psilogic: (Default)
psilogic ([personal profile] psilogic) wrote2009-01-11 12:37 pm

Звуковая иллюзия - бас, которого нет

Раньше слышал об этом интересном факте, но совсем недавно, так сказать, "руками пощупал". О том, как ухо слышит то, чего реально нет (звуковая иллюзия).

Возьмем какой-нибудь очень низкий (басовый) музыкальный звук. Например, вот этот из начала Раммштайновской композиции Spiel Mit Mir:

Можно посмотреть:

(кликабельно)
(рис. 1)
И можно послушать
А теперь разложим звук в спектр. Что увидим? А вот что:

(кликабельно)
(рис. 2)

Обратите внимание на маленький пик в районе 41 Гц. Это и есть та нота, которую мы слышим - "ми" контроктавы. Все остальные пики - это ее обертоны (гармоники). Несколько из них громче, чем сама нота.

Наше ухо внутри содержит нечто вроде такого анализатора спектра, только он механический - улитка. В ней есть чувствительные волоски, которые реагируют на определенные частоты подобно этому графику: чем выше пик, тем сильнее реакция. В мозг попадает уже не само колебание (рис. 1), а его спектр (рис. 2).

Теперь я уберу гармонику 41 Гц фильтром. Вот, что получится:

(кликабельно)
(рис. 3)
Тут можно послушать

Разница на слух почти незаметна. Слышимая музыкальная нота осталась прежней - ми контроктавы, 41 Гц. Ухо слышит 41 герц там, где его и в помине нет!

Примерно так же дурят нашего брата с помощью пианино. Самые тяжелые струны в басах - они совсем не извлекают частоты порядка 50 Гц и ниже, а вместо них генерируют гармоники. Но ухо успешно обманывается, и мы остаемся довольны.

И это правильно, потому, что эти частоты находятся на границе восприятия, мы их почти не слышим, а музыка требует некой равномерности.

А вот таков чистый звук в 41 Гц. Можете убедиться, что тембр явно другой, но вот нота... та же самая - ми контроктавы.

(кликабельно)
(рис. 4)
Тут можно послушать

Мне пришлось увеличить размах колебаний потому, что иначе его будет трудно услышать, особенно в маленьких наушниках. Если хотите, вот для чистоты эксперимента тот же звук, но с размахом как в первом примере из Раммштайнов.
Тут можно послушать

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2009-01-11 10:02 pm (UTC)(link)
думаю, получилось бы красиво, хотя и может слегонца "пригрузить" контупер

и я бы все-таки использовал менее... кхе-кхе.... нетрадиционную ориентацию, когда ось времени время идет "вдаль", а бугры возникают над "полом" :)

[identity profile] bajaz.livejournal.com 2009-01-11 10:20 pm (UTC)(link)
Контупер для того и нужен, чтоб пригружаться. :)
А оси времени там как бы и нетути. Это четвёртое измерение, которое мы как бы видеть не умеем. Чтобы понять суть визуализации, помедитируйте над тем, что человек видит, когда он слышит?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2009-01-11 10:41 pm (UTC)(link)
[ Это четвёртое измерение ]
+ цвет - номер голоса
1-е - частота
2-е - амплитуда
а 3-е - что?

[identity profile] bajaz.livejournal.com 2009-01-11 10:56 pm (UTC)(link)
Ненене. Гораздо всё проще. Положение звука на плоскости XY соответствует его реальному расположению, если смотреть по центру вперёд. Панорамируя звук мы перемещаем его влево и вправо, это понятно. Высота - это интереснее, она определяется спектром. Источник звука мы видим на высоте, соответствующей наиболее громкой части спектра, поэтому её менять сложнее чем панораму, хотя тоже можно. Главное чтобы отображение производилось правильно, редактирование тут на втором плане значимости. Ну и глубина - чем тише, тем дальше, это тоже очевидно. Это всё то, что де-факто можно заметить при прослушивании фонограммы, никакой фантазии. Задача в том, чтобы представить эти ощущения визуально.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2009-01-11 11:03 pm (UTC)(link)
ага, теперь понятно - полярная система координат: угол - сдвиг между правым/левым голосом, радиус обратно пропорционален громкости, высота - высоте главной гармоники, ну и цвета для обозначения инструментов. нечто вроде оркестра со слушателем в центре.

[identity profile] bajaz.livejournal.com 2009-01-11 11:48 pm (UTC)(link)
>> нечто вроде оркестра со слушателем в центре

Вот это правильный ход мысли, всё остальное про полярные координаты я даже не понял при первом прочтении. :) Если очень грубо, то если правильно расположить свои уши между колонками, то там где звук звучит, _там_ он и должен быть визуализирован. :) Если реализовать всё так как я выше пытался объяснить, то оно так и получится.