“數(shù)字音頻聽辨與品鑒”課程教學(xué)研究

[摘 要]本文擬通過對(duì)“數(shù)字音頻聽辨與品鑒”課程教學(xué)方法的研究，結(jié)合教學(xué)過程中的方法設(shè)計(jì)、進(jìn)度安排，以及學(xué)生的反饋情況，探索出一條為計(jì)算機(jī)音樂專業(yè)學(xué)生進(jìn)行音頻聽辨能力訓(xùn)練的道路。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字音頻;聽辨;頻率感知

[中圖分類號(hào)]G613.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1007-2233（2020）07-0038-02

在給作曲系學(xué)生開設(shè)的計(jì)算機(jī)音樂創(chuàng)作和聲音設(shè)計(jì)的主科教學(xué)中，筆者常常發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們對(duì)于數(shù)字音頻的音響層面特性感知不夠敏銳。具體表現(xiàn)為，作品中出現(xiàn)了明顯的頻段不均現(xiàn)象，卻并未發(fā)覺;或是作品明顯出現(xiàn)了聲場(chǎng)不均、電平失真等現(xiàn)象，卻無法主動(dòng)感知;等等。這些問題，究其原因，是由于在日常學(xué)習(xí)中，并未建立起系統(tǒng)的數(shù)字音頻感知和評(píng)價(jià)的訓(xùn)練體系，同時(shí)缺乏對(duì)音頻聽覺方面有效的練習(xí)所致。

數(shù)字音頻聽辨能力的習(xí)得，主要是依靠對(duì)音響的頻率、響度、空間等層面的聽覺解構(gòu)及分層感知，并經(jīng)過長時(shí)間的聽辨實(shí)踐積累完成的。數(shù)字音頻的音響范圍極其寬泛，既包括現(xiàn)實(shí)生活中的樂音、噪聲，也包括計(jì)算機(jī)所生成的各種聲音。根據(jù)對(duì)本專業(yè)在校學(xué)生的觀察，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們往往沒有這方面的刻意訓(xùn)練意識(shí)，或是僅有零星的聽辨經(jīng)驗(yàn)，但缺乏系統(tǒng)的訓(xùn)練框架和方法。

于是，根據(jù)這方面的痛點(diǎn)，筆者開設(shè)了“數(shù)字音頻聽辨與品鑒”課程。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，將通過一個(gè)學(xué)期的時(shí)間，在數(shù)字音頻層面對(duì)學(xué)生進(jìn)行專注的聽辨訓(xùn)練，幫助同學(xué)們建立起系統(tǒng)有效的聽覺解構(gòu)路線，并提高數(shù)字音頻聽辨的感知能力及自我迭代能力，使同學(xué)們能夠多維度、全方位地聽辨和評(píng)價(jià)各類音響，從而準(zhǔn)確地辨識(shí)作品聲響的各項(xiàng)指標(biāo)，鑒別作品中的音響瑕疵，最終提高創(chuàng)作與制作的質(zhì)量。

一、數(shù)字音頻聽辨教學(xué)對(duì)象的必要性分析

目前，進(jìn)入本專業(yè)學(xué)習(xí)的本科生，已經(jīng)具備了系統(tǒng)的音高、節(jié)奏、和聲維度的聽辨基礎(chǔ)，其辨識(shí)能力主要集中在音樂領(lǐng)域，而對(duì)于噪聲或者其他音響領(lǐng)域的聲音，幾乎只具備較原始且不夠穩(wěn)定的感性認(rèn)識(shí)。

而在計(jì)算機(jī)音樂創(chuàng)作和聲音設(shè)計(jì)過程中，所使用的音響材料被無限制擴(kuò)展。無論自然界的聲音，還是人工制造的聲音，無論是樂音，還是噪聲，都被納入到創(chuàng)作的素材庫中來。在這種情況下，如果缺乏音頻的內(nèi)心聽覺，就會(huì)缺失對(duì)作品的全局把握能力和預(yù)見性，無法創(chuàng)作出音響平衡的作品。

