Onde sonore percepite dall'orecchio umano. Come testare il tuo udito

La persona si sta deteriorando e nel tempo, perdiamo la capacità di acquisire una certa frequenza.

Video realizzato dal canale AsapSCIENZA, è una sorta di test di perdita dell'udito legato all'età che ti aiuterà a conoscere i limiti del tuo udito.

Nel video vengono riprodotti vari suoni, a partire da 8000 Hz, il che significa che non hai problemi di udito.

Quindi la frequenza aumenta e questo indica l'età del tuo udito, a seconda di quando smetti di sentire un certo suono.

Quindi, se senti una frequenza:

12.000 Hz - hai meno di 50 anni

15.000 Hz - hai meno di 40 anni

16.000 Hz - hai meno di 30 anni

17.000 - 18.000 - hai meno di 24 anni

19.000 - hai meno di 20 anni

Se vuoi che il test sia più accurato, dovresti impostare la qualità del video su 720p, o meglio 1080p, e ascoltare con le cuffie.

Test dell'udito (video)

perdita dell'udito

Se hai sentito tutti i suoni, molto probabilmente hai meno di 20 anni. I risultati dipendono dai recettori sensoriali nell'orecchio chiamati cellule ciliate che si danneggiano e degenerano nel tempo.

Questo tipo di perdita dell'udito è chiamato ipoacusia neurosensoriale. Una serie di infezioni, farmaci e malattie autoimmuni possono causare questo disturbo. Le cellule ciliate esterne, che sono sintonizzate per captare le frequenze più alte, di solito muoiono per prime, e quindi si verifica l'effetto della perdita dell'udito legata all'età, come dimostrato in questo video.

Udito umano: fatti interessanti

1. Tra persone sane gamma di frequenza che può essere ascoltata dall'orecchio umano varia da 20 (inferiore alla nota più bassa su un pianoforte) a 20.000 Hertz (superiore alla nota più alta su un piccolo flauto). Tuttavia, il limite superiore di questo intervallo diminuisce costantemente con l'età.

2 persone parlarsi a una frequenza compresa tra 200 e 8000 Hz e l'orecchio umano è più sensibile a una frequenza di 1000 - 3500 Hz

3. Vengono chiamati i suoni che sono al di sopra del limite dell'udito umano ultrasuoni, e quelli sotto infrasuoni.

4. Il nostro le orecchie non smettono di funzionare anche nel sonno pur continuando a sentire i suoni. Tuttavia, il nostro cervello li ignora.

5. Il suono viaggia a 344 metri al secondo. Un boom sonico si verifica quando un oggetto supera la velocità del suono. Le onde sonore davanti e dietro l'oggetto si scontrano e creano un impatto.

6. Orecchie - organo autopulente. I pori nel condotto uditivo secernono cerume e minuscoli peli chiamati ciglia spingono la cera fuori dall'orecchio

7. Il suono di un bambino che piange è di circa 115 dB ed è più forte di un clacson.

8. In Africa c'è la tribù Maaban, che vive in un tale silenzio da essere anche in vecchiaia. sentire sussurri fino a 300 metri di distanza.

9. Livello il suono di un bulldozer il minimo è di circa 85 dB (decibel), che può causare danni all'udito dopo solo una giornata lavorativa di 8 ore.

10. Seduto davanti relatori a un concerto rock, ti stai esponendo a 120 dB, che iniziano a danneggiare il tuo udito dopo soli 7,5 minuti.

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L'uomo è veramente il più intelligente degli animali che abitano il pianeta. Tuttavia, la nostra mente spesso ci priva della superiorità in capacità come la percezione dell'ambiente attraverso l'olfatto, l'udito e altre sensazioni sensoriali.

Pertanto, la maggior parte degli animali è molto più avanti di noi quando si tratta di gamma uditiva. La gamma uditiva umana è la gamma di frequenze che l'orecchio umano può percepire. Proviamo a capire come funziona l'orecchio umano in relazione alla percezione del suono.

Intervallo uditivo umano in condizioni normali

L'orecchio umano medio può captare e distinguere le onde sonore nell'intervallo da 20 Hz a 20 kHz (20.000 Hz). Tuttavia, quando una persona invecchia, la gamma uditiva di una persona diminuisce, in particolare il suo limite superiore diminuisce. Nelle persone anziane, di solito è molto più basso che nei giovani, mentre neonati e bambini hanno le capacità uditive più elevate. La percezione uditiva delle alte frequenze inizia a deteriorarsi dall'età di otto anni.

Udito umano in condizioni ideali

In laboratorio, la portata uditiva di una persona viene determinata utilizzando un audiometro che emette onde sonore di frequenze diverse e le cuffie regolate di conseguenza. In queste condizioni ideali, l'orecchio umano è in grado di riconoscere frequenze nell'intervallo da 12 Hz a 20 kHz.

Gamma uditiva per uomini e donne

C'è una differenza significativa tra la gamma uditiva di uomini e donne. Le donne sono risultate più sensibili alle alte frequenze rispetto agli uomini. La percezione delle basse frequenze è più o meno la stessa negli uomini e nelle donne.

Varie scale per indicare la portata uditiva

Sebbene la scala di frequenza sia la scala più comune per misurare la gamma uditiva umana, viene spesso misurata anche in pascal (Pa) e decibel (dB). Tuttavia, la misurazione in pascal è considerata scomoda, poiché questa unità implica il lavoro con numeri molto grandi. Un µPa è la distanza percorsa da un'onda sonora durante la vibrazione, che è pari a un decimo del diametro di un atomo di idrogeno. Le onde sonore nell'orecchio umano percorrono una distanza molto maggiore, rendendo difficile fornire una gamma di udibilità umana in pascal.

Il suono più debole che può essere riconosciuto dall'orecchio umano è di circa 20 µPa. La scala dei decibel è più facile da usare in quanto è una scala logaritmica che fa riferimento direttamente alla scala Pa. Prende 0 dB (20 µPa) come punto di riferimento e continua a comprimere questa scala di pressione. Pertanto, 20 milioni di µPa equivalgono a soli 120 dB. Quindi si scopre che la gamma dell'orecchio umano è 0-120 dB.

La gamma uditiva varia notevolmente da persona a persona. Pertanto, per rilevare la perdita dell'udito, è meglio misurare la gamma dei suoni udibili rispetto a una scala di riferimento e non rispetto alla consueta scala standardizzata. I test possono essere eseguiti utilizzando sofisticati strumenti diagnostici dell'udito in grado di determinare con precisione l'entità e diagnosticare le cause della perdita dell'udito.

Spesso valutiamo la qualità del suono. Quando si sceglie un microfono, un programma di elaborazione audio o un formato di registrazione di file audio, una delle domande più importanti è quanto suonerà bene. Ma ci sono differenze tra le caratteristiche del suono che possono essere misurate e quelle che possono essere ascoltate.

Tono, timbro, ottava.

Il cervello percepisce i suoni di determinate frequenze. Ciò è dovuto alle peculiarità del meccanismo dell'orecchio interno. I recettori situati sulla membrana principale dell'orecchio interno convertono le vibrazioni sonore in potenziali elettrici che eccitano le fibre del nervo uditivo. Le fibre del nervo uditivo hanno selettività in frequenza dovuta all'eccitazione delle cellule dell'organo di Corti situate in diversi punti della membrana principale: le alte frequenze sono percepite vicino alla finestra ovale, le basse frequenze - nella parte superiore della spirale.

