Основы ФАп. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности
 Скачать 7.93 Mb.
|
|
ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ПСИХОЛОГИИ ВОСПРИЯТИЯ ЗВУКА 2.1. Основные положения Восприятиемназывают познавательный процесс, обусловленный внешними воздействиями, в котором предметы и явления отражаются в виде образов или символов. От воздействия раздражителей (стимулов) на органы чувств субъект испытывает слуховые, зрительные, осязательные, обонятельные, тепловые и другие ощущения. Созданный восприятием образ не есть простая совокупность ощущений. Предметы и явления всегда воспринимаются целостно, и в обычной обстановке субъект не различает, какие именно ощущения он испытал. Более того, иногда нужна "подсказка", чтобы субъект испытал ощущение от какого-либо раздражителя [1, 4,5,11]. Образ можно описать, выделяя и рассматривая его отдельные признаки, детали. Признаки образа - это конкретная форма реализации ощущений. Чистое ощущение выступает как абстрактное, отвлечённое от конкретных образов, но присущее многим из них общее свойство. Например, высота тона - абстрактное понятие, извлечённое из множества звуковых образов свойство звуков представляться тонким, высоким или низким, "басистым". Интенсивность ощущения характеризует силу воздействия на субъекта. Интенсивность ощущения измерима. Субъект способен дать этому ощущению количественную оценку, по которому каждому ощущению интенсивности приписать некоторое число согласно правилам эксперимента. В результате получаются шкалы ощущений или так называемые сенсорные характеристики. Например, громкость звука (параметр ощущения) находится в соответствии со звуковым давлением или интенсивностью звука (физические величины). Высота тона (параметр ощущения) зависит от частоты акустического сигнала. Громкость звука зависит также от длительности звукового импульса, т.е. физической характеристики импульса. Исследование соотношений между результатами чувственных экспериментов и физическими параметрами раздражителей - предмет психофизики. Раздел психофизики, занимающийся соотношениями звуковых образов и акустическими сигналами, называется психоакустикой. Прохождение сигналов в процессе восприятия может быть представлено схемой (рис. 2.1). В этой схеме, как и в модели системы связи, имеется вход и выход. Со стороны входа на субъекта действуют раздражители (стимулы), имеющие физическую природу. Раздражителями или стимулами называют только те физические воздействия, которые могут быть восприняты органами чувств и вызвать ощущения. Слабый, ниже порога слышимости звук частоты 1 кГц считают слуховым стимулом, так как при увеличении его интенсивности субъект воспримет его как звук, а ультразвуковое колебание, какой бы интенсивности оно ни было, стимулом не считают (впрочем, можно заметить, что ультразвуковые колебания большой интенсивности вызывают ощущение ожога). Итак, оба физических воздействия не вызывают у субъекта слуховых ощущений, но первое вызовет их, если увеличить его интенсивность, а второе – нет [11].  Рисунок 2.1. Прохождение сигналов в процессе восприятия Множество входных сигналов, т.е. стимулов, называют полем восприятия (персептивным полем). Приёмниками стимулов служат специализированные рецепторы - слуховые, зрительные, осязательные, обонятельные и другие. Их совокупность образует рецепторные поля - кортиев орган уха, сетчатку глаза и т.д. На выходе системы образуются реакции на воспринятые субъектом входные стимулы. Характер реакций может быть различным: созерцательным, мыслительным, речевым, двигательным. Совокупность реакций субъекта составляет ответ, называемый поведением. В формировании воспринимаемого образа и ответного поведения занята память и внимание. В памяти хранятся образы и реакции, накопленные в результате жизненного опыта. Поэтому память участвует в распознавании образов и выработке модели поведения. Определим понятие внимания. Внимание - создаваемое субъектом ограничение поля восприятия на его определённой части. Благодаря вниманию субъект способен выделить голос собеседника из шума толпы или звучание одного из инструментов