Przetwarzanie dźwięku
Narząd słuchu. Systemy
przestrzennego odtwarzania dźwięku.
Przetwarzanie dźwięku
Narząd słuchu. Systemy
przestrzennego odtwarzania dźwięku.
Budowa ucha
Elementy budowy ucha
Błona bębenkowa - błona oddzielająca
przewód słuchowy zewnętrzny od ucha
środkowego. Fale dźwiękowe wprowadzają
błonę bębenkową w drgania, które są
następnie przenoszone na młoteczek i
dalsze kosteczki słuchowe
Młoteczek - część ucha znajdująca się w
jamie bębenkowej
Kowadełko - kosteczka słuchowa
znajdująca się w jamie bębenkowej
ssaków
Elementy budowy ucha
Strzemiączko - jest odpowiedzialna za
przekazywanie drgań błony bębenkowej
do ucha wewnętrznego. Strzemiączko jest
najmniejszą kością ciała ludzkiego, mającą
długość około 3 mm
Trąbka słuchowa - kanał długości 3-4 cm
łączący jamę bębenkową ucha
środkowego z częścią górną gardła służy
do wyrównywania ciśnień po obu stronach
błony bębenkowej
Elementy budowy ucha
Ślimak - składnik ucha
wewnętrznego złożony z części
kostnej (o kształcie muszli ślimaka) i
mieszczącego się w niej przewodu
ślimakowego, który zawiera
receptor słuchu
Kanały półkoliste - część ucha
wewnętrznego. Znajdują się w
błędniku - wewnętrznej części ucha
Budowa ucha
wewnętrznego
Działanie narządu słuchu
Proces zamiany impulsów mechanicznych
(fala akustyczna) na nerwowe i właściwa
interpretacja tychże przez mózg jest
zjawiskiem bardzo skomplikowanym.
Istnieje wiele fenomenów słyszenia
pozostających ciągle na etapie
przypuszczeń (zależność wrażenia
wysokości od głośności i czasu trwania
impulsu, zmienna – związana z pasmem –
czułość na natężenie i zmiany wysokości,
ogromny wpływ stanów nieustalonych na
barwę, zjawisko tonów subiektywnych).
Ciężka praca narządu słuchu
Wyobraź też sobie, jaką masę pracy musi
wykonać mózg, by w powodzi dźwięków
zdefiniować wysokości, barwy,
pogrupować je, nie myląc słuchanej
muzyki z odgłosem telewizora z
sąsiedniego pokoju, miauczącego kota czy
hałasem ulicy zza okna; skupiać się na
tych dźwiękach, które w danym momencie
są najważniejsze, ciągle śledząc te w
dalszym planie i jednocześnie
identyfikować kierunki, z jakich dochodzą.
Słabe strony narządu słuchu
Maskowanie dźwięków
Ludzkie ucho ma wiele słabych stron.
Obok braku charakterystyki liniowej ucho
ludzkie ma zdolność maskowania jednych
dźwięków przez inne. Zjawisko to polega
na tym, że dźwięk o niższym poziomie
można zagłuszyć innym, głośniejszym,
nawet o innej częstotliwości. Dźwięk
cichszy, przy odpowiedniej różnicy
poziomów, przestaje być słyszalny.
Słabe strony narządu słuchu
Dudniący dźwięk
Dudniący dźwięk - owo dudnienie powstaje w
naszym mózgu. I jest to kolejny wynik słabej
strony naszego układu słuchowego, polegającej
na niezdolności słuchu do rozdzielenia dwóch
dźwięków o bardzo zbliżonych częstotliwościach.
Zjawisko to ma miejsce gdy do uszu naszych
docierają jednocześnie dźwięki o różnicy
częstotliwości rzędu kilku lub kilkunastu herców.
Pojawia się wówczas wyraźna pulsacja .
Słabe strony narządu słuchu
Zmęczenie słuchu
Osoby, które mają duży kontakt z dźwiękiem
mogą spotkać się z tzw. zmęczeniem słuchu.
