Разное

Основы теории звука: Теория звука | ldsound.info

Конспекты к теории звука

Резиденты сообщества SoundArtist.ru, преподаватели Московской студии экспериментального звука и мультимедиа технологий SA))_studio Виктор Черненко и Александр Сенько составили прозрачный гид по базовым понятиям, характеризующим феномен звука. В материале ниже показан возможный вход в мир свободного звукового творчества. Это не методическое пособие для подготовки к экзаменам и не научная статья.

С 26 октября по 10 ноября 2019 года (по выходным) они также будут читать цикл лекций «Теория звука: ликбез» в галерее «Ходынка». Цикл в доступной форме введет слушателей в круг основных понятий, важных для современной работы со звуком. Будет полезен практикующим художникам и музыкантам, а также тем, кто хочет разбираться в устройстве звука.

Звук. Волна

Сперва разберемся с тем, что такое звук. Звук — распространение механических колебаний (волн) в упругой среде. Волна — это периодические отклонения частиц, например, молекул газов, составляющих воздух, от состояния равновесия. При отклонении частицы толкают своих соседей, те передают этот импульс дальше и так далее. Упругость среды не позволяет колеблющимся частицам разлетаться во всех направлениях, они колеблются вокруг некоторого центра. В результате возникают периодические колебания, которые наше ухо воспринимает как звук.

Звук распространяется не только в воздухе. Вода также является упругой средой, поэтому вполне можно себе представить подводную музыку. Да и твердые тела такие как железобетон проводят звук. Структурный шум — страшный раздражитель всех проектировщиков студий звукозаписи. Для того, чтобы изолировать студийное помещение от такого вида помех, применяется много хитрых приемов, например, так называемый плавающий пол.

Периодические функции

Синусоидальные колебания

Как представить звук на бумаге или в памяти компьютера? Первое, что пришло в голову физикам — поставить на пути распространения волны легкую пластину, связанную с грифелем, который будет рисовать форму волны на бумаге. В результате мы получили кривую, представляющую собой зависимость отклонения частиц среды от времени. В математике так изображают функции.

Поскольку частицы среды периодически колеблются вокруг состояния равновесия, самые распространенные функции при исследовании звука — периодические. Самой известной из них является синусоида. Как видно из графика, определенное значение по вертикальной оси повторяется через фиксированные промежутки времени. Последние и называются периодом функции. А количество повторений в единицу времени — частотой. Чем больше колебаний воздушной среды происходит в секунду, тем более высоким мы воспринимаем получающийся звук.

Высота и громкость звука

Максимальное значение синусоиды по вертикали имеет отношение к громкости звука. Однако, зависимость между физическими параметрами и нашими ощущениями от звука далеко не линейны. Конечно, чем больше размах графика функции (амплитуда) по вертикальной оси, тем громче нам будет казаться звук. Но если мы увеличим это значение в два раза, это не значит, что мы услышим звук в два раза более громкий. Человеческое восприятие нелинейно, поэтому увеличение амплитуды в два раза воспринимается на слух как увеличение громкости на одно деление нашей субъективной шкалы громкости.

Восприятие частоты звука тоже нелинейно. Музыкальный интервал октавы нами воспринимается как равный по высоте, вне зависимости от того, в какой части клавиатуры фортепиано мы берем октаву. Но разница частот между октавными звуками в нижней части клавиатуры меньше, чем в верхней. Для человеческого слуха важна не разница частот, а их отношение. Последнее в случае октавы всегда остается постоянным, частота ноты «до» первой октавы в два раза меньше, чем частота «до» второй октавы. Последняя в два раза меньше частоты «до» третьей октавы и т. д. Чтобы наше восприятие уловило разницу, физические единицы (амплитуду, частоту) надо не складывать, а умножать.

Отношения частот нот по октавам

Тембр

Если извлечь одну и ту же ноту с одинаковой громкостью на двух разных инструментах, например, на гитаре и флейте, то на слух эти звуки будут различаться друг от друга. Это происходит из–за того, что каждый инструмент, человеческие голоса и другие источники звука обладают своим тембром. Тембр означает качество звука, окраску звука. Когда говорят, что звук мягкий, густой, резкий, звенящий, то говорят именно о тембре звука. Вы можете по голосу узнать своего знакомого, потому что тембр его голоса не похож на тембр других людей. Различие тембров объясняется тем, что у каждого звука есть так называемые добавочные звуки (призвуки). Их называют обертонами. Образуются обертоны вследствие сложной формы звуковой волны. Чем больше обертонов добавляется к основному тону, тем «сочнее» звук в музыкальном отношении.

