czwartek, 6 października 2016

Bezwładność amplitudowa słuchu

Bardzo rozpowszechniony jest pogląd o czymś co można określić jako "wszystkosłyszenie". Polega to na tym, że wiele osób jest przekonana o doskonałości słuchu i możliwości usłyszenia niezwykle małych i subtelnych niuansów dźwięku. Generalnie myśli się o możliwości usłyszenia nawet najmniejszych zniekształceń wnoszonych przez sprzęt.

Faktycznie słuch jest narządem wyjątkowo odpornym na zniekształcenia i aby jakieś usłyszeć muszą one być spore. Niektóre typy zniekształceń muszą być naprawdę bardzo duże, żeby w ogóle można je było usłyszeć, a nawet są takie, których się w ogóle nie słyszy mimo ich rozmiaru. 

Jeżeli odtworzy się ton sinusoidalny trwający np. sekundę, będą temu towarzyszyć bardzo duże zniekształcenia amplitudy, których nie będziemy w stanie w ogóle usłyszeć. Ten typ zniekształceń dotyczy każdego typu sygnałów, także mowy i muzyki, ale zostanie opisany na przykładzie sygnału sinusoidalnego.


Narastanie dźwięku w pomieszczeniu. Z powodu nakładania się odbić na dźwięk bezpośredni zamiast stałej głośności B natężenie dźwięku wzrasta. Wzrost głośności jest skokowy, linia przerywana obrazuje średnią.

Rysunek pokazuje sytuację, kiedy w pomieszczeniu jest odtwarzany sygnał o stałej głośności, która wynosi B, od pierwszej litery słowa Bezpośredni. W miejscu oznaczonym jako "Ź" znajduje się źródło sygnału. Sygnał jest odbierany przez mikrofon. Dźwięk dociera do mikrofonu początkowo drogą bezpośrednią, a następnie dochodzą odbicia, których faktycznie jest kilkaset, ale zaznaczone zostały tylko cztery.

W dolnej części rysunku jest pokazane co "słyszy" mikrofon. Najpierw przez chwilę mikrofon "słyszy" dźwięk bezpośredni o głośności B. Następnie po dotarciu pierwszego odbicia, odbicia są oznaczone jako O tzn. Odbicie, głośność dźwięku odbieranego przez mikrofon wzrasta od B do głośności B+O1. Po pewnym czasie kiedy do mikrofonu dotrze drugie odbicie O2 głośność wzrośnie do B+O1+O2 tzn. do dźwięku bezpośredniego dołoży się oprócz pierwszego odbicia także drugie. Z kolei ogólna głośność wzrośnie o odbicie trzecie i w końcu czwarte.

Jeśli pomieszczenie ma RT60 wynoszący 1 sekundę oznacza to, że przez cały czas trwania dźwięku jego głośność będzie skokowo wzrastać przez dodawanie się kolejnych odbić. Gdyby dźwięk trwał dłużej, np kilka sekund, to jego głośność stałaby się stała, dopiero po upływie sekundy.

Wobec tego głośność sygnału stale wzrasta, chociaż z praktyki wiadomo, że tego wzrostu się nie słyszy. Wystarczy odtworzyć jakikolwiek ton testowy czy dźwięk o stałej głośności i słyszy się go jako taki, który ma przez cały czas trwania niezmienną głośność.

Słuch nie reaguje na wzrost głośności, która ma tu miejsce i często jest to wzrost znaczny dlatego, że w skrajnym przypadku dla basów jeśli głośnik stoi w narożniku może wynieść np. 10 dB lub więcej.

W praktyce każdy dźwięk, każda nuta, każda głoska słyszana w pomieszczeniu charakteryzuje się narastaniem głośności, której nie słyszymy. Narastaniem lub spadkiem, a w ogólności fluktuacją.

Przykład rysunkowy jest bardzo ogólny. Dlatego, że odbicia nie muszą się nakładać na dźwięk bezpośredni wzmacniając go, ale mogą się z nim znosić. Niektóre odbicia wzmacniają dźwięk bezpośredni inne go osłabiają, więc występuje zjawisko, które można określić jako fluktuacja głośności.

Najważniejsze są najsilniejsze odbicia i to one decydują czy dźwięk będzie wzmocniony czy stłumiony. Jeśli kolumna stoi przy ścianie, to odbicia będą wzmacniać basy poza kilkoma częstotliwościami określonymi przez SBIR. Ogólnie rzecz biorąc część odbić wzmacnia dźwięk bezpośredni, część go osłabia, więc zawsze występuje wahanie amplitudy i zawsze jesteśmy tego nieświadomi.

Dźwięk charakteryzują właściwie tylko 3 cechy: częstotliwość, amplituda i czas trwania. Okazuje się, że 1/3 z tego nie jesteśmy w stanie odebrać właściwie. Powodem tego  jest bezwładność amplitudowa słuchu, która polega na tym, że szybkich zmian amplitudy nie rejestrujemy. Taka właściwość słuchu jest konieczna, żeby w ogóle coś słyszeć. Propagacja dźwięku jest obarczona różnego rodzaju zakłóceniami, które należy jakoś obejść. Jednym ze sposobów jest obniżenie czułości słuchu na szybkie zmiany amplitudy.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz