Симкин Борис (simkinbh) wrote,
Симкин Борис
simkinbh

Category:

Обертона и гармоники. Или для чего человеку нужен широкий диапазон для восприятия звуков

Многие недоумевают: как так, что люди слышат что-то кроме человеческой речи, да еще некоторых звуков окружающего мира. Разбираемся для чего нужны разные звуки, особенно высокочастотные около 20кГц. Заодно не оставим в стороне обертона и гармоники, не забыв про самые низкие частоты.

Даже человек без музыкального слуха понимает, что гитара, изготовленная на мебельной фабрике лет 40 назад, не идет ни в какое сравнение с более-менее солидной свежей гитарой именитого бренда или мастеровой. И не смотря на то, что по факту ноты можно сыграть одинаковые -- звук будет очевидно отличаться. Как и песню спеть известную могут не так мало людей, а вот как минимум не испортить – редкие люди: а вроде бы и не фальшивят так откровенно.

В жизни невозможно добиться звука только в 500Гц и все. Таких звуков нет. Почему? Дело в том, что любой звук как-то издается, потом отражается от всего подряд, заодно распространяясь на все более далекое расстояние. Выясняется, что очень важно как похожий звук создается. Ведь многие люди могут иметь примерно одинаковый тон голоса, но тембральных отличий слишком много. Потому так трудно отыскать двух людей, чтобы не понять по голосу кто есть кто вживую.

Итак, вначале есть некая частота голоса человека или вибрация струны на гитаре (а зачастую далеко не один звук – а несколько). Затем воздух движется по горлу и рту, появляется отраженные звуки. Обычно это называют обертонами и сумма их и является собой тембральные отличия. Ведь многие музыкальные инструменты могут играть действительно одинаковые ноты, но звучит-то по-разному.

С точки зрения самого сигнала, часто в технической литературе можно увидеть слово не обертона -- а гармоники. Гармоники бывают первого, второго и т.д. порядков. Что это значит? Вот есть небезызвестная нота "ля" на фортепиано. Нажимают и 440Гц слышны. Но в этот же момент вторая гармоника как вниз так и вверх заставит ноты "ля" на октаву ниже -- ту же самую клавишу, но с похожим более высоким звуком -- слегка издавать звук: 880Гц и 220Гц. Умноженное уже на 3 -- гармоникой третьего порядка. А если нажать 2 ноты вместе, сыграв интервал, – будет еще увлекательнее все посчитать.

Для обычного обывателя может быть знакомо слово "гармонические искажения" как характеристика аппаратуры. Это что-то близкое. Итак, вот есть человеческий голос. И за счет гармоник/обертонов получается отличить, детализировать любой голос. Это крайне полезно для восприятия деталей. А теперь еще и вспоминаем, что звуки часто отражаются от стен и домов, имеют свои законы распространения в пространстве. И получается, для того, чтобы услышать человека и понять его -- нужно очень много факторов учесть. И все эти факторы находят не только на частотах от 125Гц до 4кГц как принято считать за речевой диапазон --- а порой даже за 20кГц.

Если взять да сгенерировать с помощью колонки звук (синусоиду) даже в 14кГц сам по себе -- он будет крайне неинформативным. Но как только убрать из записи звуки свыше 14кГц -- сразу появляется ощущение того, что музыку слушаешь не ты сам -- а сосед через стенку. Высокие частоты дают ощущение присутствия бонусом. Можно поэкспериментировать вырезая определенные частоты и узнать где что изменяется.

Как только кто-то не слышит уже свыше 17кГц -- то пропала пятая гармоника, потом четвертая. С пропажей каждой следующей становится все менее ясно слышно, менее четко, крайне скудная детализация. А ведь есть ноты и около 10кГц и это значит, что чуть ли не первая гармоника уже может выйти за границы восприятия человека. Особенно это критично, когда в один момент звучит много нот, как это часто бывает в жизни. Скажем, говорить возле кипящего чайника или работающей микроволновки – это уже целая задача по обработке получаемого сигнала мозгом.

Но что только про высокие частоты вспоминать. Стоит подумать и про низкие. Ведь обертона есть и там. И если что-то слышать громкое и мощное, близкое -- то там эти частоты есть (низкие частоты крайне плохо распространяются на далекие расстояния, не в пример высоким). Но при проверке слуха часто совсем низкие частоты игнорируются -- начинаются замеры едва ли от 125Гц. И тут точно также могут пропасть обертона и произойдет пропажа деталей, который так нужны.

Вначале человеческий мозг едва осваивается с уймой деталей, который слышны маленькому ребенку. Затем привыкает и легко может использовать разные детали. Но как только слухом долгое время не пользуются -- начинается падения. И вместо недостающих звуковых деталей -- мысли. А потом еще и шум.

Кто-то может подумать, что выше 16кГц ничего полезного нет, да и многие же не слышат. А на самом деле просто отказывают от чувствительности. И раз широкий диапазон изначально есть у человека -- мозг будет его требовать неустанно. Не самими звуками -- так заменителями, имитаторами: мыслями.

Сами очень высокочастотные звуки или крайне низкочастотные не имеют смысла, да и слышать их может быть не очень приятно -- но они являются неотъемлемой частью всех звуков. Категорически нельзя их выкинуть -- и чтобы ничего не поменялось к худшему. Потому, одним из ярких сигналов плохо слышимых высоких звуков – невозможность услышать с далёкого расстояния что-то нужное и шепот. И ровно также нелепо звучит заявление о том, что низкочастотная колонка не нужна для каких-то стилей музыки.



Tags: Естественность, Звуки и музыка, Интересно, Мозг, Психика, Психосоматика, Слух, Тело, Ум и мысли, Чувствительность
Subscribe

Posts from This Journal “Слух” Tag

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments