Lokalizacija zvoka
-
Gost
Lokalizacija zvoka
Kako človek razloči, od kod prihaja zvok (npr. ali prihaja od spredaj ali od zadaj)? Izvor zvoka naj bo točkast in zelo oddaljen od naših ušes.
Učili so nas, da lego zvočnega izvora določamo prek časovne razlike med sprejemanjem zvoka z enim in drugim ušesom. Seveda hitro uvidimo, da ta razlaga ne more biti popolna: le kako bi lahko na ta način določili lego zvočila, ki ne leži ne levo ne desno, ampak nekje na ravnini, ki je pravokotna na zveznico med ušesoma in jo razpolavlja (spredaj, zadaj, bolj zgoraj itd.)? Najprej nekoliko dopolnimo zgornjo razlago. Smeri zvoka ne določimo le prek časovne razlike, ampak tudi prek razlike v jakosti in spektru zvoka (zastopanosti posameznih frekvenčnih komponent), ki prispe do enega in drugega ušesa. Stvar si ponazorimo s poenostavljenim primerom. Recimo, da zvok prihaja z desne strani. Če pokrijemo najprej eno in nato drugo uho, lahko enostavno preizkusimo, da se barvi zvoka, ki ju sprejemata ušesi, razlikujeta. Zvok, ki ga sprejema levo uho, se nam bo najbrž zdel bolj zamolkel – njegove visokofrekvenčne komponente so oslabljene. To je zato, ker se zvočno valovanje z visokimi frekvencami in s tem krajšimi valovnimi dolžinami močno odbija od glave, dolgovalovno pa se okoli nje lepo uklanja in v levo uho prispe manj oslabljeno. Mejna frekvenca, kjer uklanjanje zamenja odbijanje (gre za zelo poenostavljeno sliko, v resnici sta vedno prisotni tako uklanjanje kot odbijanje, vendar v različni meri), je tista, pri kateri je valovna dolžina zvoka primerljiva z velikostjo glave, torej nekako 0,1 m. Frekvenco izračunamo tako, da hitrost valovanja (zvočno hitrost, okrog 340 m/s) delimo z valovno dolžino (0,1 m), in dobimo 3400 Hz (za primerjavo: glasbene vilice dajejo ton s frekvenco 440 Hz, ki ga slišimo tudi pred začetkom simfoničnega koncerta, ko orkestraši uglašujejo svoje inštrumente, zvok s frekvenco 3400 Hz je za slabe tri oktave višji). Nekako nad to frekvenco se spektra zvoka, ki prispe do levega in desnega ušesa, močneje razlikujeta. Na kratko, po tej t.i. diferencialni metodi smer zvoka določimo prek razlik v zaznavi z levim in desnim ušesom, in sicer prek časovne razlike ter razlike v jakosti in barvi (spektru) zvoka.
Če zvočilo ni ne na levi ne na desni, ampak na zgoraj definirani ravnini, diferencialna metoda odpove, saj sta zaznavi obeh ušes zaradi simetrije enaki. Edina možnost, ki preostane, je, da lego zvočila določimo po barvi zvoka sami. Uhelj namreč deluje kot filter, ki različno poreže, prepušča ali celo ojači zvoke različnih frekvenc. Zvok, sprejet od spredaj, ima zato drugačno barvo kot enak zvok, sprejet od zadaj, v kar se lahko hitro sami prepričamo. Da je uhelj res znaten filter, je morda še bolj očitno, če ga efektivno povečamo ali mu spremenimo obliko z dlanjo (ali morda celo z morsko školjko…). Barva zvoka, ki ga zdaj slišimo, je precej spremenjena.
