?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Раньше слышал об этом интересном факте, но совсем недавно, так сказать, "руками пощупал". О том, как ухо слышит то, чего реально нет (звуковая иллюзия).

Возьмем какой-нибудь очень низкий (басовый) музыкальный звук. Например, вот этот из начала Раммштайновской композиции Spiel Mit Mir:

Можно посмотреть:

(кликабельно)
(рис. 1)
И можно послушать
А теперь разложим звук в спектр. Что увидим? А вот что:

(кликабельно)
(рис. 2)

Обратите внимание на маленький пик в районе 41 Гц. Это и есть та нота, которую мы слышим - "ми" контроктавы. Все остальные пики - это ее обертоны (гармоники). Несколько из них громче, чем сама нота.

Наше ухо внутри содержит нечто вроде такого анализатора спектра, только он механический - улитка. В ней есть чувствительные волоски, которые реагируют на определенные частоты подобно этому графику: чем выше пик, тем сильнее реакция. В мозг попадает уже не само колебание (рис. 1), а его спектр (рис. 2).

Теперь я уберу гармонику 41 Гц фильтром. Вот, что получится:

(кликабельно)
(рис. 3)
Тут можно послушать

Разница на слух почти незаметна. Слышимая музыкальная нота осталась прежней - ми контроктавы, 41 Гц. Ухо слышит 41 герц там, где его и в помине нет!

Примерно так же дурят нашего брата с помощью пианино. Самые тяжелые струны в басах - они совсем не извлекают частоты порядка 50 Гц и ниже, а вместо них генерируют гармоники. Но ухо успешно обманывается, и мы остаемся довольны.

И это правильно, потому, что эти частоты находятся на границе восприятия, мы их почти не слышим, а музыка требует некой равномерности.

А вот таков чистый звук в 41 Гц. Можете убедиться, что тембр явно другой, но вот нота... та же самая - ми контроктавы.

(кликабельно)
(рис. 4)
Тут можно послушать

Мне пришлось увеличить размах колебаний потому, что иначе его будет трудно услышать, особенно в маленьких наушниках. Если хотите, вот для чистоты эксперимента тот же звук, но с размахом как в первом примере из Раммштайнов.
Тут можно послушать

Comments

( 108 comments — Leave a comment )
Page 1 of 2
<<[1] [2] >>
fregimus
Jan. 11th, 2009 10:09 am (UTC)
Спасибо, это очень интересный эффект (missing fundamental).

Можно я немножечко на Вас наеду? Я бы не стал с такой определенностью и без каких-либо ссылок утверждать вот это: «Наше ухо внутри содержит нечто вроде такого анализатора спектра, только он механический - улитка… В мозг попадает уже не само колебание…, а его спектр…» Я не говорю, будто это не так, но, насколько я знаю, такая теория не может объяснить всего. Missing fundamental, например. :-)
psilogic
Jan. 11th, 2009 06:49 pm (UTC)
Это не теория, это, скорее, анатомия :)
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 08:11 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 08:24 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 09:04 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 09:21 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 09:31 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 09:46 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 09:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:04 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 10:13 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:21 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 10:42 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:44 pm (UTC) - Expand
(no subject) - janatem - Jan. 13th, 2009 09:15 am (UTC) - Expand
kot_uchonyj
Jan. 11th, 2009 11:19 am (UTC)
здорово как!
mikla_op
Jan. 11th, 2009 11:27 am (UTC)
интересно :)
adsurbum
Jan. 11th, 2009 12:06 pm (UTC)
круто
спасибо, очень интерестно)
Только чистый 41 я не услышал и расширенный. Правда у меня плохой слух.
Тоесть, 41 ГЦ например натурального происхождения имеет всегда определённый набор обертонов, который помогает его "услышать"?
И почему не извлекают ниже 50гц в пианине? слишком большая амплитуда нужна бы была чтоб услышать?
psilogic
Jan. 11th, 2009 12:17 pm (UTC)
[ Правда у меня плохой слух ]

Эти частоты как раз на границе слышимого диапазона, кто-то их слышит, кто-то нет, это нормально. К тому же очень многое зависит от наушников - не всякий девайс воспроизведет очень высокие и очень низкие звуки.

[ Тоесть, 41 ГЦ например натурального происхождения имеет всегда определённый набор обертонов, который помогает его "услышать"? ]

Если он достаточно мощный, то наверное можно и без обертонов. Скажем, гром во время грозы.

