Dr.Godfried-Willem RAES

Kursus Akoestiek - Audioperceptie

Associatie Universiteit Gent - Departement Muziek

<Terug naar inhoudstafel kursus>    

 

Audioperceptie

0.1.2.- Audioperceptorische karakteristieken

0.1.2.1.- parameters

- toonhoogte

  • onze toonhoogteperceptie is grotendeels logaritmisch en verloopt ook grotendeels evenredig met de fysische frekwentie van de luchttrillingen. Merkwaardig genoeg echter blijkt onze toonhoogte-waarneming mede afhankelijk te zijn van de geluidssterkte! Hoge tonen klinken iets hoger wanneer ze luider worden, en lage iets lager. Een zogenaamd absoluut gehoor bestaat niet. Wij hebben geen fysische noch fysiologische ingebouwde stemvork. Wel hebben we een zeer goed geheugen voor klankkleuren (wat ons o.m. toelaat stemmen snel te herkennen) waardoor sommige musici bvb. in staat zijn hun instrument toch betrouwbaar juist te stemmen: zij onthouden de klankkleur van hun instrument bij de gezochte toonhoogte. (Voor een recente studie inzake het zogenaamd absoluut gehoor: MLA University of Chicago (2013, June 11). Perfect pitch may not be absolute after all. ScienceDaily. Retrieved June 12, 2013, from http://www.sciencedaily.com­ /releases/2013/06/130611122011.htm)

    • - luidheid

  • onze luidheidsperceptie is eveneens grotendeels logaritmisch, maar evenzeer afhankelijk van de toonhoogte.
    •

    - klankkleur

  • klankkleur is geen fysische parameter van het geluid. Vanuit de perceptie bekeken bestaat er een kontinuum tussen waarneming van een geluid als enkelvoudig geluid en de waarneming van bvb. een akkoord als samengesteld geluid. Bovendien is de klankkleurperceptie zeer sterk afhankelijk van zowel luidheid als toonhoogte. In de traditionele westerse muziek wordt klankkleur vooral toegepast als een diskontinue verzameling van elementen. Klankkleur wordt kwalitatief gebruikt eerder dan kwantitatief. In sommige stromingen van de hedendaagse muziek (o.m. bij de spektralisten) wordt klankkleur of timbrale opbouw en samenstelling een deel van de syntax waarmee wordt gekomponeerd.
    •

    - tijdverloop

  • het tijdsverloop van geluiden wordt door het menselijk oor op verschillende manier geduid of geinterpreteerd:

    Diskontinuiteiten in luidheid en toonhoogte worden als ritmiek ervaren vanzodra zij zich niet sneller herhalen dan ca. 16 keer per sekonde.

    Kontinue en trage veranderingen in luidheid worden geduid als dinamiek.

    Snelle veranderingen in luidheid en timbre worden geduid als timbre in ruime zin, meer bepaald , als 'omhullende' (enveloppe) van een geluid.

    Globaal genomen (en gezien over een niet al te grote tijdspanne) wordt de tijd lineair waargenomen.

    • - situering en beweging in de ruimte

  • De ruimtelijke situeerbaarheid van een geluid in het open veld ( dit kan men zien als een nul-akoestiek) hangt af van de toonhoogte en de luidheid, enerzijds, maar ook van de oppervlakte en vorm van de geluidsbron anderzijds. In het allerbeste geval is de mens in staat een geluid tot op 6 graden nauwkeurig ruimtelijk te situeren. In een gesloten ruimte waar de akoestiek van de ruimte door haar reflekties een belangrijke rol speelt, is deze situeerbaarheid heel wat kleiner. (cfr. 4400)
    •

    0.1.2.2.- parametrische grenzen

  • - om toonhoogte te kunnen waarnemen moet het geluid gedurende een minimale tijd worden waargenomen. Deze minimale waarnemingstijd nodig om een toonhoogte te kunnen waarnemen is afhankelijk van die toonhoogte. Hoe lager de toon, hoe langer we hem moeten horen om zijn hoogte te kunnen bepalen.

    - de ruimtelijke situering van een geluidsbron hangt af van haar luidheid, maar ook van haar toonhoogte. Lage tonen zijn moeilijker in de ruimte te situeren dan hoge.

    •

    0.1.2.3.- waarnemingsgrenzen

  • Opdat wij een geluid zouden kunnen waarnemen moeten een aantal drempelwaarden worden overschreden:
    •

    de toonhoogte moet begrepen zijn tussen 20 Hz en 20000 Hz. (de maximale waarnemingsgrenzen voor het onbeschadigd menselijk oor) (zie voetnoot 0123)

    de luidheid moet groter zijn dan de (toonhoogteafhankelijke) hoorbaarheidsdrempel en mag de pijngrens al evenmin overschrijden.

    de minimum-duur moet worden overschreden.

