Phase (相位)

[Leo Yeh]

所以說什麼是相位呢？

應該是用來表示聲波振幅的位置

以一個正旋波sine wave來說，以0度為開始，90度最高點、270度最低點，每360度就會完成一個循環

那麼什麼是in phase與out of phase？
in phase就是兩個聲波的相位是一致的，以sine wave來說，若另外一個聲波也是以0度為開始，90度最高點、270度最低點，每360度就會完成一個循環，那就是in phase
out of phase就是指兩個聲波的相位是不一致的，以sine wave 與 cosine wave來說，兩者相差了90度，因此在某些相位的振幅是加大，某些相位振幅是減少的



相位的問題對聲音的影響是什麼是接下來要說的...

[remo]

那我個人著重的，應該是在相位有無出現在正確的時間上吧!

那"相位"，有哪些問題?:^)
應該很多吧?!:P

[Leo Yeh]

考考remo兄
依照相位的定義來看
remo兄所說的"相位"出現在"正確"的時間？
需要再說明清楚一下這句話的意思
如果以sine wave舉例

y(t)=A‧sin(ωt+φ)

A:是振幅，表是與中心位置的差異
ω:角頻率，為表示在一個時間內有幾個波會發生的頻率，單位是每秒有幾個弧度
φ:就是相位，就是表示聲波的位置來用，開始為0
若相位不是以0開始，整個聲波就會移動了φ/ω秒，若是負的就是延遲，若是正的就是先跑(head-start)
單以相位改變，並不會影響到我們聽到的聲音，只是會先聽到或晚聽到而已喔

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The sine wave or sinusoid is a mathematical function that describes a smooth repetitive oscillation. It occurs often in pure mathematics, as well as physics, signal processing, electrical engineering and many other fields. Its most basic form as a function of time (t) is:
where:
A, the amplitude, is the peak deviation of the function from its center position.
ω, the angular frequency, specifies how many oscillations occur in a unit time interval, in radians per second
φ, the phase, specifies where in its cycle the oscillation begins at t = 0.
When the phase is non-zero, the entire waveform appears to be shifted in time by the amount φ/ω seconds. A negative value represents a delay, and a positive value represents a "head-start".

[chsiang]

我的理解是,

反射波是與直接音相同頻率, 但振幅(可能)改變, 並產生相位差的聲波,

這些聲波在空間亂竄, 便會產生小葉前面提到相疊加, 或消減的狀況, 因此造成直接音振幅(大小聲)的改變,

在極端一點的case, 聲波有可能完全被消弭, 甚至改變,

這種狀況在高頻特別明顯, 原因是波長短這種效應容易被察覺

以下圖片就是說明這個現象, 出處: http://www.ethanwiner.com/believe-treated.gif



在一個處理過的空間, 響應頻率依然會因為些微的移動而造成其他差異. 可以看看單一英吋就有多大的差異!

(若有興趣可以閱讀整篇文章, 很有意思的!!)

[Leo Yeh]

這張圖比較有意思，在講指揮


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chsiang提到一個問題，就是反射音

chsiang有圖的文章內容嗎？因為光看這圖無法瞭解其進行了什麼條件下的實驗，我知道其只改變了一點點位置，但其他的設定我也想知道

[Leo Yeh]

Phase difference
相位差

這是我們常聽到的用語，相位差，不過我想真正懂得這個意思的人，用對地方的應該非常少

相位差是指兩個一樣頻率的聲波但擁有不一樣的相位，可用0~360的角度來表示，或是0~2π的弧度來表示。

反相 (antiphase)：兩個一頻率的聲波差了180度(π)，若剛好兩個聲波振幅一樣，就會完全抵消。

舉例來說相位差就像是兩個運動員以一樣的速度在在同一個跑道上跑，但他們的起跑點不同，因此在通過某一個點的時間會不一樣，但每次通過這個點的時間差異都會是固定的(phase difference)。如果他們跑的速度不一樣(就是聲波的頻率不一樣)，那麼相位差是無法定義的，只有在起跑點的時候才有。技術上兩個不同頻率的聲波相位差是無法定義且不存在的。

這邊這個連結給大家玩玩體驗看看兩個聲波的強度、頻率與相位差的改變對最後的影響(中間紅色)

大家可以先試看看設成兩個一樣的聲波，僅調整相位，如0 180 270 360先看看
http://www.surendranath.org/Applets/Oscillations/Phase/PhaseDiffApplet.html

[remo]

