Det menneskelige øre består af det ydre øre, der "indfanger" lydbølgerne, og dirigerer dem videre ind i øregangen. Formen på det ydre øre gør at lyde fra forskellige retninger vil reflektere på overfladen hvorved forskellige frekvenser forstærkes eller formindskes - alt efter frekvens og lydens retning.
For enden af øregangen møder lyden 'trommehinden', der er forbundet med de 3 små knogler; 'hammer', 'ambolt' og 'stigbøjlen'. De 3 fungerer tilsammen som en slags udveksling (eller gearing) der transmitterer lydbølgerne ind til 'øresneglen'.
I øresneglen, der er fyldt med væske, får lydbølgerne væsken til at bevæge sig frem og tilbage over nogle små 'fimrehår' i takt med lydens frekvens.
Fimrehårene i den yderste tykke del af sneglen reagerer på de høje/lyse frekvenser, mens hårene længere inde reagerer på tilstadighed dybere frekvenser. Aller inderst i sneglen opfattes altså baslyde.
Også styrken af lydende registreres idet væsken får de små grupper af fimrehår til at bevæge sig. Når disse bevæger sig sendes der elektriske impulser til hjernen der herefter registrerer frekvens og amplitude på lyden... Men som vi senere skal se på omsætter hjernen også disse data til en slags forståelse af hvad den hører, og det er i denne forståelse at en række spændende effekter opstår.
Som vi allerede har gennemgået er der fysiske begrænsninger for hvilke frekvenser vi som mennesker kan høre. Man siger således (som en slags tommelfingerregel) at vi mennesker kan høre frekvenser fra 20Hz til 20.000Hz. Dette er i sig selv en tilnærmelse, idet vi mister evnen til at høre de lyseste (højeste) frekvenser med alderen.
Det er meget normal at man ved 18-20 års alderen ikke kan høre meget over 17.000Hz - og denne tendens fortsætter gennem hele livet. Af samme årsag er audiologer (dem der måler hørelse, og laver høreapparater) også sjældent interesseret i frekvenser over 8000Hz(!).
Selvom den menneskelige hørelse ikke er nær så god som mange dyrearters hørelse, er det dog stadig imponerende hvor følsom den egentlig er. Man anser den laveste hørbare lyd (i styrke) for mennesker for at have styrken 20 mikropascal (og denne kalder vi så 0dB SPL (sound pressure level)). Dette kan så sammenlignes med smertegrænsen for hørelsen som ligger omkring 130dB SPL - her bliver trykforskellen 63 pascal ... altså en trykforskel der er godt 3000 gange så høj!
I videoen herover kan du få en helt grundlæggende introduktion til hvordan den menneskelige hørelse fungerer (klik på billedet)
Psykoakustik handler om hvordan lyde opfattes af os mennesker. Som du allerede ved er der fysiske grænser for hvad vi som mennesker kan høre. Dette skal vi se endnu nærmere på i dette forløb - men vi skal også se på nogle af psykologiske mekanismer der påvirker vores samlede opfattelse af lyd på en sådan måde at vi hører noget helt andet end den faktiske lyd.
Når vi er færdige med dette forløb, er det målet at:
Du er blevet bekendt med flere detaljer i begrænsningerne for den menneskelige hørelse.
Du er blevet introduceret til nogle af de mange måder vores hjerne kan tolke på det den hører
... og hvad begge dele giver af muligheder og begrænsninger når vi laver lydproduktioner!
Der er ialt 4 opgaver i dette forløb, og vi bruger to moduler i undervisningen på forløbet, samt 1 elevtime på emnet.
Du skal løbende dokumentere dit arbejde på dit site. Når vi er færdige har du lavet følgende afsnit på dit site:
Loudness
Masking
Haas effekt
Andre psykoakustiske effekter:
Psykoakustisk effekt 1 (valgfri blandt videoer)
Psykoakustisk effekt 2 (valgfri blandt videoer)
Psykoakustisk effekt 3 (valgfri blandt videoer)
Psykoakustisk effekt 4 (valgfri blandt videoer)
Psykoakustisk effekt 5 (valgfri blandt videoer)
... eller så mange du kan nå på den afsatte tid ;)
For hvert punkt skal du have beskrevet effekten og hvad der gør at den virker som den gør, samt hvilken betydning/brug den kan have i forbindelse med musik- eller lydproduktioner
HUSK AT TRYKKE 'OFFENTLIGGØR' EFTER HVER LØST OPGAVE.
