КНИЖКА ЗВУКОРЕЖИССУРА МУЛЬТИМЕДИА. Понятие звукорежиссура в рамках мультимедиа

• Название: Понятие звукорежиссура в рамках мультимедиа
• Анкор: КНИЖКА ЗВУКОРЕЖИССУРА МУЛЬТИМЕДИА.doc
• Дата: 27.03.2017
• Размер: 15.95 Mb.
• Имя файла: КНИЖКА ЗВУКОРЕЖИССУРА МУЛЬТИМЕДИА.doc
• Тип: Реферат; #4245
• страница: 2 из 6

Наружное и среднее ухо проводит звук, а внутреннее ухо (улитка и слуховой нерв) воспринимает и предает звук в слуховые центры мозга в виде электрических колебаний.

Улитка, если её распрямить, это уникальный орган, каждая часть которого воспринимает только свои частоты. Внутри улитки по всей её длине находятся волоски нервных клеток (около 30000) которые воспринимают каждая свои частоты. Разные частоты имеют разные длины волн, соответственно, чем выше частота, тем короче её длина волны. Ввиду того что волосковые клетки со временем отмирают, мы начинаем хуже слышать высокие частоты, т.е. дина волны высокой частоты просто не покрывает нужного количества волосков и звуковая информация этой частоты нами не воспринимается. Так же процесс отмирания клеток ускоряется при длительном воздействии на них звукового давления излишней силы.

Слуховой аппарат имеет в своём строении нечто похожее на компрессор, лимитер, который защищает от воздействия слишком громких звуков и наоборот. Движение косточек среднего уха контролируется мышцей, которая может сокращаясь с очень большой скоростью (15-30 мс.) она «заклинивает» проход звуковой энергии, и наоборот когда звук очень слаб, мышца расслабляется.

Стоит еще отметить важный момент: в строении внутреннего уха присутствует вестибулярный аппарат, который ориентируется на земное притяжение, контролирует наши движения, сообщая мозгу, в каком положении находится тело. При воздействии громкого звука вестибулярный аппарат теряет свои качества и «отключается» на какой-то период, в этот момент человек способен потерять равновесие и т.д.

Важно, что давление внутри уха и атмосферное давление должны быть одинаковыми, за это отвечает евстахиева труба. В противном случае барабанная перепонка будет либо ослаблена, либо натянута, что приведет к ухудшению слуха.

2.3. Звуковой диапазон частот. Виды звуков.

Область акустических колебаний, способных вызвать ощущение звука при воздействии на орган слуха, ограничена по частоте. В среднем, человек от 12 до 25 лет слышит частоты от 20 Гц до 20 кГц. С возрастом в «улитке» внутреннего уха отмирают нервные окончания. Таким образом, верхняя граница слышимых частот значительно понижается.

Область от 20 Гц до 20 кГц, принято называть звуковым диапазоном, а частоты, лежащие в этой области звуковыми частотами.

Колебания ниже 20 Гц называются, инфразвуковыми, а колебания с частотой выше 20000 Гц – ультразвуковыми.

Эти частоты не воспринимаются нашими ушами. Область инфразвука, при достаточной мощности, может оказывать определенное влияние на эмоциональное состояние слушателя. В природе инфразвук встречается крайне редко, однако его удалось зафиксировать при надвигающимся землетрясении, урагане, громе. Животные более чувствительны к инфразвуку, это объясняет причины их беспокойства перед катаклизмами. Так же животные используют ультразвук для ориентации в пространстве, например летучие мыши и дельфины перемещаются в условиях плохой видимости, издавая ультразвуковые сигналы, а отражения этих сигналов говорят о наличии или отсутствия препятствий на пути следования. Длина волны ультразвука очень мала, поэтому от внимания животных не ускользает даже самые незначительные препятствия (провода электропередач).

Записать и воспроизвести инфразвук практически невозможно в силу физических причин, этим частично объясняется преимущество прослушивания музыкальных произведений вживую, а не на записи. Генерация ультразвуковых частот применяется для воздействия на эмоциональное состояние животных (отпугивание грызунов).

Наши уши способны различать частоты в пределах слышимого диапазона. Есть люди с абсолютным музыкальным слухом, они способны различить частоты, называя их по музыкальной шкале – по нотам.

