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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