Обертоны, которые превышают основной тон в кратных отношениях (2:1, 6:1 и т.д.) называют гармоническими обертонами или гармониками. Частотный состав звука выражается звуковым спектром, который получается в результате анализа. Спектр звука представляют обычно на координатной плоскости, где по оси абсцисс отложена частота, а по оси ординат — амплитуда или интенсивность гармонической составляющей звука с данной частотой.

Гармонические составляющие некоторых инструментов

Тембр звука зависит от конструкции, материала, формы того или иного музыкального инструмента; от того, каким способом он создаётся: колебанием струны или столба воздуха; каким путём вызывается: смычком, медиатором, пальцем, ударом молоточка.

При восприятии тембров обычно возникают различные ассоциации, например, звуки называют яркими, блестящими, матовыми, тёплыми, холодными, глубокими, полными, бочковатыми, резкими, насыщенными, бархатными, сочными, металлическими, стеклянными, серебристыми, хрустальными; применяются и собственно слуховые определения (например, звонкие, глухие, шумные).

Восприятие тембров

При помощи тембра можно выделить тот или иной компонент музыкального целого, усилить или ослабить контрасты; изменение тембров — один из элементов музыкальной драматургии.

Некоторые музыкальные инструменты, например гитара, позволяют извлекать звуки одинаковой высоты на разных струнах, обладающих различной толщиной и вследствие этого отличающиеся по тембру, что используется как дополнительное средство музыкальной выразительности.

Аналоговый и цифровой звук

Аналоговый звук — механические или электромагнитные колебания, которые превращаются в непрерывный электрический сигнал и далее в акустические колебания.

Современные компьютеры позволяют работать со звуком, который, как и любые другие данные, хранится в памяти компьютера в виде цепочек битов — последовательностей нулей и единиц. Таким образом, цифровой звук — это основной принцип хранения информации в памяти цифровых устройств (компьютеров). При кодировании звуковой информации непрерывный сигнал заменяется дискретным, превращаясь в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

Запись звука происходит через микрофон, который создает непрерывный электрический сигнал, а воспроизведение через динамики, которые звучат также под действием непрерывного электрического сигнала. Происходит преобразование аналоговой формы представления звука в дискретную и обратное преобразование. Первый процесс называется аналого-цифровым преобразованием (АЦП), второй — цифро-аналоговым преобразованием (ЦАП).

Запись и воспроизведение звука

Фактически все, что необходимо для фиксации звука, мы уже знаем. Помните, как рисуется график колебаний воздуха? Необходимо только заменить карандаш на иглу, а бумагу на материал типа воска или пластилина, который должен быть достаточно пластичен, чтобы игла продавливала в нем углубления. Так был устроен первый прибор для фиксации звука — фонограф Эдисона. Фиксирующий материал нанесен на валик, совершающий вращательно-поступательные движения относительно иглы, в результате чего на валике образуется как бы спиральная звуковая дорожка.

Воспроизведение представляет собой обратный процесс: игла при скольжении по углублениям звуковой дорожки передает колебания на мембрану, которая создает воздушные колебания, усиливаемые раструбом. Проблема износа несущего материала преследовала инженеров звукозаписи с момента изобретения фонографа. Со временем звуковую дорожку, записанную механическим методом, научились отпечатывать на более прочном носителе — шеллаке. Так появились граммофонные пластинки — настоящий символ музыки XX века (до сих пор не сдающий позиции у любителей качественного звука).

Как ни странно, бурный рост звукозаписи происходил почти без участия электричества: в качестве усилителя мощности звука при записи и воспроизведении использовался железный раструб, почти такой же, как в мегафонах. Дело в том, что в эпоху развития граммофонной индустрии электронная техника находилась только в начале своего пути: когда только-только был изобретен электронной усилитель мощности сигнала, граммофоны звучали уже давно. Естественно, эти две области вскоре объединились. Механическая запись улучшила точность фиксации звука, а позже был изобретен способ магнитной звукозаписи.

