Слух и восприятие звука. Курс лекций СанктПетербург 2012
 Скачать 450.25 Kb.
|
|
Локализация источников звука в вертикальной плоскости. Способность определять направление прихода звука в вертикальной плоскости у человека развита очень слабо и разрешение составляет всего 10…15 градусов. Эта способность связана с ориентацией и формой ушей. Механизм восприятия звука в плоскости фронт-тыл.Когда один источник излучения (ГрА или ГрВ) расположен во фронтальной плоскости или тыловой с азимутом ϕ , тогда расстояния распространения звука до ушей разные ( r 1 и r 2). В этой ситуации в локализации принимают оба параметра: ∆ N и ∆ t . Если источник звука расположен в 33 Рис.30. К вопросу восприятия звука в области фронт-тыл медианной плоскости (ГрФ или ГрТ), тогда значения ∆ N и ∆ t для них практически одинаковы ( r 1 = r 2) и а невозможно оценить азимутальный угол ϕ источника звука относительно медианной плоскости (рис. 30). Несмотря на это локализация оказывается безошибочной за счет дополнительного спектрального анализа бинауральной пары звуков. Орган слуха человека имеет как бы два разных механизма для оценки местоположения источника звука в пространстве. Один из них (фронт-тыл) определяет находится ли источник спереди или сзади слушателя, другой определяет направление на источник звука относительно медианной плоскости (угол ϕ ) . Если источники звука находятся в медианной плоскости, то r 1 = r 2. Ключевым моментом для понимания работы механизма фронт-тыл при этом является зависимость, показанная на рис. 31. Эта зависимость представляет собой график изменения разности уровней звукового давления ∆ N ФТ на правое и левое уши в зависимости от частоты между уровнями давлений фронтального N Ф и тылового N Т громкоговорителей ∆ N ФТ = N Ф – N Т Как видно из графика, на одних частотных полосах N Ф > N Т , на других наоборот. Для уверенной фиксации слушателем фронтального или тылового направления достаточно иметь различие громкоговорителей по звуковому давлению больше 1,5…2 дБ. Условия работы фронт-тыл ухудшаются, если громкоговорители находятся вне медианной плоскости. Этот механизм вообще не работает при ϕ = 90 и 270 градусов. Локализация источников звука по глубине.Наряду с определением направления на источник звука слушатель уверенно оценивает расстояние до источника звука. 1. При средних расстояниях до источника звука 3…15 м приближение и удаление источника звука сопровождается изменением его интенсивности. В свободном звуковом поле на НЧ увеличение расстояния вдвое сопровождается уменьшением уровня звукового давления на 6 дБ. На слух расстояние всегда определяется меньше, чем оно есть. Ошибка растет с увеличением расстояния. 2. На близких расстояниях менее 3 м на глубинную локализацию оказывает влияние дифракция на ушной раковине и голове, т. е. сказывается разность уровней 34 Рис. 31. К вопросу восприятия звука в медианной плоскости интенсивности и временные задержки. Точность глубинной локализации при смещении широкополосного источника от 50 до 150 см не превышает 15–30 % 3. При больших расстояниях свыше 15 м начинают сказываться затухание, зависящее от расстояния, проходимого звуковой волной. При этом ВЧ составляющие затухают быстрее, меняется тембр. На распространение звука оказывает влияние влажность воздуха и направление ветра. Увеличение амплитуды НЧ составляющих спектра звука вызывает ощущение приближения источника звука. Искусственное уменьшение ВЧ составляющих спектра воспринимается как удаление источника звука. 4. В отличие от азимутальной локализации глубинная локализация возможна при моноуральном слушании, однако, бинауральное восприятие существенно повышает точность оценки расстояния. При этом орган слуха подсознательно оценивает величины ∆ t и N CР / ∆ N, где N CР – среднее значение интенсивностей звуков, действующих на левое и правое уши. При расстояниях больше 10 м эти факторы не работают. 18. Эффект предшествования В помещениях, где наряду с прямым звуком на слушателя воздействует значительное число отраженных волн важным фактором, стимулирующим глубинную локализацию является эффект предшествования. Суть этого эффекта состоит в отделении слуховой системой прямого звука от его реверберационных продолжений. Суждение о направлении на источник звука формируют прямые звуки, в то время как часть следующих за ними повторения на интервале от 1..5 до 30…50 мс подавляется слуховой системой. При больших задержках подавления не происходит. Благодаря эффекту предшествования оказывается возможной слуховая пеленгация источника звука в помещениях, где в точку расположения слушателя наряду с прямым звуком поступает значительное число волн, отраженных от его поверхностей. 