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绪论1

第一节 研究目的与意义1

一、深入了解古琴振动体与共鸣体声学功能1

二、促进古琴音乐文化有效传承2

第二节 “古琴”称谓辨析2

第三节 文献综述与理论基础4

一、弦乐器振动体研究4

二、弦乐器共鸣体研究8

第四节 研究对象与研究方法11

一、具体研究对象及涉及领域11

二、研究方法与研究流程12

第一章 古琴声学构成与音响表现15

第一节 古琴声学系统15

一、古琴声学系统构成15

二、古琴声学系统发音过程16

第二节 古琴声学特性与古琴音响18

一、古琴声学特性18

二、古琴声学特性与古琴音响20

第三节 古人对古琴音响的追求25

第二章 实验设计与实施28

第一节 乐器声学测量综述28

一、弦鸣乐器28

二、体鸣乐器30

三、气鸣乐器32

第二节 古琴声学测量实验内容33

一、琴弦物理特性测量34

二、实验音响素材采录35

三、琴弦声学特性测量36

第三节 实验条件36

一、琴弦物理特性测量36

（一）实验环境36

（二）实验器材36

二、实验音响素材采录37

（一）采录环境37

（二）采录器材38

（三）传声器设置方案39

（四）采录人员41

三、琴弦声学特性测量实验设备参数41

第三章 古琴音响分析方法研究43

第一节 乐器音频信号分析方法43

一、时域特性与频域特性43

二、傅立叶变换44

三、小波变换46

第二节 基于LabVIEW的古琴乐音小波包分析程序50

一、LabVIEW虚拟仪器开发平台50

二、程序的设计53

（一）核心模块53

（二）频率与音分转换模块55

第三节 程序性能检测60

一、信号的分解与重构60

二、频谱分析检测63

三、Excel文件导出数据精度检查65

第四章 古琴振动体声学特性研究66

第一节 古琴琴弦物理性能测量66

一、空弦拉力测量68

二、琴弦延伸率测量72

三、琴弦直径均匀度测量74

第二节 各材质琴弦声辐射特性比较76

一、声压级比较76

（一）1—7弦散音1/3倍频带声压级比较77

（二）1—7弦总声压级比较82

二、琴弦散音动态范围测量83

三、传远特性比较84

第三节 古琴琴弦频谱分析85

一、散音奏法85

二、泛音奏法88

三、按音奏法92

第四节 琴弦振动时间过程分析95

一、振动持续时间比较95

二、起振过程中谐音振幅变化分析97

三、起振过程中谐音频率变化分析101

第五章 古琴共鸣体振动模态研究106

第一节 古琴共鸣体模态分析概述106

一、振动模态分析107

二、有限元法107

三、古琴共鸣体模态分析步骤108

第二节 古琴共鸣体物理特性与音响需求116

一、共鸣体材质物理特性116

二、古琴共鸣体音响需求119

第三节 不同材质古琴共鸣体声学特性比较121

一、模态振型图121

二、模态特征值比较124

（一）固有频率比较124

（二）广义质量比较127

三、模态振型比较128

（一）参与系数比较128

（二）有效质量比较132

第四节 古琴共鸣体形制与模态分析136

一、模态特征值比较137

（一）固有频率比较137

（二）广义质量比较139

二、模态振型比较140

（一）参与系数比较140

（二）有效质量比较146

第五节 影响古琴共鸣体声学特性的其他因素150

一、面板厚度变化150

（一）固有频率151

（二）参与系数比较152

二、天地柱作用分析158

（一）固有频率158

（二）参与系数比较160

总结与讨论168

一、结论归纳168

（一）小波变换理论在音乐信号分析中的应用168

（二）古琴琴弦物理特性测量169

（三）琴弦声辐射特性169

（四）琴弦频谱分析170

（五）琴弦振动时间过程分析171

（六）共鸣体振动模态研究171

二、后续研究设想173

参考文献174

附录181

附录一 不同材质古琴琴弦声瀑比较图181

附录二 六种形制古琴共鸣体前10阶模态振型图185

附录三 中国计量科学研究院力学与声学所全消声室录音现场图191

附录四 采录乐器信息记录表193

附录五 演奏员信息记录表194

附录六 演奏员录音情况问卷调查表196

附录七 中国计量科学研究院力学与声学研究所全消声室校准证书198

附录八 本次研究参考的国家及行业标准202

后记203