Pojawia się ono wtedy, gdy pracuje się zbyt długo
przy dużym natężeniu dźwięku. Zmęczenie słuchu
powoduje obniżenie czułości słuchu i oznacza
konieczność przerwania pracy nad dźwiękiem.
Otóż słuch bardzo szybko przyzwyczaja się do
zastosowanej korekcji. Należy zachować
ostrożność przy dokonywaniu obróbki dźwięku
dlatego , że możemy zapędzić się w "ślepą
uliczkę" , a efekty długotrwałej pracy z
korektorami będą dalekie od oczekiwanych.
Lokalizacja dźwięku
Para uszu pozwala odbierane dźwięki
umieszczać w przestrzeni akustycznej,
umożliwiając rozróżnienia: prawo–lewo,
przód–tył, góra–dół.
Dokładność lokalizacji poziomej (ok. 2°)
jest lepsza od pionowej (ok. 9°). Łatwiej
też określić kierunki dla dźwięków
złożonych, jak trzaski czy szumy, niż dla
tonów czystych.
Lokalizacja dźwięku
Tylko dźwięk pochodzący ze źródła
leżącego dokładnie naprzeciw (lub z tyłu)
głowy dostarcza obu uszom jednakowej
informacji.
W każdej innej sytuacji – wskutek różnicy
dróg pokonywanych przez falę akustyczną
docierającą do prawego i lewego ucha –
między odbieranymi przez nie sygnałami
występuje opóźnienie powodujące różnice
fazy i natężenia.
Lokalizacja dźwięku -
ciekawostka
Dla skrajnie bocznego sygnału
wpadającego bezpośrednio do lewego
ucha – dźwięk w uchu prawym (zmuszony
do okrążenia głowy i pokonania
dodatkowego dystansu ok. 20 cm) pojawia
się z opóźnieniem rzędu 0,6 ms (0,2 m :
340 m/s = 0,0006 s)
Przy 5500 Hz i długości fali ok. 6cm
natężenie dźwięku w uchu całkiem
odwróconym od źródła jest niższe o 20 dB
Czynniki ułatwiające orientację w
przestrzeni akustycznej
Drobne ruchy głową pozwalają
ustalić kierunek - przy lokalizacji
dźwięków niskich
Różnice w barwie -ucho
zacienione odbiera ciemniejszy,
bardziej stłumiony w zakresie
wyższych częstotliwości dźwięk
Ćwiczenie
Zamknij oczy. Skoncentruj się na jakimś dźwięku
otoczenia (niech to będzie np. szum
komputerowego wentylatora).
Przysłoń prawe ucho dłonią. Zauważ, że nie
spowoduje to przesunięcia źródła dźwięku w
stronę otwartego ucha, chociaż warunki słyszenia
uległy znacznemu pogorszeniu.
Spróbuj teraz środkowym palcem radykalnie
zatkać to samo ucho. Obraz źródła natychmiast
zostanie umiejscowiony skrajnie z lewej strony.
Zasadnicze znaczenie w rozpoznawaniu
kierunków ma różnica czasu
Ocena odległości
Ocena odległości od źródła sygnału
dźwiękowego nie jest już tak precyzyjna i
opiera się w znacznej mierze na
dotychczasowych doświadczeniach
słuchacza: głośności i barwie znanych mu
źródeł dźwięku (wysokie częstotliwości
zanikają w miarę zwiększania dystansu,
ciche brzmienie dźwięków kojarzonych z
głośnymi źródłami świadczy o tym, że są
umieszczone daleko) czy porównywaniu
dźwięków bezpośrednich z odbitymi.
Przetwarzanie dźwięku
Systemy odtwarzania dźwięku
Monofonia
Monofonia - to najstarszy sposób zapisu i
odtwarzania nagrań audio. W systemie Mono
stosuje się tylko jeden kanał, aby go odtworzyć
wystarczy jeden głośnik oraz wzmacniacz
monofoniczny. Dźwięk zapisany w ten sposób nie
jest dźwiękiem przestrzennym.
