آکوستیک و آکوستیک روان شنیداری

شدت صدا

معمولاً، صدای یک منبع، به یک گوش دیرتر از گوش دیگر می رسد. صدای پخش شده در سمت چپ سر، اول به گوش چپ می رسد و صدای پخش شده در سمت راست سر، ابتدا به گوش راست می رسد.

هنگامی که ، امواج صوتی به مانعی برخورد می کنند، بسامدهایی که طول موجشان از ابعاد مانع کوتاهتر است، بر می گردند، در حالی که بسامدهای با طول موج بزرگتر از مانع، دچار انحنا شده در اطراف آن پراشیده می شوند.میانگین پهنای سر افراد بزرگسال، 7 اینچ (حدود 17.5 سانتی متر) است. بنابراین، هرگاه بسامدهایی با طول موج حدود 7 اینچ یا کمتر، از سمت چپ به سه سر برسند، به وسیله آن بازتابیده می شوند و یک سایه صوتی (Sound Shadow) در سمت مخالف سر ایجاد می کنند. در نتیجه، شدت صدا در گوش چپ نسبت به گوش راست بیشتر می شود . از طرفی بسامدهای پایین تر با طول موجهای حدود 7 اینچ یا بیشتر ، حول سر پراشیده شده و باعث می شوند صدا به گوش راست اندکی دیرتر از گوش چپ برسد . علت آن اینست که ،  امواج صوتی رسیده به گوش چپ و راست ، اندکی با یکدیگر اختلاف فاز دارند.

بنابراین می توان این طور نتیجه گرفت که بسامدهای بالاتر (که طول موجشان کوتاه تر است) جهت دارتر از بسامدهای پایین تر ( با طول موج های بلندتر ) هستند و تشخیص محل آنها نیز آسان تر است. با وجود این ممکن است در جایی، بین 1000 هرتز و 5000هرتز ، طول موجها به طور جزئی بازتابیده شده و حول سر پراشیده شوند؛ در این بسامدها، تشخیص اینکه صدا از کجا می آید ، مشکل خواهد بود !

زمان رسیدن صدا به گوش

این اصل ، یک ضمیمه مهم به نام افکت تقدم یا اثر هاس (Hass Effect) دارد  .

وقتی صدایی در یک فضای منعکس کننده منتشر می شود ، صدای مستقیم (Directed Sound) قبل از هرگونه برخورد با سطوح دیگر به گوشهای ما می رسد .

صدای غیرمستقیم یا بازتابیده (Reflected Sound) بعد از برخورد با یک یا چند سطح معدود به گوش ما می رسد.اگر صداهای شبیه به هم، به فاصله 20 میلی ثانیه از همدیگر به گوش برسند ،معمولا ً احساس می شود که صداهای غیر مستقیم (بازتابیده) و صدای مستقیم، از یک سو می آیند . اگر فاصله زمانی بین رسیدن صدای مستقیم و غیر مستقیم به گوش، بیش از 20 میلی ثانیه شود، تشخیص جهت و محل منبع صوتی مشکل می شود .

جنبه دیگر اثر تقدم آنست که ، صداهای مستقیم و بازتابیده ای که تقریبا ً 10 تا 20 میلی ثانیه بعد از امواج اصلی به گوش می رسند ، به صورت یک صدای واحد درک می شوند ؛و گوش ، آنها را از هم تشخیص نمی دهد . این پدیده ، تلفیق گذرا (Temporal Fusion)

نامیده می شود . این اثر ، به تدریج با افزایش فاصله زمانی (در حدود 30 تا 50 میلی ثانیه ) ،بین صدای مستقیم و انعکاس آن ،ناپدید می شود . و به محض اینکه فاصله زمانی از 50 میلی ثانیه بیشتر شود ،تکرارهای صدا به صورت اکو شنیده خواهند شد.

 بعد(دیمانسیون)

رابطه بین زمان رسیدن صدا به گوش ، وشدت آن بر عمق و وسعت صدای دریافتی تاثیر می گذارد. در یک سیستم صوتی مناسب یک لوح فشرده (CD) را در دو حالت مونو(تک کاناله) و استریو(دوکاناله) گوش بدهید .متوجه خواهید شد که صدا در حالت استریو پرحجم تر، غنی تر و وسیع تر است.آنچه که این عمق و وسعت صوتی را ایجاد می کند ،  اثر ترکیبی شدت و اختلاف زمانی ، بین امواج مستقیم و بازتابیده است.

