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科学家帮你过滤“呜呜嗞喇”  

2010-06-27 15:06:00|  分类: 新知茶座 |  标签: |举报 |字号 订阅

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专业吹奏用于狩猎 集体表演声如警告
科学家帮你过滤“呜呜嗞喇”

新京报·新知周刊

这届世界杯最恼人的东西是什么?还用问嘛,当然是“呜呜嗞喇”。开赛以后,这种南非传统喇叭就在现场以及电视转播前无数观众中引起了很大的争议。很多人甚至希望国际足联能禁用这种“大杀器”。最近,《新科学家》杂志邀请英国萨尔福德大学的一名声学科学家来解释,为什么呜呜嗞喇的声音这么“难听”。

锥形管导致分贝高

特拉维·考克斯(Trevor Cox)是英国萨尔福德大学的声学工程科学家。他同时也是英国声学协会会长。关于呜呜嗞喇,他解释说,这其实就是一个长条形喇叭,通过往里吹气作响。吹的时候,演奏者的嘴唇每秒会开合235次,将空气推入管道中。空气会在锥形孔中形成共振。如果只有一个呜呜嗞喇,而且是由专业演奏者吹的话,那么它听起来就如同一个像样的狩猎用号角。不过,一旦未经训练的普通足球迷也开始吹呜呜嗞喇,声音可能就不那么悦人了,调子和波动会断断续续。“听上去像是大象吼叫。”造成这一情况的原因是普通演奏者知道该如何持续、圆滑地吹气。

这还只是一个普通球迷吹出不专业的声音,如果成千上万个球迷一起吹的话,那就更不悦耳了。因为每个人吹奏的时间并不一样,吹出来的频率也各不相同,声音此起彼伏,“最后的效果就很像是一群昆虫在胡乱地大叫。”

考克斯也解释了为何呜呜嗞喇可以吹得这么响———这与孔的形状有关。呜呜嗞喇的吹孔呈锥形,这个设置可以让这种乐器产生频率为235赫兹的声音,还可以产生谐波,令频率加倍。谐波又叫泛音,就是除基频外其他频率的音。这些声音被分解成若干个不同频率纯音的叠加。这些频率都是某一基本频率的倍数。据测量,呜呜嗞喇产生的谐波十分强,最高时达到1630赫兹。

锥形乐器比圆柱形乐器产生更响的高频率谐波,人耳往往对高谐波的频率比较敏感,听上去也就感觉更响。这也是为什么锥形的萨克斯管听上去比圆柱形的单簧管更响的原因。

如何减少“折磨”

根据南非一所大学的研究,呜呜嗞喇的声音可以达到116分贝。如果有人持续暴露在呜呜嗞喇的声音之中,其听力可能会受到损伤。哪怕只有一只呜呜嗞喇吹奏7 到22秒,都有可能出现让人烦躁的噪音。而整个体育场内千万人同时用力吹奏,持续整个比赛,这可能会给听众带来暂时性听力损伤。

声音越响越恼人。人耳进化成了一个预警系统,友好的、持续的声音,则会被自动忽视,而当我们听到一个突然的声音变化,就会警觉周围的环境中是否有危险。因此,呜呜嗞喇的响声,人是不可能听而不见的。

考克斯表示,呜呜嗞喇嗡嗡作响的音质也令其听上去很难听。它有着很独特的音调。有的声音在经过噪音标准调整后或许还能够被人承受,但嗡嗡作响的声音则很难忽略,它比一些宽频噪音———比如电台噪声还要让人不安。事实上每个音调都携带一定的有用信息,比如捕猎者的声音可能听上去就像狮子吼叫,呜呜嗞喇的声音就类似警告声。

在问到有什么可以减轻电视机和电台观众耳朵“折磨”的建议时,考克斯表示,电视台必须考虑观众背景声音与评论员声音之间的平衡,如果观众太“安静”,则比赛就失去了气氛,因此也不能完全关闭观众的声音。他的建议是,如果在电脑上看比赛的话,可以通过皇后玛丽大学设计的专门软件Centre for Digital Music去除呜呜嗞喇或评论员的声音。而要在电视上看的话那就只能接受呜呜嗞喇的背景音了。“你唯一能做的恐怕就是再拉开一罐啤酒,尽可能去享受这个气氛。”他说。

如何“消灭”呜呜嗞喇

英国皇后玛丽大学的数字音乐中心研究所(Centre for Digital Music)有一个研究声音软件的网站Isophonics.net。现在,这个网站为了“拯救”众多饱受呜呜嗞喇声音之苦的足球观众,分析出可以在电脑上去除呜呜嗞喇声音的方法。

这个研究中心先是分析电视转播中呜呜嗞喇的声音是如何传递的,看是否可以从中将这个声音过滤。以联合会杯的一场比赛为例,他们将不同的音频区分开来。如同所有的乐器都有一个起调,人声也有一个谐波,其是基本频率的多倍数,谐波的不同,让不同声音分离出来。

通过频率的合并,可以将其中的任意一个声音去除,读者可以在其网站上听到过滤前和过滤后的两种效果声,后者虽然还是会听到号角声,但却明显轻多了。

在电脑上观看世界杯比赛的观众,可以直接从其网站上下载“去呜呜嗞喇”解压缩软件(devuvuzelator.zip)。网页上有标出各个不同操作系统中的使用方法,对于微软用户来说,可以直接下载Stardock的相关插件软件,就可以直接在浏览器中直接观看没有呜呜嗞喇声音的球赛了。


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