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音乐情感感知对混响的作用

日期:2015/12/8 来源:中国演艺科技网

混响是房间中从声源发出的声波能量,在传播过程中在各方向来回反射,并不断被壁面吸收而逐渐衰减的现象。室内混响的存在很早便被人们注意到,自从赛宾发现混响时间公式,室内音质的设计和控制就从经验和艺术进入相对理性的阶段,混响时间成为室内声学中的基本概念和决定室内音质最重要的、甚至是唯一可以操作的参数。本文就混响时间对于音乐的主观感受,即音乐情感感知的影响进行了实验研究。实验分成两步,首先是对音乐情感的主观评判,得到音乐素材在各个情感的心理尺度值,并提取了音乐的情感主分量;然后根据音乐情感感知评判结果选取音乐素材并对其进行不同的混响处理,通过主观听音实验来考察混响对音乐情感感知的影响。

1 音乐情感的主观评判

1.1 音乐素材 选取了90首民乐片段作为实验素材,对其进行统一的混响处理。民乐混响主观偏爱的混响时间平均值在1.3s附近,故选取了混响时间为1.3s的混响脉冲响应与90首音乐片段分别卷积来得到听音素材。研究结果都是基于连续混响,所以对信号的尾部都进行了统一处理,以避免末端混响的影响。实验用的90首民乐如表1所列。音乐情感感知对混响的作用效果图表1 用于听音试验的民乐素材 1.2 评判方法 评判依据为涵盖音乐基本情感的描述词,共26个:欢乐、悲伤、激情、安逸、快乐、忧伤、力量、安宁、愉快、忧郁、生机、闲适、轻松、神秘、甜蜜、温柔、自由、柔情、活力、悠闲、神圣、梦幻、恬静、柔和、宁静、无奈。实验采用系列范畴法,用五级评价尺度对情感描述进行评判,情感的强烈程度等级按照递增尺度进行,依次为很弱、弱、中等、强、很强。将90个音乐信号随机打乱,每个信号放三遍,要求被试对评价表中给出的情感描述词和相应情感的强烈程度上进行勾选。如果认为不涉及该类情感,则可以直接跳过不予勾选,进行下一个指标的等级评判。实验环境为标准听音室,利用耳机单声道重放方式呈现,耳道口声压级保持在75dBA左右,共有19名被试者参与实验。 1.3 评判结果分析 根据主观实验的结果,对评价结果进行统计,经处理得到相应的90个信号在26个评价词的心理尺度值并进行主成分分析,提取了四个情感主分量。 (1)第一个情感主分量有快乐、轻松、忧郁、无奈、欢乐、愉快、自由、忧伤,这些情感包含了情绪基调中的正面和负面的情感,故将第一个情感主分量定义为情感的悲喜度; (2)第二个情感主分量有激情、力量、温柔,集中表现了情感的紧张或者松弛,因此,将第二个情感主分量定义为情感的力度; (3)第三个情感主分量有闲适、悠闲,则第三个情感主分量定义为闲适度; (4)第四个情感主分量有梦幻、神秘、神圣,因此,将第四个情感主分量定义为神圣度。 2 混响对音乐情感感知的影响 在经过音乐情感评判实验后发现许多乐曲听感上的情感并不是单一的,可能包含多种情感。所以在考察混响时间对音乐情感感知体验的影响时,选取了音乐情感倾向比较明显的音乐素材,共30首。在情感感知强弱判断之前必须让被试者对音乐情感达成共识,并用准确的语意词汇描述该曲目的情感,并根据此情感对音乐情感感知强弱进行判断。 将这30首乐曲达成共识的情感可得到五类:快乐类,包含欢乐、快乐、愉快、喜悦等情感;悲伤类,包含悲伤、无奈、忧郁、忧伤;闲适类包含悠闲、闲适;柔静类,包含柔和、安宁、柔情、宁静;神圣类,包含神圣、神秘。根据情感分类将30首曲目分类,如表2所示。混响的控制通过混响时间来实现。为了控制除了混响时间之外的其他变量,选定了Odeon软件中的一个固定厅堂来制作反映混响状态的房间脉冲响应信号。保持房间的空间结构、大小以及听音位置不变,只均匀地改变房间的吸声量,得到了混响时间分别为0.5s、1.0s、1.5s、2.0s、3.0s、4.0s、5.0s、7.0s的房间脉冲响应信号,在与音乐信号卷积之后对信号的尾部都进行了统一的淡出处理。音乐情感感知对混响的作用效果图表2 音乐曲目分类 2.1主观评价实验 判断音乐情感感知强烈程度的评价方式是尺度估计法。以每首曲目为例,与8个不同混响时间的脉冲响应信号卷积之后共有8个听音信号。将混响时间为1.5 s的信号设为参考信号,其他7个信号与之进行随机配对,7对信号随机播放两遍,即每首曲目有14对信号。根据曲目达成共识的情感对相继播放的两个信号在该情感感知强弱程度上进行对比评判并打分。评分表格如表3,即选出情感感知强烈的信号,在相应的位置上划勾,然后情感感知强烈的信号相比情感感知较弱的信号大概成几倍的关系,要求被试者在相应的尺度上进行标注。听音时声压级参考标准为带仿真耳人工头耳道入口处声压级75 dBA。被试者共26人。音乐情感感知对混响的作用效果图 2.2 实验结果分析 将混响时间为1.5s信号的音乐情感感知的强度设为1,由主观评价实验的结果得到各个信号情感感知尺度相对于参考信号的强弱倍数,发现这些散点用某种三项式能够较好的拟合。将同类情感曲目的曲线放在一起观察,曲线趋势不一致的曲线用虚线标出,发现多数情感类似的音乐情感感知强弱随混响时间的变化都呈现出比较明显的一致性趋势,如图1到图5所示。音乐情感感知对混响的作用效果图图1 混响对快乐类音乐情感感知的影响音乐情感感知对混响的作用效果图图2 混响对悲伤类音乐情感感知的影响音乐情感感知对混响的作用效果图图3 混响对闲适类音乐情感感知的影响音乐情感感知对混响的作用效果图图4 混响对柔静类音乐情感感知的影响音乐情感感知对混响的作用效果图图5 混响对神圣类音乐情感感知的影响 根据实验结果,混响对每种情感感知的影响趋势是比较明显的,即对于快乐、悲伤、闲适、柔静和神圣类的音乐,它们的情感感知随着混响时间的变化通常表现出某种特定的规律。剔除个别感知规律明显不一致的曲目,将其他曲目的情感值做平均,得到每类情感随混响时间变化的趋势拟合图,如图6所示。音乐情感感知对混响的作用效果图图6 混响对各类音乐情感感知的影响 根据上图可以发现,在7s的混响时间以内,随着混响时间变大,各类音乐情感感知强弱的变化规律如下: (1)快乐类音乐情感感知的强弱趋势是上升再下降的。混响时间为2 s时情感感知最强烈,混响时间为6 s时情感感知最弱; (2)悲伤类音乐情感感知的强弱趋势是先上升再下降的。混响时间在3 s~4 s时情感感知最强烈; (3)柔静类音乐情感感知的强弱趋势是在3 s左右前比较平缓,之后下降; (4)闲适类音乐情感感知的强弱趋势是在4 s左右前下降,之后比较平缓; (5)神圣类音乐情感感知的强弱是先下降再上升,混响时间在4 s左右时情感感知最弱。
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