那么，幫助同學(xué)們從以“音高、和聲、節(jié)奏”為基礎(chǔ)的“音樂”感知領(lǐng)域，向以“頻率、響度、空間”為基礎(chǔ)的“音頻”感知領(lǐng)域擴(kuò)展，掌握專業(yè)音頻領(lǐng)域中的聽辨技能，就成為了本專業(yè)學(xué)習(xí)的迫切需求，并決定著未來的職業(yè)創(chuàng)作者、聲音設(shè)計(jì)者的感知能力發(fā)展空間。

二、課程的基本規(guī)劃

課程主要采取理論講解和聽辨結(jié)合的方式來進(jìn)行。理論講解相對(duì)簡(jiǎn)潔，主要是講解訓(xùn)練時(shí)所要用到的音頻信號(hào)發(fā)生器、效果器軟件的原理及用法、信號(hào)路由方式等。而聽辨訓(xùn)練則是重點(diǎn)，主要是利用相應(yīng)的音頻素材，在軟硬件平臺(tái)上進(jìn)行有重點(diǎn)、有計(jì)劃的實(shí)踐。

在整個(gè)課程的進(jìn)度安排上，將頻率感知、空間感知、動(dòng)態(tài)感知三個(gè)訓(xùn)練章節(jié)作為主線，并結(jié)合各章節(jié)特性，穿插錯(cuò)誤聲音識(shí)別的內(nèi)容，進(jìn)行綜合聽辨訓(xùn)練，從而建立起完整的數(shù)字音頻綜合評(píng)價(jià)與分析訓(xùn)練系統(tǒng)。在本文中，主要討論的是頻率感知的訓(xùn)練內(nèi)容。

三、課程訓(xùn)練環(huán)境的搭建

（一）空間條件

這門課程的訓(xùn)練是在帶有基本聲學(xué)裝修的教室中完成的。同學(xué)們平時(shí)的上課地點(diǎn)是一間經(jīng)過基礎(chǔ)聲學(xué)處理，可容納30人的小型教室。教室的立面、頂面以及地面均有相應(yīng)的吸收、反射材料，具備一定的基礎(chǔ)條件。同時(shí)，由于教室本體的平行墻壁，將會(huì)不可避免地帶來駐波干擾。但好在教室面積較大，加上一定的聲學(xué)裝修，能夠抵消一部分不良效果。但若條件允許，可通過改變聽音空間的長、寬、高比例，進(jìn)一步優(yōu)化訓(xùn)練環(huán)境。如果讀者有興趣，可以在Amcoustics網(wǎng)站上進(jìn)行具體的科學(xué)計(jì)算，聲學(xué)專家已經(jīng)在網(wǎng)站上嵌入了優(yōu)秀聲學(xué)指標(biāo)的房間三維尺寸計(jì)算函數(shù)。

（二）軟硬件條件

用于回放的軟硬件設(shè)備是聽辨的核心。硬件部分，主要由專用的工作站計(jì)算機(jī)，獨(dú)立的外置或內(nèi)置音頻卡、監(jiān)聽音箱或耳機(jī)構(gòu)成。在我們的訓(xùn)練環(huán)境中，采取工作站連接外置音頻卡，輸出到兩只Genelec 1038監(jiān)聽音箱來完成的。為了保證聲場(chǎng)的準(zhǔn)確性，監(jiān)聽音響的擺放位置盡量要規(guī)范。因?yàn)榧w課的限制，兩只監(jiān)聽音箱以聽眾中軸線的位置，以左右夾角盡可能對(duì)稱的方式指向他們，雖每人相對(duì)音箱的位置不同，但可照顧到大多數(shù)同學(xué)的基本需求。當(dāng)然，進(jìn)行頻率聽辨訓(xùn)練時(shí)，使用監(jiān)聽耳機(jī)也是完成可行的，監(jiān)聽耳機(jī)的頻率響應(yīng)性能普遍會(huì)好過同價(jià)位的音箱。

軟件方面，主要采用頻譜分析軟件MAGIX Spectralayers Pro 5.0來引導(dǎo)同學(xué)們以可視的方式，觀察不同頻率點(diǎn)的增益和衰減情況，將聽覺的經(jīng)驗(yàn)同具體的數(shù)值結(jié)合起來，并以可視化的方式呈現(xiàn)，進(jìn)而鞏固聽覺的記憶效果。同時(shí)，使用Waves Q10中的各種濾波器組合，配合相應(yīng)的DAW軟件，來制作和生成用于訓(xùn)練的音響。

