玄學也應該有客觀依據，如下東拼西湊內容，如果與您的觀點相左，請不吝賜教，我始終堅信您是對的。
目錄
生理聲學基礎
樂音生理物理基礎
音色感知基礎
自由場人耳朵頻率響應曲線
密閉耳道聲音再現
耳機頻響曲線與好音質
耳機聲音質量感知與測量的關係
圖1:
一、生理聲學基礎
1、聽覺系統的構造-外耳：
人的耳道的平均直徑7mm，平均長度為23mm-28mm，恰好大約等於3KHz的λ/ 4,所以在此頻率會形成四分之一波長諧振峰；
人的耳膜的厚度平均為0.8mm，是一種輕、薄、高彈性的三層複合膜,其上皮層與外耳道皮膚相連；內層與中耳粘液外膜相連；中間層纖維結構給鼓膜以強度與彈性；
2、聽覺系統的構造-中耳(如下圖2)：
P2/P1=A1*L1/(A2*L2)
圖2
3、聽覺系統的構造-內耳：內耳的主要組成部分為耳蝸。
耳蝸的主要功能是將機械振動轉換為最終傳輸給大腦處理的神經電脈衝，機械振動是從中耳的鐙骨底板通過卵形窗傳遞給耳蝸的；
耳蝸由一根骨質小管盤旋約2.75圈形成，如下圖3 a) 所示；b)為截面圖；c) 為耳蝸螺旋結構垂直截面圖；d) 部分可以看出這個軟管被基底膜與前庭膜分為三個部分，前庭階V與鼓階T位於外側，內部充滿淋巴液。前庭階V的末端是卵形窗，鼓階T的末端是圓形窗。
耳蝸的頂部有一小孔，叫蝸孔，前庭階與鼓階的淋巴液在蝸孔處相通
機械振動從鐙骨底板通過卵形窗帶動耳蝸內的淋巴液流動，液體不能壓縮，另一端的圓形窗做相反的運動。這些運動在前庭階產生行波，並轉移到前庭膜與基底膜。
圖3
4、聽覺系統的構造-內耳：
基底膜的作用是對輸入的聲音信號進行頻譜分析，它的形狀在耳蝸底部狹窄而薄，沿著頂部方向逐漸變寬、增厚如下圖4所示。
左圖為理想的基底膜形狀，它沿著展開的耳蝸分布。基底膜在受到聲頻信號刺激後發生響應，產生振動。
如圖5所示，基底膜的窄而薄的部位（底部）對高頻響應最好，基底膜的寬而厚的部位（頂部）對低頻響應最好。基底膜的寬度與厚度沿著耳蝸逐漸變化，輸入的不同的頻率的純音信號將在基底膜的不同位置激發一個最大振幅。輸入信號的頻率改變，基底膜的最大位移的位置也在改變。低頻最大位移位置靠近頂部，高頻最大位移位置靠近底部。
基底膜附著的柯蒂氏器器官有大量的毛細胞，基底膜振動會使毛細胞發生變形，形成神經脈衝信號。毛細胞的神經形成螺旋束結構，這就是聽覺神經。
圖4
圖5
5、臨界頻帶：
如圖6所示，輸入聲音信號的每一個頻率分量都將在基底膜某一個特定位置發生位移，每個頻率分量產生的位移在峰值兩側有一定的程度的延展，如下左圖所示。兩個頻率、振幅相近的聲音信號是否能夠被聽覺分辨，取決於每個分量在基底膜產生的位移包絡是否可清晰地分離。
當固定純音頻率F1而改變純音頻率F2時的聽感如下圖7所示。當F2=F1時，只能聽到一個頻率。
當F2高於或小於F1時，可以聽到聲音的振幅有波動性變化，稱為拍音。拍音的頻率等於IF2-F1I。拍音的振幅在A1+A2與A1-A2之間變化。
當頻率差小於12.5HZ時，大多數聽音者會察覺到拍音現象。
當頻率差大於12.5HZ時，聽感逐漸從拍音變成一個音高不明確的不穩定的聲音。此不穩定的頻率範圍因人而異，取決人的聽力能力。
