卷一 · 编钟音频引擎 · 合成音,非录音
钟的表面
枚 · 铭 · 锈 —— 三层附加物的听觉后果
钟架THE RACK
三层八组,仿曾侯乙钟架的简化排布。每口钟两个音:钟身下部有两个虚线圈 —— 大圈在正中是正鼓,小圈在侧边是侧鼓,相差小三度。真实甬钟的侧鼓部本就铸有鸟纹,作用正是指示敲击位置。
组内相邻钟走大三度,组与组错开半音;三组叠起来正好凑齐十二律,这就是编钟能转调的原因。
读数
在钟架上任敲一口。
实线当前状态 · 虚线无锈参照
对照:圆 与 合瓦DEGENERACY
不受开关影响。演示截面几何本身:圆截面周向模态二重退化,节线可沿圆周自由旋转;合瓦形把对称降下来,退化解除。
圆截面
C∞ᵥ · 二重退化
音高往下滑:起振最强的是高处分音,随后基频与三度音接管。另有缓慢晃动 —— 一对近乎退化的模态在打拍。
合瓦形
C₂ᵥ · 退化解除
音高稳定:决定音高的那个分音全程占优。同一口钟因此能给出两个互不干扰的音。
数据说明
分音频率比出自 Pan, Acoustical properties of ancient Chinese musical bells, ACOUSTICS 2009:正鼓 1 : 2^(3/12) : 2^(18/12),侧鼓 2^(-3/12) : 1 : 2^(15/12),两者共用同一组分音频率,只有振幅分布不同。
钟架的音高由该文的钟阵矩阵原理生成(组内大三度、组间错半音),不是任何一口出土钟的实测音高。真实钟架为 64 件、音域 C2–D7,此处简化为 30 件。
锈层:η = 1 − (1 − 2δ/t)³,取 δ = 200 μm、t = 4 mm。其中 Q_锈 = 40 是我设的 —— 文献里没有腐蚀产物力学损耗因子的实测值,这是模型最大的缺口。枚的 −0.9% / −1.6% 同样是填的数:两支模态降幅不等这个机制是真的,数值不是,因为枚的实测坐标须从谭维四《曾侯乙墓》取。三层的置信度标签即据此而来。