Были сконструированы переменные магниты, характеристика поля которых менялась в зависимости от силы тока, подаваемого на вход магнита. С помощью некоторых дополнительных преобразований такая система из микрофона, усилителя и переменного магнита может создавать в магнитном материале, протягиваемом мимо магнита, электронный отпечаток (или, лучше сказать, развертку во времени) звукового сигнала, действующего на мембрану микрофона. Такой способ фиксации информации до сих пор очень широко распространён: на нем построено действие постоянных запоминающих устройств компьютеров — «винчестеров».

Возникновение фиксации звука повлияло на все аспекты существования музыки: популярные песни стали подгонять под длину, которую можно уместить на одной стороне пластинки (изначально это было не больше трех минут), музыка стала доступна гораздо большему количеству людей, которые раньше в силу отсутствия времени, денег или удаленности от культурных центров не могли посещать престижные концертные залы. Магнитная звукозапись также привела к возникновению новых способов работы с музыкальным материалом — монтаж записи, наложение нескольких предзаписанных сигналов, обратное проигрывание, изменение скорости (и соответственно, высоты звука) — все эти средства пришли в арсенал музыкантов-экспериментаторов именно с распространением магнитной записи. В основном, этот процесс шел после окончания Второй мировой; именно тогда возникают такие направления как tape music, musique concrète, а молодые композиторы и звуковые художники, такие как Пьер Шеффер и Карлхайнц Штокхаузен, получают возможность соединять возможности предзаписанных звуков с живыми инструментами.

С развитием компьютерной техники начались попытки ее использования в качестве средства сохранения музыкальной информации. Перевод аналогового сигнала в цифровую форму осуществляется периодическими замерами уровня сигнала и сохранением полученных значений в память компьютера. Первоначально объем и быстродействие компьютерной памяти не позволял хранить записанный подобным образом звук. Но с развитием технологии цифровой звук все больше становился основным средством фиксации и обработки.

Материалы для дальнейшего изучения

Литература

Алдошина, Ирина, Приттс, Рой. Музыкальная акустика

Physics of Sound Worksheets

Benson, Dave. Music: A Mathematical Offering

Loy, Gareth. Musimathics: The Mathematical Foundations of Music

Волконский, Андрей. Основы темперации

Plack, Chris. About Psychoacoustics; The Musical Ear

Smirnov, Andrey. SOUND in Z: Forgotten Experiments in Sound Art and Electronic Music in Early 20th Century Russia

Росс, Алекс. Дальше — шум. Слушая ХХ век

Rayleigh, J.W.S. The Theory of Sound

Reynolds, Simon. Energy Flash: A Journey Through Rave Music and Dance Culture

Toop, David. Rap Attack 3

Toop, David. Haunted Weather: Music, Silence, and Memory

Обрист, Хайнс Ульбрихт. Краткая история новой музыки

Адорно, Теодор. Избранное. Социология музыки

Кейдж, Джон. Тишина. Лекции и статьи

Cipriani, Alessandro. Giri, Maurizio. Electronic Music and Sound Design. Theory and Practice with Max/MSP

Мультимедиа

Курс по волновой физике

Нелинейность восприятия звука

Музыкальный строй

Равномерно темперированный строй

Артефакты звуковых практик прошлого

Необычные способы звукоизвлечения на традиционных инструментах

Wolfram

Вычислительный комплекс Wolfram применительно к звуку

Визуализация звуковых волн

Музыкальная теория (частота нот, лады и прочее)

Звук. Основы практической теории музыки

Основы практической теории музыки«. ..назад вперед…»

Музыка – гармония звуков, или, другими словами, красивое на слух сочетание звуков.

Звуки получаются благодаря колебаниям некоторого тела, например, голосовых связок, струны в струнных музыкальных инструментах, столба воздуха в духовых инструментах, мембраны и пластины в ударных музыкальных инструментах и др. Источником естественных звуков является природа, а искусственных – всё, что изобрёл человек – музыкальные инструменты, звуки различных устройств и механизмов, колокола и др. Искусственные звуки, полученные путём преобразования электрических сигналов, используются для имитации звучания акустических музыкальных инструментов, естественных звуков, создания несуществующих в природе звуков и звуковых спецэффектов. Хорошо известным источником искусственных звуков является электронный клавишный инструмент – синтезатор.