Strettamente correlato alla caratteristica fisica del suono, la frequenza, è il tono che sentiamo. La frequenza viene misurata come il numero di cicli completi di un'onda sinusoidale in un secondo (hertz, Hz). Questa definizione di frequenza si basa sul fatto che un'onda sinusoidale ha esattamente la stessa forma d'onda. Nella vita reale, pochissimi suoni hanno questa proprietà. Tuttavia, qualsiasi suono può essere rappresentato da un insieme di oscillazioni sinusoidali. Di solito chiamiamo un tale set un tono. Cioè, un tono è un segnale di una certa altezza, che ha uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici della parola), in cui si distingue la frequenza di un'onda sinusoidale, che ha l'ampiezza massima in questo insieme. Un segnale che ha un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno la stessa intensità media, è chiamato rumore bianco.

Un graduale aumento della frequenza delle vibrazioni sonore è percepito come un graduale cambiamento di tono dal più basso (bassi) al più alto.

Il grado di precisione con cui una persona determina l'altezza di un suono a orecchio dipende dalla nitidezza e dall'allenamento del suo orecchio. L'orecchio umano è bravo a distinguere due toni che sono vicini nel tono. Ad esempio, nella regione di frequenza di circa 2000 Hz, una persona può distinguere tra due toni che differiscono l'uno dall'altro in frequenza di 3-6 Hz o anche meno.

Lo spettro di frequenza di uno strumento musicale o di una voce contiene una sequenza di picchi equidistanti - armoniche. Corrispondono a frequenze che sono multipli di una certa frequenza di base, la più intensa delle onde sinusoidali che compongono il suono.

Il suono speciale (timbro) di uno strumento musicale (voce) è associato all'ampiezza relativa di varie armoniche e l'altezza percepita da una persona trasmette in modo più accurato la frequenza di base. Il timbro, essendo riflesso soggettivo del suono percepito, non ha una valutazione quantitativa ed è caratterizzato solo qualitativamente.

In un tono "puro", c'è solo una frequenza. Solitamente il suono percepito è costituito dalla frequenza del tono fondamentale e da diverse frequenze di "impurità", dette armoniche. Gli armonici sono un multiplo della frequenza del tono fondamentale e minore della sua ampiezza. Il timbro del suono dipende dall'intensità distribuzione sugli armonici. Lo spettro della combinazione di suoni musicali, chiamato accordo, risulta essere più complesso. In tale spettro, ci sono diverse frequenze fondamentali insieme agli armonici di accompagnamento.

Se la frequenza di un suono è esattamente il doppio della frequenza di un altro, l'onda sonora "si adatta" l'una all'altra. La distanza di frequenza tra tali suoni è chiamata ottava. La gamma di frequenza percepita da una persona, 16-20.000 Hz, copre da circa dieci a undici ottave.

Ampiezza delle vibrazioni sonore e volume.

La parte udibile della gamma di suoni è suddivisa in suoni a bassa frequenza - fino a 500 Hz, suoni a media frequenza - 500-10.000 Hz e suoni ad alta frequenza - oltre 10.000 hertz. L'orecchio è più sensibile a una gamma relativamente ristretta di suoni a media frequenza da 1000 a 4000 Hz. Cioè, i suoni della stessa forza nella gamma delle frequenze medie possono essere percepiti come forti e nella gamma delle basse o delle alte frequenze - come silenziosi o non udibili affatto. Questa caratteristica della percezione del suono è dovuta al fatto che le informazioni sonore necessarie per l'esistenza di una persona - la parola o i suoni della natura - vengono trasmesse principalmente nella gamma delle frequenze medie. Quindi, il volume non è un parametro fisico, ma l'intensità di una sensazione uditiva, una caratteristica soggettiva del suono associata alle peculiarità della nostra percezione.

L'analizzatore uditivo percepisce un aumento dell'ampiezza dell'onda sonora dovuto ad un aumento dell'ampiezza di vibrazione della membrana principale dell'orecchio interno e alla stimolazione di un numero crescente di cellule ciliate con la trasmissione di impulsi elettrici ad una frequenza più alta e lungo un maggior numero di fibre nervose.

Il nostro orecchio può distinguere l'intensità del suono nella gamma dal sussurro più debole al rumore più forte, che corrisponde all'incirca a un aumento di 1 milione di volte dell'ampiezza del movimento della membrana principale. Tuttavia, l'orecchio interpreta questa enorme differenza di ampiezza del suono come circa 10.000 volte il cambiamento. Cioè, la scala di intensità è fortemente "compressa" dal meccanismo di percezione del suono dell'analizzatore uditivo. Ciò consente a una persona di interpretare le differenze di intensità del suono su una gamma estremamente ampia.

L'intensità del suono è misurata in decibel (dB) (1 bel è uguale a dieci volte l'ampiezza). Lo stesso sistema viene utilizzato per determinare la variazione di volume.

Per confronto, possiamo fornire un livello approssimativo di intensità di suoni diversi: un suono appena udibile (soglia uditiva) 0 dB; sussurro vicino all'orecchio 25-30 dB; discorso di volume medio 60-70 dB; parlato molto forte (urlando) 90 dB; ai concerti di musica rock e pop al centro della sala 105-110 dB; accanto a un aereo di linea che decolla 120 dB.

L'entità dell'aumento del volume del suono percepito ha una soglia di discriminazione. Il numero di gradazioni di volume distinguibili alle medie frequenze non supera 250, alle basse e alle alte frequenze diminuisce drasticamente e si attesta in media a circa 150.

Il suono, come un segnale, ha un numero infinito di vibrazioni e può trasportare la stessa quantità infinita di informazioni. Il grado della sua percezione sarà diverso a seconda delle capacità fisiologiche dell'orecchio, in questo caso escludendo i fattori psicologici. A seconda del tipo di rumore, della sua frequenza e pressione, una persona ne sente l'influenza su se stesso.

Soglia di sensibilità dell'orecchio umano in decibel

Una persona percepisce la frequenza del suono da 16 a 20.000 Hz. I timpani sono sensibili alla pressione delle vibrazioni sonore, il cui livello è misurato in decibel (dB). Il livello ottimale va da 35 a 60 dB, il rumore di 60-70 dB migliora il lavoro mentale, più di 80 dB, al contrario, indebolisce l'attenzione e compromette il processo di pensiero e la percezione a lungo termine del suono superiore a 80 dB può causare l'udito perdita.

Una frequenza fino a 10-15 Hz è infrasuoni, non percepiti dall'orecchio, che provoca vibrazioni risonanti. La capacità di controllare le vibrazioni che il suono crea è l'arma più potente di distruzione di massa. Inudibile all'orecchio, l'infrasuoni è in grado di percorrere lunghe distanze, trasmettendo ordini che fanno agire le persone secondo un determinato scenario, provocano panico e orrore, fanno dimenticare loro tutto ciò che non ha nulla a che fare con il desiderio di nascondersi, di fuggire da questo paura. E con un certo rapporto tra frequenza e pressione sonora, un tale apparato è in grado non solo di sopprimere la volontà, ma anche di uccidere, ferire i tessuti umani.