оркестра из общего ансамблевого звучания. Различают передачу информации в прямом и обратном направлениях. Прямыми являются пути передачи сигналов от рецепторов и из памяти на входы блока обработки, а также канал передачи управляющих сигналов внимания. Обратные связи обеспечивают корректирование сигналов рецепторов, перебор извлеченных из памяти вариантов реакций и управление вниманием. Содержание образов и, следовательно, поведение зависит не только от стимулов, но и от исходного психического состояния субъекта. Для обозначения этого состояния пользуются термином "установка". Установка - подсознательная готовность субъекта к определенной совокупности реакций на раздражители. Обычно установки вырабатываются и закрепляются в результате накопления жизненного опыта, но могут также создаваться под воздействием средств массовой информации (СМИ), внушения, гипноза, тренировок, запоминания определенных инструкций и наставлений. Установки формируются действием рекламы, действительного или воображаемого авторитета близких людей, артистов, общественных деятелей и т.д. Влияние установок бывает временным или долговременным и стабильным: субъект, находящийся под действием установки, зачастую не осознает этого. Обсудим понятие "иллюзия". Иллюзия - это несоответствие образа объекту восприятия. Прямое сравнение образа и объекта, как правило, невозможно. Образ описывается в терминах поведения, объект - в терминах физики. Иллюзию нельзя объяснить обманом чувств, т.е. погрешностью преобразования стимулов в ощущения. Эксперименты показали, что в цепочке объект - стимул - образ последний оказывается адекватным стимулу, т.е. органы чувств действуют правильно, но не адекватно объекту - источнику стимулов. Возникают иллюзии, вообще не связанные с органами чувств. Такова известная иллюзия, называемая dejavu, когда субъекту кажется, что наблюдаемое им событие уже когда-то было в его жизни. Еще пример неадекватного восприятия, когда в цепочке объект - стимул - образ последний не адекватен стимулу, но адекватен объекту. Это так называемая константность восприятия. Человек правильно оценивает размеры предметов, независимо от их удаленности, хотя размеры изображения на сетчатке глаза различны. Точно также громкость источника звука оценивают правильно, независимо от расстояния до источника звука, хотя звуковое давление, действующее на ухо, уменьшается с увеличением расстояния. Константность восприятия обеспечивается установкой, и человек подсознательно вносит поправки в воспринимаемые зрительный или слуховой образы. Никакой стимул не вызывает реакции, пока его интенсивность не достигнет определенного порога восприятия. Существуют пороги яркости, слышимости, концентрации вкусовых или пахучих веществ. Значения порогов не постоянны. Порог заметности стимула данной физической природы зависит от воздействия на субъект других стимулов той же или иной физической природы. Совместное действие стимулов может быть [4,5]: индифферентным, когда один стимул не влияет на порог заметности другого; синергичным, когда пороги заметности обоих стимулов или одного из них понижаются относительно порогового значения единственного стимула (стимул воспринимается лучше, заметнее); антагонистическим, когда значения порога возрастают, т.е. когда чувствительность к данному стимулу понижается. В последнем случае говорят о явлении маскировки одного стимула другим. Один из раздражителей называют стимулом, второй - маскером. Если во время демонстрации изображения на кино или телевизионном экране подсветить его посторонним источником, то детали изображения в тенях пропадут, а общая контрастность изображения уменьшится. Точно так же слабые звуки маскируются другими, более интенсивными звуками - заметная в паузе помеха становится незаметной в присутствии сигнала. Если же стимул и маскер имеют различную физическую природу, то действие маскера можно объяснить отвлечением внимания. Например, акустические шумы менее заметны в кинематографе или телевизионном вещании, чем в звуковом вещании, в котором отвлекающего действия изображения нет. Наряду с маскировкой, существует противоположное ей явление - демаскировка. В простейшем случае демаскировка наступает при устранении маскера, например, при отключении второго источника. Иногда демаскировку рассматривают как психический процесс, выражающийся в сканировании или расширении поля восприятия. Сканирование поля восприятия - это перевод внимания с одних раздражителей на другие. Расширение поля восприятия достигают двумя путями: введением дополнительных стимулов, например, переключением воспроизводящего устройства из режима "моно" в режим "стерео", либо целенаправленной тренировкой субъекта, развитием у него музыкального вкуса. 