聽音者開始察覺兩個純音信號從不平穩可分離轉變為平穩可分離的頻率差對應的帶寬稱為「臨界頻帶」（CB:criticalbandwidth），即臨界頻帶是主觀聽感突然發生變化的頻帶寬度。
樂音是由多個頻率成分組成的，了解臨界頻帶的聽覺機理在樂音頻率分析時的作用，是心理聲學研究的基礎。
聽覺對聲音中單個頻率的分辨力對於從心理學上理解聽覺如何感知音樂是非常重要的，包括旋律、各聲、音調、動態等等。
圖6
圖7
6、噪聲引起的聽力損失：高強度噪聲損傷聽力，表現在如下兩個方面；
聽覺靈敏度降低：噪聲使柯蒂氏器中的毛細胞損壞，從而造成毛細胞將聲音轉換為神經脈衝的效率降低。長時間受噪音影響時，由於毛細胞活性降低，聽力將永久性損失。
聽覺分辨力受損：耳蝸內臨界頻帶分析結構非常容易損壞，導致分離不同聲音成分能力下降，靈敏度也會降低。
圖8:噪聲暴露對聽覺靈敏度的影響，如當在100dBA的噪聲中暴露100分鐘，聽覺靈敏度降低約30dB;圖9噪聲暴露對臨界頻帶的影響（頻率分辨力降低）。
圖8
圖9
7、聽覺對聲源的定位能力：
雙耳強度差主要對高頻聲音的定位起作用，雙耳時間差主要對低頻聲音的定位起作用。在700HZ~2.8KHZ頻率內，聽覺完成這兩種定位方法的過渡。雙耳對這兩個頻率之間的聲音信號的定位能力不及對其他頻率的定位。
上述方法無法完成聲源前後方向定位，以及判斷聲源高度的問題，這類問題還有如下兩種方法解決：
1）利用外耳對聲波的作用來定位聲源的角度和方向。對於5KHZ以上的頻率的聲音，經過耳廓反射進入耳道的聲音，與直接進入耳道的聲音存在延時，並產生梳狀濾波效應，因此形成了一種與聲源方向相關的頻譜特性，聽覺系統據此判斷聲音的空間方位。
2）轉動頭部是解決聲像定位不明確的一種有效方法。對於來自後方、前方或上方的聲源，頭部轉動時聲源的移動方向是不一樣的。這也是耳機會產生頭中定位效應的原因，因為聲源不隨頭部的轉動而變化。
雙耳時間差與強度差的共同作用：在時間差小於673us時，雙耳時間差可以用強度差來補償。在673us~30ms之間，主要由先導聲定位。大於30ms會產生回聲。如果先導聲的聲壓級顯著低於延遲聲，則聽覺定位於先導聲的現象將消失。
哈斯效應：延時在30ms以內時，聽覺將定位於先導聲，而不能感覺到延遲聲的存在；聽覺一般不能感覺到30ms以內的反射聲。演播室，音樂廳的基本要求是保證早期反射聲在30ms以內到達觀眾區，以避免這些反射聲形成回聲（好的設計音樂廳大多在20ms以內）。
二、樂音生理物理基礎
1、不同文化背景的音樂所利用的音高組合不同，但人類對音高感知的心理學基礎是相同的：
從聲學角度講，一個能被感知音高的聲音都是由稱為諧波的基頻的整數倍的頻率成分組成，每個諧波都是一個正弦波。由於聽覺系統是根據頻率成分分析聲音的，因此，這些諧波對理解周期性聲波的分析與合成是非常重要的，而且研究各個諧波之間的音樂關係，是西方音樂發展的核心內容。
音高是聽覺對聲音高低的感覺，音高是隨著基頻的變化而改變的，基頻越大音高越高。
部位學說與時間論是解釋聽覺音高感知的兩個基本理論，它們可以解釋人類的聽覺系統如何定位和跟蹤所接收的聲音基頻的變化。
>音高感知的部位學說與基底膜的頻率分析特性有著直接關係，輸入聲音信號被不同的頻率分量刺激基底膜的不同部位。毛細胞在基底膜的每個位置都會進行神經放電，並且刺激與輸入聲源的頻率成分相對應的神經細胞和大腦高級中樞。
