波比一次和三次谐波提前约30ms出现。这是管风琴带辅音起振音管的特点,在声学上表现为在起振阶段首先跳到第一或更高的超吹模式,开放式哨管的第一超吹模式是二次谐波(见第4章)。仔细聆听带有合成吹管特征的音管可以发现,开放式音管在开始时有瞬间的高八度音,因为其第一超吹模式是二次谐波;而封闭式音管则能听到瞬间的高一个八度加一个五度的音,因为其第一超吹模式是三次谐波。图