Psychoakustika PSY212 Psychologie zvuku Různé úrovně studia sluchu psychoakustika jak fyzikální podnět vytváří sluchový vjem sluchová kognice jak se sluchové vjemy organizují do smysluplných celků, jak jim rozumíme psychologie zvukového prostředí s jakými významy se zvuky pojí, jak ovlivňují prožitek či výkon, jak vypadá příznivé (podporující) zvukové prostředí Co je to ,,zvuk" ? fyzikální jev (mechanické vlnění) psychický fenomén (vjem) Oblast akustiky Základní dimenze zvukového vjemu výška ~ frekvence hlasitost ~ intenzita trvání ~ čas barva (timbre) ~ spektrum směr (lokalizace) Sluchové pole HLASITOST rozdílový práh (~Weber-Fechnerův zákon) Sluchové prahy práh bolesti (hmatový práh) absolutní práh Vztah mezi akustickým tlakem a hlasitostí: logaritmický vztah akustický tlak hlasitost Jak je to s decibely ? ...aneb jak odradit studenta hladina intenzity zvuku [dB] nad standardní nulovou hladinou hladina nad prahem sluchu [dB] nad sluchovým prahem hladina hlasitosti [Ph / dB] nad sluchovým prahem (subjektivní hlasitost) [son] je aditivní Křivky stejné hlasitosti Jak velký rozdíl je 1 dB? http://www.phys.unsw.edu.au/jw/dB.html Intenzita v decibelech Slovní vyjádření Příklady Nebezpečná doba expozice 0 práh slyšení 20 hluboké ticho televizní studio, zasněžený les v bezvětří 30 tichá čítárna, tichý šepot 40 ticho tichá kancelář, obývací pokoj, ložnice mimo dosah hluku veřejné dopravy 50 klid hluk mírné veřejné dopravy zdálky, lednička, jemný vánek 60 klimatizace ve vzdálenosti 6 m, hovor, hluk šicího stroje 70 mírný hluk veřejná doprava, psací stroj, hlučná restaurace začátek kritické hranice (při trvalé expozici) 80 podzemní dráha, intenzivní veřejná doprava, zvonění budíku z půlmetrové vzdálenosti, hluk v továrně déle než 8 hodin 90 silný hluk hluk nákladních aut, hlučné domácí spotřebiče, dílenské nářadí méně než 8 hodin 100 motorová pila, hluk v kotelně, pneumatické kladivo méně než 2 hodiny 120 velmi silný hluk rockový koncert před reproduktory, zahřmění bezprostřední ohrožení 140 výstřel z pušky, tryskové letadlo jakákoli expozice je nebezpečná 180 startující raketa nevyhnutelné poškození sluchu VÝŠKA Rozsah lidského sluchu infrazvuk slyšitelný zvuk ultrazvuk 16 Hz 16-20 kHz Vztah mezi frekvencí a výškou: logaritmický vztah frekvence výška Ukázka (lineárně vzrůstající frekvence) Oktávový jev a = 220 Hz a1 = 440 Hz (,,komorní A") a2 = 880 Hz a3 = 1760 Hz a4 = 3520 Hz Ukázka Harmonická řada tónů 110 ­ 220 ­ 330 ­ 440 ­ 550 ­ 660 ­ 770 ­ 880 (A) (a) (a1) (a2) Ukázka (řada harmonických tónů zahraná na violoncello) ,,Preparovaný klavír" Struny jsou rezonátory, které zesilují harmonické složky tónu 440 Hz 438 Hz 220 Hz stabilní tón a) sinusový tón b) složený tón Rázy (zázněje) Rázy (zázněje) Subjektivní harmonické tóny ucho samo funguje jako rezonátor, k jednoduchému sinusovému tónu přidává řadu harmonických násobků jejich existenci lze objektivně zjistit slyšitelnými se stávají při hladině hlasitosti nad 40 dB Kombinační tóny Vznikají vzájemnou kombinací dvou tónů diferenční (rozdílové) tóny rozdíl frekvencí (např. 400 Hz a 500 Hz 100 Hz) sumační tóny součet frekvencí (např. 400Hz a 500 Hz 900 Hz) bývají slabší Ukázka 1 (rozdílový tón) Ukázka 2 (rozdílový tón podpořený zázněji) Maskování Základní typologie zvuků z hlediska frekvenčního složení Složený tón Šum (šelest) Jednoduchý tón TRVÁNÍ Dimenze času - trvání práh časového minima práh časového optima časové prahy závisejí na intenzitě a frekvenci refrakterní fáze = obnovení schopnosti sluchu reagovat prvenství sluchu Ukázka (velmi krátký tón a tón trvající 1 s) Fyzika vs. percepce časové minimum časové optimum adaptace (zvýšení prahu) senzibilizace (snížení prahu) sluchová stopa (,,paobraz") čas intenzita fyzikální podnět sluchový vjem Zvukový objekt elementární zvukový jev mající začátek, průběh a konec zvukový vjem samotný, oproštěný od významové roviny (odkazu na zdroj zvuku) Obálka zvukového objektu NÁBĚH attack TRVÁNÍ body DOZNĚNÍ decay Ukázky zvuku hudebních nástrojů http://www.dsokids.com/listen/instrumentlist.aspx BARVA Ukázka 1 (durový akord) Ukázka 2 (řeka) Ukázka 3 (ventilace) Témbr u hudebních nástrojů př. příčná flétna rejstřík hluboký: duté a kovově znějící tóny rejstřík střední: tóny lahodně syté rejstřík vysoký: tóny pronikavě ostré př. housle struna e2: zvuk jasný, jásavý, u ocelových strun ostrý struna a1: něžný, sladký tón struna d1: temnější, melancholičtější struna g: kovově sytý zvuk (A. Modr: Hudební nástroje) Slovní označení témbrů hudebních nástrojů (anketa z r. 1944) 1. skupina: citově výrazová označení majestátní, mdlý, melancholický, mužný, robustní, smutný, tesklivý, tklivý, ušlechtilý, výbojný, zádumčivý 2. skupina: izosenzorická metaforizující označení břeskný, bručivý, bučivý, houkavý, hvízdavý, jásavý, ječivý, kvílivý, mečivý, nosový, písklavý, plačtivý, sípavý, vřeštivý, vřískavý 3. skupina: heterosenzorické synestetické metafory zrakové dutý, jasný, jiskřivý, kovový, krytý, kulatý, lesklý, oslnivý, perlivý, plný, plochý, prázdný, stříbřitý, široký, temný, tenký, tmavý, úzký, zářivý, zastřený, zvonivý hmatové a tepelné bodavý, drsný, hebký, hřejivý, hutný, chladný, měkký, ostrý, pevný, pronikavý, průbojný, průrazný, sametový, stísněný, suchý, teplý, tvrdý, vláčný, vlahý, vroucí chuťové lahodný, sladký, sytý, šťavnatý Dimenze témbru jasnost spektra (brightness) segment nástupu zvuku (attack) jednoduchost chování harmonických tónů v čase Ukázka (demoskladba ukazující možnosti práce s témbrem na analogovém syntezátoru) Témbr u každodenních zvuků ukázka 1 ukázka 2 ukázka 3 ukázka 4 ukázka 5 Vzájemná závislost mezi dimenzemi SMĚR Směrové slyšení rozdíl intenzity časový posun pohyby hlavou změna skladby zvuku vliv akustiky prostoru Směrová charakteristika lidského ucha (pravého) Z jakého směru musí přicházet zvuk, aby byl nejlépe zachycen.