>神經衝動的時間間隔被聽覺系統分析後，得到一些共同的時間間隔，這些時間間隔接近於基頻的周期及其倍數，這是音高感知的時間論的基礎。聽覺根據上述的分析結果感知音高。
>在感知音高時，基頻不是必須存在的，最低頻率成份不是感知音高的基本依據。當基頻缺失時，二次諧波是最低頻率成份，音高不會因此而提升一個倍頻程。人類通常能夠分辨前6次諧波，不能分辨7次諧波及以後的諧波。
>音高感知會隨正弦波的強度在40-90dBSPL之間變化，大於2KHZ的音高會隨著聲壓增強而提高，小於2KHZ的音高會隨著聲壓增強降低，音高2KHZ的基頻不變。如下圖10所示。
圖10
2、音樂上的諧和與不諧和的背後的心理聲學基礎與臨界帶寬有關，它可以衡量章程的諧和與不諧和的程度，如下圖11為兩個純音信號諧和與不諧和的感知規律：
當兩個純音的頻率相等時，感知為完全諧和的音程。
當兩個純音的頻率差大於一個臨界帶寬時，這兩個純音被感知為諧和音程。
當兩個純音的頻率差處於臨界帶寬5%~50%時，這兩個純音被感知為不諧和音程。
當兩個純音的頻率差是臨界帶寬1/4時，這兩個純音的不諧和性達到最大。
圖11
三、音色感知基礎
1、聲音三要素：響度、音調和音色。用於描述音色的術語包括：柔和的、刺耳的、暗淡的、明亮的、尖銳的、圓潤的、壓抑的、生動的等等。音色是用來描述特定的音高與響度的聲音在聽感上的質量或聲音性質。
聲音中唯一一個決定音色的因素是泛音的存在與否以及它們的相對強弱。
當樂音的起振階段衰減去除後，聽音者很難辨別不同的樂器的音色。如把錄製的小提琴的樂音和同一音符的小號錄音的起振階段和衰減階段去除，則聽音者很難將二者加以區別。
音色感知心理聲學基礎是聽覺臨界帶寬隨頻率變化的特性，它反應了聽覺的頻譜分析特點。無論樂音的基頻f0是多少，其5-7次諧波成分一般不能被聽覺分辨出來，而5-7次以下的諧波成分則能夠被聽覺分辨出來，說明這些諧波成份各自對音色感知起著顯著作用。
當樂器（如高音薩克斯管）的穩態頻譜包含顯著的5-7次諧波成分的音色可以用明亮的、輝煌的、刺耳的等音質評價術語來描述。當樂器（如長笛、長號）的穩態頻譜不包含顯著的5-7次諧波成分的音色可以用不明亮的或暗淡的、不輝煌的或單調的或不刺耳的或柔和的來描述。由於單簧管的奇次諧波起主導作用，所以單簧管具有鼻音音色。
樂音音色感知的四條一般規律：簡單的樂音如音叉共鳴或管風琴封閉式音管產生的聲音，聽起來比較柔和、愉悅、但欠缺強度，低音單調；包含中等強度的約6次以下的諧波分量的聲音聽起來更和諧、更具有樂感，與簡單樂音相比，音色豐富華麗，在缺失高次諧波的情況下，音色甜美柔和；如果聲音只包含奇次諧波分量，則音質空洞，如果包含大量奇次諧波分量，聲音鼻音較重。基頻較強時，音色較豐富，基頻與高次諧波相比不夠強時，音質較差；
當高於6次或7次的諧波很顯著時，音色比較刺耳和粗糙。屬於這類聲音的樂器有弓弦樂器、簧音管和人聲等等，粗糙高亢的銅管樂器的聲音極具穿透力，與其它類似較柔和的樂音相比，更適合於產生力量感。
