論聲音頻率的視覺化思考

郭娜

【摘 要】討論不同專業(yè)的獨特表現(xiàn)方式，學科與學科之間的關聯(lián)性，特別是無法感知的音頻與視覺圖像之間的聯(lián)系。世界萬物都有著本質(zhì)的必然聯(lián)系，任何事物完全獨立開來都是無法存在的。事物的表象千變?nèi)f化，不同領域之間存在潛在的關系，就像人們無法想象到蝴蝶的一次振翅將會給另外一個半球帶來怎樣天翻地覆的影響。設計是個主動的過程，擺脫以往的聲音生成圖像的模式，為實驗出新的聲音生成圖像的方式，尋找新的途徑。試圖在聲音頻率與圖像之間找到一些關系，從而為視覺傳達提供新的思路。

【關鍵詞】聲音；頻率；視覺化

【中圖分類號】J613 【文獻標識碼】A 【文章編號】1007—4198（2023）07—143—04

引言

人們處在文化大融合的時代，越來越難以分清學科之間的明確界限，不同學科間的思想碰撞與結(jié)合產(chǎn)生了意想不到的結(jié)果。

人們生活在一個視覺社會，幾乎有80%的外界信息是通過眼睛獲得的。而這80%的信息中，視覺圖像起到了很大的作用。如大部分人獲取信息更喜歡通過電視而不是簡單的文字信息，正是因為電視是圖像的。圖像是個有力度的傳達方式，某些時刻會主動地牽引我們的視覺。

聽覺是僅次于視覺的第二大感覺，生活中有相當一部分信息是通過聽覺獲得的。然而人類的聽覺是有一定的局限性的，世界上萬物都由振動發(fā)出著聲音，人類卻只能聽到其中微小的一部分。倘若能找到一個恰當?shù)姆绞綄⑽覀儫o法感知的這部分聲音用圖像的方式表現(xiàn)出來，那將會是什么樣的結(jié)果？

日常生活中司空見慣的事物都有大量值得我們再思考的空間，因而要展現(xiàn)人類無法感知的某種事物時就需要更多的思考與實驗。

一、源——在聽覺與視覺中的頻率

（一）聽覺與視覺

醫(yī)學上對視覺的解釋就是物體的影像刺激視網(wǎng)膜后，所產(chǎn)生的感覺。

從生理學或醫(yī)學的角度來看，可解釋為細胞在感受到光之后，變得興奮，信息經(jīng)過神經(jīng)系統(tǒng)的加工便有了視覺。視覺可具體解釋為一種主觀的感覺，即通過視覺系統(tǒng)的外周感覺器官——眼睛，來接受外界環(huán)境中一定波長范圍內(nèi)的電磁波刺激，經(jīng)中樞有關部分進行編碼加工后和分析后獲得的感覺。

視覺是人類最重要的感覺，因為在人類獲取的外界信息中，其中約有80%的信息是來自于視覺的，視覺對于人類的生存具有重要的意義。通過視覺，人可以感知這個世界，感知物體的形態(tài)、動靜、顏色等。

直觀地來說，視覺的形成過程如圖1。

雅萊絲·漢森在她的《了解視頻》一書中闡述了看的過程是需要投入大量的精力的，即進入大腦的信息中有75%是來自視覺，進入或離開中樞神經(jīng)系統(tǒng)的纖維細胞占38%。我們的視網(wǎng)膜上其實有1億個傳感器，但只有500萬個能夠從視網(wǎng)膜傳遞到大腦。由此可見，在現(xiàn)實中眼睛處理的信息是要多于大腦處理的信息的，并且，眼睛還幫助大腦過濾了信息。此外，相關的視覺欺騙試驗表示，人所看到的內(nèi)容，和其本身想看到的內(nèi)容有關?？磥恚覀兊囊曈X是會思考的。