Soglia della sensibilità assoluta dell'orecchio umano in decibel

La gamma da 7 a 13 Hz emette disastri naturali: vulcani, terremoti, tifoni e provoca una sensazione di panico e orrore. Poiché il corpo umano ha anche una frequenza di oscillazione da 8 a 15 Hz, con l'aiuto di tali infrasuoni non costa nulla creare una risonanza e aumentare di dieci volte l'ampiezza per spingere una persona al suicidio o danneggiare gli organi interni.

Alle basse frequenze e all'alta pressione compaiono nausea e mal di stomaco, che si trasformano rapidamente in gravi disturbi del tratto gastrointestinale e un aumento della pressione a 150 dB porta a danni fisici. Le risonanze degli organi interni a basse frequenze causano sanguinamento e spasmi, a medie frequenze - eccitazione nervosa e lesioni agli organi interni, ad alte frequenze - fino a 30 Hz - ustioni tissutali.

Nel mondo moderno, lo sviluppo di armi sonore è attivamente in corso e, a quanto pare, non è stato vano che il microbiologo tedesco Robert Koch abbia predetto che sarebbe stato necessario cercare una "vaccinazione" dal rumore come dalla peste o dal colera.

Dopo aver considerato la teoria della propagazione e i meccanismi di insorgenza delle onde sonore, è opportuno capire come il suono viene "interpretato" o percepito da una persona. Un organo accoppiato, l'orecchio, è responsabile della percezione delle onde sonore nel corpo umano. orecchio umano- un organo molto complesso che svolge due funzioni: 1) percepisce gli impulsi sonori 2) funge da apparato vestibolare dell'intero corpo umano, determina la posizione del corpo nello spazio e conferisce la capacità vitale di mantenere l'equilibrio. L'orecchio umano medio è in grado di rilevare fluttuazioni di 20 - 20.000 Hz, ma ci sono deviazioni verso l'alto o verso il basso. Idealmente, la gamma di frequenza udibile è 16 - 20.000 Hz, che corrisponde anche a una lunghezza d'onda di 16 m - 20 cm. L'orecchio è diviso in tre parti: l'orecchio esterno, medio e interno. Ognuno di questi "dipartimenti" svolge la propria funzione, tuttavia tutti e tre i dipartimenti sono strettamente collegati tra loro e svolgono effettivamente la trasmissione di un'onda di vibrazioni sonore tra loro.

orecchio esterno (esterno).

L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo esterno. Il padiglione auricolare è una cartilagine elastica di forma complessa, ricoperta di pelle. Nella parte inferiore del padiglione auricolare si trova il lobo, che è costituito da tessuto adiposo ed è anche ricoperto di pelle. Il padiglione auricolare funge da ricevitore di onde sonore provenienti dallo spazio circostante. La forma speciale della struttura del padiglione auricolare consente di catturare meglio i suoni, in particolare i suoni della gamma delle frequenze medie, che sono responsabili della trasmissione delle informazioni vocali. Questo fatto è in gran parte dovuto alla necessità evolutiva, poiché una persona trascorre la maggior parte della sua vita in comunicazione orale con i rappresentanti della sua specie. Il padiglione auricolare umano è praticamente immobile, a differenza di un gran numero di rappresentanti delle specie animali, che usano i movimenti delle orecchie per sintonizzarsi con maggiore precisione sulla sorgente sonora.

Le pieghe del padiglione auricolare umano sono disposte in modo tale da apportare correzioni (distorsioni minori) rispetto alla posizione verticale e orizzontale della sorgente sonora nello spazio. È grazie a questa caratteristica unica che una persona è in grado di determinare abbastanza chiaramente la posizione di un oggetto nello spazio rispetto a se stesso, concentrandosi solo sul suono. Questa caratteristica è anche ben nota con il termine "localizzazione del suono". La funzione principale del padiglione auricolare è quella di catturare quanti più suoni possibili nella gamma di frequenze udibili. L'ulteriore destino delle onde sonore "catturate" è deciso nel condotto uditivo, la cui lunghezza è di 25-30 mm. In esso, la parte cartilaginea del padiglione auricolare esterno passa nell'osso e la superficie cutanea del canale uditivo è dotata di ghiandole sebacee e solforiche. Alla fine del canale uditivo c'è una membrana timpanica elastica, a cui raggiungono le vibrazioni delle onde sonore, provocando così le vibrazioni di risposta. La membrana timpanica, a sua volta, trasmette queste vibrazioni ricevute alla regione dell'orecchio medio.

Orecchio medio

Le vibrazioni trasmesse dalla membrana timpanica entrano in un'area dell'orecchio medio chiamata "regione timpanica". Questa è un'area di circa un centimetro cubo di volume, in cui si trovano tre ossicini uditivi: martello, incudine e staffa. Sono questi elementi "intermedi" che svolgono la funzione più importante: la trasmissione delle onde sonore all'orecchio interno e l'amplificazione simultanea. Gli ossicini uditivi sono una catena di trasmissione del suono estremamente complessa. Tutte e tre le ossa sono strettamente collegate tra loro, così come con il timpano, per cui si verifica la trasmissione di vibrazioni "lungo la catena". Sull'accesso alla regione dell'orecchio interno, c'è una finestra del vestibolo, che è bloccata dalla base della staffa. Per equalizzare la pressione su entrambi i lati della membrana timpanica (ad esempio, in caso di variazioni della pressione esterna), l'area dell'orecchio medio è collegata al rinofaringe tramite la tromba di Eustachio. Siamo tutti ben consapevoli dell'effetto di tappi per le orecchie che si verifica proprio a causa di tale messa a punto. Dall'orecchio medio le vibrazioni sonore, già amplificate, cadono nella regione dell'orecchio interno, la più complessa e sensibile.

orecchio interno

La forma più complessa è l'orecchio interno, che per questo viene chiamato labirinto. Il labirinto osseo comprende: vestibolo, coclea e canali semicircolari, nonché l'apparato vestibolare responsabile dell'equilibrio. È la coclea che si riferisce direttamente all'udito in questo fascio. La coclea è un canale membranoso a spirale riempito di liquido linfatico. All'interno, il canale è diviso in due parti da un altro setto membranoso chiamato "membrana di base". Questa membrana è costituita da fibre di varie lunghezze (più di 24.000 in totale), tese come corde, ogni corda risuona al proprio suono specifico. Il canale è diviso da una membrana nelle scale superiore e inferiore, che comunicano nella parte superiore della coclea. Dall'estremità opposta, il canale si collega all'apparato recettore dell'analizzatore uditivo, che è ricoperto da minuscole cellule ciliate. Questo apparato dell'analizzatore uditivo è anche chiamato Organo di Corti. Quando le vibrazioni dell'orecchio medio entrano nella coclea, anche il fluido linfatico che riempie il canale inizia a vibrare, trasmettendo vibrazioni alla membrana principale. In questo momento entra in azione l'apparato dell'analizzatore uditivo, le cui cellule ciliate, disposte su più file, convertono le vibrazioni sonore in impulsi "nervosi" elettrici, che vengono trasmessi lungo il nervo uditivo alla zona temporale della corteccia cerebrale . In un modo così complesso e ornato, una persona alla fine sentirà il suono desiderato.

