音名、八度与 MIDI 编号速查
中央 C 是 C4 还是 C3、A4 为什么是 440 赫兹、MIDI 编号怎么换算频率、采样率 44100 能录到多高——调音与音频处理的记谱常识。
同一个键,钢琴老师叫「中央 C」,电子音乐人叫「C4」或「MIDI 60」,调音师关心的是它有多少赫兹。这三套说法互相对应,规则并不复杂,但不统一的理解会让调音、编曲和音频处理的沟通频繁出错。
本篇按科学音高记谱法(C4 为中央 C)与 MIDI 标准整理对照关系,配合音高与频率换算工具可以直接算任意音分的频率。
1音名与八度编号规则
七个基本音名循环使用,八度编号随 C 变化:每逢 C 升入新八度,而不是随 A。
| 概念 | 规则 | 例子 |
|---|---|---|
| 基本音名 | C D E F G A B 循环 | 白键 |
| 变化音 | 音名后加升号或降号,如升 C 与降 D 同键 | 黑键,等音异名 |
| 八度编号 | 从 C 开始到下一个 B 为同一八度 | B3 往上一个音是 C4 |
| 中央 C | C4(科学音高记谱) | MIDI 编号 60 |
| 标准音 | A4 = 440 赫兹 | MIDI 编号 69,乐器调准基准 |
| 钢琴范围 | A0 ~ C8 共 88 键 | MIDI 编号 21 ~ 108 |
不同软件的八度起点约定可能不同,有的把中央 C 标成 C3 或 C5。沟通频率问题时直接说 MIDI 编号或赫兹数最稳。
2MIDI 编号与频率换算
MIDI 把 128 个半音从 0 编到 127,频率按十二平均律由标准音推算:频率 = 440 × 2 的(编号减 69)除以 12 次方。
| 音名 | MIDI 编号 | 频率(约) | 说明 |
|---|---|---|---|
| C0 | 12 | 约 16.35 赫兹 | 人耳可闻下限附近 |
| C2 | 36 | 约 65.41 赫兹 | 大提琴低音区 |
| C4 中央 C | 60 | 约 261.63 赫兹 | 声乐与键盘的常用基准 |
| E4 | 64 | 约 329.63 赫兹 | 吉他一弦空弦 |
| A4 标准音 | 69 | 440 赫兹 | 定义基准 |
| C8 | 108 | 约 4186 赫兹 | 钢琴最高音 |
相邻半音的频率比是 2 的十二分之一次方,约等于 1.0595。也就是说频率每翻一倍升高一个八度,每乘一次 1.0595 升高一个半音,反推音分偏移时很有用。
3与音频采样率的关系
数字录音能还原的最高频率是采样率的一半,这就是奈奎斯特频率。
- 44100 赫兹采样
- 理论还原上限约 22050 赫兹,覆盖人耳可听范围,CD 标准
- 48000 赫兹采样
- 上限 24000 赫兹,视频与专业音频通行标准
- 低于两倍采样
- 高于奈奎斯特频率的声音会混叠成错误的低频,必须在采样前滤除
- 八度与倍频
- 频率每翻一倍高一个八度:220、440、880 赫兹依次是 A3、A4、A5
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中央 C 到底是 C3、C4 还是 C5?
按国际通行的科学音高记谱法,中央 C 是 C4,对应 MIDI 编号 60。但历史上不同领域形成了不同习惯:部分电子乐器软件把中央 C 标成 C3,雅马哈的部分设备则标成 C5,MIDI 标准本身只定义编号不定义八度写法。这就是为什么讨论音高时容易鸡同鸭讲。最可靠的沟通方式是直接使用 MIDI 编号(中央 C 恒为 60)或频率(A4 恒为 440 赫兹),八度记法只在自己团队内部统一即可。
MIDI 编号怎么换算成频率?
公式是:频率 = 440 × 2 的(MIDI 编号 − 69)÷ 12 次方。这里 440 赫兹是标准音 A4 的频率,MIDI 编号 69。举例:中央 C 是编号 60,比 A4 低 9 个半音,代入公式得约 261.63 赫兹;编号 81(A5)比 A4 高一个八度,2 的 12/12 次方正好是 2 倍,得 880 赫兹。反过来想从频率求音分偏移,可以对频率与 440 的比值取以 2 为底的对数再乘 1200。手算不方便的话,用音高与频率换算工具输入编号或频率即可双向换算。
为什么采样率是 44100 就能录下全部人耳可听声音?
根据奈奎斯特采样定理,要无损记录某个频率的声音,采样率必须至少是它的两倍。人耳可听上限约 20000 赫兹,所以采样率达到 40000 以上即可覆盖,CD 标准取 44100 赫兹,理论还原上限为 22050 赫兹。如果录音环境里有超过这个上限的声音成分(比如某些乐器的高次谐波),不处理直接采样会产生混叠——高频被错误地映射成低频假信号,因此录音链路里都有抗混叠滤波器先把它滤掉。这也是 44100 与 48000 两种采样率在听感上差异极小的原因:两者都足以覆盖可听频段。
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