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SonaLab如何查看你的声音

打开 App,你会看到一大堆图表。这些数字从哪里来?——从你的声音里来。

本页是 SonaLab 各 FAQ 文档的前置基础课。你不需要任何声学知识,只需要 10~15 分钟,跟着实验动手玩。我们会从"声音是什么"讲起,一路走到频谱上的每一根线,最后你会发现:App 里每一个数字,都是你声音的一部分

声音 → 数字的旅程

你的声音经过这条链路,变成 App 里的图表。本页每一章点亮链路中的一环。滚动页面试试。

🎤 麦克风 捕捉气压波动
〰️ 波形 声音的样子
第 1~4 章
🌈 FFT 频谱 声学棱镜
第 5 章
📊 6 个参数 F0 · F1 · H1H2 · H1−H2 · SPR · NAQ
第 6~11 章
📈 App 图表 音高 · 深度 · 压缩
厚薄 · 闭合 · 平衡
第 12 章串联
💡 使用提示
  • 推荐开启声音(右上角按钮):每个实验都能真正"听到"你在拖拽的东西。不开启也能看动画,只是少了一半体验。
  • 所有数值与 App 内的参数含义一致,正文中的图表名称均链接到图表画廊
01

声音是什么:振动与气压波

声音 = 物体的振动,推挤空气形成一疏一密的波浪。

你说话、唱歌时,声带在喉咙里快速开合振动。每次开合都推挤一次空气,就像在空气里丢下一颗颗小石子——波纹向四周扩散,最后撞到你的耳膜,你就"听到"了声音。

实验 1 · 声带开合,产生波浪

拖动频率滑块,观察三处同步变化:声带开合快慢、空气分子疏密波动、示波器上的波形。它们其实是同一个振动的三个视角。

🗣️ 声带(振动源)
🌊 空气分子(疏→密→疏)
📟 示波器(波形诞生)
📌 记住一句话

振动 → 空气波浪 → 耳膜振动 → 声音。频率就是这个振动"每秒开合几次"。App 里所有分析,都是从麦克风收到的这串波浪开始的。

02

频率与音高:快慢决定高低

振动越快 = 频率越高 = 音高越高。频率的单位是 Hz(每秒振动次数)。

声带每秒开合 200 次,就是 200 Hz。开合得越快,声音越"尖"(高);越慢,声音越"闷"(低)。人耳能听到大约 20 Hz ~ 20,000 Hz。唱歌时你的音高,就是声带振动的频率——声乐里叫 F0(基频)

实验 2 · 拖快拖慢,听出高低

拖动滑块改变频率:波形会变密/变疏(画面),音高会变高/变低(声音)。注意:频率是对数感知的——从 100→200 Hz 和 400→800 Hz,听起来跨度一样大(都是翻倍,音程一个八度)。

📌 记住一句话

频率决定音高。App 的"音高"图表就是实时测你的 F0(基频)。这就是为什么女声通常比男声音高高——声带更短更薄,振动更快。

03

振幅与音量:高低决定大小

波形"冲得多高"是振幅——振幅越大,声音越响。

同样是"啊——",轻轻说和用力唱,区别在振幅:空气被推挤的幅度更大。音量用 dB(分贝) 表示,它是对数刻度——振幅翻 10 倍才加 20 dB,这和人耳的感受一致(响度不是线性的)。

实验 3 · 振幅与 dB

拖动振幅滑块:波形高度变化(画面),音量变化(声音)。试试"振幅减半",感受一下——听起来是不是只小了一点点?这就是 dB 为什么有用。

📌 记住一句话

振幅决定响度,dB 是"翻倍/减半"的听觉语言。App 里很多参数(H1−H2、SPR)都用 dB 表示,因为那正是"相对强弱"的度量。

04

复合波:为什么人声不是一根弦

真实声音 = 基频 + 整数倍泛音的叠加。泛音的强弱分布,决定了音色。

如果声音只有一根正弦波,那所有乐器、所有人声听起来都一样——都是单调的"哔——"。真实声音是很多个频率同时振动:除了基频 F0,还有它的整数倍:2×F0、3×F0……我们叫它们 谐波 H1(=F0)、H2(=2×F0)、H3(=3×F0)。每个谐波有多强,决定了音色。

实验 4 · 把声音拆开再叠回去

拖动下面 8 个滑块,调整每个谐波的强弱。上方每一行是一个单独谐波的波形,最下面一行是它们叠加后的真实声音波形。试试"全部关掉只剩 H1"(变成纯音),再逐渐加回 H2、H3——你听到的"音色"变了。

