Громкость. Критические полосы слуха
Субъективное ощущение, позволяющее слуховой системе располагать звуки по определенной шкале — от звуков низкой интенсивности («тихих») к звукам большой интенсивности
(«громким»), — называется громкостью (volume). Громкость зависит не только от
интенсивности звука, но и от его частоты, спектрального состава, длительности и др.
Громкость звука — это субъективное качество. Оно характеризует ощущение слушателя и поэтому не может быть измерена прямыми методами. В настоящее время оценки ощущения громкости при изменении различных параметров звукового сигнала получаются методом субъективных экспертиз. Громкость связана со звуковым давлением и зависит от длительности.
Интенсивность звука – величина равная отношению потока звуковой энергии (P) через поверхность перпендикулярную направлению распространению этого звука к площади S этой поверхности и измеряется в Ваттах : I = P/S
Поток звуковой энергии, акустическая мощность — величина, равная отношению звуковой энергии W, переносимой упругой средой через заданную поверхность, к интервалу времени T, за который эта энергия переносится: P = W/T (Вт)
Под уровнем громкости данного звука понимается уровень звукового давления эталонного звука на частоте 1000 Гц, равногромкого данному. Уровень громкости измеряется в специальных единицах — фонах.
Каждая из представленных кривых называется изофоной и характеризует уровень громкости звуков разной частоты.
Для количественной оценки абсолютной громкости была принята специальная единица сон, которая определяется следующим образом: громкость в 1 сон — это громкость синусоидального звука с частотой 1000 Гц и уровнем 40 дБ. Это относительная величина и определяется с помощью кривой.
Между абсолютным значением громкости в сонах S и значением уровня громкости в фонах L) существует следующая связь:
Графическая зависимость громкости в сонах от уровня громкости в фонах (или дБ для частоты 1000 Гц) показана на рис. 3.3.3.
Бинауральный слух. Пространственная локализация
Наличие двух приемников информации, т. е. бинаурального (двойного) слуха, обеспечивает человеку огромные преимущества, основные из которых следующие:
— локализация сигналов как от одиночных, так и от множественных источников, что позволяет формировать пространственную перспективу и оценивать пространственное звуковое поле
(например, в помещении);
— разделение сигналов, приходящих от звуковых источников из различных точек пространства;
— выделение сигналов выбранного звукового источника на фоне других звуковых сигналов, например выделение прямого звука на фоне реверберирующих сигналов в помещении, выделение речи на фоне шумов и т. д.
Прослушивая звучание симфонического оркестра в концертном зале (или пение хора в большом соборе), слушатель отчетливо воспринимает и разделяет расположение инструментов в горизонтальной плоскости на сцене, их расположение по глубине, а также ощущает пространственность окружающего звукового образа. Эта способность и называется пространственной бинауральной локализацией.
Пространственная разнесенность двух слуховых приемников и экранирующее влияние головы
и торса за счет дифракционных эффектов приводят к значительным различиям между сигналами, поступающими на правое и левое ухо, что позволяет произвести локализацию звукового источника в пространстве, обусловленную тремя физическими факторами:
— временным (lnteraural Time Difference — ITD) — возникающим из-за несовпадения по времени моментов прихода одинаковых фаз звуковой волны к левому и правому уху;
— интенсивностным (lnteraural Intensity Difference — HD) — возникающим из-за неодинаковой величины интенсивностей звуковой волны, вследствие дифракции ее вокруг головы и за счет образования «акустической тени» со стороны, обратной источнику звука;
— спектральным — возникающим из-за разницы в спектральном составе звуков, воспринимаемых левым и правым ухом, вследствие неодинакового экранирующего влияния головы и ушных раковин на низкочастотные и высокочастотные составляющие сложного звука.