Herunder kan du finde et par eksempler på psykoakustiske 'tricks'! Bare rolig - du få svarende på præcis hvordan de virker senere i dette forløb ;)
Shepard-Risset glissando
I dette lydeksempel kan du høre en lyd der tilsyneladende falder i pitch - uendeligt!
Rissets rytmiske effekt
I dette eksempel kan du høre et beat der tilsyneladende stiger i tempo - uendeligt!
Man siger altså at det menneskelige øre kan høre fra 20Hz til 20.000Hz, men vi hører ikke lige godt i hele dette spektre! Indenfor dette område er vi nemlig mest følsomme i området fra 2000 til 5000Hz! Dette opstår først og fremmest på grund af resonans i øregangen, og på grund af den gearing/udveksling af kraft der sker i 'hammer', 'ambolt' og 'stigbøjle'.
Fra naturens side har denne ekstra følsomhed været smart, idet det også er i dette område de vigtigste frekvenser ligger i forhold til taleforståelighed.
Tilbage i begyndelsen af 1930'erne definerede de to forskere Harvey Fletcher og Wilden Munson begrebet 'loudness', og kom frem til at følsomheden i de forskellige frekvensområder ændres (og til en vis grad udlignes) jo større styrken på det samlede lydbillede er!
Til højre kan du se en revideret (fra 2003) udgave af følsomhedskurverne. Det du kan se er:
nederste kurve viser hvordan at hvis du kan høre en 1000Hz tone ved 0dB, skal lyden helt op på 13dB for at du vil kunne høre 10.000Hz... og 70dB(!) for at høre en 20Hz tone. Dit øre er altså meget mere følsom for lyde i mellemtone området.
skruer man generelt op for lydstyrken svarende til en god høj rockkoncert, sådan at en 1000Hz tone høres med 100dB (øverste linje), skal der sammenlignet med den nederste linje, meget mindre bas og diskant til for at høre disse i samme styrke. Forskellen på følsomheden i de forskellige frekvensområder bliver reduceret jo højere du spiller.
Denne effekt i den menneskelige hørelse ligger således også til grund for de styrkemålinger man foretager af lyd til eksempelvis koncerter i parker, spillesteder og lign. Dette sker idet man her måler dB som 'A-vægtet' (dB(A)), da denne tager højde for den menneskelige hørelse, og den belastning hørelsen udsættes for ved høje koncerter og lign.
Dette betyder også at vi kan tricke hjernen til at føle lyden bliver højere hvis vi sammenligneligt skruer op for bas og diskant! Mange forstærkere har en 'loudness' knap, der ved at at følge Fletcher/Munson kurverne (i en eller anden udstrækning) øger bas og diskant, og herved giver lyden en kvalitet svarende til at der spilles højere.
Denne effekt kan (og bliver) selvfølgelig benyttet når man skal producerer musik... Ofte gøres bas og stortromme i den dybe ende ende og hihat samt de lyse frekvenser i en vokal højere end de ville være fra naturens side for at illudere et mere potent og stærkere lydbillede
Download denne lydfil med turboweekend
Indsæt lydfilen på en audiokanal i Ableton LIVE.
Lyt nu skiftesvis på nummeret i lav og høj styrke. Tag dig tid til at lytte efter hvor tydelig musikken bliver i bas og diskant området. Pulsen fra stortrommen skulle gerne blive mere tydelig ved den høje styrke!
Marker dit audiospor, og indsæt en 'EQ Eight' på kanalen. Du finder 'EQ Eight' under 'Audio Effects' til venstre, og herefter trækker du blot 'EQ Eight' over på sporet. Afspil lyden i et behageligt lavt niveau, og prøv nu om du kan efterligne de kvaliteter som lyden havde da du afspillede den højt.
Beskriv effekten, og indsæt lydeksempler på dit site
Et eksempel på en simuleret 'loudness contour' kunne se sådan ud.
Maskering af lyd opstår når opfattelsen af en lyd bliver påvirket af tilstedeværelsen af en anden lyd.
Populært sagt kan man sige at lyde der frekvensmæssigt ligger tæt på en anden lyd kan gøre den anden lyd svær - eller umulig at høre. Bemærk at jo større frekvensmæssig afstand der er imellem de to lyde, jo mindre effekt har den maskerende lyd.
