Восприятие звука. Нелинейности
Закономерности восприятия человеком громкости, высоты и тембра звука имеют
существенно нелинейный характер.
Пороги слышимости и болевого ощущения
|
Важная деталь восприятия звука слуховым аппаратом человека - так называемый порог слышимости. Это минимальная интенсивность звука, с которой начинается восприятие сигнала. Уровни равной громкости звука для человека не остаются постоянными с изменением частоты. Иными словами, чувствительность слуховой системы сильно зависит как от громкости звука, так и от его частоты. В частности, и порог слышимости также не одинаков на разных частотах.
Например, порог слышимости сигнала с частотой около 3 кГц чуть менее 0 dB, а с частотой 200 Гц - около 15 dB. Напротив, болевой порог слышимости мало зависит от частоты и колеблется в пределах 100-130 dB.
Обратим внимание, что, поскольку острота слуха с возрастом меняется, порог слышимости в верхней полосе частот различен для разных возрастов.
Кривые равных уровней громкости
|
Громкость звука соответствует субъективному восприятию силы звука. Ощущение приблизительно пропорционально логарифму раздражения. Восприятие интенсивности звука нелинейно и сильно зависит от частоты. При этом нормированная громкость звука измеряется в единицах, называемых фонами. Кривые, устанавливающие соответствие определенным уровням громкости соответствующие им интенсивности звука в зависимости от частоты называют кривыми равной громкости.
Восприятие громкости одного и того же тона также зависит и от интенсивности звука.
Зависимость субъективно воспринимаемой человеком высоты звука от его частоты |
Высота тона - субъективно воспринимаемая слухом частота звукового сигнала. Субъективно воспринимаемую высоту тона называют мелодической и измеряют в мелах.
Зависимость высота тона от его реальной частоты - нелинейна.
Субъективно воспринимаемая человеком высота звука сильно зависит от его частоты.
Этот феномен учитывают при настройке музыкальных инструментов. К примеру, настройка фортепиано производится с учетом так называемой "кривой Рейлсбека".
Зависимость ощущения высоты
звука от его интенсивности
|
Диаграмма настройки роялей
(кривая "Рейлсбека")
Линейность восприятия высоты звука
сильно зависит и от его интенсивности.