Звуки могут быть музыкальными и шумовыми. Шумовые звуки отличаются от музыкальных звуков тем, что они не имеют определенной высоты звучания.

Пример 1. Музыкальные звуки.

скачать

Пример 2. Шумовые звуки.

скачать

Пример 3. Звуковые эффекты.

скачать

Пример 4. Шумовой звук с относительной высотой звучания.

скачать

В элементарной теории музыки рассматриваются музыкальные звуки, поскольку соотношение между частотами одновременно или последовательно звучащих звуков позволяет говорить о том, насколько гармонично и красиво на слух они звучат. Шумовые звуки – скрип, удар, стук, гром, выстрел, звуковые спецэффекты и др. не участвуют в создании гармонии, но используются для создания ритмической основы, звуковых эффектов, акцентирования и подчеркивания действия.

Музыкальные звуки характеризуются:

  • количественными параметрами – высотой, громкостью и длительностью
  • качественным параметром – тембром

Высота звука определяется числом колебаний источника звука. Чем чаще совершаются колебания, тем выше звук. Для проверки этого факта можно взять небольшую линейку, прижать её один конец к краю стола, а другой конец оттянуть и отпустить. Чем больше часть линейки, находится на столе, тем чаще будут колебания и выше звук.

Число колебаний зависит от длины, толщины и упругости колеблющегося тела. Чем длиннее труба/струна, при прочих равных условиях, тем реже колебания воздуха/струны и ниже звук. На гитаре струны имеют одинаковую длину, и для получения более низких звуков их утолщают, что хорошо видно на примере струн для бас-гитары.

Чем сильнее натянута струна, тем чаще будут происходить колебания и выше будет звук. На этом основывается настройка высоты звучания струн в фортепиано, гитаре, балалайке, укулеле и др.

Громкость –  амплитудой колебаний звуковой волны. Если с течением времени колебания затухают, как это происходит при игре на пианино или гитаре, то такие колебания называются затухающими. Если с течением времени колебания не затухают, то они называются незатухающими. Тембры с незатухающими колебаниями широко используются при игре на синтезаторе, когда необходимо мощное и плотное звучание либо едва слышимое заполнение – фон. Среди музыкантов даже есть такая шутка: если ничего не умеешь играть на синтезаторе, – играй фон.

Высота и громкость – это физические параметры звука.

Длительность звука является временным параметром, определяющим продолжительность колебаний источника звука. Этот параметр может иметь абсолютную (в секундах) или относительную величину, что применительно к музыке играет большую роль.

Тембром называется характер звучания . На тембр влияет большое количество параметров, начиная от материала, из которого сделано колеблющееся тело или инструмент, и заканчивая мастерством исполнителя и окружающей акустикой. Музыкальные инструменты (или тембры синтезатора) могут входить в одну и ту же группу, но несложно отличить звучание саксофона от флейты, аккордеона от баяна и др.

К понятию тембра мы ещё вернёмся при рассмотрении натурального звукоряда, который имеет большое значение при формировании тембра.

Основы практической теории музыки«…назад вперед…»

Александр Страшко
Вконтакте
13.06.20

FabFilter Learn — Наука о звуке


Майк Арда
08 февраля 2022 г.

Время чтения 11 минут

 

Что такое звук?

Звук начинается с вибрации. Это может быть диффузор динамика, двигающийся вперед и назад, или струна на фортепиано, по которой ударяют молоточком. В этом процессе молекулы воздуха вокруг вибрирующего объекта выводятся из положения покоя, что запускает цепную реакцию. Когда молекулы сталкиваются друг с другом, создается область более высокой плотности (также называемая сжатием). Когда они раздвигаются, создается область меньшей плотности (также называемая разрежением). Когда частицы воздуха отскакивают назад и вперед, они создают продольные волны сжатия и разрежения, передавая энергию от вибрирующего объекта, сталкиваясь друг с другом.

В воздухе эта передача энергии происходит параллельно направлению исходной вибрации.

Молекулы воздуха подпрыгивают взад-вперед, создавая волны сжатия и разрежения.