Til højre har jeg lagt en link til en Ableton LIVE fil hvor du kan prøve at lege med masking.
Dette princip er selvfølgelig vigtigt at forholde sig til når man laver musik og lydproduktioner. Det betyder ganske enkelt at der er elementer i din musik der ikke er hørbare når andre elementer er til stede. Eksempelvis kan en elguitar eller bækkener fra et sæt trommer hurtigt maskere vigtige dele af en vokal.
Princippet bruges iøvrigt også til at komprimere lyd med i lossy codecs som .mp3. Disse kaldes også perceptuelle indkodnings algoritmer.
Download Masking eksempel i Ableton LIVE, og åben det i LIVE
På spor 1 ligger en lyd der maskerer lyden på spor 2.
Prøv at mute spor 1 og lyt til spor 2 alene. Tænd herefter for lyden på spor 1 igen... nu skulle du ikke kunne høre lyden på spor 2 længere.
Eksperimenter med at flytte tonen på lyden i spor 2, sådan at den kommer tættere på tonen på spor 1. Kan du skrue højere op før spor 2 bliver hørbart?
Eksperimenter med at flytte tonen i spor 2 længere væk fra tonen i spor 1. Kan du flytte den så langt at spor 1 ikke længere kan maskere lyden i spor 2?
Beskriv hvad du oplever i denne øvelse på dit site. Indsæt gerne lydeksempler. Perspektiver til hvad dette princip betyder for produktionen af lyd og musik.
Haas effekten kaldes også for 'Precedence effect', eller 'law of the first wavefront'. Denne siger at hvis den samme lyd ankommer til vores øre forskudt med mellem 2 og 50 millisekunder, høres den første lydbølge som det primære signal, og hjernen vil herefter undertrykke den forsinkede lyd sådan at den høres lavere.
Forestil dig dette eksempel: En person i et rum siger noget. Lyden fra personen når dit øre, men bliver også reflekteret fra overfladerne i rummet, og når herefter dit øre med en lille forsinkelse. På denne måde møder den samme lyd dit øre flere gange, men din hjerne tuner så at sige ind på den første kopi af lyden og dæmper refleksionerne. Dette er smart, fordi det derved bliver lettere at høre hvad der egentlig bliver sagt!
I lydproduktionsmæssig sammenhæng er denne effekt meget brugbar, idet den kan bruges til 'panorere' (altså flytte lyde til den ene eller anden side i lydbilledet), uden at ændre på styrken af et signal.
Den kan også bruges i live sammenhænge (mest klassiske, eller jazz koncerter). Her vil vi jo gerne have at det lyder som om at lyden kommer fra scenen, selvom den ofte kommer forstærket fra højtalere der hænger et stykke væk (typisk oppe og til siden). Ved elektronisk at forsinke lyden fra højtalerne en ganske lille smule (tiden det tager for lyden fra scenen og højtaleren at mødes + 10-20ms), kan lyden igen opfattes som kommende fra den oprindelige kilde på scenen - istedet for ud ad højtalerne. Denne metode har dog sin begrænsning idet man kun kan spille 8-10dB højere i anlægget end lyden fra scenen, før Haas effekten brydes og lyden igen lader til at komme fra højtalerne.
Download Haas2.als, og åben filen i Ableton live.
I filen er der to identiske lydspor. Det første er panoreret helt til venstre, mens det andet er panoreret helt til højre. Længst til højre i hvert spor finder du mulighed for at forsinke hvert enkelt spor individuelt.
Prøv nu at forsinke det ene lydspor i forhold til det andet. Du skulle nu gerne opleve at lyden panoreres (flyttes til den ene side) - uden at der i virkeligheden er forskel på styrken af signalet i venstre og højre side.
Forklar effekten og giv gerne lydeksempler herpå på dit site
Psychoacoustics: How Perception Influences Music Production
https://blog.landr.com/psychoacoustics/
http://www.cochlea.eu/en/sound/psychoacoustics
http://auditoryneuroscience.com/pitch/missing-fundamentals
https://en.wikipedia.org/wiki/Hearing
https://en.wikipedia.org/wiki/A-weighting
https://en.wikipedia.org/wiki/Psychoacoustics
https://en.wikipedia.org/wiki/Equal-loudness_contour
https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_threshold_of_hearing
https://en.wikipedia.org/wiki/Auditory_illusion
https://en.wikipedia.org/wiki/Beat_(acoustics)#Binaural_beats