關於聲音的知識，記得沒錯的話，是屬於初中物理的內容。為了學好音視頻，我們有必要重新溫習一下聲音的相關知識。需要提醒的是：本文的GIF動態圖比較多，建議選擇在網絡較好的環境中閱讀。
產生
聲音（Sound），是由物體的振動產生的。一切正在發聲的物體都在振動。
- 我們說話的時候，是聲帶在振動。一邊說話一邊用手捂住喉嚨，就能感受到聲帶的振動
- 蜜蜂飛過時發出嗡嗡嗡的聲音，是翅膀在快速振動
聲波
本質
關於聲音的本質，推薦一份不錯的參考資料：可汗學院的《Introduction to sound》。
以揚聲器為例子，揚聲器發聲時是振膜在振動。下圖是放了塊小紙片到振膜上，振膜的振動導致小紙片“跳起了街舞”。
振膜的振動會導致振膜旁邊的空氣振動，然后導致更大范圍的空氣跟着一起振動，最后耳朵旁邊的空氣也開始振動。
空氣的振動帶來了動能（Kinetic Energy），能量傳入了耳朵中，最后就聽到了聲音。
所以，揚聲器可以通過空氣來傳播能量，而不是傳播空氣本身。
如果傳播的是空氣，那么表現出來的形式就不是聲音，而是風（Wind）。
聲音與波有着相同的關鍵特征：可以通過介質傳播能量，而不是傳播介質本身。
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因此，我們也把聲音稱為聲波
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聲音的傳播介質可以是氣體、液體、固體，比如：2個人面對面交流時，聲音是通過空氣傳播到對方耳中
疑惑
學到這里，就可以解開一個很多人長期以來的疑惑了：為什么自己錄下來的聲音和平時說話的聲音，聽起來會不太一樣？
- 當自己說話的時候，實際上自己聽到了2個聲音，分別來自2種不同的傳播介質
- 圖①：聲波 → 空氣 → 耳朵
- 圖②：聲波 → 血肉、骨骼等介質 → 耳朵
- 錄制聲音時
- 圖③：聲波 → 空氣 → 錄音設備
- 當聽自己錄下來的聲音時，自己只聽到了1個聲音
- 圖④：聲波 → 空氣 → 耳朵
- 所以，平時別人耳中聽到的你說話的聲音，就是你錄音中的聲音
人耳
另外，人耳又是如何聽到聲音的呢？大概過程是：聲源 → 耳廓（收集聲波） → 外耳道（傳遞聲波） → 鼓膜（將聲波轉換成振動） → 聽小骨（放大振動） → 耳蝸（將振動轉換成電信號） → 聽覺神經（傳遞電信號） → 大腦（形成聽覺）
振幅
如果只關注單個空氣分子，可以發現：它來回振動的軌跡，就是一個正弦或余弦函數的曲線圖。
橫軸：代表時間。
縱軸：代表空氣分子來回振動時產生的位移。
藍色的中心線：代表該空氣分子的未受振動干擾時的位置（平衡位置，Equilibrium Position）。
從平衡位置到最大位移位置之間的距離，叫做振幅（Amplitude）。
周期
空氣分子完全來回振動一次所花費的時間，叫做周期（Period），單位是秒（s）。
頻率
物體每秒來回振動的次數，叫做頻率（Frequency），也就是周期分之一。
- 單位是秒分之一（1/s），也稱為赫茲（Hz）
- 比如440Hz代表物體每秒來回振動440次
- 因此，頻率用來表示物體振動的快慢
理論上，人類的發聲頻率是85Hz ~ 1100Hz，人類只能聽見20Hz ~ 20000Hz之間的聲音。
- 低於20Hz的稱為：次聲波（Infrasound）
- 高於20000Hz的稱為：超聲波（Ultrasound）
音調
頻率越高，音調就越高。
頻率越低，音調就越低。
通常女生講話時，聲帶振動的頻率就比較高，因此我們聽到的音調就高，有時會有點刺耳，而男生講話時，聲帶振動的頻率就比較低，因此我們聽到的音調就低，顯得比較低沉。
響度
當提高聲音的響度（音量，大小）時，振動的幅度會變大。