聽覺是聽覺器官在聲波的作用下，細胞被刺激興奮，并引起聽神經(jīng)的沖動，信息經(jīng)過各級聽覺中樞后便產(chǎn)生了聽覺。

與視覺相較，聽覺是僅次于視覺的重要感覺。對于感知外界的信息，聽覺獲取的信息更為抽象。人在這個復雜的客體中是渺小的，人類能感知的頻率范圍是20—20000赫，其中以1000—3000赫茲最為敏感。聽覺在我們的生活中起著重要的作用，它不僅是我們獲取外界信息的重要感覺通道，還是我們溝通的重要工具。

聽覺的形成過程如圖2。

聲波振動聽覺器官而產(chǎn)生聽覺的方式被稱為氣傳導。在此需要注意的是，聲音傳導的方式除了氣傳導之外，還有另一種方式——骨傳導，也就是通過顱骨的振動而產(chǎn)生的聽覺。當然，骨傳導是非常不明顯的。一般來說，獲取聲音的渠道還是通過氣傳導的。

視覺與聽覺的共同作用在我們的生活中隨處可見。胡適曾提到：“其實‘拼音文字是雙方的，拼的音是‘聽覺的，拼成的文字是‘視覺的 [1]?！惫湃酥煸加性姡骸柏搫莞偵希ハ嘬庡?，爭高直指，千百成峰。泉水激石，泠泠作響；好鳥相鳴，嚶嚶成韻。蟬則千轉(zhuǎn)不窮，猿則百叫無絕。”這兩句便是從視覺與聽覺兩個方面來描繪的。加深感受，使讀者如同身臨其境。如此看來，在沒有高科技的古代，詩人用詩歌這種限定的傳達方式來表述時，也是很注重視聽傳達與感受的。

視覺與聽覺是眼睛和耳朵兩種器官的作用，時長同時作用于人們的生活。最普及的一種將兩者結(jié)合的方式就是電影，視覺與聲效的緊密結(jié)合，造就了電影獨特的傳達方式。視聽是種表現(xiàn)方式，是種獨特的語言。視聽語言與文字等語言相比，是一門新興的、更具創(chuàng)造性的語言。因此，也給相關研究者提出了新的命題，更需要具備豐富的想象力和活躍的創(chuàng)造性思維。

（二）聲音與頻率

1.聲音頻率的概念

頻率是用來描述物體運動的頻繁程度的量。宇宙中的物體都在振動，萬物都有自己的固有頻率。為了紀念德國的物理學家赫茲，便以他的名字作為頻率的單位——赫茲，簡稱赫。

我們所聽到的聲音其實是一種有一定頻率的聲波，聲波就是在彈性介質(zhì)中傳播的機械縱波。聲音就是一種機械振動，能夠穿越處于各種物態(tài)的物質(zhì)。這些能夠傳播聲音的物質(zhì)被稱為介質(zhì)。

2.聲音頻率的特征

正常人耳能聽到的只是頻率在20～20000赫茲范圍之間的聲波。20赫茲以下的聲波和20000赫茲以上的聲波人耳是聽不到的，即超聲波和次聲波[2]。低于20赫茲的是次聲波，人類無法聽到，高于20000赫茲的是超聲波，超過人類的聽覺范圍。聲音頻率越高，音調(diào)就越高；相反，頻率越低，音調(diào)也就越低。

在此，需要提到一個概念——多普勒效應。一種聲音只有一個恒定的頻率，然而當波源和聽者之間發(fā)生相對運動的時候，聽者所感到的頻率是有變化的。多普勒效應還指出，波在波源移向觀察者時接收的頻率是變高的；反之，在波源遠離觀察者時接收的頻率是變低的。當觀察者移動時也能得到同樣的結(jié)論[3]。

（三）圖像的頻率

如果說聲頻是一種有一定頻率的聲波，而頻率是單位時間內(nèi)完成振動的次數(shù)。那么，圖像中的頻率就蘊含在不同線條與顏色中，是一種視覺上的對比，一種圖形上的節(jié)奏。無論是繪畫還是設計作品，都有自己獨特的頻率。

