Question

人耳的听觉特性

Answer 1

人耳的听觉特性

人耳对声音的方位、响度、音调及音色的敏感程度是不同的，存在较大的差异。

（1）方位感

人耳对声音传播方向及距离，定位的辨别能力非常强，无论声音来自哪个方向，都能准确无误地辨别出声源的方位。人耳的这种听觉特性称为“方位感”。

（2）响度感

对微小的声音，只要响度稍有增加人耳即可感觉到，但是当声音响度增大到某一值后，即使再有较大的增加，人耳的感觉却无明显变化。我们把人耳对声音响度的这种听觉特性称为“对数式”特性。另外人耳对不同频率的声音，听觉响度也不相同。例如我们播放一个从20Hz逐步递增到20kHz增益相同的正弦交流信号，就会发现虽然各频段增益一样，但我们听觉所感受到的声音响度却不相同。在20Hz～20kHz整个可听声频率范围内，上下限频率共10个倍频程。如表所示：

倍频程的频率范围

频程 频率范围（Hz）

1 20～40
2 40～80
3 80～160
4 160～320
5 320～640
6 640～1280
7 1280～2500
8 2500～5000
9 5000～10000
10 10000～20000

我们把可听声按倍频关系分为3份，确定低、中、高音频段。

即：

低音频段20Hz～160Hz（3倍频）

中音频段160Hz～2500Hz（4倍频）

高音频段2500Hz～20000Hz（3倍频）

人耳对中音频段感受到的声音响度较大，且较平坦。高音频段感受到的声音响度随频率的升高逐渐减弱，为一斜线。低音频段在80Hz以下急剧减弱，斜线陡率较大。我们把低音频段的急剧减弱称为低频“迟钝”现象。
如果我们在某声强级倒置这些等响曲线，就会得出人耳在此曲线上整个频率范围内全部声音的相对频响图。较低曲线倒置，说明在低声强，人耳频响缺乏。相反，倒置较高声强的上部曲线，可达到更平坦的频响。通常把1000Hz曲线作为参考点，对高频和低频而言，人耳的听觉响应在低声强时始终不足。但是人耳对300～6000Hz左右的频段特别敏感。这恰巧是包含大部分人讲话模式的声音以及婴儿啼哭的音调的频率范围。
（3）音调感

人耳在声音响度较小的情况下，对音调的变化不敏感，高、低音小范围的提升或衰减很难感觉到。随着声音响度的增大，人耳对音调的变化才有较大的增强，我们把人耳对音调的这种听觉特性称为“指数式”特性。
为补偿人耳听觉的这一特性，使之尽量平衡为线性 关系，通常将音量电位器按指数方式（Z）控制响度，而音调则采用对数方式（D）来控制。并在低响度情况下加入低音提升电路（等响度电路），以补偿人耳对低音频段的迟钝现象。

（4）音色感

人耳对音色的听觉反应非常灵敏，并具有很强的记忆与辨别能力。举例：

① 记忆力
当熟人跟你谈话时，即使你未见到他（她）也会知道是谁在跟你谈话。甚至连熟人的走路声，你都可以辨认出。这说明人耳对经常听到的音色具有很强的记忆力。

② 分辨力
熟知乐器者，只要听到音乐声就能迅速指出是何种乐器演奏的。仅就中国弦乐器而言，就有拉弦乐器和拨弦乐器，如二胡、京胡、板胡、椰胡、马头琴等；拨弦乐器有古筝、古琴、三弦、琵琶、柳琴、月琴等。即使在同一频段内演奏，你仍能分辨出是那一种弦乐器演奏的。这说明每种乐器都有其独特的音色，人耳对各种音色的分辨能力非常强。

③ 音色感
是指人耳对音色所具有的一种特殊的听觉上的综合性感受，是由声场（无论是自由声场还是混响声场）内的纵深感，方向、距离、定位、反射、衍射、扩散、指向性与质感等多种因素综合构成。即使选用世界上最先进的电子合成器模拟出各种乐器，如小号、钢琴或其它乐器，虽然频谱、音色可以做到完全一样，但对于音乐师或资深的发烧友来讲，仍可清晰地分辨出。这说明频谱、音色虽然一样，但复杂的音色感却不相同，以至人耳听到的音乐效果不同。这也说明音色感是人耳特有的一种复杂的听觉上的综合性感受，是无法模拟的。

（4）聚焦效应
看过三维图画的人都知到，要想观赏到三维平面图画的立体效果，须先使眼睛呈散焦状态。我们看到的三维图画的立体效果，实际上是视焦点前后位移产生的层次感。而人耳的听觉却与之相反，可以从众多的声音中聚焦到某一点上。例如我们听交响乐时，把精力与听力集中到小提琴演奏出的声音上，其它乐器演奏的音乐声就会被大脑皮层而抑制，使你听觉感受到的是一单纯的小提琴演奏声。再例，当你在繁华的集市上看书，当你的精力集中在书本上时，你就听不到集市的喧闹声。这种抑制能力因人而异，经常做听力锻炼的人抑制能力就强，我们把人耳的这种听觉特性称为“聚焦效应”。多做这方面的锻炼，可以提高人耳听觉对某一频谱的音色、品质、解晰力及层次的鉴别能力。

了解并掌握了人耳听觉的上述特性后，就可充分利用这些特性，强化吸收各种乐器的音色品质及音乐师的各种演奏技巧，不断提高音乐欣赏的能力。