（三）訓(xùn)練材料

課堂上，用于訓(xùn)練的聲音材料有兩類，一類是粉紅噪聲（Pink Noise），用于基礎(chǔ)感知的訓(xùn)練。另一類是實(shí)際作品，用于應(yīng)用層面的訓(xùn)練。

作為一種全頻段噪聲，粉紅噪聲是國際通用音頻測(cè)試信號(hào)，常常用于聲學(xué)檢測(cè)，聽起來像是下雨時(shí)“沙沙沙”的聲音。粉紅噪聲在訓(xùn)練過程中，是一種極為重要的聽辨對(duì)象。訓(xùn)練時(shí)，將圍繞著粉紅噪聲的不同頻點(diǎn)，進(jìn)行提升、衰減后，得到變化的音響，由此來構(gòu)成聽覺上的對(duì)比，進(jìn)行頻點(diǎn)識(shí)別的訓(xùn)練。

完成粉紅噪聲的各頻點(diǎn)識(shí)別訓(xùn)練后，再進(jìn)行實(shí)際作品的聽辨訓(xùn)練。實(shí)際作品沒有具體的范圍，常常是根據(jù)學(xué)生的情況，現(xiàn)場(chǎng)來對(duì)相應(yīng)的頻點(diǎn)進(jìn)行提升或衰減，通過提問的形式，要求學(xué)生回答頻率處理方法。

同時(shí)，還可使用免費(fèi)的Technical Ear Trainer軟件進(jìn)行輔助練習(xí)。這是由美國密歇根大學(xué)開發(fā)的一款音頻聽辨輔助軟件，基于Cycling 74 MAX平臺(tái)編寫，并編譯成了Windows和MacOS雙平臺(tái)版本，它能夠自動(dòng)隨機(jī)生成用于測(cè)試的粉紅噪聲，并內(nèi)建一個(gè)簡(jiǎn)單的記分系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)答題，并自動(dòng)計(jì)分。這種訓(xùn)練軟件，適合課后的鞏固與提高。

四、頻率感知的具體訓(xùn)練方法

訓(xùn)練開始前，先要做一次“熱身運(yùn)動(dòng)”。以“開卷”形式提前告知頻點(diǎn)，并要求同學(xué)們觀察Spectralayers中的頻譜指示，聽辨不同頻點(diǎn)處，濾波后不含諧波的粉紅噪聲音響。在此過程中，要求大家感受不同頻點(diǎn)的聽覺印象，并盡力熟記。

接下來，通過AB對(duì)比方式，以“閉卷”形式來訓(xùn)練頻率的感知。其中，A為未經(jīng)濾波的原始粉紅噪聲，B為經(jīng)過濾波的聲音。通過原始聲音和被改變的聲音的之間的對(duì)比，要求同學(xué)們回答出發(fā)生變化的具體頻點(diǎn)，以及判斷出是在這個(gè)頻點(diǎn)上，發(fā)生了提升或是衰減哪個(gè)方向的變化。每次AB對(duì)比聽辨，以5次為一組，其中AB每次間隔1秒靜音，每組間隔2秒靜音[1]。其具體進(jìn)度安排如下：

第一階段，先在20Hz-20KHz（人耳的理論頻率感知范圍）的單倍頻程范圍內(nèi)，劃分出三個(gè)頻段。其中，低頻段使用31Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz頻點(diǎn)，中頻段使用250Hz、500Hz、1KHz、2KHz、4KHz頻點(diǎn)，高頻段使用1KHz、2KHz、4KHz、8KHz、16KHz。

第二階段，分頻段訓(xùn)練。在三個(gè)頻段中，分別使用Waves Q10進(jìn)行頻點(diǎn)提升處理（Q=99，+6dB），并用AB對(duì)比方式訓(xùn)練同學(xué)們識(shí)別每個(gè)頻點(diǎn)。隨后在三個(gè)頻段中，分別使用頻點(diǎn)衰減處理（Q=99，-6dB），進(jìn)行反向訓(xùn)練。訓(xùn)練過程中，隨時(shí)觀察答題正確率的變化，達(dá)到90%以上即可進(jìn)行下一步的訓(xùn)練。