通過均衡器，將100-500HZ頻率能量衰減，聲音變單薄；如果提升2-8KHZ頻率能量，則音色更明亮、更多噝聲、更刺耳。提升200-600HZ會更溫暖，也可以降低3-7KHZ得到同樣的效果。提升2.5-4KHZ會增加歌聲的突出感，將歌聲帶到總體聲音的前面。
四、自由場人耳朵頻率響應曲線
圖12
3kHz的峰有兩個原因：
>一是耳廓及耳道入口處的凹陷具有多次反射及衍射，引起輸入聲音的放大約10dB；
>二是耳道中的λ/ 4諧振引起的10dB放大。如下圖13所示
結果是在約3kHz處具有20dB峰值，使聲音重度聲染色。
圖13
五、密閉耳道聲音再現
圖14
圖15
圖16
圖17
圖18
當入耳式耳機插入耳道中時（確保沒有洩漏，密封良好），在耳道密閉小體積中，存在兩種聲音的傳遞方式，一是淨壓振蕩效應，二是聲波的傳導。淨壓振蕩效應可以極大地增強耳道中的SPL（soundpress level），特別是在低頻時,所以入耳式耳機，較容易得到高的低頻響應。
人耳蝸的動態範圍比可以聽到的聲壓級範圍窄約30％。當聲音高於約80到90分貝以上時，會引起鐙骨反射，鐙骨肌收縮，並由此收緊鼓膜，中耳的響應被壓縮以適應耳蝸的動態範圍。鐙骨肌的收縮也重新定位聽小骨以將馬鐙拉回，減少了轉移到內耳橢圓窗的運動幅度。
在耳道中被困體積中的低頻段的高SPL，可以容易地超過觸發鐙骨肌收縮閾值，這會一方面使耳朵靈敏度降低，另一方面，如果導致鐙骨反射被一次又一次地觸發，會導致可能的聽覺疲勞，長時間使用入耳式耳機後會感覺疼痛或受傷，最終造成聽力損失。
當耳機有洩漏時，聲壓降低約20dB（與洩漏程度有關）。所以入耳式耳機的洩漏通常會對頻響產生重要影響。
六、耳機頻率響應曲線與好音質：詳細分析見《ListenerPreference For Different Headphone Target Response Curves》，此處只給出結論如下：
模擬HARMAN聽音室曲線是最好的，會顯著提高耳機主觀評價30%（得出這個結論主要是因為受試者認為頻響均衡與沒有聲染色是重要的評估依據）
OLIVE實驗中發現年輕人與沒有聽音經驗的人更傾向於更高的低頻與高頻響應；
圖20：藍色線為入耳式耳機推薦頻響曲線，黑色與紅色為ONEAR耳機推薦頻響曲線。
圖21：藍色為推薦曲線與市場上其它曲線對比圖。
圖20
圖21
七、耳機聲音質量感知與測量的關係：詳細分析見《therelationship between perception and measurement of headphone sound quality》，此處只給出結論。
訓練過的聽音人員，對如下圖22 A所示6幅耳機，用如下圖22 B所示打分法，進行雙盲測試對比評價；
另對要求聽眾評論每個耳機的不同聲音質量屬性（spectral,spatial, dynamic and nonlinear distortions），以解釋其耳機偏好的根本原因，結果如如下圖23所示。底部負值絕對值越大，該項的音質負面影響權重越大，TOP3為失真，沉悶，聲染色。正值越大，則該項對音質評價正相關權重越大，TOP3為很好的頻響均衡，寬的聲場，低的聲染色。
圖22
圖23
圖24
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