System monofoniczny jest stosowany do przesyłu
informacji falami radiowymi średnimi i krótkimi
(AM). Ten sposób odtwarzania stosowany jest
jeszcze w najtańszych konstrukcjach "tzw. radiach
kuchennych", oraz w krótkofalówkach.
Dźwięk nagrany w systemie mono można
odtworzyć na sprzęcie stereo, ale dźwięku stereo
nie odtworzymy za pomocą odbiornika
monofonicznego.
Monofonia
Stereofonia
Stereofonia jest techniką utrwalania i
odtwarzania dźwięku, umożliwiającą słuchaczowi
odczucie jego "przestrzenności" – to jest doznania
wrażenia, że dźwięk nie pochodzi bezpośrednio z
głośników (kolumn głośnikowych).
Efekt taki uzyskuje się dzięki użyciu dwóch
kanałów - lewego i prawego, w których
odtwarzane są nieznacznie różniące się między
sobą sygnały, wynikające z odpowiedniego
ustawienia mikrofonów (w sali koncertowej lub w
studio nagrań).
Stereofonia
Kwadrofonia
Kwadrofonia jest systemem czterokanałowego
zapisu dźwięku. Odbywa się to za pomocą
czterech mikrofonów. Generalnie można wyróżnić
dwa systemy kwadrofoniczne:
umieszczające słuchacza na miejscu dyrygenta
orkiestry symfonicznej (w centrum zdarzenia
muzycznego),
starające się odwzorować akustykę pomieszczenia
(sali koncertowej lub wybranej części dowolnej
przestrzeni np. skrzyżowania ulic w wielkim
mieście).
Pierwszy wariant powoduje ostrą lokalizację
pozornych źródeł dźwięku, natomiast drugi nieco
rozmytą, ale za to z informacją o ogólnej
przestrzeni akustycznej.
Kwadrofonia
Dolby Surround Pro Logic
Dolby Surround Pro Logic – format
kodowania dźwięku otaczającego,
dookólnego. Jest to ulepszona wersja
systemu dźwięku przestrzennego (stereo)
z czterema kanałami: przednim lewym,
przednim centralnym i przednim prawym
oraz kanałem tylnym. Był to pierwszy
system dźwięku dookólnego Surround
powszechnie przyjęty do użytku
domowego. Zasada kodowania sygnału
wywodzi się z opracowanego dla potrzeb
kin Dolby Surround.
Dolby Pro Logic
Dolby Pro Logic wykorzystuje 4-kanałowy sygnał.
Jest on zapisywany na dwóch ścieżkach.
Nagrania Dolby Pro Logic można odtwarzać na
sprzęcie bez dekodera Dolby Pro Logic otrzymując
w takich warunkach stereo dwukanałowe.
Dolby Pro Logic zapewnia dobrą kompatybilność z
odtwarzaniem monofonicznym.
Sprzęt wyposażony w dekoder Dolby Pro Logic
dekoduje zakodowaną informację tak by stworzyć
trzy kanały przednie oraz jeden kanał tylny
odtwarzany przez dwa głośniki. W sumie do
odtwarzania nagrań Dolby Pro Logic wykorzystuje
się pięć zestawów głośnikowych.
Dolby Pro Logic
Dolby Surround 5.1
Dolby Surround 5.1 - system zapisu
dźwięku znany także jako Dolby Surround.
5.1 oznacza sześć głośników
przednie: lewy, prawy i centralny,
tylne: lewy i prawy)
subwoofer.
W systemie 5.1 zapisywane są najczęściej
dźwięki do filmów DVD. Powoduje on
wrażenie dźwięku przestrzennego. Jest
rozszerzeniem systemu Dolby Pro Logic.
Dolby Surround 5.1
Dolby Digital EX
Dolby Digital EX - Rozwinięcie standardu
Dolby Digital. Dolby Digital EX pozwala na
uzyskanie dodatkowego, centralnego
kanału tylnego. Systemy kina domowego
pracujące w tym standardzie określane są
często mianem systemów 6.1, w
odróżnieniu od standardowych urządzeń
Dolby Digital, które noszą miano
systemów typu 5.1.
Dolby Digital EX
7.1