Caratteristiche della percezione e della formazione del linguaggio

Il meccanismo di produzione del linguaggio si è formato negli esseri umani durante l'intera fase evolutiva. Il significato di questa capacità è di trasmettere informazioni verbali e non verbali. Il primo porta un carico verbale e semantico, il secondo è responsabile del trasferimento della componente emotiva. Il processo di creazione e percezione del discorso comprende: la formulazione di un messaggio; codificare in elementi secondo le regole del linguaggio esistente; azioni neuromuscolari transitorie; movimenti delle corde vocali; emissione di segnali acustici; Quindi l'ascoltatore entra in azione, effettuando: analisi spettrale del segnale acustico ricevuto e selezione delle caratteristiche acustiche nel sistema uditivo periferico, trasmissione delle caratteristiche selezionate attraverso reti neurali, riconoscimento del codice linguistico (analisi linguistica), comprensione del significato del messaggio.
Il dispositivo per la generazione di segnali vocali può essere paragonato a uno strumento a fiato complesso, ma la versatilità e la flessibilità dell'accordatura e la capacità di riprodurre le più piccole sottigliezze e dettagli non hanno analoghi in natura. Il meccanismo di formazione della voce è costituito da tre componenti inseparabili:

1. Generatore- polmoni come riserva di volume d'aria. L'energia di pressione in eccesso viene immagazzinata nei polmoni, quindi attraverso il canale escretore, con l'aiuto del sistema muscolare, questa energia viene rimossa attraverso la trachea collegata alla laringe. In questa fase il flusso d'aria viene interrotto e modificato;
2. Vibratore- è costituito da corde vocali. Il flusso è influenzato anche da getti d'aria turbolenti (creano toni marginali) e da sorgenti di impulsi (esplosioni);
3. Risonatore- comprende cavità risonanti di forma geometrica complessa (faringe, cavità orale e nasale).

Nell'aggregato del dispositivo individuale di questi elementi si forma un timbro unico e individuale della voce di ogni persona individualmente.

L'energia della colonna d'aria viene generata nei polmoni, che creano un certo flusso d'aria durante l'inalazione e l'espirazione a causa della differenza di pressione atmosferica e intrapolmonare. Il processo di accumulo di energia avviene attraverso l'inalazione, il processo di rilascio è caratterizzato dall'espirazione. Ciò avviene per compressione ed espansione del torace, che si effettuano con l'ausilio di due gruppi muscolari: intercostale e diaframma, con respirazione profonda e canto, si contraggono anche gli addominali, il torace e il collo. Quando si inspira, il diaframma si contrae e cade, la contrazione dei muscoli intercostali esterni solleva le costole e le porta ai lati e lo sterno in avanti. L'espansione del torace porta a un calo della pressione all'interno dei polmoni (rispetto all'atmosfera) e questo spazio si riempie rapidamente di aria. Durante l'espirazione, i muscoli si rilassano di conseguenza e tutto torna al suo stato precedente (il torace torna allo stato originale a causa della sua stessa gravità, il diaframma si alza, il volume dei polmoni precedentemente espansi diminuisce, la pressione intrapolmonare aumenta). L'inalazione può essere descritta come un processo che richiede il dispendio di energia (attiva); l'espirazione è il processo di accumulo di energia (passivo). Il controllo del processo di respirazione e la formazione del linguaggio avviene inconsciamente, ma quando si canta, impostare il respiro richiede un approccio consapevole e un allenamento aggiuntivo a lungo termine.

La quantità di energia che viene successivamente spesa per la formazione della parola e della voce dipende dal volume dell'aria immagazzinata e dalla quantità di pressione aggiuntiva nei polmoni. La pressione massima sviluppata da un cantante d'opera addestrato può raggiungere 100-112 dB. La modulazione del flusso d'aria da parte della vibrazione delle corde vocali e la creazione di sovrapressione sottofaringea, questi processi hanno luogo nella laringe, che è una specie di valvola situata all'estremità della trachea. La valvola svolge una duplice funzione: protegge i polmoni da corpi estranei e mantiene alta la pressione. È la laringe che funge da fonte di parola e di canto. La laringe è un insieme di cartilagini collegate da muscoli. La laringe ha una struttura piuttosto complessa, il cui elemento principale è un paio di corde vocali. Sono le corde vocali la principale (ma non l'unica) fonte di formazione vocale o "vibratore". Durante questo processo, le corde vocali si muovono, accompagnate da attrito. Per proteggersi da questo, viene secreta una speciale secrezione mucosa, che funge da lubrificante. La formazione dei suoni del linguaggio è determinata dalle vibrazioni dei legamenti, che portano alla formazione di un flusso d'aria esalato dai polmoni, a un certo tipo di ampiezza caratteristica. Tra le corde vocali ci sono piccole cavità che fungono da filtri acustici e risonatori quando richiesto.

Caratteristiche della percezione uditiva, sicurezza dell'ascolto, soglie uditive, adattamento, corretto livello del volume

Come si può vedere dalla descrizione della struttura dell'orecchio umano, questo organo è molto delicato e di struttura piuttosto complessa. Tenendo conto di questo fatto, non è difficile stabilire che questo apparato estremamente sottile e sensibile abbia una serie di limiti, soglie e così via. Il sistema uditivo umano è adattato alla percezione dei suoni deboli, nonché dei suoni di media intensità. L'esposizione prolungata a suoni forti comporta spostamenti irreversibili delle soglie uditive, così come altri problemi di udito, fino alla completa sordità. Il grado di danno è direttamente proporzionale al tempo di esposizione in un ambiente rumoroso. In questo momento entra in vigore anche il meccanismo di adattamento, ovvero sotto l'influenza di suoni forti e prolungati, la sensibilità diminuisce gradualmente, il volume percepito diminuisce, l'udito si adatta.

L'adattamento inizialmente cerca di proteggere gli organi uditivi da suoni troppo forti, tuttavia, è l'influenza di questo processo che molto spesso induce una persona ad aumentare il livello del volume del sistema audio in modo incontrollabile. La protezione è realizzata grazie al meccanismo dell'orecchio medio e interno: la staffa viene retratta dalla finestra ovale, proteggendo così dai suoni eccessivamente forti. Ma il meccanismo di protezione non è l'ideale e ha un ritardo, attivandosi solo 30-40 ms dopo l'inizio dell'arrivo del suono, inoltre, la protezione completa non si ottiene nemmeno con una durata di 150 ms. Il meccanismo di protezione si attiva quando il livello del volume supera il livello di 85 dB, inoltre la protezione stessa è fino a 20 dB.
Il più pericoloso, in questo caso, può essere considerato il fenomeno dello "spostamento della soglia uditiva", che di solito si verifica in pratica a seguito di un'esposizione prolungata a suoni forti superiori a 90 dB. Il processo di recupero del sistema uditivo dopo tali effetti dannosi può durare fino a 16 ore. Lo spostamento della soglia inizia già al livello di intensità di 75 dB e aumenta proporzionalmente all'aumentare del livello del segnale.

