某日你到一間餐廳用餐，店內撥放著樂曲，從開始的輕和，突轉悲壯淒涼，最終收斂，形成個完美的起承轉合。而在一系列的變化中，你的心態也跟著起伏。在聆聽過程中，我們辨別出了樂器，判斷出樂曲情境。生活中非常基本的常態，卻有著多樣又複雜的表現方式。
概念釐清
三大特徵
聲音作為一個豐富而迷人的研究領域，擁有三個關鍵的基本特性。或許各位都覺得這是國小課本就教過的基本常識，但聲音事實上比想像的更加複雜。就讓我們探討每一個面向，並且認識一些有趣的專業知識。
音高 Pitch
音高來源於聲波的頻率，頻率越高則越尖銳。而每個人聽覺的頻率適性皆不同，但一般能感受到 20 ~ 20,000 Hz 的範圍。當超過上限 20k 則統稱超音波，低於下限 20 則稱作次聲波。正常說話情況下，成年男性的音調約落於 60 – 180 Hz，成年女性的音調約落於 160 – 300 Hz。
那在音樂學理的十二平均律中，八度音程 (octave) 被均勻地分成十二個半音 (semitone)，約略形成等比數列。這意味著相鄰音符之間的頻率比例在整個音階中可視為恆定的。這種均勻性使得在不同的調性之間輕鬆地轉調，有利於在各種音調下演奏音樂，並能輕鬆在電腦中利用數學式分析為幾號音。
公式一：半音級距的換算
針對上面的式子，我們舉鋼琴的 A4 與 B4 兩鍵為例。首先，這段區間為兩白夾一黑，即 A4 到 B4 為 2 個半音，根據資料 [2] 的琴鍵表，我們簡單帶入 (493/440) 後會得到 1.9690 的結果。 透過這段方程式，我們能算出半音級距，確認需要調整的半音數。而有上這個基礎，亦能輕鬆理解 MIDI 檔案的音樂格式的設計原理。
公式二：MIDI 音樂格式的轉換方式 (音名 A4 為基準點)
音量 Volume
音量是我們衡量聲音強度的重要指標，最常見的單位為 dB (分貝)。但其概念是相對比較的值，可以歸類為功率量 (強度) 與場量 (幅值) 兩種。但簡便來說，主要是由 log10 的對數所計算，因此每差 10 dB 約為 10 倍的強度差距，所以差 20 dB 就是 100 倍的變化。
而我們剛剛講述到每個人的頻率適性不同，尤其是高頻間可能出現聽力斷層，因此，在音量相同的情況下，所聽到的效果也不盡相同。這也是為何音樂愛好者常有一組固定的調音器數值，針對自己的耳朵在不同 Hz 做調整增減幅，以此減少聽覺上忽大忽小的情況。
音色 Timbre
音色是我們分辨講者與樂器的重要關鍵，理想上不受到音高與音量的影響，並且形成各自獨特的特色。就像在學校中，同學在走廊上喊你出去打球，或者在課間偷偷聊天時，即使同學的音量和語氣有所變化，你依舊能準確地辨認出是誰在叫你。
而在變聲領域當中，音色轉換一直以來都是最關鍵的技術手法。生活中不僅被運用在娛樂產業中，也可能僅為特殊目的掩蓋身分。其原則為在改變音色的同時，維持著原始錄音的內容。
另外對於陌生或不在意的事物，我們就會簡化大腦的記憶。比如百年的小提琴跟全新的小提琴，總歸來說就是小提琴。當然這種方式則可能讓我們忽略了許多細微但有趣的差異。
後話
聲音是我們日常生活中不可或缺的元素，透過訓練這三大特徵的認知與感知，我們不僅能更深入地欣賞音樂藝術，也能更好地理解聲音在科技應用上的發展。從聲學設計到音訊處理，這些基本概念都扮演著關鍵的角色。
參考
[1] Re DE, O’Connor JJ, Bennett PJ, Feinberg DR. Preferences for very low and very high voice pitch in humans. PLoS One. 2012;7(3):e32719. doi: 10.1371/journal.pone.0032719. Epub 2012 Mar 5. PMID: 22403701; PMCID: PMC3293852.
[2] ‘Note names, MIDI numbers and frequencies,’ University New South Wales, Sydney, Australia.
https://www.phys.unsw.edu.au/jw/notes.html