我們常用dB（分貝）來描述聲音的響度。 | 分貝 | 情景 | | ----------- | --------------------------- | | 0 | 剛能聽到的聲音 | | 15以下 | 感覺安靜 | | 30 | 耳語的音量大小 | | 40 | 冰箱的嗡嗡聲 | | 60 | 正常交談的聲音 | | 70 | 相當於走在鬧市區 | | 85 | 汽車穿梭的馬路上 | | 95 | 摩托車啟動聲音 | | 100 | 裝修電鑽的聲音 | | 110 | 卡拉OK、大聲播放MP3的聲音 | | 120 | 飛機起飛時的聲音 | | 150 | 燃放煙花爆竹的聲音 |
音色
概念
音色（Timbre）是指聲音的特色。 - 不同的聲源由於其材料、結構不同，則發出聲音的音色也不同 - 我們之所以能夠根據聲音區分出不同的樂器、不同的人，都是因為它們的音色不同 - 不同音色的聲音，即使在同一響度和同一音調的情況下，也能讓人區分開來
微信的聲音登錄功能，就是基於不同人不同音色的原理，為每一個人私人定制一把聲音鎖。
原理
通常聲源的振動產生的並不是單一頻率的聲波，而是由基音和不同頻率的泛音組成的復合聲音。 - 當聲源的主體振動時會發出一個基音（基本頻率，基頻，Fundamental Frequency） - 同時其余各部分也有復合的聲源，這些聲源組合產生泛音 - 泛音（Overtone）其實就是物理學上的諧波（Harmonic）
音調是由基音決定的，而音色主要取決於泛音。
從下圖可以看得出來，音色不同，波形也就不同。
下圖形象生動地展示了：聲音的最終波形是由多個不同的波形組合而成的。
噪音
物理學角度
從物理學角度上講，噪音（噪聲，Noise），是指聲源作無規則振動時發出的聲音（頻率、強弱變化無規律）。
環境保護角度
從環境保護角度上講，凡是妨礙人們正常休息、學習、工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產生干擾的聲音，都可以稱之為噪音。
影響
長期的噪音可以影響人的身心健康。
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噪音可能導致各種不同程度的聽力喪失
- 長時間處於85分貝以上的噪音可以影響人的聽力
- 響於120分貝的噪音可以使人耳聾
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噪音還會提高人體內皮質醇的分泌，進而導致高血壓、心臟病和胃潰瘍
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噪音影響心血管的健康、睡眠的品質、甚至胎兒的發育
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噪音所引起的聽力損傷、心血管傷害，也會造成生殖能力、睡眠、心理的影響
討厭的聲音
大多數人都無法忍受指甲划過黑板的聲音，甚至一想到都會覺得煩躁。
研究
研究表明：
- 這種讓人討厭的噪音和嬰兒啼哭及人類尖叫的聲音有着相同的頻率
- 人耳對2000Hz ~ 4000Hz范圍內的聲音是難以接受的
- 而指甲刮黑板聲音的特殊之處，就在於它的頻率，正好處於2000Hz ~ 4000Hz頻段內
大腦中的杏仁核（Amygdala）在聽到指甲刮黑板的聲音時，會異常興奮，於是霸道地接管了大腦聽覺的任務，向聽覺皮層（Auditory Cortex）發出痛苦的信息。聽覺皮層是屬於大腦皮層（大腦皮質，Cerebral Cortex）的一部分。
五大人類討厭的聲音
第一：刀子刮玻璃瓶聲。
第二：叉子刮玻璃聲。
第三：粉筆刮黑板聲。
第四：尺子刮玻璃瓶聲。
第五：指甲刮黑板聲。