Эти небольшие изменения плотности частиц воздуха также означают изменение атмосферного давления. Когда мы размещаем микрофон в определенном месте комнаты, мы на самом деле просто измеряем эти изменения атмосферного давления. Если звука нет, это просто означает, что давление воздуха в настоящее время статично. Когда давление превышает этот уровень (во время компрессии), микрофон выдает положительное напряжение. Когда давление падает ниже этого уровня (во время разрежения), микрофон выдает отрицательное напряжение.

Атмосферное давление (или напряжение) изменяется во времени

Компоненты звуковой волны

Мы можем сделать некоторые наблюдения о том, как ведет себя звуковая волна, чтобы измерить или описать ее. Некоторыми из обычно измеряемых атрибутов являются частота, амплитуда, скорость и длина волны.

Мы рассмотрим концепции фазы и тембра отдельно в их собственных статьях, так как они немного сложнее.

Частота

Звуковые волны носят периодический характер. Мы рассматриваем один проход через сжатие и соответствующее ему разрежение как один период или цикл. Частота определяется как количество раз, когда этот цикл происходит за одну секунду. В аудио мы обычно используем единицы Герц или Гц (названные в честь Генриха Герца), чтобы представить количество раз в секунду что-то происходит.

Мы воспринимаем частоту как высоту тона, относительную высоту или низость звука. Высокие частоты вибрируют быстрее, чем низкие частоты, поэтому они представлены более высокими числами и приводят к более высокому тону. В лучшем случае люди могут воспринимать частоты от 20 Гц до 20 000 Гц (или 20 кГц).

Возможно, вам знакома частота A440 в качестве эталона настройки. «A» — это высота тона (в данном случае A выше среднего C), а 440 — это частота (440 Гц). Как оказалось, удвоение частоты также означает удвоение высоты тона. Таким образом, 880 Гц будет ля октавой выше этой, а 220 Гц будет ля октавой ниже.

Один цикл периодической волны

Удвоение частоты также означает удвоение высоты тона. Если вы используете эквалайзер и пытаетесь найти проблемные части, используйте эти знания, чтобы быстро пропустить октавы определенной ноты.


Амплитуда

Амплитуда — это то, как мы описываем силу звуковой волны или величину смещения, вызванного вибрацией. Мы воспринимаем амплитуду как громкость звука.

Амплитуда звука измеряется по шкале dB SPL (децибелы, уровень звукового давления). Эта шкала интересна по двум причинам. Во-первых, он специально разработан для человеческого восприятия звука; 0 дБ SPL соответствует нижнему пределу человеческого слуха. По этой причине вы можете иногда видеть измерения dB SPL очень тихих звуков как отрицательные числа. Второе важное замечание о шкале дБ SPL заключается в том, что она является логарифмической. Это означает, что удвоение дБ SPL воспринимается более чем в два раза громче. Взгляните на некоторые примеры на следующем изображении для справки.

Типичные уровни звукового давления. Данные Россинга, Мура и Уилера. (2002). Наука о звуке, третье издание. Эддисон Уэсли.

Скорость

Скорость описывает скорость фронта волны. Звук движется с разной скоростью в зависимости от среды. Например, в воде он движется быстрее, чем в воздухе, и даже быстрее в стали.

В воздухе с температурой 20°C звук распространяется со скоростью 343 метра в секунду (м/с). Хотя это может показаться тривиальным фактом, на практике это очень полезно, поскольку позволяет вычислить длину волны.

Длина волны

Длина волны (λ) — это расстояние между двумя идентичными точками на соседних циклах. Длина волны указывает физическое расстояние, которое прошел бы один цикл волны, если бы она стояла на месте. На практике длина волны важна из-за того, как она связана с акустикой, особенно со звукоизоляцией.

Гораздо легче воздействовать/поглощать высокие частоты, чем низкие, из-за их длин волн. Вообще говоря, чтобы поглотить звук, вам нужно создать для него барьер, который имеет смысл относительно его длины волны. Хитрость заключается в том, что диапазон длин волн для частот, которые мы можем слышать, огромен.