19. Бинауральное маскирование и демаскирование Когда маскирующий и маскируемый звуки поступают в разные уши то следует говорить о бинауральной маскировке. Величина сдвига слухового порога при бинауральном маскировании всегда гораздо меньше, чем при моноуральном маскировании и проявляется она в большей степени на высоких частотах. Бинауральная маскировка возникает только при условии, если время воздействия маскирующего звука не менее 250 мс. Наиболее выражено маскирование когда маскируемый и маскирующий звук близки по частоте. При этом в отличие от моноурального маскирования отсутствуют биения и маскирование выражено в очень узкой полосе частот, этот диапазон совпадает с шириной критических полос слуха(рис. 32). Степень бинауральной маскировки нарастает, когда оба звука имеют пульсирующий характер, что характерно для речи и музыки. Способность настраиваться на один из многих одновременно действующих источников звуков составляет одну из удивительных особенностей человеческого 35 слуха. Одной из важнейших составляющих этой особенности слуха человека является бинауральная демаскировка звуков. Бинауральной демаскировкой называют снижение порога маскировки при выделении отдельных звуков из одновременно действующей на слушателя их совокупности. Это достигается путем дополнительной обработки входной информации как в переферийном, так и центральном отделах слуховой системы и мозга. Обычно звуки имеют перекрывающиеся спектры, поэтому классическая теория фильтров с ее областями пропускания и затухания здесь абсолютно несостоятельна. Ухо является значительно более тонким инструментом. Бинауральная демаскировка предполагает использование слуховой системой временных и интенсивностных различий пар бинауральных звуков, соответствующих отдельным источникам для их разделения друг от друга. Некоторые исследователи полагают, что в основе этого явления лежит чувствительность к сдвигу фаз между звуками на частотах ниже 1500 Гц. Если в стереотелефоны подать одновременно один и тот же шум, и один и тот же маскируемый звук, то кроме шума ничего не услышим. Если же маскируемый звук подать только в одно ухо, то мы его будем слышать, его уровень субъективно повышается. Этот эффект и называется бинауральной демаскировкой. При этом шум и звук локализируются в разных местах головы. Шум в середине головы, а звук ближе к уху, на который он подается. Таким образом, демаскировка осуществляется из-за разной субъективной локализации шума и звука. Аналогичное явление происходит при тихом разговоре в шумной аудитории, например, на дискотеке. Человек непроизвольно поворачивает голову и находит положение, при котором в оба уха поступает одинаковый шум, который воспринимается в середине головы. Звук разговора локализируется в другом месте ближе к уху и он хорошо слышен. Этот механизм работает только при наличии в спектре звука НЧ составляющих. Когда маскирующий и маскируемый звуки поступают в разные уши, этот процесс называется бинауральным маскированием. Величина сдвига слухового порога при бинауральном маскировании всегда гораздо меньше, чем при моноуральном маскировании и проявляется она в большей степени на высоких частотах. Бинауральная маскировка возникает только при условии, если время воздействия маскирующего звука не менее 250 мс. Наиболее выражено маскирование когда маскируемый и маскирующий звук близки по частоте. При этом в отличие от моноурального маскирования отсутствуют биения и маскирование выражено в очень узкой полосе частот, этот диапазон совпадает с шириной критических полос слуха(рис. 32). Список литературы 1. Вахитов Я.Ш. Слух и речь, Конспект лекций. 1973. 2. Цвикер Э., Фелькеллер Р. Ухо как приемник информации, 1971. 3. Радиовещание и электроакустика / Под ред. Ю.А. Ковалгина. – 1998. 4. Акустика: Справочник / Под ред. М.А. Сапожкова. – 1989. 5. Алдошина И.А. Основы психоакустики // Звукорежиссер. – 1999…2003. – N 1......10. 36 |