精神時光屋 vol 0 - 1 "音頻與頻譜分析 Spectrum Analysis“
20130407 精神時光屋 vol 0(你不能不知道的事) - 1 “音頻與頻譜分析 Spectrum analysis ”
0-1-1 ”交錯效應 The Air I Breathe“
“No emotion , any more than a wave , can long retain its individual form .
-Jieho lee “
是否曾經有過邂逅的經驗？
世界就是這麼小。
饒舌小帥哥大支可以feat.達賴喇嘛、史提芬洲流落廟街可以認識雙刀火雞、梁詠琪和金城武可以在水池的兩端相遇。
這些如夢似幻的意外劇情，都為結局帶來有分量的衝擊，也證明“六度分離理論(Six degrees of separation)”的真實存在，從底部奠基今天主打的“交錯效應 The air i breathe”
微軟的研究人員在統計分析1.8億人之間的300億個電子信息後，發佈以下理論：在這擁有七十億人口的世界上，人與人之間若要產生聯繫，只需要六個人。
六個人？是的，只需要六個人的媒介，你就可以和地球上的任何一個人產生關聯性。
透過這樣的關係，人與人之間開始相互影響，存在着千絲萬縷的纏綿糾葛。
電影裡，依照人的情感分為四個不同的段落：幸福(Happiness)、喜悅(pleasure)、悲傷(sorrow)、愛(love)。不同的故事，利用“蝴蝶”，以不同方式巧妙串聯，如蜘蛛鋪網般，由一小點向外擴張情緒，直到最後的震撼結局。
縝密緊湊的節奏，加上跳脫邏輯思考的巧妙劇情，完全征服觀眾的心。
看完，假文青的心又被挑起，好像能開始思索一點往後新的方向，並且學會：
原來悲傷不會消失，只是重量變了而已。讓你只能從它底下爬出來，然後背着它走...
Ps.如果沒看過梁詠琪和金城武演的向左走向右走，沒關係！
最近“人力飛行劇團”在四月中到六月間會在台北城市舞台、台南文化中心、苗北藝文中心、桃園展演中心、台中中山堂等地方上演2013年，由魏如萱 蔡旻佑主演，陳建騏老師總監音樂的-幾米音樂劇”向左走向右走”
那段時間剛好有事必須遠行，如果有興趣的朋友可以點這：購票請點我
重點是記得！看完記得分享心得給我！就當作是知道資訊的回餽吧！哈 :)
0-1-2 人耳聽力範圍
生活中的每個瞬間，都是靠這些不同的交錯效應組成
音樂的每個瞬間，也是靠這些不同樂器產生出的不同頻率、不同波形、不同震幅的波組成。
人生活再世的每個瞬間，都在接受不同頻率高低的波，當然也會過濾掉可能影響人體運作的極高頻與極低頻。這個人耳能感知的頻率範圍，稱為：“人耳聽力範圍”。
人耳通常聽力範圍的極限，大約在 20 Hz ~ 20,000 (20k) Hz 之間，隨著年齡增長而遞減。
(讓大家有個概念：C0的頻率約在 32 ~ 33.5 Hz 之間，C7的頻率則是在4070(4.07k)Hz附近，20Hz 大約是 E(-1) 這個音。)
臨界值附近的頻率，只能非常非常勉強地接收到，且難以辨別其之間的差別。
在這個範圍內，不同頻率產生的波，加法合成，就是我們當下感知的“聲音”。
而如何把這個範圍內的每個部分，利用不同樂器產生的聲波，依照不同比例“填滿”它，就是我們音樂家要做的事。
0-1-3 ”傅立葉轉換 Fourier transform“
然而這麼多不同頻率、不同波型的波，不能直接做加法疊加，又要怎麼做表示呢？
這時候，出現了一位大師：Joseph Fourier , 1768~1830。一位法國的數學及物理學家。
他提出：任何時域上的訊號，必然是由多組適當的頻率、振幅與相位的正弦波(sin wave)訊號所組成。
白話點來說，我們可以把任何一個音頻的訊號，透過傅立葉轉換，去做拆解，讓他得到很多不同頻率、不同振幅、不同相位組成的正弦波(Sin wave)。如下圖。
(ex.拆解一個頻率為120Hz的方波波型，可能得到一個 x Hz 的正弦波(sin wave) + 一個 y Hz 的正弦波(sin wave) + 一個 z Hz 的正弦波(sin wave) +... )