Мы можем рассчитать длину волны, разделив скорость на частоту (λ = v/f). Например, если мы хотим узнать длину звуковой волны с частотой 500 Гц, мы можем использовать нашу среднюю скорость 343 м/с для определения длины волны. В этом случае:

λ = v/f

λ = 343/500

λ = 0,686 метра

Подумайте об этом в следующий раз, когда будете планировать акустическую обработку своего музыкального пространства. У вас может возникнуть соблазн покрыть стены вашей студии тонким поролоном в надежде контролировать звук. Для высоких частот? Конечно, без проблем. Для низких частот? Забудь об этом.

Этот эффект также наблюдается во многих других повседневных примерах. Мы слышим бас, вырывающийся из проезжающей машины, а закрытые окна способны блокировать самые высокие частоты. Мы слышим гул метро даже из соседнего здания, но не высокие частоты. Даже поднесение руки ко рту во время разговора приглушает высокочастотный контент, в то время как средние частоты не затрагиваются.

В следующей таблице приведены некоторые примеры длин волн для частот, которые мы слышим.

Частоты по длине волны. Оцените широкий диапазон: от 1,7 см при 20 кГц до 17 метров при 20 Гц. Неудивительно, что так трудно контролировать эти низкие частоты!

Следующая статья:
Фаза: что это такое и почему это важно?

аудиоинженеров, которые должны знать основы звука – Learnmusicproduction.in

Должен знать основы звука для звукорежиссеров – Учисьmusicproduction.in Перейти к содержанию

Понимание того, как звук распространяется и как он себя ведет, имеет решающее значение для звукорежиссеров и звукорежиссеров. Если вы понимаете основы звука и используете их для развития своего мышления в качестве звукорежиссера или звукорежиссера, вы всегда будете в выигрыше. Ваши миксы будут хорошо переводиться, и у вас всегда будет веская и логичная причина того, какие решения вы принимаете во время сеанса микширования или отслеживания.

В этой статье вы узнаете основы звука, которые важно понимать звукоинженерам и звукоинженерам .

Определение звука

В физике звук — это вибрация, которая проходит через передающую среду, такую ​​как газ, жидкость или твердое тело, в виде акустической волны. Звук можно услышать, когда он движется волнами по воздуху, воде или другим объектам.

Как распространяется звук

Каждый из нас бросал камешек в пруд и видел, как вода движется концентрическими круговыми волнами. Волны образуются как над поверхностью воды, так и под поверхностью воды.

Точно так же звук движется в воздухе. Звук образует гребни (прямое/положительное смещение) и впадины (обратное/отрицательное смещение) при распространении в воздухе.

Для распространения звука необходимы три основных элемента:

  1. Источник звука:-  Откуда исходит звук. Это может быть человек, говорящий или музыка, играющая в динамике.
  2. Среда звука:-  Через которую распространяется звук. Воздух действует как среда для распространения звука. Звук также может проходить через жидкости или твердые тела в качестве среды.
  3. Слушатель:-  Тот, кто слушает звук. Это может быть человек, слушающий лекцию или музыку.

Важно: Поскольку звук не может распространяться без среды, в открытом космосе звук не распространяется из-за вакуума.

Характеристики звуковой волны

Важными характеристиками/свойствами звука, которые важно понимать звукоинженеру или звукорежиссёру, являются:

  1. Частота: Частота звука — это количество повторений звуковой волны в секунду. Чем больше повторений, тем выше частота.
  2. Высота тона: Высота тона — это качество звука, которое отличает острую (или резкую) ноту от серьезной или бемольной. Нота с более высокой частотой имеет более высокую высоту тона, чем нота с более низкой частотой.
  3. Длина волны: Одной из самых простых акустических тем для понимания является длина волны. Это всего лишь длина волны от одного пика до другого.
  4. Скорость: Скорость волны, иногда называемая скоростью, представляет собой расстояние в метрах в секунду, которое волна проходит за одну секунду.
  5. Амплитуда: Амплитуда звуковой волны измеряется высотой волны. Чем выше амплитуда, тем громче звук. Громкость звуковой волны можно описать как максимальное смещение колеблющихся частиц среды от их среднего положения в момент возникновения звука.
  6. Отражение звука : Подобно свету, звук отражается, когда попадает на любую твердую или жидкую поверхность.

Частота

Первое свойство звука, которое нам нужно понять, это частота звука.  Частота звука — это количество повторений звуковой волны в секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Чем больше повторений, тем выше частота. Человеческие уши могут слышать звуковые волны с частотой от 20 Гц до 20 кГц.

