图解泛音及形成原理https://bideyuanli.com/p/3238

首先要纠正一个大家可能一直都有的误区：人声并不是音高确定了之后就只存在某个固定频率范围。相反，无论音高如何，人声都是分布在一个广大的频率区间内。也就是说，人声其实是由若干频率的声音合成而成的。请看视频解读：

首先，泛音到底是什么，很多人都不知道。标准答案是：泛音是物体局部振动产生的。 啥是局部振动？ 非常清楚的局部振动，一根弦分成四段分别进行振动。这四段的振动频率是一样的。 我常讲的第一泛音，第二泛音就是这样的： 图上依次是基频，第一泛音，第二泛音。。。 可以看到，分的段越多，形成的频率越高。比如分两段，那频率就是基频的二倍。应该挺容易理解的吧。 真实的声音就是这些振动的叠加，视频里有展示。 泛音形成的原理：驻波 视频里很好的展示了驻波形成的原理，同频波经过反射形成了叠加。所以，能形成驻波，必须是物体长度是1/2波长的整数倍。这样才能形成叠加。 这就是物体振动总是有固定频率和固定音色的原因：只有一些频率的波才能在物体中形成驻波，从而持续下去。其他频率的波很快就会能量消散掉。 所以一个音叉，你怎么敲它，它都是那个振动频率，就是这个道理。 那怎么调节音高？ 参考弦乐，一根两端固定好的弦，本身的频率是固定的。改变音高的话： 1. 把弦拉紧一点。 2. 用手指按住一点，让弦的一部分不振动，可振动部分长度缩短。 声带也是一样的道理： 1. 拉紧声带，可以获得更高的音高。放松声带，音高变低。 2. 捏住声带的一部分不发声，让另一部分发声，这样音高就提高了。这就是近年来所谓关闭唱法的基本原理。（关闭唱法的提法我认为是有问题的） 人声的情况 人声的情况要复杂一些，因为声带不是一个简单弦，它是一个立体的东西，更像这个图： 立体的基频与第一泛音。 人声还有共鸣的问题，会大大改变泛音的构成。 基频决定音高，泛音决定音色。 这句话是音频处理的核心。 为何很多时候泛音很强但依然是基频决定音高？ 这是很多人对我的提问，简单解释一下。没兴趣的同学可以略过这一段。 什么是频率？频率就是单位时间内波形重复多少次。 上面这句没有疑问吧？那么我们看图 假定这就是单位时间的波形图。第一张图的频率是2，第二张图的频率是4，这都没什么疑问。第三张图的频率？根据定义，波形重复了两次，所以频率是2。 这个例子告诉我们，2和4的两个波，合成之后频率是最大公约数2。 来个更复杂的例子： 4和6的波合成频率为2。这个例子告诉我们，即使没有2的波，合成规律依然要取最大公约数。 当然，这个例子是有问题的，1。自然界没有这种声音，一定是2, 4, 6, 8, …一定带基频。2. 即使自然界真的制造了这个声音，也会被人耳判定成两个声音。 自然界的 2，4，6合成，应该是这样的： 不管怎么说，我们基本上可以得到一个结论，2, 4, 6, 8, 10,..这样的波合成，最终波的频率是2，即使原本频率2的那个波振幅很小。