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    科学和你的音乐品味如何引导你选择合适的耳机插图

    在音乐、播客、游戏和无限量的在线内容之间,大多数人每周都要花数小时戴耳机。也许你正在考虑在假期买一双新的,但是市场上有这么多的选择,很难知道该选择什么。

    我是一名专业音乐家和音乐技术教授,研究声学。我的工作调查了声音的科学性、艺术性和主观人性因素之间的交叉点。选择合适的耳机需要考虑所有这三个方面,那么什么才是真正好的耳机呢?

    声音到底是什么?

    在物理学中,声音是由一系列高压区和低压区组成的空气振动构成的。这些是声波的周期。

    计算每秒发生的周期数可确定声音的频率或音调。频率越高意味着音调越高。科学家们用赫兹来描述频率,所以一个500赫兹的声音每秒要经历500个完整的低压和高压循环。

    声音的响度或振幅由波的最大压力决定。压力越高,声音越大。

    为了产生声音,耳机将电子音频信号转换成我们耳朵理解为声音的高低压循环。

    人耳

    人的耳朵是不可思议的传感器。普通人可以听到很大范围的音调和不同程度的响度。那么耳朵是如何工作的呢?

    当声音进入你的耳朵时,你的鼓膜将空气振动转化为微小中耳骨的机械振动。这些机械振动在你的内耳变成流体振动。然后,敏感的神经将这些振动转化为电信号,大脑将其解释为声音。

    虽然人们可以听到大约从20赫兹到20000赫兹的音调范围,但人类的听觉并不能在所有频率下都做出同样好的反应。

    例如,如果一只低频隆隆声和一只音调较高的鸟有相同的响度,你实际上会感觉到隆隆声比鸟要安静。一般来说,人耳对中频比低音或高音更敏感。研究人员认为这可能是由于进化因素造成的。

    大多数人不知道听力敏感度是不同的,坦白说,永远不需要考虑这种现象——这只是人们如何听到的。但是耳机工程师肯定需要考虑人类感知与纯物理的区别。

    耳机是如何工作的?

    耳机——无论是安装在耳朵上的大型号还是小耳塞——都只是小型扬声器。简言之,扬声器的作用与耳朵相反:它们将手机、唱机或电脑发出的电信号转换为空气中的振动。

    大多数扬声器由四个部件组成:一个可前后移动的磁铁、环绕磁铁的线圈、一个推动空气的膜片和一个固定膜片的悬架。

    电磁学表明,当一根导线缠绕在一块磁铁上,导线内的电流发生变化时,导线周围的磁场会成比例地变化。

    当一首歌或播客的电信号脉冲通过一组耳机的电线时,它会改变电流并移动磁铁。

    然后,磁铁将隔膜移入移出——有点像柱塞——推动和压缩空气,产生高压和低压脉冲。这就是你听到的音乐。

    理想情况下,扬声器会将输入的电信号完美地转换为声音表示。然而,真实的物理世界有局限性。磁铁和振膜的大小和材料都会妨碍扬声器将其输出与输入完美匹配。这会导致失真,某些频率比原始频率更高或更柔和。

    虽然没有耳机能够完美地再现信号,但有无数种不同的方式可以选择扭曲信号。

    两个同样昂贵的耳机之所以听起来或感觉不一样,是因为它们以不同的方式扭曲了事物。

    当工程师们制造新耳机时,他们不仅要考虑人的听力如何扭曲声音,而且还要考虑任何扬声器的物理限制。

    听者偏好

    如果说耳朵和扬声器的复杂性还不够的话,那么听众自己在决定一副“好”的耳机的品质方面起着巨大的作用。

    年龄、经验、文化和音乐类型偏好等方面都会影响人们更喜欢哪种频率失真。耳机和其他东西一样,都是个人品味的问题。

    例如,有些人更喜欢hip-hop音乐的低音耳机,而古典音乐的听众可能希望减少频率失真。

    但音乐或娱乐性聆听并不是唯一需要考虑的事情。

    听力受损者的耳机可能会突出显示约1000 Hz至5000 Hz的频率,因为这有助于使讲话更容易理解。

    你当然可以通过为听力受损者设计的耳机来播放嘻哈歌曲,但大多数人都会同意这样的效果不会很好。

    确保您选择的耳机与您将如何使用它们相匹配,对于确定什么样的耳机听起来好有很大帮助。

    最终,耳机设计的科学性、内容创作者的艺术性以及人类体验都相互交叉,形成了对“好”耳机的感知。

    尽管有这么多动人的片段,但有一个简单的方法可以知道耳机什么时候好:选择一首好歌,然后戴上一副!因为当所有的属性一致时,一副好的耳机可以让你有机会被声音改变

    徐天明,IUPUI音乐艺术技术助理教授。

    广东·东莞
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