Quando si considera il problema del corretto livello di intensità sonora, la cosa peggiore da rendersi conto è che i problemi (acquisiti o congeniti) legati all'udito sono praticamente incurabili in questa epoca di medicina abbastanza avanzata. Tutto ciò dovrebbe indurre qualsiasi persona sana di mente a pensare alla cura del proprio udito, a meno che, ovviamente, non si preveda di preservare la sua integrità originale e la capacità di ascoltare l'intera gamma di frequenze il più a lungo possibile. Fortunatamente, non tutto è così spaventoso come potrebbe sembrare a prima vista e, seguendo una serie di precauzioni, puoi facilmente salvare l'udito anche in vecchiaia. Prima di considerare queste misure, è necessario ricordare una caratteristica importante della percezione uditiva umana. L'apparecchio acustico percepisce i suoni in modo non lineare. Un fenomeno simile consiste nel seguente: se si immagina una frequenza di un tono puro, ad esempio 300 Hz, allora la non linearità si manifesta quando gli armonici di questa frequenza fondamentale compaiono nel padiglione auricolare secondo il principio logaritmico (se si prende la frequenza fondamentale come f, le armoniche di frequenza saranno 2f, 3f ecc. in ordine crescente). Questa non linearità è anche più facile da capire ed è familiare a molti sotto il nome "distorsione non lineare". Poiché tali armoniche (armoniche) non si verificano nel tono puro originale, risulta che l'orecchio stesso introduce le proprie correzioni e sfumature nel suono originale, ma possono essere determinate solo come distorsioni soggettive. A un livello di intensità inferiore a 40 dB, non si verifica distorsione soggettiva. Con un aumento di intensità da 40 dB, il livello delle armoniche soggettive inizia ad aumentare, tuttavia, anche a un livello di 80-90 dB, il loro contributo negativo al suono è relativamente piccolo (quindi, questo livello di intensità può essere considerato condizionatamente un una sorta di "mezzo d'oro" nella sfera musicale).

Sulla base di queste informazioni, è possibile ricavare facilmente un livello di volume sicuro e accettabile che non danneggi gli organi uditivi e allo stesso tempo consenta di ascoltare assolutamente tutte le caratteristiche e i dettagli del suono, ad esempio nel caso di lavoro con un sistema "hi-fi". Questo livello della "media aurea" è di circa 85-90 dB. È a questa intensità sonora che è davvero possibile ascoltare tutto ciò che è incorporato nel percorso audio, riducendo al minimo il rischio di danni prematuri e perdita dell'udito. Quasi completamente sicuro può essere considerato un livello di volume di 85 dB. Per capire qual è il pericolo dell'ascolto ad alto volume e perché un livello di volume troppo basso non consente di ascoltare tutte le sfumature del suono, esaminiamo questo problema in modo più dettagliato. Per quanto riguarda i bassi livelli di volume, la mancanza di opportunità (ma più spesso di desiderio soggettivo) di ascoltare musica a bassi livelli è dovuta ai seguenti motivi:

1. Non linearità della percezione uditiva umana;
2. Caratteristiche della percezione psicoacustica, che saranno considerate separatamente.

La non linearità della percezione uditiva, discussa sopra, ha un effetto significativo a qualsiasi volume inferiore a 80 dB. In pratica, si presenta così: se accendi la musica a un livello basso, ad esempio 40 dB, la gamma delle frequenze medie della composizione musicale sarà più chiaramente udibile, sia che si tratti della voce dell'esecutore / esecutore o strumenti che suonano in questa gamma. Allo stesso tempo, ci sarà una chiara mancanza di frequenze basse e alte, dovuta proprio alla non linearità della percezione, oltre al fatto che frequenze diverse suonano a volumi diversi. Pertanto, è ovvio che per una piena percezione dell'insieme dell'immagine, il livello di intensità della frequenza deve essere allineato il più possibile a un unico valore. Nonostante il fatto che anche a un livello di volume di 85-90 dB non si verifichi l'equalizzazione idealizzata del volume delle diverse frequenze, il livello diventa accettabile per il normale ascolto quotidiano. Più basso è il volume contemporaneamente, più chiaramente sarà percepita a orecchio la caratteristica non linearità, ovvero la sensazione di assenza della giusta quantità di alte e basse frequenze. Allo stesso tempo, si scopre che con una tale non linearità è impossibile parlare seriamente della riproduzione del suono "hi-fi" ad alta fedeltà, perché l'accuratezza della trasmissione dell'immagine sonora originale sarà estremamente bassa in questa particolare situazione.

Se approfondisci queste conclusioni, diventa chiaro perché l'ascolto di musica a basso volume, anche se il più sicuro dal punto di vista della salute, viene percepito a orecchio in modo estremamente negativo a causa della creazione di immagini chiaramente non plausibili di strumenti musicali e voce , la mancanza di una scala sonora. In generale, la riproduzione di musica tranquilla può essere utilizzata come accompagnamento di sottofondo, ma è del tutto controindicato ascoltare ad alta qualità "hi-fi" a basso volume, per i motivi sopra esposti è impossibile creare immagini naturalistiche del palcoscenico sonoro che è stato formato dal tecnico del suono in studio durante la fase di registrazione. Ma non solo il volume basso introduce alcune restrizioni sulla percezione del suono finale, la situazione è molto peggiore con l'aumento del volume. È possibile e abbastanza semplice danneggiare l'udito e ridurre sufficientemente la sensibilità se si ascolta musica a livelli superiori a 90 dB per lungo tempo. Questi dati si basano su un gran numero di studi medici, che concludono che livelli sonori superiori a 90 dB causano danni alla salute reali e quasi irreparabili. Il meccanismo di questo fenomeno risiede nella percezione uditiva e nelle caratteristiche strutturali dell'orecchio. Quando un'onda sonora con un'intensità superiore a 90 dB entra nel condotto uditivo, gli organi dell'orecchio medio entrano in gioco, causando un fenomeno chiamato adattamento uditivo.

Il principio di ciò che sta accadendo in questo caso è questo: la staffa viene retratta dalla finestra ovale e protegge l'orecchio interno da suoni troppo forti. Questo processo è chiamato riflesso acustico. All'orecchio, questo è percepito come una diminuzione a breve termine della sensibilità, che può essere familiare a chiunque abbia mai assistito a concerti rock nei club, per esempio. Dopo un tale concerto, si verifica una diminuzione a breve termine della sensibilità che, dopo un certo periodo di tempo, viene riportata al livello precedente. Tuttavia, il ripristino della sensibilità non sarà sempre e dipenderà direttamente dall'età. Dietro tutto questo c'è il grande pericolo di ascoltare musica ad alto volume e altri suoni, la cui intensità supera i 90 dB. Il verificarsi di un riflesso acustico non è l'unico pericolo "visibile" di perdita della sensibilità uditiva. Con l'esposizione prolungata a suoni troppo forti, i peli situati nell'area dell'orecchio interno (che rispondono alle vibrazioni) deviano molto fortemente. In questo caso, si verifica l'effetto che i capelli responsabili della percezione di una certa frequenza vengono deviati sotto l'influenza di vibrazioni sonore di grande ampiezza. Ad un certo punto, un capello del genere potrebbe deviare troppo e non tornare mai più. Ciò causerà una corrispondente perdita di effetto di sensibilità a una frequenza specifica specifica!