📌 记住一句话

谐波是"同一个基频的整数倍朋友"。它们决定了声音是厚、亮、还是暗。下一章你会发现:频谱图就是把这些"朋友"按频率排成一排。

05

FFT 与频谱图:声学棱镜

波形是声音的"样子",频谱是声音的"成分"。FFT 就是把波形变成频谱的算法。

白光经过棱镜变成彩虹——每种颜色是白光里的不同成分。同理,FFT 把复杂波形"拆开",告诉我们"每一根谐波各有多强"。结果画出来就是频谱图横轴 = 频率,纵轴 = 能量(dB)。波形和频谱,是同一个声音的两个视角。

实验 5 · 打开棱镜

上方是波形(像白光:所有成分叠在一起),下方是它的频谱(像棱镜拆出的彩虹)。点击"打开棱镜"看变换动画:白光 → 拆解 → 彩虹谱线,每一根线 = 一个频率成分,线越高能量越强。下面的滑块与第 4 章完全一样——第 4 章你把谐波"叠起来"看波形,这一章换个视角,把波形"拆开"看每一根线。

📌 记住一句话

波形 = 时间上怎么看;频谱 = 频率上有什么。接下来 6 个参数,全部要从频谱上"读"出来。

06

F0:频谱上的第一根线

F0(基频)= 音高。在频谱上,它是最左侧、通常最高的那根谱线。

还记得吗?谐波是 F0 的整数倍:H1 = 1×F0,H2 = 2×F0,H3 = 3×F0……所以 F0 一变,所有谱线跟着整体平移(像手风琴)。App 用 YIN 算法在波形里找出这个"最基本的振动周期",也就是找到 F0。

实验 6 · 拖动 F0,整个频谱平移

拖动 F0 滑块(红色高亮线 = F0 所在位置)。看所有谱线如何像手风琴一样整体移动,同时音高变化。这就是"换一个音"在频谱上的样子。

📌 记住一句话

F0 = 频谱最左边那根线 = 你的音高。App 的"音高"图表、声区检测,都从 F0 开始。

07

H1 与 H2:谱线上的两个峰

H1 是第一根谐波的强度,H2 是第二根。它们的高度差,藏着声带厚薄的秘密。

谱线的高度 = 该谐波有多强。我们把 H1(=F0 处)和 H2(=2×F0 处)单独拎出来看:H1 强 → 波形圆厚(像男声、胸声);H2 强 → 波形尖亮(像女声、头声)。在频谱上,就是这两根线谁更高。

实验 7 · 拖动 H1/H2 高度

拖动两根谱线的高度(或下方滑块),观察波形形态变化。试试 H1 拉高、H2 压低的组合,再反过来——声音的"厚/薄"感随之改变。

📌 记住一句话

H1 和 H2 是频谱上的两根相邻谱线。它们不是随便的两根线——它们的"高度差"是一个专门声学指标,下一章见。

08

H1−H2:厚薄指标

H1−H2(dB)= 第一、第二谐波的幅度差,直接反映声带厚薄。

这是声乐分析里的核心指标。为什么?声带厚(TA 收缩) → 低次谐波强 → H1 高于 H2 → H1−H2 偏负声带薄(CT 拉伸) → 高次谐波强 → H2 高于 H1 → H1−H2 偏正。App 里理想区间是 −3 dB ~ +8 dB(绿色区)——太厚或太薄都会扣分。

实验 8 · 在 −3 ~ +8 dB 之间找平衡

拖动滑块改变 H1−H2(两根谱线高度差),绿色竖带是理想区间。一键切换三种声带状态,看谱线形态:胸声(H1 高 H2 低,偏负)→ 平衡混声(区间内)→ 头声(H2 高 H1 低,偏正)。

📌 记住一句话

H1−H2 = 声带厚薄的"温度计"。这就是 App 厚薄平衡评分的来源,对应 TA/CT 钟摆模型。相关:TA/CT 发声平衡 FAQ

09

F1 与共振峰:声道是滤波器

声带是声源(发出所有频率),声道是"滤波器"——放大某些频率,形成共振峰。

声带发出的声音经过口腔、咽腔时,会被"染色":共振峰就是被声道放大的频率区(F1、F2、F3…),在频谱包络上是一个个"驼峰"。关键规律:喉头越低 → 声道越长 → F1 越低。F1 低 = 声音"深"、有根基,这正是 App 共鸣深度评分的核心(占 30%)。

