舌头“大姐”了……

阿垃垃垃圾君不能理解八九寺小姐舌头打结的可爱之处,没事,我们不仅要说舌头打结这件事情十分可爱高级,甚至,我们还能够玩出花来。

舌头打结的高级说法

为了给”舌头打结”正名,我失去的语文突然被那一点点的脸皮唤醒了,翻找着自己的语文知识,为您端上一桌”舌头打结”的高级说法:

合音(字)

诸: 

文言之於, 之乎的合音字。 如: 藏諸名山, 付諸流水, 反求諸己, 付諸行動。

来源教育百科

对了, 就是这样, 就是那个叫做合音的东西! (那个让我古文阅读选择题岌岌可危的东西。 )

而类似的合音还有其他的有趣的字眼:“嫑”(biáo,即”不要”),“覅”(fiào,还是不要)等。看来大家拒绝的时候都很干脆(bushi)。(如果还想要了解更多的话,可以参考知乎:有哪些有趣的合音字,或者去翻看古汉语的书。我不便多多举例,以免言多而失。)

反切

切音:

用两个汉字合起来为一个汉字注音,是汉语历史上一种传统的注音方法。

来源:教育百科

既然前面有两个(或以上)字可以合成一个新的字, 所以类似的, 为什么不把一个字拆成两个字呢? (多么深厚的中国汉字啊… 多么惨淡的语文考试啊…)

这就是一种古代给文字注音的方式了。虽然一开始写作”X,AB反”,但是随着历史的发展,为了避免“造反”的谐音,渐渐变成了”X,AB切”或者”X,AB翻”。看见古书中的”X,AB切”时,只需将”A”的声母和”B”的韵母(一半含有介音,也就是”liáng”中的”i”这样的非主要元音的元音。)和声调相结合,就能够得到”X”的读音了。(参考资料:中国大百科全书)

一个简单的例子:在《康熙字典》中:

凉:《唐韵》《集韵》《韵会》凉,吕张切,音良。《正韵》凉,通作凉。《韵会》薄寒为凉。《前汉·五行志》□凉,冬杀也。《注》师古曰:凉,薄也。

注1:如果有显示不出来的字样… 那应该是当前字体不支持的生僻字,我这里也不太能够显示,所以不好意思。

注2:在切音中,用的一般是古音而非现代的发音。所以有时候并不是非常好懂。

注音

注音:

中国在民国时期第一套法定的汉字式拼音字母。又称国音字母,注音符号。

来源:中国百科全书

上面的切音着实有一些让人不知所措 – 毕竟,切音有点像是一种文字趣味小游戏,不够通用(一个字可以有多个切音的写法),也不够现代(毕竟很多字的读音在历史的发展中已经逐渐演化了,更别说我家乡一条街里面都能有不同的”方言”)。于是注音符号就出现了,用特定的字符代表响应的音节:

图片来源于网络

到了这个时候,注音已经和现代的拼音十分类似了,用一些音节组合在一起,然后根据特定的节奏和音调, 就能够发出对应的声音。尽管这套注音方式目前很少见,但是还有台湾省仍在使用,并且在一些的汉语词典中也能够看到。

似时候掌握一门“舌头打结”的技术了

那么不想来掌握一门创造声音的秘籍么?

声音是一种“摇摆”

众所周知,只要你按一定的频率摇摆,就会形成声音。

图片来源于维基百科,这个新奇玩意不太熟, 感觉有些好玩。

如果我们用摇摆的程度——比如上面那个电摇小子扭动的幅度作为纵轴,并以横轴为时间,画在纸上,(一个简单的)形式很可能就会像下面的图一样:

以上图片由Mathematica绘制

于是当我们”摇摆”起来时,我们就产生了振动——同时也就有了声音。

以上由 Audacity 查看,音频由 GarageBand 生成,音色为 80’s Sin Synth。音符据大佬说是fa,也就是简谱的4。

 

而不同的物体的摇摆频率并不相等,每一种物体都会有一个自己的”固有频率”。以一台调好音(中央C之上的A频率为440Hz)的钢琴为例,其中央C的频率即为261Hz左右。

当然我们听到的声音并非都是纯粹单一频率的声音,在现实中,如果同时按下一组琴键,就会得到一个混合的声音——学音乐的估计会说这叫做和弦。

以上由 Audacity 查看,音频由 GarageBand 生成,音色为 80’s Sin Synth。和弦据 GarageBand 显示应该是Dm。

 

所以不纯频率的声音并非是一种不被需要的声音,正如音乐中的和弦一样,这种多种单音复合而成的声音,能给人一种和谐的感觉。

同样的,在我们敲击钢琴中央C琴键的时候,钢琴发出的声音也并不是只有纯粹的261Hz声音,而是同时也混有其他的频率的声音 – 于是这样的声音就形成了钢琴特殊的音色。这就好像是同样一句话,同样的读音,但是不同的人读起来却会有不同的音色。

所以,是简谐振动们混在了一起

虽然前面的注音、切音、以及平时常见的拼音,看(听)起来更像是将一段声音拆分成几段音节的混合。然后像拼积木一样拼起来,就像是下面这样:

某种程度上来说,上面的操作相当于是在时间上将一段音频细细切做臊子细细剁碎了切开。但是我中华小当家偏要换个方向”切”——既然我们都知道了,声音不过是一些简单振动的合成。那么为什么不反过来思考 – 能否将声音分解成一些简单的振动呢?就好像本来该按顺序说的话,却因为舌头打结,一股脑地吐了出来。