    0.2.- Geluidsbronnen : Muziekinstrumenten

    0.2.1.- trillende lucht

  • d.w.z de lucht wordt rechtstreeks in trilling gebracht. Daarbij zijn er twee mogelijkheden :
    •

    0.2.1.1.-

  • Een bewegende luchtstroom wordt naar een obstakel geleid waardoor er wervelingen ontstaan die in een aantal gevallen een toon opleveren. Het obstakel zelf trilt niet.

    Het meest bekende voorbeeld is hier de kernspleetfluit (blokfluiten, labiaal-pijpen in het orgel ...). Een minder klassiek voorbeeld is het handgeklap en de vlak aangeslagen klopbuis...

    •

    0.2.1.2.-

  • Een bewegende luchtstroom wordt naar of doorheen een of twee elastische obstakels geleid, die daardoor tot trillen komen en hun trilling versterkt op de luchtstroom overdragen . Bekende voorbeelden zijn de koperblaasinstrumenten , waarbij de elastische obstakels de lippen zijn, de stem waarbij het de stembanden zijn, de hobo waar het een dubbelriet is, de klarinet waar het een enkel riet is. Een minder bekend voorbeeld is de windharp, waarbij het obstakel gevormd wordt door een reeks gelijkgestemde snaren.

    • 0.2.2.- trillende voorwerpen

  • Hierbij wordt geen stromende lucht gebruikt. Om die reden moet het klinkende oppervlak dan ook relatief groot zijn , vooral voor het voortbrengen van lage tonen. (Dit hangt samen met het logaritmische karakter van onze audioperceptie).
    •

    0.2.2.1. - een-dimensionele : snaren

    0.2.2.2. - twee-dimensionele: membranen

    0.2.2.3. - drie-dimensionele

    0.2.2.3.1.- vrij klinkende

    0.2.2.3.2.- ingeklemd aan een uiteinde

    0.2.2.3.3.- ingeklemd in het midden

    0.2.2.3.4.- ingeklemd aan beide uiteinden

    0.2.3.- synthetische trillingen: elektronika

  • Hierbij is er de oorzaak van het geluid geen trilling van een of ander fyzisch objekt ,maar wel van een de trilling van een elektronenstroom. Uiteraard kunnen we deze elektronenstroom niet rechtstreeks horen, en gebruiken we daarvoor luidsprekers die wel fysisch trillende objekten zijn ( membranen eigenlijk ). Maar, door het feit dat de techniek zoveel mogelijk poogt deze luidsprekers zo te bouwen dat het geluid dat erdoor wordt geprojekteerd zo weinig mogelijk wordt gekleurd door hun eigen fyzische eigenschappen, blijft het toch zinvol elektronische klankopwekking afzonderlijk te behandelen.

    Wanneer we naar muziek luisteren via de radio bvb. zeggen we toch nooit dat we naar een luidspreker (een trillend stuk karton) luisteren, hoewel we dat objektief wel doen.

    • 0.2.3.1 - één-dimensionele:

    analoge of digitale periodieke oscillatoren met konstante golfvorm

    0.2.3.2. - twee-dimensionele:

    analoge of digitale schakelingen met periodieke frekwentiemodulatie

    0.2.3.3. - n-dimensionele programmeerbare digitale golfvorm- generatoren met n-modulatieparameters.

    0.2.3.4.- komplexe digitale of hybride oscillatie-systemen met niet-periodieke karakteristieken en n-programmeerbare vrijheidsgraden.

    Notas:

    ad 0123: de perceptie grenzen voor toonhoogte zijn erg afhankelijk van de diersoort. Voor homo sapiens wordt als optimistisch bereik 20 - 20000 Hz aangenomen. Bij wijze van illustratie geven we hier de grenzen voor enkele andere diersoorten:

    diersoort laagste frekwentie hoogste frekwentie
    schildpad 20 1000
    goudvis 100 2000
    kikker 100 3000
    duif 200 10000
    spreeuw 250 12000
    chimpansee 100 20000
    konijn 300 45000
    hond 50 46000
    kat 30 50000
    cavia 150 50000
    rat 1000 60000
    muis 1000 100000
    vleermuis 3000 120000
    dolfijn 1000 130000

    Dit zegt evenwel nog niets over de gevoeligheid van al die verschillende oren. Zowel de laagste waarneembare geluidsdruk als de pijngrens zijn voor elke diersoort verschillend.

    Filedate: 970928 / last update : 2013-10-28

    Terug naar inhoudstafel kursus: <Index Kursus> Naar homepage dr.Godfried-Willem RAES