[ И почему не извлекают ниже 50гц в пианине? слишком большая амплитуда нужна бы была чтоб услышать? ]

Видимо, да, нужна очень тяжелая струна и большой размах ее колебаний, обычным ударом по клавише ее так не раскачаешь. Не гидравлику же там ставить :)
(no subject) - friendlystrnger - Jan. 12th, 2009 05:27 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 13th, 2009 08:50 am (UTC) - Expand
Re: круто - baca6u - Jan. 13th, 2009 05:23 am (UTC) - Expand
Re: круто - vakurov - Oct. 9th, 2010 01:23 pm (UTC) - Expand
_meskalito_
Jan. 11th, 2009 12:06 pm (UTC)
для чистоты эксперимента надо бы еще снять спектр излучения наушника.

Частоты на спектре кратные и вполне возможно, что при воспроизведении динамик вполне себе излучает и 1/2, 1/3. 1/4, 1/6 и 1/8 от частот спектра что вполне себе совпадает с частотой 41 Гц.

То же самое будет верно и для приемника звуковых волн - приемник может резонировать на кратных частотах от входящего сигнала, даже если их в исходном сигнале нет.

PS про пианину - легко оценить частоту резонанса струны. Думается что 50 Гц там есть безо всяких фокусов.
psilogic
Jan. 11th, 2009 12:27 pm (UTC)
Все может быть, только без специальной аппаратуры как это проверить?
Факт в том, что на высоких частотах тот же фокус уже не проходит: разница между звучанием при наличии основной гармоники и при ее отсутствии на слух очень заметна. И не только заметна, но в первом случае получается единая нота, а во втором больше смахивает на аккорд.
alisarin
Jan. 11th, 2009 12:45 pm (UTC)
В моих колонках "за 1000 рублей" примеры под рис.4 ... не слышны :)
psilogic
Jan. 11th, 2009 12:55 pm (UTC)
Делаем вывод: диапазон колонок измеряется не в рублях! :)))
(no subject) - alisarin - Jan. 11th, 2009 01:04 pm (UTC) - Expand
(no subject) - keruah - Jan. 12th, 2009 09:23 pm (UTC) - Expand
flammar
Jan. 11th, 2009 03:19 pm (UTC)
Вместо усиленного 41 ХЗ слышен какой-то бомс-ёбс, думаю, совпадающий с началом сигнала.
psilogic
Jan. 11th, 2009 03:35 pm (UTC)
Это первоначальный всплеск attack-decay. Ну да, как-то так и воспринимаются звуки на границе слышимости как - гром, удар. Я так воспринимаю не 41, а 31 Герц :)
flammar
Jan. 11th, 2009 03:20 pm (UTC)
Кстати на спектре самая высокая амплитуда не у 41, а у 123 ХЗ.
psilogic
Jan. 11th, 2009 03:36 pm (UTC)
об чем и речь! :)
bajaz
Jan. 11th, 2009 05:24 pm (UTC)
Ой, какой ужас. Во-первых, с чего вы взяли, что в первом образце всего одна нота? Там нефигово так струнный ансамбль лупит. ;) И 41-герцевая гармоника это просто не самая громкая нота в аккорде, потому если обрезать её "несущую" частоту, то почти ничего не изменится, ведь ещё столько всего осталось. :) Во-вторых "чистый" звук очень нефигово амплитудно модулирован раза 3, что для эксперимента не очень комильфо, что и оказалось замечательно слышно. Собсно говоря, это такие инфранизы, что уже практически не воспринимаются как музыкальный тон, скорее как эдакий аццкий рокот. :)
psilogic
Jan. 11th, 2009 05:34 pm (UTC)
[ Ой, какой ужас. Во-первых, с чего вы взяли, что в первом образце всего одна нота? Там нефигово так струнный ансамбль лупит. ]

Ой, какая прелесть :) И сколько нот он там лупит? Уж не одну ли - в унисон? :)

[ И 41-герцевая гармоника это просто не самая громкая нота в аккорде, потому если обрезать её "несущую" частоту, то почти ничего не изменится, ведь ещё столько всего осталось. ]

А теперь попробуйте создать ту же иллюзию, но не на 41 герц, а на 441 - вырезав гармонику 441 герц, но накидав 2*441, 3*441,... и так далее в любом комплекте. А потом расскажите мне сказку на ночь, как оно у вас получилось ;)

[ Во-вторых "чистый" звук очень нефигово амплитудно модулирован раза 3, что для эксперимента не очень комильфо, что и оказалось замечательно слышно. ]