二、論——無處不在的頻率

（一）人與聲音頻率

人類可以聽到的聲音的頻率范圍的平均值為20赫茲——20000赫茲。隨著年齡的增長，聽到的頻率范圍越來越窄。

頻率越高人們聽到的聲音就越尖，越低則聲音就越低沉。聲音的大小是與頻率無關的，它與波幅有關，也就是說，聲波蘊含的能量有多大，聲音就有多大。如果聲音頻率的高低有規(guī)律地變化，人們就會很敏感地感覺到。生活中動聽的音樂就是通過頻率的變化產(chǎn)生的，例如中音的6的頻率是440赫茲。

聲音可以通過頻率有無窮的變化，并對人產(chǎn)生生理和心理上的影響。不同頻率成份的聲音對我們的聽覺產(chǎn)生著不同的影響。例如，音箱的聲音效果中，100—250赫茲的低頻聲音，主要體現(xiàn)的是聲音的厚度，過多時會感覺聲音太厚，有渾濁感和轟鳴聲。缺少時，會感覺聲音干癟，無力。而8000赫茲以上的超高頻，主要體現(xiàn)的是聲音的空間感。過多會產(chǎn)生令人不安的煩躁感。過少，則會感覺不開闊，缺乏靈氣，甚至呆板。

（二）聲音頻率與音樂治療

音樂治療是一門較新興的應用學科，涉及多層面的跨學科研究，具有豐富的內(nèi)涵，應用領域多元。音樂治療的定義受到不同文化、歷史、地理、經(jīng)濟、醫(yī)學等多方面的影響，并且在不同地域不同背景的音樂治療師的作用下，產(chǎn)生了并不完全一致的定義。世界音樂治療聯(lián)盟是這樣解釋音樂治療的：“音樂治療是指具有資格的音樂治療師使用音樂或聲音元素，通過一個有計劃的過程推動和促進交流、聯(lián)系、學習、遷移、表達、組織及其他相關的治療目標，從而滿足來訪者或團體的需要?！?/p>

雖然我們無法定義音樂治療，但是簡單地說，音樂治療就是運用一切音樂活動的形式，包括聽、唱、演奏、律動等各種手段對人進行刺激與催眠，用聲音激發(fā)身體反應，使人達到身體或心理的健康[4]。

我國醫(yī)學的經(jīng)典著作《黃帝內(nèi)經(jīng)》在兩千年前就提出了“五音療疾”的概念[5]。那時候的音樂治療師是把五行與五種不同的調(diào)式結(jié)合，然后選定曲目，進行治療。于是金、木、水、火、土便有了自己對應的調(diào)式，即商、角、羽、 徵、宮。商調(diào)式曲調(diào)，鏗鏘有力，高亢悲壯；角調(diào)式曲調(diào)充滿生機，清新爽朗；羽調(diào)式曲調(diào)如流水一般柔潤、溫婉，又夾有一絲凄切與蒼涼；徵調(diào)式曲調(diào)則熱情奔放，充滿熱情，歡快淋漓；最后，宮調(diào)式曲調(diào)飽含莊重大氣之感，悠揚渾厚。這五行與五種調(diào)式的匹配組合，還對應著人的五臟，順序依次為：肺、肝、腎、心、脾。在這種古老的音樂治療中，我們可以看到古人偉大的智慧。

在西方的古埃及也有關于音樂與治療的記載。那時候的人們尊稱音樂為人類的靈丹妙藥。

（三）優(yōu)雅的頻率

在科學技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會，越來越多的研究領域呈現(xiàn)出新的面貌，新的觀念與科技成果為人類發(fā)展帶來了更多的可能性。伴隨量子物理和分子生物學的高速發(fā)展，傳統(tǒng)科學與超自然現(xiàn)象之間的壁壘逐漸瓦解。

宇宙中的萬物都在震動，都有自己振動的頻率，通過振動使其各自呈現(xiàn)出了不同的形態(tài)。從某個角度來說，整個宇宙的本質(zhì)，就是頻率。

頻率是無法被視覺直接捕捉到的，它是抽象存在在所有物體之中的。人們周圍的一切事物，無論能夠被感知或無法感知，都存在著頻率。宇宙中所有形式的存在都在進行不同程度的運動——振動。在不同頻率的振動下，萬物即形成相對應的面貌和性狀。從宇宙中的星體到人類居住的地球，從人類到所有動物與生物，都是不同能量的頻率振動的表現(xiàn)。甚至是人的思維與意識，也是一種頻率的體現(xiàn)。

