音控該知道的音樂科學

by | 6 月 13, 2025 | 音控 | 0 comments

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強烈推薦音控可以去看「好音樂的科學」「迷戀音樂的腦」。這篇文章主要要解決,聲音混在一起很雜的問題。

MUSIC 音樂的定義

根據WIKI,我認為沒人能準確給出個定義,這就是音樂。我自己認為只要是持續的聲音都可以稱為音樂,但通常要讓人心理上覺得「好聽」才算音樂,心理上感受很煩躁,那就是壓力。

音程(Interval)

音程是指兩個音高之間的距離,是音樂中最基本的要素之一,對教會音控與敬拜團隊而言,理解音程有助於調音、和聲平衡與混音處理。

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  • 半音(Semitone):在 12 平均律中,兩個相鄰音之間的最小間隔
  • 全音(Whole tone):等於 2 個半音
  • 音程名稱:根據音階度數命名
    • 純(Perfect)音程:一度(Unison)、四度(Fourth)、五度(Fifth)、八度(Octave)
    • 大(Major)/小(Minor)音程:二度(Second)、三度(Third)、六度(Sixth)、七度(Seventh)
音程半音數
一度(P1)0
小二度(m2)1
大二度(M2)2
小三度(m3)3
大三度(M3)4
純四度(P4)5
增四度(A4)6
純五度(P5)7
小六度(m6)8
大六度(M6)9
小七度(m7)10
大七度(M7)11
八度(P8)12

12平均律(12-Tone Equal Temperament)

在現代音樂與教會敬拜音控中,12 平均律是最常見的定音系統,它將「八度」音程等分為 12 個半音,每一個半音距離(頻率比)都相同。

原理

  • 八度內頻率比為 2:1,12 平均律將其等分成 12 個相等的步距。

標準音與八度關係 A4=440hz

在教會敬拜與音控調音時,通常以 A4 = 440 Hz 作為標準音(Standard Pitch)來校準所有樂器與擴聲系統。

  • 歷史背景
    • 17–19 世紀,不同地區、不同樂器的定音頻率多有差異,從 415 Hz 到 455 Hz 都有。
    • 1939 年,國際標準化組織(ISO)正式將 A4 頻率定為 440 Hz,成為全球廣泛認可的現代標準。

八度倍頻規則

低八度:頻率減半

f_{A3} = \frac{440\ \mathrm{Hz}}{2} = 220\ \mathrm{Hz}

高八度:頻率翻倍

f_{A5} = 2 \times 440\ \mathrm{Hz} = 880\ \mathrm{Hz}

和聲學與聲音頻率

在和聲學中,音程(Interval)代表兩個音之間的距離,而這個距離在頻率上就對應著簡單或複雜的比值。

純音程(Just Intonation)與頻率比

    • 純五度(Perfect Fifth)
    \frac{f_{\rm 高音}}{f_{\rm 低音}} = \frac{3}{2}

    以 A₄ = 440 Hz 為例,上純五度的 D₅ 為

    f_{D5} = 440\ \mathrm{Hz} \times \frac{3}{2} = 660\ \mathrm{Hz}

    大三度(Major Third)

    \frac{f_{\rm 高音}}{f_{\rm 低音}} = \frac{5}{4}

    若 C₄ = 261.6 Hz,則 E₄ ≈

    261.6\ \mathrm{Hz} \times \frac{5}{4} \approx 327\ \mathrm{Hz}

    平均律下的近似

    在 12 平均律中,任意音程 (n) 個半音的頻率比為:

      \frac{f_2}{f_1} = \bigl(\sqrt[12]{2}\bigr)^{n}

      例如上純五度(7 半音):

      \bigl(\sqrt[12]{2}\bigr)^{7} \approx 1.4983\ (\text{vs. }1.5)

      和諧(consonant interval)與不和諧(dissonant interval)音層

      • 和諧音程(consonant interval):當兩個音的頻率比為簡單整數(如 2:1、3:2、4:3)時,會使它們的泛音部分重疊並相互共振,因而聽來格外穩定且悅耳。
      • 不和諧音程(dissonant interval):比值複雜或接近不完整分數,易產生「拍頻」(Beating)現象:
      f_{\rm beat} = |f_2 - f_1|

      例如 440 Hz 與 442 Hz,拍頻為 2 Hz,會感覺音量有每秒兩次的起伏。

      狼音(Wolf Interval):

      特指某些歷史調律系統裡,因累積誤差過大而特別不協和的一個音程,會發出類似「嗷嗷聲」的強烈拍頻,屬於不和諧音程中的極端案例。

      和聲編排與音控應用

        • 合唱時,若不同聲部間頻率比簡單,和聲更容易融合;若不協和較多,混音時需透過 EQ 或小幅 detune 來減少干擾。
        • 數位音效處理器可以根據上述頻率比,自動調整延遲與 EQ,讓不同樂器與聲部在混音台上達到最佳和諧。

        理解和聲學與頻率的數學關係,能讓音控人員在現場調音時,更精準地處理合唱與樂團的混音細節,創造純淨且富有張力的敬拜音場。

        音不準

        當兩個聲音音準不同時,但沒有差到很多,聲音聽起來會有種奇妙的滋滋聲或顫抖音,這個現象稱為Beating。

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