這個單元要來探討的主題是:常見的警報音有哪些?這些警報的聲音有哪些共通點嗎?
首先,來看有哪些常見的警報音?讀者觀看影片,可以聽到這些警報音,列舉如下:
1.
地震時:國家級警報。
2.
緊急公務車輛:警車、 救護車、救火車。這幾個警報音的特徵已經介紹過,讀者可參閱:#159,【警車、救護車、消防車的聲音頻譜有甚麼特徵?】。
3.
陸地一般車輛的喇叭聲:汽車、或大型車輛,如:巴士、 卡車、 貨櫃車等。這幾個警報音的特徵也有介紹過,讀者可參閱:#158,【汽車喇叭的聲音頻譜有甚麼特徵?】。
4.
室內、工廠的警示音:火災警報聲、緊急警報聲、工廠內車輛倒車的警報聲。
以上列舉了林林種種的警報音,這些警報的聲音有哪些共通點嗎?主要特徵:
1.
需要和背景聲音,有明顯的不同、差異:才能夠引發人們的注意。
2.
符合人耳敏感的聽覺特性:人耳的敏感頻帶大約在:500 ~ 5000 Hz。讀者可參閱:#53,【怎麼看「等響度曲線」?】。
參閱圖片左下方圖示,摘錄自#53,「等響度曲線」(Loudness Contour),重點說明如下:
1.
「等響度曲線」:圖示有0~90的等響度曲線,每一條曲線,代表有相同的「響度」(Loudness),響度單位為Phon,中文寫成「唪」(ㄈㄥˇ)。
2.
水平軸:是頻率軸,以Hz為單位。最低及最高頻率分別為20及20k=20,000Hz,是一般認定人耳可聽到的聲音頻率範圍(audible frequency range)。圖示中以藍色圈標示的頻率,從31.5、63、125、250、500、1k、2k、4k、8k、16k,稱為「八音頻帶」(octave band)的「中心頻率」(central frequency),可以看到兩兩個頻率是呈倍數的比例。在每兩個中心頻率之間,又都有兩個頻率值,在頻率軸上,所觀察到的所有頻率,從20、25、31.5、、到16k、20k,稱為「三分之一八音頻帶」(1/3 octave band, one-third
octave band)的中心頻率。頻率軸可以看出以「對數座標」(logarithmic scale)表示,因為人耳對聲音頻率的感覺是倍數的關係。
3.
垂直軸:是「聲音壓力位準」(sound pressure level, SPL),單位顯示為dB,在先前單元:#38,【為什麼噪音值是「分貝」?】已經有說明,是對一個「聲音壓力參考值」,Pref=20μPa,是1000Hz的純音時,當20μPa的聲音壓力值是人耳剛好可以聽到聲音的量值,所以就採用Pref=20μPa。在1,000Hz,0 Phon位置,對應的「聲音壓力位準」為0 dB,注意的是0 dB,不是沒有聲音,是「聲音壓力」等於「聲音壓力參考值」,P=Pref。如果,P<Pref,dB值會是負值;如果,P>Pref,dB值就是正值。如果,P=10 Pref,dB值剛好20,也就是「聲音壓力」每相差10倍,「聲音壓力位準」dB值差異是20dB。
4.
0 Phon等響度曲線,也是「人耳聽力閥值曲線」:此閥值曲線是以「純音」(pure tone),也就是單一頻率的聲音撥放,逐漸增大音量,直到人耳可以聽到該聲音,所需要的聲音壓力大小,例如:100Hz的純音,人耳在20dB時,才聽得到此聲音。從「人耳聽力閥值曲線」(hearing threshold curve)可以看出人耳對低頻率的聲音較不靈敏,要比較大的音量才聽得見,在2kHz 與4kHz附近,是人耳較靈敏的頻帶,接近-10 dB的音量大小,人耳就可聽見。
由「等響度曲線」(Loudness Contour),可知:人耳的敏感頻帶大約在:500 ~ 5000 Hz。所以,如果警報的聲音頻率,大都會落在這個頻率範圍,是最能夠讓人耳感知到警報音。
因此,警報音有一些基本的特性,簡要說明如下:
1.
人的聽覺上要容易感知得到:如前述500 ~ 5000 Hz頻率的聲音,是人耳的敏感頻帶。
2.
時間波形的特徵:利用持續、間歇性、高聲音量值(高分貝)。這樣的聲音,比較容易和「背景噪音」(background noise),有明顯的區隔,引起人們的注意。
3.
頻譜特徵:聲音的「頻譜」(spectrum),可以觀察瞭解到聲音的頻率組成。警報音通常會創造出不和諧的聲音(disharmony sound),簡單說,不會是樂音的音階頻率(musical pitch
frequency)、或是柔和平順的和弦音(chord sound)。
4.
警報音的設計原理:運用不同敏感頻率的組成,以及時間波形的變化,來產生警報音、警示音,達到引起人們注意的目的。
最後,再快速回顧一下各種警報音的特性。讀者可以觀看影片,聽到這些警報音。其主要特徵簡要說明如下:
1.
地震時的國家級警報音:時間波形採用一長兩短的持續、間歇性、高聲音量值(高分貝)。
2.
警車聲音:利用連續、掃描頻率的方式。
3.
救護車聲音:利用持續、間歇性、變動的高聲音量值(高分貝)。
4.
救火車聲音:也是利用高頻率的掃描頻率方式。
5.
一般汽車聲音:嘟、嘟聲音,比較小的聲音。
6.
巴士、卡車聲音:低頻率、持續時間略長,比較大的聲音。
7.
火災警報聲、緊急警報聲、工廠內車輛倒車的警報聲:都有持續、尖銳、間歇性、變動的高聲音量值(高分貝)的特徵。
這個單元介紹了一些常見的警報聲音,有些警報音已經有專欄,詳細介紹其聲音的特徵分析。有些還沒有,爾後再另闢單元討論。
值得思考的問題,為什麼這些警報音,會有這些共同的特性?這樣的聲音能夠達到警報、警示的效果嗎?
以上個人看法,請多指教!
王栢村
2025.04.01
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