这时一位叫做傅里叶的先生就说了:没问题。总是能够将满足一定条件的函数表示成三角函数的线性组合。将函数置于以三角函数系为基的函数空间。

图片来源于维基百科

于是我们可以将振动的声音变换成频率的组合——就好像是那些学音乐的大佬,能够通过听声音就知道乐谱一样 – 我们现在有了能够将声音变换到频率谱的一个理论工具了。

这样的需求也是非常显然的——如果我去学习乐器,让我按照波形图来摇摆,总觉得有点强人所难了,而如果是照着乐谱(也就像是我们的频谱一样)来演奏,那么至少会简单直观一些。比如以下面这段声音为例:

图片来源于 GarageBand 截图,音符是我瞎按的。

并且不仅如此,得知了频谱之后,我们拥有了分离声音的能力——譬如说,像我这样的菜狗玩琴的时候可能会不小心按错了按键,如果在波形图中,我们可能很难将声音分离去除,但是如果在频率谱上绘制、擦除,倒也不见得那么麻烦了。

图片来源于 Audacity,是上面的乐谱的频谱。可以在频谱中看到音符对应的频率分布。不过其中的非常长的纵向细线是节拍器的声音。

 

比如在上面的图中,我们就能够像在 GarageBand 软件中编写乐谱一样”方便”地处理声音——比如说修改和弦的种类,在 GarageBand 软件中,只需要移动一下音符,但在波形图中,则不会很方便。而频谱图中,我们只需要”擦除”对应频率的声音,然后”画出”对应频率的新的音符即可。

观察去除后的结果,可以明显看到 600Hz 附近的那条声音的亮度黯淡了下来吧?

没有去除的声音:

 

去除后的声音:

 

如果仔细听的话,可以发现和弦中的高音部分没了(因为被过滤掉了)。而一般来说,常见的去除一定频率声音的情境往往是环境中有些许低频噪音,通过过滤相应的噪音,就可以达到部分音频降噪的功能。(注: 这样的降噪和现在的降噪耳机的原理并不是一样的。)

而对五音不全的我来说,我也拥有了从音乐中分辨音符的能力了——类似的,我们也能够通过类似的方式来分辨声音等其他数据的信息,也就是说,可以实现语音识别等高级的操作了。不过这个也算是后话了。按下不表。

(注:其实并没有我说得那么美好就是了,因为前面说了,声音也并不一定是纯的,所以要从一段复杂的声音中删除一些很复杂的声音可能并没有那么简单… 不过针对波形来进行处理也不是做不到。)

当然,傅里叶变换也绝不仅仅只能够在音乐中有所应用。正如上面所见,傅里叶变换让我们能够看到频率——这个对应声音特征值的量,于是我们就能够抓住声音的特征来研究问题。类似的,除了声音信号,我们还能够将傅里叶变换拓展到任意类型的信号上——如图像处理 (光的信号的处理,可以参考知乎),又譬如用于信号处理等方面。不过这样的应用可能有些超出讨论的范围了。

那么为什么不来点实操?

于是我们不妨看看一段声音的频谱:

上面的图片例子来自于 Audacity 的频谱查看功能。使用的音频文件来自于 Synthesizer V Basic 中 Aiko 的声源合成的音频。歌曲的原曲为似是故人来。

观察图中的频谱图,横轴为时间分布,纵轴为频率分布,在一个时间点上,亮度越高的点代表的振动幅度(强度,或者说,对应的简谐振动分量的幅度)越大。一个简单的类比就好像是用亮度来表现按下对应频率按键的力度,于是一首歌曲就是像这样被写在”频谱”之上了。

正如前面所见到的钢琴乐谱和频谱之间存在的对应关系一样,我们为何不可以换一种思路:将频谱和钢琴乐谱之间进行一个”映射”,然后让钢琴来唱歌呢? 

太妙了,这有什么理由不去试一试呢? 我们只需要将一段声音通过傅里叶变换变成频谱,然后将频谱和钢琴的频谱对应在一起,于是我们就能够得到用钢琴来”唱”的歌了:

原声:

 

使用 Synthesizer V Studio Basic 生成的人声。

使用 Garageband 中 80’s Sine Synth 音色 “说” 的声音:(强烈建议先听过一部分的原曲之后再听下面这段声音…)

 

横切还是竖切,能切开的都是好瓜bushi

既然已经有了傅里叶变换这把快刀,再回过头去看原本的合音、切音、注音,没准可能会有新的想法:

以合音为例,“之于” 二字被混在一起,就像是 “之” 字和 “于” 字部分地同时发出声音,而这种让两种声音同时发出,除了简单的加法合成的视角,也同样可以看作是频谱在时间轴上的叠加 —— 那么这不就是一种傅立叶变换的视角了么?

同样的,如果你想要让声音变调,你也同样可以通过先施加变换,然后将频谱上移,于是你就唱出了很高的声调了。(这就像是在弹钢琴的时候,把乐谱中的基准点上移一样。大概……)

或者说,当我们想要把两端声音和谐地放在一起,在简单的接头霸王式的操作没有一个很好结果的时候,我们也可以利用傅里叶变换来将两端音频相接的部分混合在一起,达到一个比较 “自然” 的混音效果。

可以发现,有了傅里叶变换,我们就拥有了自由处理信号的能力。(其实傅里叶变换远不只于此,不过这都是后话了。)有了这么强大的处理能力,为什么不来… ?

编辑:藏痴、云开叶落

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