半音阶调音器

半音阶调音器是什么？

这款半音阶调音器（Chromatic Tuner）是一款基于 Web 的工具，通过监听电脑或移动设备的麦克风，实时检测乐器或声源的音高、音符、八度以及与标准音高的偏差（音分/cents），适用于吉他、钢琴、尤克里里等多种乐器。所有音频处理均在本地浏览器完成，无需上传录音，保证用户隐私安全。

除了基本功能外，该调音器具有以下特点：

1. 宽音域检测：支持从 A0 到 G♯9 的音高范围检测，覆盖大多数乐器的演奏范围。
2. 智能音量调节：当音源离麦克风较远时，系统会自动调节采集到的音频音量，确保检测结果的准确性。
3. 直观可视化：通过红黄绿的刻度条显示音符偏差，用户可以一眼判断调音是否精准。

该调音器使用业界先进的 McLeod Pitch Method (MPM) 算法 进行音高检测，并结合快速傅里叶变换（FFT）优化性能，实现高效准确的音高分析。同时，为了避免八度错误（octave errors，即检测结果与实际音高相差一个或多个八度），系统结合峰值验证和泛音分析进行了智能修正。这类八度错误通常由泛音或周期估计造成，具体原理可参考这篇论文。

什么是十二平均律？

十二平均律（12-TET, 12-tone equal temperament） 是现代西方音乐中最常用的音律系统，每个八度被平均分为 12 个半音。各半音之间的频率比为常数，使得跨调演奏和和声搭配变得一致。详细说明可参考 维基百科：十二平均律。

在十二平均律下，频率（f）与音符 MIDI 编号（n）的转换公式如下：

然后用 n 对 12 求余数（即取模），可对应查得音符名称：

主要乐器的音符和频率

1. 尤克里里（4 弦，GCEA 调弦）

标准调弦（从最靠近用户的上方弦到最靠近地板的下方弦）：

注：尤克里里常用 高 G 调弦，4 弦比 3 弦高一个八度。

2. 民谣吉他（6 弦，EADGBE 调弦）

标准调弦（从最粗低音弦到最细高音弦）：

3. 古典吉他（6 弦，标准调弦同民谣吉他）

标准调弦与民谣吉他一致：E2, A2, D3, G3, B3, E4。

注：古典吉他音色不同，但调弦音高相同。

4. 钢琴（88 键，A0-C8）

钢琴按键从左到右（低音到高音），每个键对应一个音符。举例：

• 最低音：A0 (27.50 Hz)
• 常用中音区：C4（中央 C, 261.63 Hz）
• 最高音：C8 (4186.01 Hz)

钢琴每个八度包含 12 个半音，按键依次排列为： C, C♯, D, D♯, E, F, F♯, G, G♯, A, A♯, B

5. 小提琴（4 弦，GDAE 调弦）

标准调弦（从最粗低音弦到最细高音弦）：

注：小提琴按半音顺序按指法升高音高，每根弦的开放弦为表中所示音符。

如何调音？

1. 开始调音
   点击 “开始调音”，浏览器会弹出提示框，请允许访问麦克风。授权后即可开始实时录音和音高检测。

2. 检测音符与音分
   依次弹奏各个琴键或琴弦。在检测前最好让乐器静音，以避免互相干扰。检测过程中，界面会显示当前音符、八度及与标准音的偏差（音分）。当音分接近 0 时，音符文字和音分刻度显示为绿色，表示已非常接近或完美匹配 12 平均律中的音符；偏差较大时会显示黄色或红色。

3. 停止调音
   检测完成后，点击 “停止调音” 即可关闭麦克风。

半音阶调音器的用途

该调音器不仅适用于个人乐器调音，也可在以下场景发挥作用：

• 音乐教学：帮助学生理解音高与音符关系，直观显示演奏偏差。
• 作曲与录音：确保演奏音准一致，为多轨录音提供精准音高参考。
• 音响工程：在调试音响或电子乐器时快速判断音高是否符合标准。
• 演出排练：快速调校乐器，保证现场演奏音准统一。