صدای مستقیم ،بازتابهای اولیه ، واخنش(پس آوایی) و اکو (بازآوایی)

طول عمر (Life Cycle) آکوستیکی هرموج صوتی را می توان به سه قسمت تقسیم کرد : صدای مستقیم (Direct Sound) بازتابهای اولیه (Early Reflection)  و واخنش(Reverbration)

امواج مستقیم ،بدون هیچگونه بازتابی به گوش شنونده می رسند .آنها اطلاعاتی را درباره منبع صدا ، اندازه آن و کیفیت تونی صدا به ما می دهند.

بازتابهای اولیه ، قبل از رسیدن به گوش شنونده ، به یک سطح برخورد می کنند و حدود 10 تا 30 میلی ثانیه بعد از صدای مستقیم شنیده می شوند . هرچند که آنها به عنوان قسمتی از صدای مستقیم احساس می شوند ،اما اختلاف زمانی بین رسیدن آنها و صدای اصلی ، به میزان بلندی و پربودن صدای اصلی افزوده و به ما کمک می کند تا یک تصویر ذهنی از اندازه اتاق داشته باشیم .

1. تشریح واخنش در یک فضای بسته

در زمان T-0 ، صدای مستقیم شنیده می شود . شکاف زمانی بین T-0 و T1 ، تاخیر زمانی اولیه است (زمانی بین رسیدن صدای مستقیم و اولین بازتاب )

در T2 و T3 ،بازتابهای اولیه بیشتری به گوش می رسد که از سطوح نزدیک منعکس شده اند .این بازتابها به جای اینکه به صورت مجزا شنیده شوند ،همراه صدای اصلی فقط احساس می شوند . در T4  ،تکرارهای صدای مستقیم که در تمام اتاق ،پخش شده اند از چندین سطح منعکس می شوند و فاصله زمانی بین تکرارها هنگام رسیدن به شنونده کم است و آنقدر نزدیک هم به شنونده می رسند ، که تکراری بودن آنها غیر قابل تشخیص می شود .

واخنش یا پس آوایی(Reverbration)

واخنش معمولا ً وقتی ایجاد می شود که صدا از سطوح زیادی منعکس شده و بیش از 10 میلی ثانیه بعد از صدای مستقیم ،به گوش شنونده برسد.

واخنش ،بازتابهای متراکم تولید شده در فضا است که به وسیله تکرارهای تصادفی، مکررو مخلوط شده صدا ایجاد می شود. واخنش، باندی و پیکره صدا را تکمیل می کند و بیشترین انرژی صدا را شامل می شود.و به میرایی ، یا زمان واخنش ( زمانی که بعد از قطع صدای حالت پایدار طول می کشد ، تا صداdB-SPL60 کاهش یابد) بستگی دارد. همچنین واخنش ،اطلاعاتی را درباره قابلیت جذب و بازتابندگی سطوح اتاق و فاصله شنونده ازمنبع صدا ارائه می دهد.هرچه مدت زمان میرایی طولانی تر باشد، معلوم می شود که اتاق بزرگتر و سطوح آن سخت تر است و شنونده خود دورتر از منبع صدا حس می کند.

اگر مسیر بازتابها 50 میلی ثانیه یا بیشتر باشد ،بازتابها بیشتر به صورت تکرارهای مجزایی از صدای مستقیم دریافت می شوند و اغلب  از وضوح صدا می کاهند این تکرارهای محسوس صدا ، اکو (Echo) نامیده می شوند . در اتاق های بزرگ ،گاهی این انعکاس ها به صورت تک اکوهای جداگانه احساس می شوند. در اتاقک های کوچک ،این تکرارها که ، اکوهای فلاتر( (Flutter Echoبه معنای  کم و زیاد شونده نامیده می شوند، کوتاه هستند و به صورت متوالی و سریع رخ می دهند . آنها معمولاً ، از بازتابهای بین دو سطح موازی که بسیار بازتابنده هستند ، حاصل می شوند . با توجه به اینکه اکوها ،معمولا ً وضوح صدا را از بین می برند در طراحی استودیوها و تالارهای کنسرت سعی می شوند که آنها را را حذف کنند.

پایان قسمت اول

گردآوری: صدابرداران

منبع: کتاب اصول و مبانی صدابرداری

نوشته: استندلی .آر. آلتن