Синусоидальные волны — это чистые тона, которые могут дать нашим ушам хорошее представление о том, как звучат разные звуковые частоты.

Синусоида имеет разные звуковые характеристики в зависимости от частоты волны. Низкие частоты более насыщены басами. По мере увеличения частоты высота тона увеличивается, и звук поворачивается в сторону высоких частот.

Ниже приведена таблица звуковых частот и характеристик для справки.

Различные музыкальные инструменты генерируют звуки разных частот. Различная конструкция инструментов и разнообразие используемых материалов приводят к различным основные частоты и гармоники .

Основная частота вибрирующего объекта является его самой низкой резонансной частотой.

Гармоники — это частоты, кратные основной частоте.
Высшие гармоники основной частоты 50 Гц составляют 100 Гц, 200 Гц, 300 Гц, 400 Гц и т. д.
Гармоники основной частоты 500 Гц составляют 1000 Гц, 2000 Гц, 3000 Гц и т. д.

Различные комбинации основной частоты и гармоник являются одной из причин того, что мы слышим разные тона и тембры разных инструментов. Если основная частота инструмента ниже 150 Гц, он будет иметь более низкие характеристики. Если основная частота находится в диапазоне от 150 Гц до 2,5 кГц, звук будет более богатым на средние частоты. Если основная частота выше 2,5 кГц, то основной характер звука будет высоким.

Важно понимать, что почти все инструменты воспроизводят частоты, которые будут распределены по частотному спектру. Например, основные частоты бочки будут находиться в диапазоне 60–80 Гц, но также будут присутствовать частоты в районе 3 кГц. Точно так же пианино может воспроизводить частоты во всем слышимом диапазоне частот. Разные ноты производят разные частоты.

Высота тона

Высота тона — это качество звука, которое отличает острую (или резкую) ноту от глубокой или бемольной. В музыке часто используется фраза «высота тона». Он определяется частотой звуковой волны. Нота с более высокой частотой имеет более высокую высоту тона, чем нота с более низкой частотой.

Люди часто путают высоту тона и частоту. Частота — это физическая величина, определяющая количество колебаний в секунду, тогда как высота тона — это воспринимаемая величина, зависящая от слушателя; на самом деле наш мозг воспринимает звуки по высоте, а не по частоте.

Например, если кто-то играет на пианино среднюю ноту C, а затем играет ноту High C, слушатель сможет сказать, какая нота выше по высоте. Но если вы спросите того же человека, с какой частотой проигрываются ноты, он ничего не знает.

Как только вы поймете Шаг , вы также должны понять Октав . В музыке октава является важным интервалом. Октава в музыке отделена от двенадцати полутонов и представляет собой удвоение или уменьшение частоты вдвое. В октаве более высокая нота будет иметь вдвое большую частоту, чем более низкая нота, и наоборот.

Например, если вы играете на пианино среднюю ноту «до», а затем играете следующую ноту «до», выше средней «до». Более высокая нота «до» будет ровно удвоенной по частоте. Точно так же, если вы играете среднее до, а затем играете до, от нижнего до среднего до, частота будет вдвое меньше средней до.0005

Октавы имеют ту же тональность и характеристики, меняется только высота тона.

Для музыкальных продюсеров понимание теории музыки и интервалов необходимо для более эффективного написания и сочинения. Как звукоинженеру, понимание частот и октав поможет вам принимать более правильные решения при микшировании. Вы можете ознакомиться со статьями по ссылкам ниже, если хотите узнать больше о теории музыки и ритме.

Рекомендуем прочитать: Основы теории музыки для начинающих

Рекомендуем прочитать: Понимание ритма в музыке

Длина волны

Длина волны — это просто длина звуковой волны в одном полном цикле, то есть от одного пика до следующего пика в любом заданном цикле. Длина волны — понятие, относительно легкое для понимания, поскольку оно просто обозначает длину звуковой волны.

Длина волны звуковой волны 20 Гц в воздухе при комнатной температуре составляет почти 56 футов, 200 Гц — 5,6 фута, 2000 Гц — 0,56 фута и 20000 Гц — 0,06 фута.

Таким образом, по мере увеличения частоты звуковых волн длина звуковых волн уменьшается.

