波仔
🎬 第四章 音频基础
📄 一句话概括

声音是空气的振动，三个物理量各对应一种主观感受——分清【物理量】与【感受】，是音频处理的第一课。

📝 本节和前面几节的关系

第三章把工具过了一遍，第四章进入第一类媒体本身。先从最基础的问题开始：声音到底是什么。

一、声音从哪里来

声音的本质是振动：物体抖动，推动周围空气，空气一层层把这份抖动传出去。 传到耳朵，耳膜跟着抖，大脑把它解释成【听到了什么】。 这里有个常被忽略的前提：声音必须靠介质传播——真空里没有空气，也就没有声音。

二、三个物理量，三种感受

振动有三个可以测量的属性，每一个都对应一种主观感受： 频率（每秒振动多少次）→ 音调：同样一个音，频率高了听着就【尖】。 振幅（振动幅度多大）→ 响度：振幅大了听着就【响】。 波形（振动曲线的形状）→ 音色：它决定这是钢琴还是小提琴。 记住这个对应关系，后面所有处理都是在改这三个量中的一个。

三、声音与音频不是一回事

日常说话不分，但在工程上必须分开： 声音是物理现象——空气在振动，这是一件发生在大自然里的事。 音频是它的记录形式——被麦克风收下来、变成电信号或数字信号之后的那份数据。 平时说的【音频处理】，处理的从来是后者：一份可以被计算的记录。

四、人耳能听到的范围

人耳能听见的频率范围大致是 20 Hz ~ 20 kHz。 低于 20 Hz 叫次声波——听不见，但身体能感觉到（比如大功率低音炮的压迫感）。 高于 20 kHz 叫超声波——听不见，医学与工业探测反而用它。 这也解释了一个常见现象：同样的音乐，年轻人能听到的高频，上了年纪的人往往听不到。

五、动手 Demo：声波的三个物理量，对应三种听觉感受

声音是空气的振动，振动的三个属性各对应一种主观感受。

rows = [
    ("频率", "Hz", "音调（高低）",   "20 Hz ~ 20 kHz"),
    ("振幅", "dB", "音量（响度）",   "0 ~ 120 dB"),
    ("波形", "—",  "音色（辨识度）", "决定是钢琴还是小提琴"),
]
for a, b, c, d in rows:
    print("%-4s %-3s %-14s %s" % (a, b, c, d))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
声波的三个物理量，对应三种听觉感受
--------------------------------------------------------------------

声音是空气的振动。振动的三个属性各对应一种主观感受。

  物理量     单位     听觉感受           典型范围
  ------------------------------------------------------------
  频率       Hz       音调（高低）       20 Hz ~ 20 kHz
  振幅       dB       音量（响度）       0 ~ 120 dB
  波形       —        音色（辨识度）     决定是钢琴还是小提琴

  三者的关系可以这样记：
    频率变了，是【同一个音高低变了】
    振幅变了，是【同一个音的响度变了】
    波形变了，是【换了一件乐器】

三者的关系可以这样记： 频率变了 → 同一个音高低变了；振幅变了 → 同一个音响度变了；波形变了 → 换了一件乐器。

30 秒实验

  1. 把音箱音量调大，用手轻按纸盆，感受振动幅度的变化——这就是振幅。
  2. 找钢琴与小提琴演奏同一个音的片段，对比听感——差的不是音高，是波形。

常见误区

  1. 把频率和响度混为一谈。调高音是改频率，调大音量是改振幅，两回事。
  2. 以为音频就是声音。音频是声音的记录形式，是可被计算的数据。
自测三问（点开对答案） 1. 声波的三个物理量分别对应哪种听觉感受？ —— 频率对应音调、振幅对应响度、波形对应音色。 2. 声音和音频的区别是什么？ —— 声音是物理振动现象，音频是它的电子或数字记录形式。 3. 人耳的听觉范围是多少？ —— 约 20 Hz 到 20 kHz；更低是次声波，更高是超声波。

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