2.2. Понятия, относящиеся к восприятию звука Прежде всего, определим термины - слуховой и звуковой объекты, поскольку в литературе их нередко смешивают. Понятие слуховой объект относится к области ощущений, к восприятию, понятие звуковой объект - к источнику звука, к стимулам. Познакомимся еще с одним понятием, называемым слуховым образом. Каждый слуховой образ содержит информацию о направлении на источник звука, объект, и его удаленности (т.е. в совокупности, о местонахождении источника), о громкости звука, высоте тона, если таковая поддается определению (бывают атональные звуки), и тембре звука [1, 4,5,11]. Громкость - отображение интенсивности акустического колебания, зависит от значения звукового давления или интенсивности звука. Высота тона определяется частотой колебаний. Принимают, что между высотой тона и частотой синусоидального акустического сигнала существует взаимно однозначное соответствие: каждому значению частоты в герцах соответствует единственное значение высоты тона по той или иной психоакустической шкале и каждому значению высоты тона соответствует единственное значение частоты. Для любого другого акустического сигнала подбирают на слух синусоидальный сигнал, эквивалентный ему по высоте тона, измеряют его частоту и обращаются к сенсорной характеристике в координатах "частота -высота тона". Сигналы, которым можно приписать определенное значение высоты тона, называют тональными. Простейший тональный сигнал - синусоидальное колебание. Несинусоидальные тональные сигналы не обязаны быть периодическими функциями, бывают также хаотические или импульсные тональные сигналы. В спектре тонального сигнала может не быть составляющей с частотой, эквивалентной по высоте тона синусоидальному сигналу. Тембр - нечетко очерченное понятие, которое включает в себя все признаки звукового образа, кроме громкости, длительности и высоты тона. Этим объясняется, что специалисты различных профессий - музыканты, звукорежиссеры, инженеры - звукотехники - вкладывают в это понятие разное содержание и описывают его в разных терминах. Качество звуковой аппаратуры и звукового вещания (ЗВ) определяется тем, насколько точно передаются и воспроизводятся тембральные характеристики звуков: не появляются ли посторонние призвуки и хрипы, сохраняется ли звонкость, объемность и полнота звучания. От такого описания тембра переходят к искажениям сигналов - частотным, фазовым, нелинейным - и к техническим показателям (параметрам качества) звуковой аппаратуры. В музыкальной акустике тембр звучания певческих голосов и музыкальных инструментов описывают иначе: говорят о составе обертонов, атаке и затухании звука, модуляции (вибрато и тремоло). От такого описания удобно переходить к особенностям возбуждения звука голосом, особенностям музыкальных инструментов, приемам извлечения звука. Основным источником формирования звуковых образов является слух. Нельзя отрицать влияния других органов чувств, в первую очередь, зрения. Выше уже указывалось на участие зрения в создании установки на престижную фирму при прослушивании звучания роялей. Такова же роль установки на имя и облик исполнителя при оценке его исполнения. Зрительные или иные стимулы могут маскировать те признаки звукового образа, для наблюдения которых нужны внимание и оперативная память. Эти обстоятельства учитывают при проектировании звукотехнической аппаратуры и особенно при организации испытаний методом экспертных оценок качества. 