Длина волны звука — еще одно важное понятие, которое важно понимать звукоинженерам. Это поможет вам визуализировать и понять, как производятся разные частоты и как они ведут себя акустически. Более низкие частоты длиннее и требуют большей мощности для генерации.

Звуковой волне частотой 20 Гц требуется 56 футов, чтобы совершить всего один цикл. Так что, если вы находитесь в студии, вам потребуется помещение длиной не менее 56 футов, чтобы полностью воспроизвести 20 Гц. Кроме того, из-за более длинных волн и большей потребности в мощности низкие частоты действуют как несущие для средних и высоких частот. Вот несколько существенных причин, по которым правильное управление низкими частотами имеет решающее значение для хороших миксов.

Скорость звука

Скорость волны, иногда называемая скоростью, представляет собой расстояние в метрах в секунду, которое волна проходит за одну секунду. Это также существенный фактор, от которого зависит поведение и длина волны звука.

При 20 градусах Цельсия (68 градусов по Фаренгейту) скорость звука в воздухе составляет примерно 343 метра в секунду (1125 футов/с; 1235 км/ч; 767 миль в час; 667 км), или один километр за 2,9 секунды или один миля за 4,7 секунды.

На скорость сильно влияет температура, а также среда, в которой распространяется звуковая волна.

Скорость звука при 0 °C (32 °F) составляет приблизительно 331 м/с (1086 футов/с; 1192 км/ч; 740 миль/ч; 643 км).

Скорость звука зависит от среды.

Амплитуда и громкость

Амплитуда звуковой волны измеряется высотой волны. В звуке амплитуда относится к величине сжатия и расширения, испытываемой средой, через которую проходит звуковая волна. Амплитуда звуковой волны также определяется как ее громкость или величина максимального смещения вибрирующих частиц среды от их среднего положения при воспроизведении звука. Наши уши воспринимают эту амплитуду как громкость. Громкие звуки связаны с высокой амплитудой. Чем больше амплитуда, тем больше энергия.

Первой единицей, которая использовалась для измерения амплитуды звука, была TU (Transmission Unit), позже переименованная в бел. Телефонная лаборатория Белла использовала TU для количественной оценки снижения уровня звука на длине стандартного телефонного кабеля на одну милю (1,6 км).

Сегодня дБ или децибелы используются для измерения амплитуды или громкости. Децибел — это мера отношения двух величин. Это логарифмическая единица измерения, которая используется для выражения относительной чувствительности выходного сигнала.

Различные единицы измерения дБ используются для разных целей. Акустические измерения: dBSPL, электрические измерения: dBV, dBu, радиоизмерения: dBm, dBW, dBk, цифровые измерения: dBFS.

Так что, если вы работаете в цифровом формате, то есть в DAW, вас в основном будет интересовать dBFS, то есть Полная шкала в децибелах.

Если вы работаете только с аналоговым звуком, т.е. используете микшер без какого-либо цифрового преобразования, вас будут интересовать dBV и dBu. Оба представляют напряжение. Эталонное значение 1 дБВ соответствует децибелам относительно 1 вольта. 1 dBu эталоном является децибел относительно 0,775 Вольт

Мы узнаем намного больше о дБ в другом уроке, так как это имеет жизненно важное значение для звукорежиссеров и звукоинженеров.

Отражение Из Звук

Звуковые волны отражаются от поверхности. Это называется отражением звука.

Звуковые волны, как и световые волны, подчиняются законам отражения.

Звук отражается от поверхности среды, которая может быть твердой или жидкой. Поверхность может быть большой и шероховатой или полированной для отражения звука.

Законы отражения звука
  • Угол отражения всегда равен углу падения.
  • Отраженный звук, падающий звук и нормальный звук принадлежат одной плоскости.

Отражение звука является одной из основных причин, по которой звуковые студии требуют акустической обработки. Отражение звука также является причиной таких явлений, как эхо, реверберация и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  Диапазон частот Sound Characteristic
20Hz—40Hz Sub Bass
40Hz—150Hz Bass
150Hz — 250Hz Upper Bass
250 Hz — 2. 5 kHz Mids
2,5 кГц-5 кГц Верхний средний диапазон
5 кГц-20 кГц Высокие/высокие частоты