2022年5月22日 星期日

學習雜記 - 樂理相關 - 音高與頻率

  在音樂自學的過程中,我已懂得音程(Interval)的概念。個人覺得只需要這樣的知識就足夠應付所有的流行音樂。但就在無聊瀏覽過眾多YT的知識分享之後,我才發現自己從來沒有學習到的定義:音分(Cent)。
  若以只上過義務教育音樂課的普通班學生來說,從直笛學到音階(Scale)的概念之後,如果沒有人督促或者自己也沒有興趣的狀態之下,這一生的音樂知識發展大概就止停住了。那我假設一般人是懂得音階的,並且有大調音階(Major Scale)與唱名(Solfeggio)Do Re Mi Fa Sol La Si Do的基礎。
  至於我自己,我也不清楚高中以前在音樂課是在打混還是怎樣,在大學之前仍然不知道音名(Pitch Name) C D E F G A B C的定義。在當時我只知道吉他和弦的指型長怎樣,應該怎麼按。等到整首曲子練習完,其實就只知道哪個時間點在吉他指版上要按哪個位置,並用右手彈出聲音的肌肉記憶而已。
  所以我以此為基礎,用目前可以運用的入門樂器來擴展知識,並以電鋼琴來解說,那我們可以得到的音高(Pitch)如下表所示所示:

圖1。(Copyright - CC)
圖1  - 88鍵的鋼琴琴鍵 (Copyright - CC)

  







  這裡我們可以知道,白色與黑色琴鍵總共88鍵。最左邊的琴鍵按下去是最低音,最右邊的按下去則是最高音。(儘管有點像廢話,但有可能你會像Jimi Hendrix一樣,左撇子拿著右手琴反著彈)
  如圖1所示,我們可以區分成8段。第1到第7段都有7個白鍵與5個黑鍵。在這個區段之下,先只用白鍵來說明,從左到右就是C / D / E / F / G / A / B,如第四段在白鍵上的標示。
  但其實第1到第7段的白鍵都是標成C D E F G A B。所以我們補充說明,加上段數之後我們可以定義出第一段的白鍵依序是C1 D1 E1 F1 G1 A1 B1,第二段則是C2 D2 E2 F2 G2 A2 B2……以此類推。然後我們再把第0段補齊,兩個白鍵分別是A0與B0,第8段只有一個白鍵,那就是C8。 
  我們當然可以設定成讓每一個琴鍵按出不同的聲音或音高,但以現代的國際標準音高(Pitch Standard)與頻率來看,A440對照到琴鍵上的位置即是A4 = 440Hz。下表即為現代標準鋼琴白鍵的音高表示:

圖2 - 鋼琴白鍵音高 (Copyright CC)
圖2 - 鋼琴白鍵音高頻率 (Copyright - CC)









  單純以白鍵來看,可能無法得知鄰近琴鍵之間的關係,最多就知道A行差了兩倍(諧波)的概念。那我們把黑鍵也加進來看的話可以得到下表:

圖3 - 標準88鍵鋼琴音高頻率 (Copyright -CC)

  



   



  如此可以知道鋼琴上音與音的距離是等比關係,比例是2^ (1/12)。這個用計算機算會得到比例是為1.05946309...,這也是說A4到A5的距離被分成了12等份。所以定義一個標準音極其重要。如果A4定義成432hz就會長這樣:

圖4 - 重新定義A4為432hz的音高表(Copyright - CC)











  因此,定義音高是一件很基礎的事情,如果樂器與樂器之間的音高定義不同,曲子聽起來就勢必不合諧了。至於你想在一個八度間分成幾個等份來自創音階,或者想要自定義弄出擁有最合諧的諧波來編出一首曲子,這邊就要靠你自行去花時間研究了。
  會有這樣的分割,其實要以更久遠的畢達哥拉斯音程(簡稱畢氏律)來解釋,接著演變出後來的純律(Just  Intonation),到最後才是十二平均律(Equal Temperament)。若想要知道更詳細的演化過程,請看Nice Chord好和弦的YT頻道解說!
  知道了音高之後,我們再回頭看六弦24格的電吉他標準開放E調弦,空弦最低音E2到最高音E4,音高就如同下圖淺綠色所圈起來的範圍所示,而皮膚色的地方就是粗到細弦的六個開放弦音音高,而螢光綠色E6則是指版上的最高音:

圖5 - 24格的六弦電吉他,以標準E調弦法得到的音高範圍(Copyright -CC)









  至於每個人聲音的音域,我覺得這東西長久以來都沒有記錄下來實在是非常可惜的一部份。也許我們可以透過音高量測記錄你的音域範圍,或者用平時說話的音高來了解一個人。更也許,利用這些東西可以探討出受歡迎的聲音與頻率,以此來了解人與人之間合不合得來的關係等等。在這些資料尚未被驗證之下就當作是參考玩玩吧。

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