实验 9 · 移动喉头,F1 跟着走

左侧是声道剖面:喉头(红色)位置决定声道长度。拖动"喉头位置",看声道伸长/缩短,频谱包络上的 F1 驼峰(黄色虚线)随之左右移动。

🔍 声道剖面(喉头 + 咽腔 + 口腔)
📈 频谱包络(黄色 = 共振峰)
📌 记住一句话

共振峰 = 声道这个"喇叭"放大出来的频率。F1 越低 = 喉位越低 = 声音越深。相关:共鸣深度 FAQ

10

SPR:歌手共振峰比(穿透力)

SPR = 高频段(2~4kHz)能量 ÷ 低频段(0~2kHz)能量。衡量声音"传不传得出去"。

训练有素的歌手,声音里在 2.5~3.5 kHz 会有一个能量集中的"歌手共振峰"——那是打开咽腔形成的声学"透镜"。SPR 就是量化它:SPR = 10×log₁₀(高频能量/低频能量),越接近 0,声音越亮、越有"金属芯"。交响乐团能量正好在 2.5~3.5kHz 是低谷——所以歌手共振峰能让歌声穿透乐队。

实验 10 · 打开咽腔,长出高频峰

拖"咽腔打开"滑块:咽腔(橙色区域)变宽,频谱 2~4kHz 区域(橙色区)出现能量隆起,SPR 数值实时变化。注意:咽腔是口腔后方的垂直腔室(舌根后、喉上方),打开咽腔 = 咽后壁后移 + 软腭上抬,口腔大小不变——不是"咽腔越大口腔越小"。

🔍 咽腔开合(侧视:口腔在前方,咽腔在后方)
📈 频谱:蓝=低频段 橙=高频段
📌 记住一句话

SPR = 声音的"穿透力读数"。这是 App 压缩度图表的核心指标(占 40%)。相关:歌手共振峰 FAQ

11

NAQ:声带闭合质量(频谱上看不见的参数)

NAQ 衡量声带"关得多紧、多利落"——它藏在频谱背后,需要"逆滤波"才能看到。

前几个参数都能在频谱上"读"出来。但 NAQ(归一化振幅商) 不行——它描述的是声带是怎么闭合的。声音经过声道染色后才到麦克风,App 用 LPC 建模声道,再做逆滤波"剥掉"声道,还原出声门气流脉冲,然后测量:气流总量(AAC)÷ 闭合速度(dpeak)。

实验 11 · 三种声带状态,三种脉冲

切换三种闭合模式,看声带动画 + 逆滤波后的声门气流脉冲:压紧(闭合猛、气流憋,NAQ<0.1)· 流畅(闭合利落、气流顺,0.1~0.25 理想区)· 气声(关不拢、漏气,NAQ>0.3)。

🗣️ 声带闭合慢动作
💨 声门气流脉冲(逆滤波后)
📌 记住一句话

NAQ 是"闭合质量"的读数,不是漏气百分比。0.5 不代表漏了 50% 的气——它是一个无量纲比值。App 的声带闭合图表显示的就是它。相关:声带闭合 FAQ

12

综合实验台:把 6 个参数放回同一幅频谱

F0、H1−H2、F1、SPR、NAQ 来自同一段声音的同一幅频谱——现在联动看它们。

前面每一章看一个参数。但真实的声音里,它们同时存在、互相影响。这个实验台把 6 个参数全部放回同一幅频谱:选择一个发声模式,或自由拖动所有滑块,看频谱与 4 个维度评分(深度/压缩/厚薄/喉音)如何联动。

实验 12 · 发声模式全景

🎓 现在你可以回去读 FAQ 了

声音的旅程,回到起点

还记得序章那条链路吗?现在每一环你都亲手玩过了:

〰️波形
声音的样子
🌈频谱
声音的成分
F0音高
第一根线
H1−H2厚薄
两根线的高度差
F1深度
声道滤波器
SPR穿透力
高频能量峰
NAQ闭合质量
逆滤波的秘密

接下来,去读 TA/CT 发声平衡图表,你会发现每个公式都有了画面感。如果某个参数还模糊,回到对应章节再玩一遍——用耳朵听、用眼睛看,比背定义有用得多。

《声音科学基础知识》 · SonaLab 学习中心配套教学页 · 数据口径与 App 内参数一致