1.可感知的頻率

如前文所提，人類可以聽到的聲音的頻率范圍的平均值為20赫茲到20000赫茲。但隨著年齡增長，聽到的頻率范圍會越來越窄。

有一種手機鈴聲流行于年齡較小的學生中間，這種鈴聲的頻率偏高，因此25歲以上的人是很難聽得到的。學生們在用手機的時候無需調(diào)成靜音，也不用擔心老師會發(fā)現(xiàn)。但專家表明這種鈴聲頻率至少在8000赫茲以上。之所以有的人能聽到而有的人聽不到，是因為人耳的靈敏性有所不同。當人年齡越來越大時，耳朵對高頻音就會越來越遲鈍，甚至完全聽不到。然而像這種高頻率的聲音已經(jīng)接近人類聽力的極限，長期聽會對人體造成危害。尤其是青少年，如果經(jīng)常使用高頻的手機鈴聲，將無疑會對其聽力和身體造成一定程度的損害。

2.存在著的不可感知的頻率

頻率越高我們聽到的聲音就越尖，但人耳最高可以聽到20000HZ的聲音，超過這個頻率的聲音叫超聲波；頻率越低聽到的聲音越低沉，但最低只能聽見20HZ的聲音，低于這個頻率的聲音叫次聲波。世界上存在著各種狀態(tài)的頻率，我們所能感知到的只是微乎其微的一小部分。

憑借聽覺人們能發(fā)覺飛行中的蒼蠅，卻不能感覺到飛行中的蝴蝶，原因在于蒼蠅飛行的每秒振翅147—200次，然而蝴蝶飛行時每秒振翅卻只有5—6次。蒼蠅飛行時的翅膀振動次數(shù)在人們的感知的20—20000赫茲之間的范圍內(nèi)，而蝴蝶的頻率則小于我們能感知到的最小值，人們自然無法感知它的存在與運動。

其實，自然界中存在的聲音遠遠比人類真實能聽到的多得多。人類可以聽到動物界中存在的所有聲音的比例還不到10%。然而，人類聽覺之外的聲音是可以通過科學方法記錄下來的。從頻率的角度上講，人類的聽覺范圍大約是16周/秒—30000周/秒；大多數(shù)兒童的上限是23000周/秒；成年人一般情況下是20000周/秒；當然不排除有少部分成年人可以聽到頻率高于10000周/秒或低于50周/秒的聲音。

加拿大科學家以孔雀為例做了相關的研究。根據(jù)研究中的錄音顯示，孔雀可能在用低于20赫茲頻率的次聲進行交談。當雄孔雀抖動炫耀美麗的羽毛時，其實是在低沉的說話，其他的孔雀都可以聽到其傳出的次聲，而人類是感受不到的。

一些動物的聽覺大大優(yōu)于人類的聽覺。研究表明，貓、狗和狐貍可以聽到音頻每秒鐘高于6萬次的聲音。老鼠、蝙蝠、鯨魚和海豚，則可以發(fā)射和接收音頻每秒鐘超過10萬次的超聲波。

3.生活中的聲音頻率的作用

海豚能用超聲波交流，蝙蝠能用超聲波來避開障礙物。頻率的范圍如此廣泛，雖然人只能感知到其中很小的一部分，但頻率依然在人類的生活中起著莫大的作用。

超聲波的穿透力強，能夠在水中傳播很遠的距離。因此可以將其特性轉(zhuǎn)化為用于醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等很多領域的實際應用。如測量距離、速度，清洗，碎石，焊接，消毒等等。除此之外，次聲波也有自身獨有的可被利用的特征。次聲波的波長往往更長，能夠繞開一些大型障礙物發(fā)生衍射。另外，次聲波還有不易衰減，不易被水和空氣等物質(zhì)吸收的特點。聲波的頻率范圍不同，對人的影響也完全不同，因此，我們要理性地分析，合理地利用，避免傷害?？茖W研究發(fā)現(xiàn)，某些頻率的次聲波對人體存在一定的危害性，這是因為該次聲波和人體器官的振動頻率是相近的，由此容易和人體的器官產(chǎn)生共振，危險時甚至可導致人死亡。

