1.1 了解声音与声波

任何物体由静态向动态转变时，一般都会让人听到声音，发出这种声音的物体就是声音的起源，它的传播形式主要是通过声波进行的。本节主要向读者详细介绍声音与声波的基础知识。

1.1.1 了解声音与波形图

声音是看不到、摸不着的，主要在空气中传播，如人说话和唱歌的声音、各种乐器的弹奏声、汽车发动机的轰鸣声等，然后传到人的耳朵里，才能听到这些声音。声音的音波有高有低，有快有慢。如果音波移动速度快、声音很大时，我们可以明显地感觉到声音的气压振动到身体表面，这时是可以觉察到声音存在的。在声音的属性中，主要通过声音的频率和振幅来展现和描述音波的属性，声音中的频率大小与声音的音高对应，振幅与声音的大小对应。声音可以通过傅里叶变换（Fourier Transform）进行分解和变换，得到不同频率和强度的音波。

所以，在平常听到的所有声音中，是包含声音频率在内的，一般人的耳朵可以听到的声音频率范围在20～20000赫兹之间，某些动物的耳朵可以听到高达17万赫兹的声音，大海中的某些动物还可以听到15～35赫兹范围内的较小声音。

如图1-1中以波浪线的形式表现了声音频率振动的波形图。波形的零点线表示静止中的空气压力，当声音波动为停止状态到达最低点时，表示空气中的压力较低；当声音波动为振动状态到达最高点时，表示空气中的压力较高。

在音频波形图中，各部分的含义如表1-1所示。

1.1.2 了解声压级与声强级

声音压力是指物体通过振动发出的声音引起的空气逾量压强，可以理解为声压是指声波存在时的空间压强减去没有声波时的空气压强而得到的结果，它的单位称为帕（Pa）。声强是指声波平均面积上产生的能量密度的大小，它以瓦/米2（w/m2）为单位。人的耳朵能听到的能量数值大概在1013:1，人对声音强弱的感觉大体上与有效声压值或声强值的对数成比例。为了方便计算，部分学术专家把声压有效值和声强值取对数来表示声音的强弱，这种用来表示声音强弱的参数被称为声压级（dB）或声强级（dB），如表1-2所示。

1.1.3 了解声波的基本参数

对声波的描述主要使用多个物理参数来表示，如图1-2所示。

下面向读者分别介绍与声波相关的这些物理参数，希望读者理解和熟练掌握这些基础知识。

1. 分贝

分贝是用来表示声音强度的单位，所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N=10lg（A1/A0）。分贝符号为dB，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的“级”。也就是用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。

2. 频率

声音中的频率是用赫兹（Hz）来作为测量单位的，它常用来代表物体以秒为单位所振动的数量，1000Hz的波形每秒有1000个振动周期。因此，声音的频率如果越高，则音调的声音就会越高。

3. 振幅

振幅是物体通过产生振动而离开零点线位置的距离，它表示物体振动时所产生的幅度的大小和振动的强弱，如图1-3所示。

在Adobe Audition CC软件界面中，用户还可以统计音频中的振幅参数，方法很简单，用户只需在菜单栏中单击“窗口”|“振幅统计”命令，弹出“振幅统计”面板，如图1-4所示。单击面板下方的“扫描”按钮，即可扫描音频文件中的振幅参数，方便了解音频并查看音频振幅数值，如图1-5所示。

4. 波长

波长在声音中是指沿声波传播方向的长度，振动一个周期内声音所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间距离，记为λ，单位为m。它可以用相邻两个波峰或波谷之间的距离来表达，其公式为：速度/频率=波长。

5. 周期

声音中的周期是指声音每振动一次所经历的时间长度，它的单位为s，即从零点线位置到高压区再到低压区，最后以相同的方向返回原点所需的时间。

6. 相位

相位是描述信号波形变化的变量，通常以度作为单位，信号波形经常以周期的方式进行变化，具体运动方式如图1-6所示。

1.1.4 了解音色包络

音色包络是指某一种乐器特有的强度随时间变化的一种形态，一般由4个阶段组成，分为起音、持续、衰落以及释音等，如图1-7所示。

释音中一般分为3种乐器的音色包络，如图1-8所示。