2.3. Физиология действия слуховой системы 2.3.1. Строение органов слуха Орган слуха схематически изображен на (рис.2.2) Различают три крупные структуры: наружное, среднее и внутреннее ухо (соответственно 1, 2, 3, 4). Звуковые волны от источника звука поступают в ушную раковину 4. Она является своеобразным рупором, концентрирующим звуковую энергию. Из-за асимметрии ушной раковины диаграммы направленности не одинаковы в разных плоскостях. Это, как будет показано ниже, играет роль при определении направления на источник звука в вертикальной плоскости [11]. Через слуховой проход 5, представляющий собой акустический волновод, звуковые колебания подводятся к конусовидной, воронкообразной барабанной перепонке 6. Слуховые косточки - молоточек 7, наковальня 8, стремечко 9, поддерживаемые мышцами 10, передают колебания далее. Основание стремянка закрывает овальное окно 11, отделяющее внутреннее ухо от среднего. Наружное и среднее ухо в совокупности являются преобразователем акустических колебаний окружающей среды в механические колебания стремечка, причем амплитуда колебаний увеличивается в десятки раз. Во внутреннем ухе находятся орган равновесия - вестибулярный аппарат - с тремя полукружными каналами, расположенными в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (на схеме не показаны), и орган слуха - спиралеобразная улитка 12 (изображена на схеме в распрямленном виде). Длина канала улитки составляет примерно 32...35 мм. Пространство улитки разделено на три заполненные жидкостью (лимфой) 14 канала. Они отделены друг от друга двумя перепонками - мембраной Рейснера 13 и основной мембраной 15. В жидкости внутреннего уха волновые процессы отсутствуют, так как во всем диапазоне звуковых частот длина волны в жидкости много больше длины улитки. Ширина основной мембраны у овального окна около 0,1 мм, а в конце, у вершины улитки - около 0,5 мм. На основной мембране 15 расположен кортиев орган - множество (примерно 22 тысячи) волосковых клеток, чувствительных к давлению и деформации основной мембраны. Волосковые клетки слабо связаны друг с другом и поэтому могут колебаться почти независимо. С волосковыми клетками соприкасаются окончания нервных волокон. Волокна объединены в пучок 16, называемый слуховым нервом. Он соединен с улитковым ядром ствола головного мозга.  Рисунок 2.2. Схематическое изображение органа слуха Согласно теории Флетчера основная мембрана является своеобразным анализатором частоты. Резонансная частота каждого нервного волокна основной мембраны определяется параметрами волокна как натянутой струны и массой лимфы, с колеблющимся в волокном. Эта масса определяется расстоянием от нервного волокна до овального окна. На нижних частотах это расстояние больше, и в колебаниях участвует большая масса лимфы. На верхних частотах расстояние меньше, и в колебаниях участвует меньшая масса лимфы. Специфическая частотная характеристика чувствительности слуха, со спадами чувствительности по краям звукового диапазона определяется резонансными свойствами наружного и внутреннего уха. Резонансная частота барабанной перепонки лежит в области частот от 1,2 до 1,4 кГц, слухового прохода - от 3 до 4 кГц, комбинация слуховых косточек - в области частот 2,5...3,0 кГц. Рычажное устройство среднего уха превращает акустическое колебание с большой колебательной скоростью и небольшим звуковым давлением в колебания лимфы с небольшой скоростью и большим давлением. Коэффициент трансформации по звуковому давлению от барабанной перепонки к лимфе внутреннего уха на частоте 100 Гц равен 10, на частотах 0,5 и 2,4 кГц-15, а в областях частот 2,5...3,0 кГц достигает 60...100. Преобразования звука слуховой системы в нервные раздражения объясняют гидродинамической теорией слуха. За ее разработку американский акустик венгерского происхождения Дьердь Бекеши в 1961 г. был удостоен Нобелевской премии. На (рис.2.2.) показаны некоторые дополнительные устройства среднего и внутреннего уха. Это евстахиева труба 17, соединяющая среднее ухо с полостью носоглотки и служащая для выравнивания статических (атмосферных) давлений по обе стороны барабанной перепонки, и канал 18, ведущий к вестибулярному аппарату. |