Главная  Синтезация: электронные музыкальные инструменты (ЭМИ) 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

ГРАНИЦЫ МУЗЫКАЛЬНОГО ЗВУКООЩУЩЕНИЯ И БИОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛУХА

Причины и количественные соотношения, определяющие границы диапазона музыкальных звуков и значение его регистров (отдельных участков), можно уяснить из характеристик слуха, которые, кроме того, имеют важное значение и для понимания некоторых проблем тембра.

Характеристики слуха в настоящее время преимущественно определяются по воздействию на него простых (синусоидальных) тонов. Такие характеристики можно назвать биофизическими, так как они связывают звук как физическое явление (колебательный процесс во внешней среде)

с реакцией живого организма (слуха) на данное воздействие. Характеристики звукоощуще-нйя простых тонов дают возможность установить некоторые (обычно среднестатистические) закономерности звуковых ощущений, которые известным образом можно применить к восприятию слухом реальных (т, е, многокомпонентных) и в том числе музыкальных звуков.

На рис, 8 воспроизведены известные кривые уровней равной громкости в зависимости от чч-стоты тонов. Нижняя кривая, соответствующая порогу минимально ощутимых тонов, и верхняя, соответствующая порог у болевых ощущений, характеризуют границы звуковых ощущений, В соответствии с общим законом, связывающим действующие физические силы с вы-зываемы.ми ими ощущениями, масштаб кривых на рис, 8 по оси абсцисс (частот) и по оси ординат (интенсивности тонов) логарифмический. Логарифмический маснгтаб по оси частот позволяет осуществить простую привязку кривых к музыкальной шкале, выраженной в октавах. Интенсивность тонов также удобно выражается в относительных единицах - децибелах, широко применяющихся в радиотехнических расчетах.

На рис, 9 показана другая, весьма существенная в данном случае зависимость величины разностного порога ощущения изменения высоты тона от частоты.

Наконец, на рис. 10 приведены кривые, характеризующие эффект маскировки одного тона другим, заключающийся в том, что низкий тон при соответствующей интенсивности может полностью заглушить тон более высокой частоты (при совместном их действии на слух), В то же время сам этот, даже слабый, тон низкой частоты 0С1ается хорошо слышимым на фоне интенсивного топа повышенной частоты-


Кривые равной громкости Робинсону и Дадсону),



0,02 0,01

о

Из кривых рис. 8 и 9 ясно видно, что степень детальности слуховых ощущений в возможном для слуховых ощущений диапазоне частот далеко неодинакова. Наибольшей разрешающей способностью для ощущения изменений частоты и интенсивности тонов обладает область средних частот, приблизительно от 400 до .-3 ООО гц, что и объясняет зави-симость употребительности му-зыкальных звуков по му- зыкальному диапазону, пока- д gt. занному на рис. 7. Если взжь звук ре первой октавы, пред- 0,03 ставляющей область наибольшей употребительности авуков, то его гармоники интонационного значения окажутся в пределах наилучшего звукоощу-щения; частоты его гармоник с 1-й по 10-ю округленно будут иметь значения: 300, 600, 900, 1200, 1 500, 1 800, 2 100,-2 400, 2 700, 3 0000 гц. ?

В среднем диапазоне су-, щепзуют наиболее благоприятные условия для различных и сложных гармонических соединений звуков, т. е. для расположения аккордов. По мере повышения звуков от середины диапазона постепенно сокращается количество слышимых гармоник как за счет сннясения уровня ощущения 1-армопик, так и за счет эффекта маскировки высоких гармо-

82,5 250 WOO 2000 ги

Рис. 9. Разностный порог высоты тона в функции частоты (на уровне 40 до) (по Шоуэру и Биддуль-ФУ).

I 60 3

i 50

Л

ч

ч

т

2000 2800 3600 ги

Рис. 10. Величина маскирующего эффекта различных тонов током 1 200 гц различного уровня интенсивности над порогом ощущения (по Вегелю н Лену).



ник более сильными нижележащими. Таким образом, в высоком регистре прогрессивно возрастает роль первой гармоники, которой присвоено название основного тона. Ввиду быстрого снижения уровня ощущения в области 4 000-5 000 гц и выше и, тем более в связи с быстрой потерей ощущения гармоник, звуки с основной частотой, относящейся к этому самому высокому регистру, быстро теряют свое музыкальное значение.

Поскольку роль высших гармоник в высоком регистре снижается, он менее, чем средний регистр, располагает к музыкально-гармоническим построениям, однако представляет наилучшие условия для мелодических голосов, которые здесь, естественно, выделяются по громкости, так как находятся в зоне наибольшей чувствительности слуха (2 000-3 000 гц).

В противоположность высокому регистру, в низком регистре роль первой гармоники спектра по мере понижения ее частоты становится все менее значительной, в то время как высшие гармоники, попадающие в область высокой слуховой чувствительности, создают подходящую основу для наложения на них вышележащих гармонических голосов. Таким образом, в полном соответствии с практикой музыкальной композиции басовые звуки выступают в роли гармонического фундамента.

В низком регистре восприятие сложных гармонических сочетаний (в музыкальном значении этого термина) затруднено взаимодействием близко расположенных гармоник ввиду образуемых ими биений. Однако смежные биения гармоник в спектре одного басового звука способствуют целостности и ясности его высотного восприятия.

Как показал еще Гельмгольц, биения отчетливо воспринимаются слухом до частоты в 60-80 гц. Для басовых звуков частотное расстояние между его гармониками оказывается равным или меньшим указанных выше величин, и, таким образом, каждая пара смежных гармоник воспроизводит в форме биений частоту основного тонаЭтот важный факт объясняет, почему при гармонической структуре низких звуков звуки очень низкой основной частоты, выходящие за пределы слышимости синусоидальных тонов, хорошо слышимы и пригодны для музыки, в то время как в области высоких звуков, по объясненным ранее причинам, диапазон музыкальных звуков не доходит до верхних пределов слышимости тонов почти на две октавы.

Имея два звуковых генератора, можно поставить простой, но интересный и убедительный опыт слухового синтеза основного тона в низком регистре всего из двух гармоник: второй и третьей. Для .этого генераторы точно настраивают на частоты 100 и 150 гц и их выходы, соединенные последовательно, подключают к телефону или громкоговорителю.

С помощью аттенюатора первого генератора сначала вводят напряжение частоты 100 гц. Затем плавно добавляют напряжение частоты 150 гц, амплитуда которого составляет около 15% от амплитуды частоты 100 гц. При этом вместо ожидаемого (на слух) добавления этой второй частоты (150 гц) ясно сльшштся понижение звука на октаву (т. е. иа частоту 50 гц), и при этом новый низкий звук по полноте тембра и ясно'сти высотного ощущения оказывается несравненно совершеннее чистого (синусоидального) тона той же частоты.




1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48