La cosa più terribile in tutta questa situazione è che le malattie dell'orecchio sono praticamente incurabili, anche con i metodi più moderni conosciuti dalla medicina. Tutto ciò porta ad alcune serie conclusioni: un suono superiore a 90 dB è pericoloso per la salute ed è quasi garantito che provochi una perdita prematura dell'udito o una significativa diminuzione della sensibilità. Ancora più frustrante è che la proprietà di adattamento precedentemente menzionata entra in gioco nel tempo. Questo processo negli organi uditivi umani avviene in modo quasi impercettibile; una persona che perde lentamente sensibilità, vicino al 100% di probabilità, non se ne accorgerà fino al momento in cui le persone intorno a loro presteranno attenzione alle continue domande, come: "Cosa hai appena detto?". La conclusione alla fine è estremamente semplice: quando si ascolta la musica, è fondamentale non consentire livelli di intensità sonora superiori a 80-85 dB! Nello stesso momento, c'è anche un lato positivo: il livello del volume di 80-85 dB corrisponde approssimativamente al livello di registrazione del suono della musica in un ambiente di studio. Nasce così il concetto di "Mezzo d'Oro", al di sopra del quale è meglio non elevarsi se i problemi di salute hanno almeno un significato.

Anche l'ascolto di musica a breve termine a un livello di 110-120 dB può causare problemi di udito, ad esempio durante un concerto dal vivo. Ovviamente, evitarlo a volte è impossibile o molto difficile, ma è estremamente importante cercare di farlo per mantenere l'integrità della percezione uditiva. Teoricamente, l'esposizione a breve termine a suoni forti (non superiori a 120 dB), anche prima dell'inizio della "stanchezza uditiva", non porta a gravi conseguenze negative. Ma in pratica si verificano solitamente casi di esposizione prolungata a suoni di tale intensità. Le persone si assordano senza rendersi conto della portata del pericolo in un'auto mentre ascoltano un sistema audio, a casa in condizioni simili o con le cuffie su un lettore portatile. Perché sta succedendo questo e cosa rende il suono sempre più forte? Ci sono due risposte a questa domanda: 1) L'influenza della psicoacustica, che sarà discussa separatamente; 2) La costante necessità di "urlare" alcuni suoni esterni con il volume della musica. Il primo aspetto del problema è piuttosto interessante e verrà discusso in dettaglio in seguito, ma il secondo lato del problema porta più a pensieri e conclusioni negative su una comprensione erronea dei veri fondamenti del corretto ascolto del suono dell'"hi- classe fi".

Senza entrare nei dettagli, la conclusione generale sull'ascolto della musica e sul corretto volume è la seguente: l'ascolto della musica deve avvenire a livelli di intensità sonora non superiori a 90 dB, non inferiori a 80 dB in un ambiente in cui suoni estranei provenienti da fonti esterne sono fortemente attutiti o completamente assenti (come: conversazioni di vicini e altri rumori dietro il muro dell'appartamento, rumori della strada e rumori tecnici se si è in macchina, ecc.). Vorrei sottolineare una volta per tutte che è nel caso del rispetto di requisiti così, probabilmente severi, che è possibile ottenere il tanto atteso equilibrio di volume, che non causerà danni prematuri indesiderati agli organi uditivi, nonché come portare un vero piacere nell'ascoltare la tua musica preferita con i minimi dettagli del suono alle alte e basse frequenze e la precisione perseguita dal concetto stesso di suono "hi-fi".

Psicoacustica e caratteristiche della percezione

Per rispondere nel modo più completo ad alcune importanti domande riguardanti la percezione finale delle informazioni sonore da parte di una persona, esiste un'intera branca della scienza che studia un'enorme varietà di tali aspetti. Questa sezione è chiamata "psicoacustica". Il fatto è che la percezione uditiva non si esaurisce solo con il lavoro degli organi uditivi. Dopo la percezione diretta del suono da parte dell'organo dell'udito (orecchio), entra in gioco il meccanismo più complesso e poco studiato per analizzare le informazioni ricevute, il cervello umano è interamente responsabile di ciò, che è progettato in modo tale che durante operazione genera onde di una certa frequenza, e sono indicate anche in Hertz (Hz). Diverse frequenze delle onde cerebrali corrispondono a determinati stati di una persona. Pertanto, si scopre che l'ascolto di musica contribuisce a un cambiamento nella sintonizzazione della frequenza del cervello, e questo è importante da considerare quando si ascoltano composizioni musicali. Sulla base di questa teoria, esiste anche un metodo di terapia del suono per influenza diretta sullo stato mentale di una persona. Le onde cerebrali sono di cinque tipi:

1. Onde delta (onde inferiori a 4 Hz). Corrisponde a uno stato di sonno profondo senza sogni, mentre non c'è sensazione del corpo.
2. Onde Theta (onde 4-7 Hz). Lo stato di sonno o meditazione profonda.
3. Onde alfa (onde 7-13 Hz). Stati di rilassamento e distensione durante la veglia, la sonnolenza.
4. Onde beta (onde 13-40 Hz). Lo stato di attività, il pensiero quotidiano e l'attività mentale, l'eccitazione e la cognizione.
5. Onde gamma (onde superiori a 40 Hz). Uno stato di intensa attività mentale, paura, eccitazione e consapevolezza.

La psicoacustica, come branca della scienza, è alla ricerca di risposte alle domande più interessanti riguardanti la percezione finale delle informazioni sonore da parte di una persona. Nel processo di studio di questo processo, viene rivelato un numero enorme di fattori, la cui influenza si verifica invariabilmente sia nel processo di ascolto della musica, sia in ogni altro caso di elaborazione e analisi di qualsiasi informazione sonora. La psicoacustica studia quasi tutta la varietà delle possibili influenze, partendo dallo stato emotivo e mentale di una persona al momento dell'ascolto, per finire con le caratteristiche strutturali delle corde vocali (se parliamo delle peculiarità di percepire tutte le sottigliezze delle corde vocali performance) e il meccanismo per convertire il suono in impulsi elettrici del cervello. I fattori più interessanti e più importanti (che è fondamentale considerare ogni volta che ascolti la tua musica preferita, così come quando costruisci un sistema audio professionale) verranno discussi ulteriormente.

Il concetto di consonanza, consonanza musicale

Il dispositivo del sistema uditivo umano è unico, prima di tutto, nel meccanismo della percezione del suono, nella non linearità del sistema uditivo, nella capacità di raggruppare i suoni in altezza con un grado di precisione abbastanza elevato. La caratteristica più interessante della percezione è la non linearità del sistema uditivo, che si manifesta sotto forma di comparsa di ulteriori armoniche inesistenti (nel tono principale), che si manifesta particolarmente spesso nelle persone con intonazione musicale o perfetta . Se ci fermiamo più in dettaglio e analizziamo tutte le sottigliezze della percezione del suono musicale, è facile distinguere il concetto di "consonanza" e "dissonanza" di vari accordi e intervalli di suono. concetto "consonanza"è definito come un suono consonante (dalla parola francese "consenso"), e viceversa, rispettivamente, "dissonanza"- suono incoerente, discordante. Nonostante la varietà di diverse interpretazioni di questi concetti delle caratteristiche degli intervalli musicali, è più conveniente utilizzare l'interpretazione "musicale-psicologica" dei termini: consonanzaè definito e sentito da una persona come un suono piacevole e confortevole, morbido; dissonanza d'altra parte, può essere caratterizzato come un suono che provoca irritazione, ansia e tensione. Tale terminologia è leggermente soggettiva e anche, nella storia dello sviluppo della musica, sono stati presi per "consonante" intervalli completamente diversi e viceversa.