Да, модулирован. И, собственно, я не понял, какие у вас сомнения по поводу этой модуляции? Если чо, "комильфо" и прочие замысловатые словечки к сомнениям не относятся :)
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 06:33 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 06:45 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 07:02 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 07:17 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 07:31 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 07:57 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 08:24 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 08:31 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 08:34 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 08:44 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 09:00 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 09:15 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 09:49 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:00 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 10:18 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:29 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 10:36 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:43 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 10:58 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 11:12 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 11:56 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 12th, 2009 12:11 am (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 12th, 2009 12:25 am (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 12th, 2009 08:38 am (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 12th, 2009 05:45 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 11:00 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 09:17 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 09:25 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 09:52 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:02 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 10:20 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 10:41 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 10:56 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 11:03 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 11:48 pm (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 11th, 2009 07:20 pm (UTC) - Expand
(no subject) - bajaz - Jan. 11th, 2009 07:32 pm (UTC) - Expand
(no subject) - fregimus - Jan. 11th, 2009 09:22 pm (UTC) - Expand
cybister
Jan. 12th, 2009 03:36 am (UTC)
Игрался я с Бардом - хорошая софтинка получилась. Жду продолжения.
* зная какие темы особенно интересны автору:
- И кто-же, кто-же всунул нам в уши улиток? Кто-же, кто-же свернул днк в спиральку? А вот и да! :)
psilogic
Jan. 12th, 2009 08:26 am (UTC)
:))
penguinny
Jan. 12th, 2009 10:03 pm (UTC)
В примере с "Раммштейн", амплитуда тройной второй гармоники (~120 Гц) оказывается в несколько раз выше амплитуды на 41 Гц. Не работает ли тут тот же принцип, что и в мп3, когда сравнительно недалеко отстоящие частоты большой амплитуды "маскируют" близлежащий сигнал?
psilogic
Jan. 13th, 2009 09:03 am (UTC)
Определенно, маскировка должна вносить дополнительный эффект.
_iga
Jan. 12th, 2009 11:20 pm (UTC)
Чистый 41Hz на моей акустике моими ушами вообще не слышен.
Для примера вам надо было попробовать хотя бы 110Hz.
psilogic
Jan. 13th, 2009 09:07 am (UTC)
А на частотах повыше этот эффект постепенно исчезает :)
prilezhny
Jan. 12th, 2009 11:32 pm (UTC)
41 герц человек воспринимает не только и не столько ухом, потому что это вибрация, сотрясащая весь организм. При такой длине волны размеры резонаторов передатчика и приемника должны быть большими.
psilogic
Jan. 13th, 2009 09:08 am (UTC)
Типа того. Это объясняет, почему мы не слышим низкие звуки, и почему маленькие наушники плохо их воспроизводят.
tpars
Jan. 13th, 2009 03:17 am (UTC)
Меня, как человека далекого от музыки, смущает ваш вывод о том, что мы слышим то, чего нет. По-моему, мы все замечательно в данном примере слышим, но фишка в том, что из-за неидеальности естественных музыкальных инструментов при извлечении самых низких нот мы привыкли слышать не сами ноты, а сопутствующие им, э... "паразитные" гармоники. Именно их, эти гармоники, мы называем нотой ми контроктавы, а не сам звук в 41 Гц.

Собственно, эти 41 Гц из первого файла вырезать даже не требуется - у подавляющего большинства людей копеечные колонки/уши и встроенный звук, которые эту частоту воспроизвести не могут.
tpars
Jan. 13th, 2009 03:17 am (UTC)
Но в остальном, конечно, наблюдение очень интересное. :)
(no subject) - gaius_julius - Jan. 13th, 2009 03:45 am (UTC) - Expand
(no subject) - psilogic - Jan. 13th, 2009 09:06 am (UTC) - Expand
mudak
Jan. 13th, 2009 06:57 am (UTC)
Ну не знаю, не знаю. На мониторных наушниках (правда недорогих) test и test2 воспроизводятся как низкий звук без обертонов (то есть вот непонятно, о каком тембре речь - может у вас воспроизводящая техника свои обертона добавляет?), и ничего общего с bass и bass2 не имеют, т.к. в bass и bass2 обертона забивают 41 Гц напрочь, так что есть он там, нет его - разница не слышна. Вот если бы повторить такой эксперимент с хорошо различимым звуком.
Page 1 of 2
<<[1] [2] >>
( 108 comments — Leave a comment )