Нотная система это последовательность точно зафиксированных звуков, каждому из которых соответствует определённая частота, измеряемая в герцах (Гц).

Расстояния между нотами имеет строгую зависимость в частотном отображении, однако достаточно понять, что разнице в «октаву» соответствует удвоение частоты.

Нота «ля» первой октавы = (440 Гц) А-1

Нота «ля» второй октавы = (880 Гц) А-2

и.т.д.

Люди, обладающие абсолютным слухом, различают изменения высоты звука достаточно точно и могут определить, что частота выросла или понизилась, используя систему нотного деления. Однако для определения частот измеряемых в герцах потребуется прибор - «спектроанализатор».

В жизни нам достаточно пользоваться фиксированными значениями и различать изменения высот опираясь на ноты, этого будет достаточно, чтобы дать определение поднялся или опустился звук (примеры музыкантов, которые пользуются нотной системой фиксации звуковых изменений). Однако при профессиональной работе со звуком могут потребоваться точные численные значения в герцах (или метрах), которые необходимо определять приборами.

Виды звуков.

Все существующие в природе звуки делятся на: музыкальные и шумовые. Основную роль в музыке играют музыкальные звуки, хотя используются и шумовые (в частности почти все ударные инструменты издают шумовые звуки).

Шумовые звуки не имеют точно выраженной высоты, например треск, скрип, стук, гром, шорох и т. п.

К таким инструментам относятся почти все ударные: треугольник, малый барабан, разнообразные виды тарелок, большой барабан и др. В этом присутствует некоторая доля условности, о которой не следует забывать. Например, такой ударный инструмент как "деревянная коробочка" имеет звучание с достаточно ясно выраженной высотностью, однако этот инструмент все равно причисляется к шумовым. Поэтому отличать шумовые инструменты надежнее по тому критерию, возможно ли на данном инструменте исполнить мелодию, или нет.

Музыкальными называются звуки, имеющие определённую высоту, которую можно измерить с абсолютной точностью. Всякий музыкальный звук можно повторить голосом или на каком-либо инструменте.

2.4. Тембр. Обертона на примере струны.

Характер музыкального звука определяется несколькими свойствами; в их число входят: высота, громкость и тембр.

Тембром звука называется качественная сторона звука, его окраска.

Для определения особенностей тембра в музыкальной среде применяются слова из области ощущений, термины-метафоры, например, говорят: звук мягкий, резкий, густой, звенящий, певучий и т. п. Каждый инструмент или человеческий голос обладает характерным для него тембром, и даже один инструмент способен издавать звук различной окраски.

Тембр позволяет на слух отличать звуки, взятые на разных инструментах (например, звук гитары от звука рояля).

Различие тембров зависит от состава частичных тонов (натуральных призвуков или обертонов), которые присущи каждому источнику звука.

Каждый звук окрашивается в зависимости от ряда условий, от собственно звучащего тела, от резонатора, деталей инструмента и т.д.

Звучание источника весьма не однозначно, дело в том, что внутри самого источника возникают призвуки, обертона, характерные именно для этого источника. Другими словами именно от «состава» обертонов того или иного звука мы можем дать определение его тембру, и отличить один звук от другого.

Частичные тоны или обертоны (от нем. Oberton - верхний тон) - это неизбежные примеси, присутствующие в звуке любой природы. Их частоты всегда кратны частоте основного звука, а их количество и громкость может сильно варьироваться, благодаря чему и образуется различная тембровая окраска звука.

Если бы струна воспроизводила только основной тон, то форма ее волны соответствовала бы следующему графическому изображению.



Но звуковая волна на практике всегда имеет довольно сложную форму. Происходит это вследствие того, что колеблющееся тело, вибрируя, преломляется в равных частях. Эти части производят самостоятельные колебания в общем процессе вибрации тела и образуют дополнительные волны, соответствующие их длине. Дополнительные (простые) колебания и вызывают образование частичных тонов - обертонов.

Высота частичных тонов различна, так как скорость колебания волн, от которых они образуются, не одинакова. Например, длина волны второго частичного тона, образующейся от половины струны, в два раза короче волны основного тона, а частота колебаний ее в два раза скорее и т. д.