那只要我們隔離掉相位資訊，畫出一個以“正弦波(Sin wave)“為波型基底，音訊“頻率”及“振幅”為xy軸向的圖表，是不是就可以完整表達出當下瞬間，人體吸收到的所有聲波？
是的！這就是頻譜分析儀的基本理論！
(要隔離掉相位資訊的原因是：相位資訊往往只會讓轉換過程變得更為複雜，對分析沒幫助)
結論：我們看到的“頻譜”，即是由不同頻率的”正弦波(sin wave)“建構而成。
(這種利用頻率角度去做分析的方式，我們稱為頻域分析(Frequency-domain Analysis)。而之前我們介紹過的Envelope，振幅隨著時間做變化，則是利用時間角度去做分析，我們稱其為時域分析(Time-Domain Analysis)。專業的我們，首先必須清楚不同分析方式，再去做音樂的視覺判斷。)
0-1-4 “頻譜分析儀 Spectrum analyer”
依照以上的理論去做合成，並呈現給我們看的儀器，我們稱它為“頻譜分析儀 Spectrum analyer“，簡稱 Spectrum or SA 。
本來頻譜分析的應用，是在分析不同頻域的佔據率，以利其他工具使用，過濾掉不需要的波段，防範臨近頻率的訊號干擾、或是通訊工程人員分析諧波失真的問題等等。
聰明的音樂人，當然也廣泛應用於製作音樂上。
頻譜分析儀又分為幾種運作方法，這裡介紹最基礎的運作模式，稱為“即時性頻譜分析儀Real time Spectrum ”：
這類的頻譜分析儀利用大量分佈在整個音頻範圍內、不同波段的濾波器，過濾輸入的音頻，去做音頻分類，最後再經由檢測器Detecter統整，呈現於螢幕。
所以基本上，頻譜分析儀是由很多可以過濾不同波段的”過濾器 filter“組成。
呈現出的，是以振幅為縱軸、頻率為橫軸的一張圖表，不同頻率下對應振幅的資料。
0-1-5 主要設定參數
接著我們利用Live內建的 Audio effects - Spectrum去介紹大致上的設定參數。
通常頻譜分析儀上，主要設定的參數有以下四個：
1.頻率顯示的範圍 (x軸) (Scale X)
可以藉由設定顯示頻率的最大值及最小值，去作呈現。
以音頻的頻譜分析儀來說，通常我們選擇的頻率範圍就是人類能感知的聽力頻率範圍。
(有些則是設定Central frequency，及所要展開的頻帶寬度(Bandwidth)，意思是一樣的)
2.振幅顯示之範圍(y軸) (上圖scale X 下的範圍選擇)
設定此範圍內，振幅最大的顯示與間距。
3.頻率的解析度
如果把同個範圍內的波段，運用較多的過濾器作分類切割，解析度、精準度就會較高，相對的CPU必須承受較大量的Loading。
4.Refresh time
由於音頻是動態的，會跟著時間作變化，所以要“多快”更新頻譜分析的時間，我們稱作 Refresh time 。
Refresh time 越大，變化越縝密連續。
0-1-6 結尾五四三
大家會不會很驚訝，這次的精神時光屋竟然不是原先說好的Vol.2，是Vol.0！？
(這不是肯德基這不是肯德基...)
參考大家的意見及討論，我們決定在進入音色後製之前，先讓大家的基礎知識有個穩定的水平。
不管你曾經學過或是矇懞懂懂，我們都會利用時光屋的方式陪大家透徹了解所有細節。
所以定位為“Vol.0 - 你不能不知道的事“
從頻譜的觀測到樂曲速度的意義，從MIDI的系統到數位與類比的轉換；
每一章都是精心設計的基礎知識講義，陪著大家走向音樂這條不歸路。
別懷疑，繼續跟著走下去就對了！ :)
回到今天主題，我們完整復習頻譜，學會頻譜分析、觀察不同波段的組成，及瞭解音樂組成的方式。
學會了這些以後，才能在做接下來調整EQ的動作：
利用不同種類的濾波器，依照每個樂器最適合的音頻特色，及音樂家想要呈現的感覺，利用頻譜分析，做調整疊加。
當然，那又是一門深奧的學問了。
(往後的文章會介紹高中低頻的分類、不同樂器適合的波段、及EQ的技巧！跟著我們繼續下去就對了:) )
下一篇介紹一首歌的基礎 - 速度 Speed。
讓你從專業樂理的角度了解一首歌的節奏、BPM的意義等等。
廢話不多說，我們下次見 B-)
精神時光屋 vol 0-2 “ 節奏與速度Rhythm & Speed“ to be continued …