خانه / صدا / بازتاب‌های قابل شنیدن

بازتاب‌های قابل شنیدن

نویسنده: سارا محمودان

     رنگ صدا یک اصطلاح است که اغلب برای توصیف وفاداری سیگنال صدا به کیفیت صدای منبع استفاده می‌شود. این اصطلاح، از قیاس با نور می‌آید. انرژی نور سفید در سراسر طیف الکترومغناطیسی توزیع می‌شود، اگر توزیع انرژی نور تغییر کند، رنگ نور تغییر می‌کند. به طور مشابه تغییر در طیف صدا می‌تواند به تغییرِ قابل شنیدن در کیفیت و یا شیوش صدا منجر شود که آن را تغییر رنگ صدا می‌نامند.

اگرچه اغلب جای بحث دارد، اما بیشتر مردم موافقند که پاسخ فرکانسی– یا تابع انتقالِ –  مسطح در یک سیستم بازتولیدِ صدا، به بالاترین کیفیت ذاتی منجر می‌شود. زیرا پاسخ مسطح ِیک سیستم، هیچ رنگی را از خود نشان نمی‌دهد و به‌عبارتی هیچ تغییری در رنگ صدا ایجاد نمی‌کند. تنظیم اکولایزر در یک سیستم با وفاداری بالا نیز می‌تواند یک تغییر شنیداری عمدی و بالقوه مطلوب در کیفیت صدا ایجاد کند که به وضوح، این هم تغییر رنگ صدا است، اما اصطلاح تغییر رنگ به طور معمول برای تخریب غیر عمدی در کیفیت صدا استفاده می‌شود.

اثر بازتاب‌ها

صدای حاصل از یک منبع صوتی ابتدا از مسیر مستقیم به شنونده (یا میکروفون) می‌رسد. مسیر مستقیم، کوتاه‌ترین مسیر از منبع به شنونده است. صدای بازتابیده شده از دیوارها یا اشیاء دیگر قدری دیرتر به شنونده می‌رسد. زیرا مسیر طولانی‌تری را می‌پیماید. به بیان دیگر بازتاب‌ها نسبت به صدای مستقیم تأخیر دارند.(شکل1)

شکل 1)

پژوهش‌های آکوستیک-روانیِ متعددی در این خصوص انجام شده‌است. بسیاری از این آزمایش‌ها با استفاده از دو بلندگو؛ یکی برای تولید صدای اولیه (مستقیم) و دیگری با اندکی تاخیر در پخش سیگنال مشابه، برای شبیه سازیِ بازتاب استفاده می‌شود که با چینش تقریبی استریوی متداول و با شنونده‌ای که در جایگاه مناسبِ شنیدن صدای استریو نشسته است، انجام می‌شود.

بیشتر کارها در شرایط اتاق شبه-صامت انجام می‌شود تا از اثرات انعکاس‌های فرعی و کنترل نشده جلوگیری شود. بنابراین، نتایجِ حاصل می‌تواند با اطمینان درحالت استریوی معمول استفاده شود.(شکل2)

شکل 2)

آستانة مطلق درک بازتاب‌ها

در مطالعه هر اثر ذهنی، اولین درک از این اثر، به عنوان یک نقطة شروع پایه و قطعی درنظر گرفته می‌شود؛ که به آن آستانة ادراک می‌گویند. برای به دست آوردن آستانة مطلق درک بازتاب‌ها،  آزمایشی را با پخش نویز صورتی به عنوان منبع صوتی از دو بلندگوی اولیه(صدای مستقیم) و تاخیری(صدای بازتاب) به منظور شبیه‌سازی اثر بازتاب از یک دیوار جانبی انجام می‌دهیم. در این آزمایش برای هر میزان از تاخیر به تدریج تراز بازتاب را افزایش می‌دهیم تا زمانی که به وضوح قابل شنیدن باشد. با تکرار این فرایند برای مقادیر مختلف از تاخیرها منحنی آستانة درک بازتاب (نمودار 1) به دست می‌آید. در منطقة سایه‌دار زیر این منحنی، بازتاب‌ها عموماً شنیده نمی‌شود، اما در بالای خط، بازتاب ‌ها قابل شنیدن هستند. مطالعه نشان می‌دهد که آستانة شنیدن بازتاب تاحدودی با میزان تاخیر تغییر می‌کند. در نمودار 1، محور عمودی نشان‌دهنده نسبت سطح صدای بازتاب شده به صدای مستقیم و محور افقی نشان‌دهندة مدت زمان تاخیر صدای بین این دو است. اگر تراز صدای بازتابی برابر با صدای مستقیم باشد، نسبت آن برابر با صفر دسی بل است. منفی 10 دسی بل به این معنی است که سطح بازتاب 10 دسی بل کمتر از سطح صدای مستقیم است؛ منفی 20 دسی بل نشان می‌دهد که سطح بازتاب 20 دسی بل کمتر از سطح صدای مستقیم است و غیره.