Ni težko razumeti, da lahko s to metodo zaznamo premikanje zvočila, saj se takrat spreminja barva zvoka, težje pa si je zamisliti, da lahko z njo tudi točno ugotovimo, kje se zvočilo nahaja. Pri tem barvo zvoka, ki ga oddaja zvočilo, očitno primerjamo z referenčno barvo zvoka tega zvočila, ki jo imamo spravljeno v podzavesti. Zanimivo je, da so znanstveniki šele v devetdesetih letih prejšnjega stoletja izvedli poskuse, ki potrjujejo tak način zaznave smeri zvoka.
In kako lahko ta sistem najučinkoviteje zmedemo? Tako, da “si naredimo uhlje”, kakršnih nismo vajeni, recimo, da pred uhlja prislonimo rahlo zaokrožene, nazaj obrnjene dlani (pri obeh uhljih simetrično), nato pa poslušamo zvoke, katerih smeri ne vemo vnaprej. Morda pa je še bolj impresiven učinek tehnike, s katero zmedemo diferencialno metodo določanja smeri zvoka. Obrnimo se naravnost proti izvoru zvoka, recimo priprtemu oknu, skozi katerega slišimo (dovolj oddaljen) promet. En uhelj povečajmo z dlanjo, obrnjeno naprej (dlan za uhljem), drugega pa z dlanjo, obrnjeno nazaj (dlan pred uhljem). Zazdelo se nam bo, da šumi (zvoki z višjimi frekvencami(!), še posebej izraziti, če je cestišče mokro) prihajajo s strani, kjer je dlan obrnjena naprej, medtem ko na nižje brnenje motorjev ta prevara ne vpliva! Zakaj?
Če zvočilo ni ne na levi ne na desni, ampak na zgoraj definirani ravnini, diferencialna metoda odpove, saj sta zaznavi obeh ušes zaradi simetrije enaki. Edina možnost, ki preostane, je, da lego zvočila določimo po barvi zvoka sami. Uhelj namreč deluje kot filter, ki različno poreže, prepušča ali celo ojači zvoke različnih frekvenc. Zvok, sprejet od spredaj, ima zato drugačno barvo kot enak zvok, sprejet od zadaj, v kar se lahko hitro sami prepričamo. Da je uhelj res znaten filter, je morda še bolj očitno, če ga efektivno povečamo ali mu spremenimo obliko z dlanjo (ali morda celo z morsko školjko…). Barva zvoka, ki ga zdaj slišimo, je precej spremenjena.
Ni težko razumeti, da lahko s to metodo zaznamo premikanje zvočila, saj se takrat spreminja barva zvoka, težje pa si je zamisliti, da lahko z njo tudi točno ugotovimo, kje se zvočilo nahaja. Pri tem barvo zvoka, ki ga oddaja zvočilo, očitno primerjamo z referenčno barvo zvoka tega zvočila, ki jo imamo spravljeno v podzavesti. Zanimivo je, da so znanstveniki šele v devetdesetih letih prejšnjega stoletja izvedli poskuse, ki potrjujejo tak način zaznave smeri zvoka.
In kako lahko ta sistem najučinkoviteje zmedemo? Tako, da “si naredimo uhlje”, kakršnih nismo vajeni, recimo, da pred uhlja prislonimo rahlo zaokrožene, nazaj obrnjene dlani (pri obeh uhljih simetrično), nato pa poslušamo zvoke, katerih smeri ne vemo vnaprej. Morda pa je še bolj impresiven učinek tehnike, s katero zmedemo diferencialno metodo določanja smeri zvoka. Obrnimo se naravnost proti izvoru zvoka, recimo priprtemu oknu, skozi katerega slišimo (dovolj oddaljen) promet. En uhelj povečajmo z dlanjo, obrnjeno naprej (dlan za uhljem), drugega pa z dlanjo, obrnjeno nazaj (dlan pred uhljem). Zazdelo se nam bo, da šumi (zvoki z višjimi frekvencami(!), še posebej izraziti, če je cestišče mokro) prihajajo s strani, kjer je dlan obrnjena naprej, medtem ko na nižje brnenje motorjev ta prevara ne vpliva! Zakaj?