Al giorno d'oggi, questi concetti sono anche difficili da percepire in modo inequivocabile, poiché ci sono differenze tra persone con preferenze e gusti musicali diversi e non esiste nemmeno un concetto di armonia generalmente riconosciuto e concordato. La base psicoacustica per la percezione dei vari intervalli musicali come consonanti o dissonanti dipende direttamente dal concetto di "banda critica". Striscia critica- questa è una certa larghezza della banda, all'interno della quale le sensazioni uditive cambiano drasticamente. L'ampiezza delle bande critiche aumenta proporzionalmente all'aumentare della frequenza. Pertanto, la sensazione di consonanze e dissonanze è direttamente correlata alla presenza di bande critiche. L'organo uditivo umano (orecchio), come accennato in precedenza, svolge il ruolo di filtro passa-banda a un certo punto nell'analisi delle onde sonore. Questo ruolo è assegnato alla membrana basilare, sulla quale sono presenti 24 bande critiche con ampiezza dipendente dalla frequenza.

Pertanto, consonanza e incoerenza (consonanza e dissonanza) dipendono direttamente dalla risoluzione del sistema uditivo. Si scopre che se due toni diversi suonano all'unisono o la differenza di frequenza è zero, allora questa è una consonanza perfetta. La stessa consonanza si verifica se la differenza di frequenza è maggiore della banda critica. La dissonanza si verifica solo quando la differenza di frequenza è compresa tra il 5% e il 50% della banda critica. Il più alto grado di dissonanza in questo segmento si sente se la differenza è un quarto della larghezza della banda critica. Sulla base di ciò, è facile analizzare qualsiasi registrazione musicale mista e combinazione di strumenti per consonanza o dissonanza del suono. Non è difficile intuire quale ruolo importante abbiano in questo caso il tecnico del suono, lo studio di registrazione e altri componenti della colonna sonora originale digitale o analogica finale, e tutto questo ancor prima di tentare di riprodurlo su apparecchiature audio.

Localizzazione sonora

Il sistema dell'udito binaurale e della localizzazione spaziale aiuta una persona a percepire la pienezza dell'immagine sonora spaziale. Questo meccanismo di percezione è implementato da due ricevitori acustici e due canali uditivi. L'informazione sonora che perviene attraverso questi canali viene successivamente processata nella parte periferica del sistema uditivo e sottoposta ad analisi spettrale e temporale. Inoltre, queste informazioni vengono trasmesse alle parti superiori del cervello, dove viene confrontata la differenza tra il segnale sonoro sinistro e destro e si forma anche un'unica immagine sonora. Questo meccanismo descritto è chiamato udienza binaurale. Grazie a ciò, una persona ha opportunità così uniche:

1) localizzazione di segnali sonori da una o più sorgenti, formando un'immagine spaziale della percezione del campo sonoro
2) separazione dei segnali provenienti da sorgenti diverse
3) la selezione di alcuni segnali sullo sfondo di altri (ad esempio, la selezione del parlato e della voce dal rumore o dal suono degli strumenti)

La localizzazione spaziale è facile da osservare con un semplice esempio. In un concerto, con sopra un palco e un certo numero di musicisti ad una certa distanza l'uno dall'altro, è facile (volendo, anche chiudendo gli occhi) determinare la direzione di arrivo del segnale sonoro di ogni strumento, per valutare la profondità e la spazialità del campo sonoro. Allo stesso modo, viene valorizzato un buon impianto hi-fi, in grado di "riprodurre" in modo affidabile tali effetti di spazialità e localizzazione, di fatto "ingannando" il cervello, facendoti sentire la piena presenza del tuo interprete preferito ad un live prestazione. La localizzazione di una sorgente sonora è solitamente determinata da tre fattori principali: temporale, intensità e spettrale. Indipendentemente da questi fattori, esistono numerosi modelli che possono essere utilizzati per comprendere le basi della localizzazione del suono.

Il più grande effetto di localizzazione, percepito dagli organi uditivi umani, è nella regione delle medie frequenze. Allo stesso tempo, è quasi impossibile determinare la direzione dei suoni di frequenze superiori a 8000 Hz e inferiori a 150 Hz. Quest'ultimo fatto è particolarmente utilizzato nei sistemi hi-fi e home theater quando si sceglie la posizione di un subwoofer (collegamento a bassa frequenza), la cui posizione nella stanza, a causa della mancanza di localizzazione delle frequenze inferiori a 150 Hz, praticamente non importa, e l'ascoltatore ottiene comunque un'immagine olistica del palcoscenico. L'accuratezza della localizzazione dipende dalla posizione della sorgente di radiazione delle onde sonore nello spazio. Pertanto, la massima precisione di localizzazione del suono si nota sul piano orizzontale, raggiungendo un valore di 3°. Sul piano verticale, il sistema uditivo umano determina molto peggio la direzione della sorgente, la precisione in questo caso è di 10-15 ° (a causa della struttura specifica dei padiglioni auricolari e della geometria complessa). L'accuratezza della localizzazione varia leggermente a seconda dell'angolo degli oggetti che emettono suoni nello spazio con angoli relativi all'ascoltatore e anche il grado di diffrazione delle onde sonore della testa dell'ascoltatore influisce sull'effetto finale. Va anche notato che i segnali a banda larga sono meglio localizzati rispetto al rumore a banda stretta.

Molto più interessante è la situazione con la definizione della profondità del suono direzionale. Ad esempio, una persona può determinare la distanza da un oggetto tramite il suono, tuttavia ciò accade in misura maggiore a causa di un cambiamento nella pressione sonora nello spazio. Di solito, più l'oggetto è lontano dall'ascoltatore, più le onde sonore vengono attenuate nello spazio libero (all'interno, viene aggiunta l'influenza delle onde sonore riflesse). Pertanto, possiamo concludere che l'accuratezza della localizzazione è maggiore in una stanza chiusa proprio a causa del verificarsi del riverbero. Le onde riflesse che si verificano in spazi chiusi danno origine a effetti interessanti come l'espansione del palcoscenico sonoro, l'avvolgimento, ecc. Questi fenomeni sono possibili proprio grazie alla suscettibilità della localizzazione tridimensionale del suono. Le principali dipendenze che determinano la localizzazione orizzontale del suono sono: 1) la differenza nel tempo di arrivo di un'onda sonora nell'orecchio sinistro e destro; 2) la differenza di intensità dovuta alla diffrazione alla testa dell'ascoltatore. Per determinare la profondità del suono, sono importanti la differenza nel livello di pressione sonora e la differenza nella composizione spettrale. Anche la localizzazione sul piano verticale dipende fortemente dalla diffrazione nel padiglione auricolare.

La situazione è più complicata con i moderni sistemi audio surround basati sulla tecnologia Dolby Surround e analoghi. Sembrerebbe che il principio della costruzione di sistemi home theater regoli chiaramente il metodo per ricreare un'immagine spaziale abbastanza naturalistica del suono 3D con il volume intrinseco e la localizzazione delle sorgenti virtuali nello spazio. Tuttavia, non tutto è così banale, poiché di solito non vengono presi in considerazione i meccanismi di percezione e localizzazione di un gran numero di sorgenti sonore. La trasformazione del suono da parte degli organi dell'udito comporta il processo di aggiunta di segnali provenienti da diverse fonti che giungono a diverse orecchie. Inoltre, se la struttura di fase di suoni diversi è più o meno sincrona, tale processo viene percepito dall'orecchio come un suono emanato da una sorgente. Ci sono anche una serie di difficoltà, comprese le caratteristiche del meccanismo di localizzazione, che rende difficile determinare con precisione la direzione della sorgente nello spazio.