В идеальном случае обертоны кратны основному тону и вычисляются по формуле



Где а – любое натуральное число (2,3,4,5,6...)



Но в реальности источники звуков бывают не идеальны, струны имеют утолщения, налёт, окиси на своей поверхности, поэтому тембр окрашивается призвуками близкими к натуральному звукоряду обертонов.

В музыкальных звуках, в собственно-акустических инструментах, в их резонаторах и конструктивных особенностях формируется уникальный звуковой тембр, способный отличить не только один инструмент от другого, но и одинаковые инструменты друг от друга (скрипка Страдивари, инструменты штампованные и инструменты ручной сборки с секретами).

2.5. Формы звуковых колебаний. Синтез.

Звуки окружающие нас характеризуются тембром.

Звуки содержат в себе различные обертона, однако не только высота (частота) определяет тембровую окраску звука.

Форма звуковых колебаний оказывает различное звуковое восприятие.

Для понимания процесса появления и обертонов мы рассматривали синусоидальные сигналы. В зависимости от источника звука, формы колебаний могут сильно меняться.

Например, струна, приведенная в движение щипком и оставленная колебаться, производит движения похожие на синусоиду, формы колебаний звуковых волн тоже будут похожи на синусоиду. Если на струну подействовать смычком, тембр звука станет совершенно другим. Смычок оттягивает струну на определенное расстояние, в один из моментов сопротивление струны возвращает её в обратном направлении с учетом инерции, это повторяется вновь и вновь. Форма колебаний будет соответствующей и будет напоминать синусоиду, однако углы будут более острыми – треугольными. Если же источник звука, приведен в движение и возвращаясь, фиксируется в определенной точке (например, трость деревянных духовых ограничена в движении), то форма колебаний будет напоминать зубцы пилы, поэтому и форма колебаний названа – пилообразной. Если же колебания источника звука ограничены с обеих сторон, то и форма будет похожа на прямоугольные. Так же эти колебания могут варьироваться по форме, комбинироваться, переходить из одной в другую, что так же скажется на тембре звука.

Форма звуковых колебаний зависит от источника и способа извлечения звука из него. В составе звуков разных источников могут присутствовать обертона и гармоники различной формы.

Зная обертоновый состав не сложно представить форму реального звука, здесь можно воспользоваться простым суммированием, наложением рисунков форм колебаний.

Зная состав любого сложного звука, и представляя форму колебаний его обертонов, мы можем воссоздать этот звук посредствам синтеза. Т.е. создать его искусственно посредствам генераторов, синтезаторов, корректоров... Таким же образом можно добиться синтеза звуков, не имеющих аналогов в естественных условиях. В современном звукопроизводстве мультимедийных программ используются различные синтетические звуки для достижения определенного эмоционального воздействия на слушателя, зрителя. Так же синтетические звуки применяются в музыке.

Синтезатор — электронный или виртуальный (программный) музыкальный инструмент, создающий (синтезирующий) звук при помощи одного или нескольких генераторов звуковых волн. Генерируемые синтезатором звуки (тембры) могут быть похожи на звуки реальных источников, а могут быть уникальными, не имеющие аналогов в природе.

2.6. Динамический диапазон слуха. Понятие дециБел

Восприятие звука это субъективная оценка силы (интенсивности) звука.

Источник звука производит колебания, вызывающие ощущение звука, с определенной интенсивностью, силой, которую можно измерить достаточно точно. Человек может четко дать определение громкости слышимого источника по простой шкале определений (громко, тихо, нормально, еле слышно...). Однако человек воспринимает этот звук по-разному в силу различных факторов (удаленности от источника, зашумленности помещения...). При анализе звуковой громкости обязательно надо учитывать эти факторы.

Человеческий слух ограничен по восприятию звуков. Существуют две границы: нижняя и верхняя. Нижний порог слышимости – звуковая величина, при которой мы начинаем различать звуки относительно тишины. Звуки, которые мы не воспринимаем, лежат за порогом слышимости.

Верхний порог слышимости ограничен звуком вызывающим ощущение боли в ушах, это так называемый «болевой порог».



Сила звука у порога слышимости и болевого порога отличается в 10¹² раз.

Таким образом, мы имеем некоторый диапазон слышимых звуков, громкость которых можем определить, опираясь на ощущения.