三、轉(zhuǎn)——跨界的語言，更多的可能性

（一）音頻視覺化對人類的影響

這個物質(zhì)世界所發(fā)出的各種聲音，一旦進入人的聽覺，便和人本身發(fā)生了關系，同時這種聲音也變成了一種信號。我們生活中的例子非常多。比如警車警報想起說明情況危險，雷聲轟鳴就預示著要大雨瓢潑。或許將無法感知的音頻進行視覺化的呈現(xiàn)也將成為一種信號，對視覺化作品產(chǎn)生新的影響。

設計是一種創(chuàng)造性行為，而設計這種創(chuàng)造并不是憑空的發(fā)明，而是將人們熟知的生活再生化。人們不必總?cè)ニ伎既绾巫屧O計更好地去依附于生活，因為設計是要主動地重新創(chuàng)造我們的生活。

設計是件主動的事情，它似乎永遠存在于生活的前面，我們所謂的設計恰恰是發(fā)生在當下，卻作用著未來。電視機的發(fā)明改變了人們聚集在一起的方式，一臺電視機足以讓整個家庭圍坐一團。而互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展有打破了這種聚集，使人們變得獨立起來。

人們存在著的物質(zhì)世界是有限的，但如果認們不停地換角度與方式去觀察它，則會產(chǎn)生全新的效果。

（二）視覺傳達新的可能性探討

視聽藝術(shù)大量運用于多媒體，視聽轉(zhuǎn)化在不斷被人嘗試、更新。力求擺脫以往的視聽轉(zhuǎn)化形式，試驗出一套獨特又符合必然邏輯的新的表現(xiàn)途徑。提煉出音頻的規(guī)律素，將其視覺化，用圖像來表現(xiàn)聲音，使人們感受到聲音和圖像結(jié)合所傳達的信息。從而引申到學科之間的關聯(lián)性，以及學科連結(jié)之后的新的創(chuàng)造性。

世界萬物都有著本質(zhì)的必然聯(lián)系，任何事物完全獨立開來都是無法存在的。事物的表象千變?nèi)f化，但不同領域一定有潛在的關系，就像你無法想象到蝴蝶的一次振翅將會給另外一個半球帶來怎樣天翻地覆的影響。

探討學科之間的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯，進行合理的發(fā)現(xiàn)與提煉。將不可感知的音頻進行視覺化設計，將為視覺傳達提供新的思路。

我們無法預知準確的未來設計，但筆者相信，在跨界的聯(lián)系中，我們將得到更多新的可能性。

四、結(jié)語

萬物處在自己的生命運行軌跡上，當看似不相干的兩種事物有了交集，總會帶給我們意外的結(jié)果?？此朴蔁o數(shù)獨立物體組成的客觀世界其實是一個聯(lián)系的整體，任何事物完全獨立開來都是無法存在的。

19世紀末，由工業(yè)革命帶來的大變革為世界帶來了巨大的影響，人們的思想接受了革命般的洗禮，同時也強烈刺激了藝術(shù)領域?？缡兰o的巨大轉(zhuǎn)變給大家?guī)砹司薮蟮挠绊憽；蛟S變化本身才是永恒的。當今社會的變化似乎更加出人意料，每日新信息的更新，新技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造，新的思想概念的產(chǎn)生，無時無刻不在洗禮著人們的大腦。

圖像的傳達有著無窮的可能性，也有其獨特的魅力，它需要我們再審視這個熟知的世界。舊有的“認知和觀看”的理論被貢布里?！爸谱髋c匹配”的新理論所取代。簡單地說，貢布里希認為在藝術(shù)中越來越多成功的關于“現(xiàn)實的幻覺”的圖式是以圖片效果為經(jīng)驗基礎的。用其它專業(yè)的特征來指導圖像的形式無疑會更加地加大它的可能性。

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