Alla luce di quanto sopra, il compito più difficile è separare i suoni da diverse sorgenti, soprattutto se queste diverse sorgenti riproducono un segnale di ampiezza-frequenza simile. E questo è esattamente ciò che accade in pratica in qualsiasi moderno sistema audio surround e persino in un sistema stereo convenzionale. Quando una persona ascolta un gran numero di suoni provenienti da diverse sorgenti, all'inizio si determina l'appartenenza di ogni suono particolare alla sorgente che lo crea (raggruppamento per frequenza, altezza, timbro). E solo nella seconda fase la voce cerca di localizzare la fonte. Successivamente, i suoni in entrata vengono suddivisi in flussi in base alle caratteristiche spaziali (differenza nel tempo di arrivo dei segnali, differenza di ampiezza). Sulla base delle informazioni ricevute si forma un'immagine uditiva più o meno statica e fissa, dalla quale è possibile determinare da dove proviene ogni particolare suono.

È molto conveniente tracciare questi processi sull'esempio di un normale palcoscenico con musicisti fissati su di esso. Allo stesso tempo, è molto interessante che se il cantante/interprete, occupando una posizione inizialmente definita sul palco, inizia a muoversi agevolmente sul palco in qualsiasi direzione, l'immagine uditiva precedentemente formata non cambierà! La determinazione della direzione del suono proveniente dal cantante rimarrà soggettivamente la stessa, come se si trovasse nello stesso punto in cui si trovava prima di muoversi. Solo nel caso di un brusco cambiamento nella posizione dell'esecutore sul palco si verificherà la scissione dell'immagine sonora formata. Oltre ai problemi considerati e alla complessità dei processi di localizzazione del suono nello spazio, nel caso di sistemi audio surround multicanale, il processo di riverbero nella stanza di ascolto finale gioca un ruolo piuttosto importante. Questa dipendenza si osserva più chiaramente quando un gran numero di suoni riflessi proviene da tutte le direzioni: l'accuratezza della localizzazione si deteriora in modo significativo. Se la saturazione energetica delle onde riflesse è maggiore (prevale) rispetto ai suoni diretti, il criterio di localizzazione in tale stanza diventa estremamente sfocato ed è estremamente difficile (se non impossibile) parlare dell'accuratezza della determinazione di tali sorgenti.

Tuttavia, in una stanza altamente riverberante, teoricamente avviene la localizzazione; nel caso di segnali a banda larga, l'udito è guidato dal parametro della differenza di intensità. In questo caso, la direzione è determinata dalla componente ad alta frequenza dello spettro. In ogni stanza, l'accuratezza della localizzazione dipenderà dal tempo di arrivo dei suoni riflessi dopo i suoni diretti. Se l'intervallo tra questi segnali sonori è troppo piccolo, la "legge dell'onda diretta" inizia a funzionare per aiutare il sistema uditivo. L'essenza di questo fenomeno: se i suoni con un breve intervallo di ritardo provengono da direzioni diverse, la localizzazione dell'intero suono avviene in base al primo suono che è arrivato, ad es. l'udito ignora in una certa misura il suono riflesso se arriva troppo poco dopo quello diretto. Un effetto simile appare anche quando viene determinata la direzione di arrivo del suono nel piano verticale, ma in questo caso è molto più debole (a causa del fatto che la suscettibilità del sistema uditivo alla localizzazione nel piano verticale è notevolmente peggiore).

L'essenza dell'effetto di precedenza è molto più profonda e ha una natura psicologica piuttosto che fisiologica. Sono stati effettuati numerosi esperimenti, sulla base dei quali è stata stabilita la dipendenza. Questo effetto si verifica principalmente quando il momento in cui si verifica l'eco, la sua ampiezza e direzione coincidono con alcune "aspettative" dell'ascoltatore da come l'acustica di questa particolare stanza formi un'immagine sonora. Forse la persona ha già avuto esperienza di ascolto in questa stanza o simile, il che costituisce la predisposizione del sistema uditivo al verificarsi dell'effetto "atteso" di precedenza. Per aggirare queste limitazioni inerenti all'udito umano, nel caso di più sorgenti sonore, vengono utilizzati vari trucchi e trucchi, con l'aiuto dei quali si forma una localizzazione più o meno plausibile di strumenti musicali/altre sorgenti sonore nello spazio . In generale, la riproduzione di immagini sonore stereo e multicanale si basa su molti inganni e sulla creazione di un'illusione uditiva.

Quando due o più altoparlanti (ad esempio 5.1 o 7.1, o anche 9.1) riproducono il suono da punti diversi della stanza, l'ascoltatore sente i suoni provenienti da fonti inesistenti o immaginarie, percependo un certo panorama sonoro. La possibilità di questo inganno risiede nelle caratteristiche biologiche della struttura del corpo umano. Molto probabilmente, una persona non ha avuto il tempo di adattarsi a riconoscere un tale inganno a causa del fatto che i principi della riproduzione del suono "artificiale" sono apparsi relativamente di recente. Ma, sebbene il processo di creazione di una localizzazione immaginaria si sia rivelato possibile, l'implementazione è ancora lontana dall'essere perfetta. Il fatto è che l'udito percepisce davvero una sorgente sonora dove in realtà non esiste, ma la correttezza e l'accuratezza della trasmissione delle informazioni sonore (in particolare, il timbro) è una grande domanda. Con il metodo di numerosi esperimenti in vere stanze di riverbero e in camere attutite, si è riscontrato che il timbro delle onde sonore differisce dalle sorgenti reali e immaginarie. Ciò influisce principalmente sulla percezione soggettiva del volume spettrale, il timbro in questo caso cambia in modo significativo e percettibile (se confrontato con un suono simile riprodotto da una sorgente reale).

Nel caso di sistemi home theater multicanale, il livello di distorsione è notevolmente più alto, per diversi motivi: 1) Molti segnali sonori simili per ampiezza-frequenza e risposta di fase provengono contemporaneamente da sorgenti e direzioni diverse (comprese le onde riflesse) a ciascun condotto uditivo. Ciò porta a una maggiore distorsione e alla comparsa di filtri a pettine. 2) La forte spaziatura degli altoparlanti nello spazio (rispetto tra loro, nei sistemi multicanale tale distanza può essere di diversi metri o più) contribuisce alla crescita della distorsione timbrica e della colorazione del suono nella regione della sorgente immaginaria. Di conseguenza, possiamo dire che la colorazione del timbro nei sistemi audio multicanale e surround si verifica in pratica per due motivi: il fenomeno del filtro a pettine e l'influenza dei processi di riverbero in una particolare stanza. Se più sorgenti sono responsabili della riproduzione dell'informazione sonora (questo vale anche per un impianto stereo con 2 sorgenti), è inevitabile l'effetto del "filtraggio a pettine", causato dai diversi tempi di arrivo delle onde sonore a ciascun canale uditivo. Particolare irregolarità si osserva nella regione della parte centrale superiore 1-4 kHz.