湖墅STL
隨興所之
（轉帖）音高和頻率（續三）
Fang 在《寫作的重要性》一文中提到：看完書不寫讀後就好像做完題目不寫成 paper，不是好習慣。在這個方針的指引下，我在過去幾年看的音樂方麵的書該摘錄的前麵三篇差不多寫完了，這裏補點小問題作個尾巴吧。
音高感知：比較流行的理論是，幾百赫茲以下大腦是直接數周期來確定音高的，1600 Hz 以上則主要靠內耳頻譜分析，中間頻率段兩種機製都在起作用。
聲源定位：人有倆耳朵，定位聲源主要靠分辨聲音到達耳朵的時間差。比較令人驚訝的是，雖然聲音感知的神經脈衝有 100 微秒，但是人可以分辨的時間差在 10 微秒的量級。另外，左右耳的聲強和頻譜對比也對判斷聲源有幫助，比如，右邊來的聲音在右耳聽起來會亮一些，因為聲波經過圓型頭部的時候高頻被吸收得多。
還有一個有趣的現象是聲源的上下定位。人即使不移動腦袋，也是可以感覺到正前方聲源的上下位置的，而這種聲源對左右耳完全對稱，因此也不可能用左右耳差異來判斷位置。實驗發現，如果堵上耳朵或者改變耳廓形狀，人的聲源上下定位能力就會減弱或者消失。流行理論是人對預定聲音的頻譜會有記憶，而聲源上下移動會在耳廓上產生不同的反射模式，特別會影響高頻部分的頻譜，人估計就是從高頻頻譜裏得到聲源位置的暗示的。實驗也發現，如果編造不熟悉的聲音，人對聲源高度的判斷就不會那麽準確了。
另外，一般在房間裏聲源到接受者耳朵裏不光有直接聲波還有大量牆壁和地麵的反射波。首先，人會選取最先聽到的直接聲波判斷出聲源的位置；其次，人也會利用反射波的信息來感知房間大小。實驗發現，如果把房間牆壁搞成完全吸收聲波，哪怕再小的房間人也不會感覺到房間很小（當然這個實驗需要把人眼睛蒙起來）。
雞尾酒會效應：Cocktail party effect，聽覺係統的一種選擇能力。在雞尾酒會上即使周圍噪聲很大，我們還是可以聽到朋友說的內容。聽音樂時，人如果專注於一樣樂器，也可以跟隨那個樂器的聲音。這種能把注意力集中在某個聲音上的現象就是雞尾酒會效應，這和視覺裏人可以在紛亂的背景中看出熟悉的圖形可能是類似的機製。大凡自然界的聲音、人聲和樂器都會略有噪音和瑕疵，實驗發現人對聲音裏麵這種瑕疵非常敏感，這也很可能是人分辨相近聲音的主要線索。兩個人說話或者兩種樂器演奏，頻譜一般有很明顯的不同，所以人能分辨出來並不奇怪；兩把幾乎相同的小提琴一起演奏，人還是可以聽出有兩把小提琴，這是因為兩個樂器各有各的瑕疵，演奏的人也可能技巧略有不同。電子合成的樂音如果不加瑕疵，聽起來很機械，完全沒有美感，兩個不加瑕疵的電子小提琴一起演奏，人是分辨不出來的。可見完美的世界並不美好，我們需要一定的個性才能讓這個世界變得有趣。
最後推薦一本書 Music, Cognition, and Computerized Sound: An Introduction to Psychoacoustics，這本書是 Stanford Center for Computer Research in Music and Acoustics (CCRMA) 的一幫人根據教學經曆整理的。這個多學科研究中心集結了音樂、計算機、電子和機械工程、物理和心理方麵的大牛，成立多年雖無重大突破，但是成功改變了過去各個學科獨自研究音樂的局麵，算是在這個交叉學科領域走出了重要的一步。
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