第三階段，全頻段訓(xùn)練。將上述三個(gè)頻段混合在一起，隨機(jī)選出10個(gè)頻點(diǎn)，按第二步的頻點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行提升后的聽辨訓(xùn)練，達(dá)到90%正確率后，即進(jìn)行隨機(jī)頻點(diǎn)的衰減聽辨訓(xùn)練。

第四階段，也是采用粉紅噪聲訓(xùn)練的最艱難階段，是利用第三階段的頻點(diǎn)選取方式，將提升和衰減的提示去除，采用隨機(jī)頻點(diǎn)，隨機(jī)提升或衰減6dB，進(jìn)行聽辨訓(xùn)練。

最后，在上述的每個(gè)階段中，都可以輔助一些實(shí)際音樂作品，根據(jù)每一步所訓(xùn)練的對(duì)象，以上文中AB對(duì)比的方式，使用Waves Q10進(jìn)行同頻點(diǎn)處理來輔助訓(xùn)練。需要注意的是，在選取實(shí)際音響時(shí)，要注意音響本身的頻率特性。比如獨(dú)奏的電貝司聲部，其有效基頻頻段集中在低頻，就不可能通過對(duì)16KHz的提升或衰減，產(chǎn)生有效的訓(xùn)練價(jià)值。

五、訓(xùn)練的反饋情況及注意事項(xiàng)

頻率感知的訓(xùn)練，在整個(gè)課程的時(shí)間線上，占據(jù)了一個(gè)半月。通過訓(xùn)練，同學(xué)們對(duì)粉紅噪聲的提升頻點(diǎn)能夠進(jìn)行較精確的判斷，對(duì)衰減頻點(diǎn)的判斷精度略低。其原因主要在于，提升頻點(diǎn)，往往能夠造成突出的聽覺新鮮感，更易獲得注意力的鎖定，再加上前期積累的頻點(diǎn)聽辨經(jīng)驗(yàn)，就能夠完成識(shí)別。而衰減某個(gè)頻點(diǎn)時(shí)，依舊保持的音響會(huì)對(duì)衰減的特定頻點(diǎn)音響產(chǎn)生一定的掩蔽，這種識(shí)別方式需要更長時(shí)間的自我訓(xùn)練，敏感度才能夠提高。

在訓(xùn)練過程中，需要注意的是對(duì)聽力的保護(hù)。聲音在同一音量的不同頻段下，人耳的敏感度是不一樣的。訓(xùn)練時(shí)音量無須太大，每個(gè)頻點(diǎn)平均能聽清即可，以免在全頻區(qū)域切換頻點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)音量爆發(fā)的現(xiàn)象。此外，這種訓(xùn)練非常消耗注意力，且在初期顯得無比枯燥。所以一般需要聽辨30分鐘后，安排20分鐘左右的休息，再進(jìn)行下一輪訓(xùn)練[2]。否則會(huì)因聽覺系統(tǒng)疲勞，大大降低判斷精度，影響訓(xùn)練效果，得不償失。

結(jié) 語

數(shù)字音頻的聽辨，建立在人耳聽域的全頻段，需要大量的日常性訓(xùn)練。同時(shí)，在噪聲的聽辨方面，往往缺乏“音色”的相對(duì)固定屬性，這讓聽辨更加難以找到記憶的“錨點(diǎn)”。所以，該項(xiàng)技能的習(xí)得，除了通過“數(shù)字音頻聽辨與品鑒”課程來建立系統(tǒng)的音頻感知和評(píng)價(jià)的訓(xùn)練體系以外，更需要同學(xué)們?cè)谖磥淼囊魳穭?chuàng)作、聲音設(shè)計(jì)的專業(yè)道路和職業(yè)生涯中，數(shù)年如一日地進(jìn)行自我訓(xùn)練與迭代。

注釋：

[1]武 冕，孟子厚.不同噪聲的時(shí)長差別閾限及影響因素[J].電聲技術(shù)，2019（08）：16.

[2]中華人民共和國文化和旅游部.演出用專業(yè)音響設(shè)備音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法[S].WH/T82-2019：7.

（責(zé)任編輯：劉露心）