Например: Громким можно назвать тот звук, который превышает громкость нормальной речи, а тихим наоборот является такой звук, при котором хочется говорить тихо или шёпотом, что бы услышать его.

Так случилось, что наш орган слуха воспринимает звуки разной частоты по-разному, оценивает интенсивность источников звука не линейно, а по некоторой логарифмической кривой:

Человек одинаково оценивает равные относительные изменения звука. Другими словами, изменение громкости кажется человеку одинаковым, если сила звука источника изменилась в одно и то же количество раз (или на один и тот же процент относительно своей первоначальной громкости). Однако в реальности, на разной громкости звук воспринимается по-разному. Для восприятия изменений тихого звука потребуется минимальное изменение его интенсивности, но при прослушивании звуков большой интенсивности потребуется значительное изменение, чтоб вызвать аналогичные ощущения.

Существует ряд формул доказывающих, что восприятие тихих и громких звуков не линейно, оно подвержено логарифмической зависимости изменения громкости одного звука от другого. Принципиальным значением в этом понятии лежит то, что ощущаемое изменение тихих звуков мы различаем очень чётко, однако при увеличении интенсивности звука, что бы ощутить аналогичную разницу, потребуется изменение интенсивности в десятки и сотни раз.



Например, если говорить нормальным голосом, то даже самые незначительные изменения его интенсивности (громкости) воспримутся вами как явное изменение. А вот если слушать шум одного поезда и через какое-то время появится другой поезд с аналогичной громкостью шума, звук по логике усилится в 2 раза, однако разницы мы почти не почувствуем.

Для понятия громкости и её определения (измерения) применяется логарифмическая шкала в дециБелах, (дБ).

Именно эта шкала дает четкое представление о изменении звуковых ощущений. При изменении ощущений в одинаковое количество раз, но при разной громкости (интенсивности), логарифмическая шкала соответствует изменению в то же количество раз.

Ощущение пропорционально логарифму возбуждения. (закон Вебера-Фехнера)

N = 20lgU₁/U₂

Громкостью называют субъективное качество, определяющее силу слухового ощущения, вызываемого звуком у слушателя. Измеряется громкость в дециБелах (дБ).

Теперь, зная, что такое громкость, мы сможем вспомнить и поговорить о нелинейности восприятия частот. Порог слышимости, изображенный графически, представляет собой кривую, опускающуюся в области частот 3000-4000 Гц и поднимающуюся к краям звукового диапазона.



Из этой формы кривой следует, что для равногромкого ощущения интенсивность (громкость) низких и высоких частот должна быть выше, чем средних.

С ростом громкости прослушивания звука, кривые равной громкости, как бы, выпрямляются.

Другими словами, частотная зависимость слуха в большей степени сказывается при тихом прослушивании, чем при громком. Это важно учитывать на практике! Например, звук, записанный на большой громкости, будет звучать бедно, тускло при прослушивании на маленькой громкости, и наоборот. Поэтому при работе в студии громкости воспроизведения, записи, прослушивании, оценки должны быть одинаковыми и близкими к оригиналу, если речь идет о записи живых инструментов. И так, прослушивать запись инструмента желательно на такой же громкости, на которой он звучит самостоятельно (без усиления).

Ниже приведена таблица звуков, для приблизительного восприятия и оценки громкости:



Так же следует отметить понятие «звуковая маскировка».

В реальных условиях, акустический сигнал не существует в условиях абсолютной тишины. Вместе с ним, на слух действуют те или иные посторонние шумы, затрудняющие слуховое восприятие, они как бы маскируют основной сигнал. Этот эффект довольно часто применяется в звукопроизводстве кино для достижения определенных художественных задач, и для эмоционального воздействия на слушателя. Например, теряющееся внимание учащегося слушающего урок плавно маскируют лиричной музыкой, таким образом, голос преподавателя уходит на второй план, а музыка оказывается на первом. Складывается ощущение, что герой погрузился в мечты.

2.7. Пространство и звук.

Вернёмся ненадолго к человеку, точнее к его слуховому органу – к ушам. Человек обладает способностью определять направление приходящих звуков. Наши органы слуха, воспринимая звуковые колебания от источников звука, расположенных справа и слева от слушателя, различают их по амплитуде и по фазе.