考考remo兄
依照相位的定義來看
remo兄所說的"相位"出現在"正確"的時間？
需要再說明清楚一下這句話的意思
如果以sine wave舉例

y(t)=A‧sin(ωt+φ)

A:是振幅，表是與中心位置的差異
ω:角頻率，為表示在一個時間內有幾個波會發生的頻率，單位是每秒有幾個弧度
φ:就是相位，就是表示聲波的位置來用，開始為0
若相位不是以0開始，整個聲波就會移動了φ/ω秒，若是負的就是延遲，若是正的就是先跑(head-start)
單以相位改變，並不會影響到我們聽到的聲音，只是會先聽到或晚聽到而已喔

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The sine wave or sinusoid is a mathematical function that describes a smooth repetitive oscillation. It occurs often in pure mathematics, as well as physics, signal processing, electrical engineering and many other fields. Its most basic form as a function of time (t) is:
where:
A, the amplitude, is the peak deviation of the function from its center position.
ω, the angular frequency, specifies how many oscillations occur in a unit time interval, in radians per second
φ, the phase, specifies where in its cycle the oscillation begins at t = 0.
When the phase is non-zero, the entire waveform appears to be shifted in time by the amount φ/ω seconds. A negative value represents a delay, and a positive value represents a "head-start".

“先聽到或晚聽到而已”
我所想的，就是這個先聽或晚聽到所造成的問題！

因為是同時有很多聲音很多頻率在發生的！先不管反射音的部份，當一些頻率因為各種因素而有時間上延遲的現象時，是否就造成我們所謂的定位或音場等等的問題？

否則，是否以從CD片的讀取開始，到解碼、輸出輸入、頻率的生成跟傳送有否精確還原至如錄音當下？:^)

我覺得我所想的問題，是不是“時相”啊？還是有更正確的用語？應該不是單單的相位而已！

[Leo Yeh]

呵，還不夠清楚................

一首歌放出來，就是一個聲波..........

[chsiang]

這張圖比較有意思，在講指揮


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chsiang提到一個問題，就是反射音

chsiang有圖的文章內容嗎？因為光看這圖無法瞭解其進行了什麼條件下的實驗，我知道其只改變了一點點位置，但其他的設定我也想知道

有阿,

http://www.ethanwiner.com/believe.html

Ethan Winer 是現在Realtraps的所有人之一, 以前做過混音,

網站裡的文章都很有意思, 不一定要同意, 但是多看看其他觀點無妨.....

(年後應該會買些低頻陷阱)

[Leo Yeh]

本文主要說明comb filtering是一個很重要解釋這些High End細微處聽起來有差異的原因 (例如hear from cables, power conditioners, isolation devices, low-jitter external clocks, polarity reversal, ultra-high sample rates, replacement power cords and fuses, and so forth)
In signal processing, a comb filter adds a delayed version of a signal to itself, causing constructive and destructive interference. The frequency response of a comb filter consists of a series of regularly-spaced spikes, giving the appearance of a comb.(梳子)
首先他測試頻的部份20~200Hz
只從聆聽位置往前移動4" (藍色)
紅色為原來的

可以發現只有一點點距離的改變，空間系統所有其他都沒變下，42Hz處就差了3dB，27Hz也差了1dB，主要是反射音的變化所引起(時間與相位)，小房間會更明顯，因為反射的影響更大
接下來是全音域
一樣是聆聽位置往前移動4" (藍色)
紅色為原來的

可發現高頻的變化比200Hz以下的低頻來的多
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距離的改變對頻率響應的影響是很大的
換線之後人不可能再坐在原來一模一樣的位置，那聽起來換線當然有差異，這是一個變數，不見得聲音改變是來自於換線
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以下的測試改在有經過良好處理的錄音室中(將反射音與低頻陷阱都運用了)，空間只有大約在1ms與6ms各降了14與16dB
位置加了1"~6"的距離來測試
紅色為原來的位置

可發現低頻變化少，但高頻在短短的距離改變就產生很大的變化
另外一個問題就是聲音從左右喇叭到達的時間不一樣，這也會造成comb filtering
很明顯的可以看出使用低頻陷阱後，低頻在微小距離的變動下是不大的
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也有人說在沒有任何改變下聽出了聲音的差異，其中一個原因是人的聽覺記憶是很短暫的，換線的時間可能就會讓人忘了聲音的差異，血壓改變也會影響到人的察覺能力，我們早上聽可能也會比晚上累了再聽的察覺能力更好，難道是真的因為熱機變好聽還是我們的察覺能力變化了？
關於您聽到的聲音，大部份的情況下，環境的重要性比所有的器材都來的重要