نمودار 1)

برای درک بهتر این نمودار به این مثال توجه کنید. زمانی که صدای بازتابی نسبت به صدای مستقیم 10 میلی ثانیه تاخیر دارد(بلندگوی ثانویه نسبت به اولیه صدا را با 10 میلی‌ثانیه تاخیر پخش کند) اگر تراز صدای بازتابی در حدود 22 دسی‌بل کمتر از صدای مستقیم باشد(22- دسی‌بل روی محور عمودی) قابل شنیدن خواهد بود. اگر اختلاف بیش از این باشد، برای مثال تراز صدای بازتابی 25 دسی‌بل کمتر از صدای مستقیم باشد، دیگر قابل شنیدن نیست و برعکس هرچه تراز بازتاب بالاتر باشد اثر آن برجسته‌تر خواهد بود. متداول ترین اثرات بازتاب‌های قابل شنیدن، افزودن حس وسعت فضا  یا زیاد شدن عرض تصویر صوتی است که  به طور معمول اثری مطلوب دارد. آستانة اثراتِ دیگر، بالاتر از آستانة مطلق بازتاب‌های قابل شنیدن اتفاق می‌افتد. برای مثال آستانة لازم برای جابجاییِ تصویرِ صوتی(Image shift)  و یا گسترشِ آن، حدود 10 دسی بل بالاتر از آستانة مطلق اتفاق می‌افتد. با افزایش تراز بازتاب تا 10 دسی بل دیگر، سطح آستانة سومی ‌پدیدار خواهد شد که از آن به بعد صدا به صورت بازآواییِ گسسته (discrete echo)  شنیده می‌شود..(نمودار2)

نمودار 2)

 (A آستانة مطلق درک بازتاب

 (B آستانة جابجاییِ تصویرِ صوتی

(C  بازتاب‌های جانبی که به‌صورت بازآوایی گسسته (اکو) دریافت می‌شود.

(D  بلندای برابر بازتاب جانبی و صدای مستقیم

بازتاب‌های قابلِ شنیدن برای سیگنال‌های مختلف

آستانه بازتاب‌های قابل شنیدن در نمودار 1 برای نویز صورتی که دامنة طیف فرکانسیِ آن با نرخ 3         دسی بل/ اکتاو کاهش می‌یابد، نشان داده شد. این نویز، »صورتی« نامیده می‌شود. زیرا پایان انرژی فرکانس پایین طیف آن (مشابه رنگ قرمز در طیف رنگی) بسیار زیادتر است.

نویز صورتی، یک منبع بسیار مناسب و پایدار است که نتایج آزمایش‌ها را به اندازة کافی  به گفتار و موسیقی نزدیک و کاربرد آن را در بسیاری از آزمون‌های صدا و آکوستیک توجیه می‌کند.

حال این پرسش مطرح می‌شود که آیا آستانه مطلق برای انواع دیگر سیگنال‌ها تفاوت قابل توجهی با نویز صورتی دارد؟

نمودار 3)

نمودار 3 اندازه‌گیری‌های آستانة شنیده شدن بازتاب‌ها برای چندین نوع سیگنال مختلف را نشان می‌دهد:

  • آستانة شنیده شدن بازتاب‌های نویز صورتی، که در نمودار 1 مشاهد کردید، با منحنی A نشان داده شده است.
  • آستانة شنیده شدن بازتاب‌ها برای سیگنال castanets -نوعی ابزار موسیقی است که صدای ضربه‌ایِ کلیک‌مانند دارد(شکل3)-در منحنی B نشان داده شده است که آستانه پایین تری از نویز صورتی دارد.
  • آستانة شنیده شدن بازتاب‌ها برای گفتار، با منحنیC نشان داده شده‌است، زمانی که تاخیر کمتر از 40 میلی ثانیه است، بالاتر از آستانة نویز صورتی قرار می‌گیرد.
  • مقایسۀ منحنی A و C  نشان می‌دهد که نویز صورتی، در اندازه گیری‌های آکوستیکی یا آکوستیک-روانی می‌تواند رفتاری شبیه بیانگر گفتار داشته باشد.
  • صدای یک ارکستر سمفونیک کامل توسط منحنی D نشان داده شده است. برای این صدا، لازم است که سطح صدای بازتابی را 10 دسی بل نسبت به صدای مستقیم (بلندگوی اولیه)  افزایش دهیم تا انعکاس، آشکارا شنیده شود. بنابراین، در یک اتاق شنواییِ معمول، بازتاب صدای ارکستر سمفونیک با سطح-15dB     (15دسی‌بل کمتر از صدای مستقیم) قابل شنیدن نیست.
شکل 3)

در شماره بعد نشریه بسامد به ادامة این بحث خواهیم پرداخت.

 

حتما ببینید

بازتاب‌های قابل شنیدن(بخش آخر)

– تغییر رنگ صدای بازتابی و درک وسعت فضا     صدای بازتابیده شده، همیشه متفاوت …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *