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La psicoacustica studia i meccanismi di elaborazione del
suono da parte del cervello.
La conoscenza di questi meccanismi è fondamentale nella pratica
sul suono poichè permette,
effettuando le opportune manipolazioni, di ottenere
effetti sonori molto sofisticati.
Uno dei fattori più importanti nell'elaborazione del
suono deriva dal fatto che il
cervello si trova a elaborare due flussi di informazione
contemporaneamente: quelli
che provengono dall'orecchio destro e da quello sinistro.
Sono le differenze, a volte
anche minime, tra questi due segnali che determinano la
nascita di una nuova
informazione associata alla composizione delle due onde
sonore. In questo caso
parliamo di suono stereofonico. Quando invece i due
segnali che arrivano alle
orecchie sono esattamente uguali parliamo di suono
monofonico.
| 2.4.1. Localizzazione di una sorgente sonora
Consideriamo una sorgente sonora in attività e un
ascoltatore posizionati come
in figura
I segnali che arrivano alle due orecchie, pur avendo lo
stesso contenuto in
frequenza (la sorgente che li ha generati è la stessa),
presentano delle
differenze:
| 2.4.1.1. Differenze di tempo (fase)
Dalla figura si vede come la distanza dalla sorgente
onora delle due orecchie
sia diversa e ciò si traduce in una differenza nel tempo
di arrivo di ciascun
segnale (nel caso pratico della figura, il segnale arriva
prima all'orecchio
destro e poi all'orecchio sinistro).
Naturalmente ciò implica una differenza di fase in quanto ritardo in tempo e differenza di fase
sono intrinsecamente correlate
[Legame tra ritardo e fase]
.
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| 2.4.1.2. Differenze di ampiezza
Le ampiezze dei due segnali sono diverse sia perché
l'ampiezza diminuisce
all'aumentare della distanza sia perché il segnale che
deve raggiungere
l'orecchio più lontano deve aggirare l'ostacolo della
testa e nel fare ciò
perde energia. Inoltre le frequenze più alte non
riusciranno proprio a
superare l'ostacolo quindi i due segnali differiranno
anche per il contenuto
in frequenza.
Questo è il motivo per cui risulta difficile individuare
la direzione di
provenienza delle basse frequenze. Queste infatti sono in
grado di
oltrepassare gli ostacoli senza una perdita di energia
rilevante e dunque i
suoni che arrivano alle due orecchie sono pressochè
identici.
Nel caso in cui la sorgente sonora sia esattamente dietro
l'ascoltatore, la
direzione viene individuata poichè viene riscontrata una
mancanza delle alte
frequenze che vengono bloccate dal padiglione auricolare.
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| 2.4.1.3. Differenze nel contenuto armonico
Riferendoci alla figura vediamo che una delle due onde deve "girare
attorno" alla testa per raggiungere l'orecchio più lontano.
Ciò comporta una leggera perdita sulle alte frequenze a causa della
diffrazione
[Diffrazione]
.
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è quella facoltà del cervello per la quale due segnali
simili che
arrivano alle due orecchie vengono fusi in un unico
segnale; il nuovo segnale
è per così dire una creazione del cervello che non
esiste nella realtà.
Consideriamo per esempio uno xilofono. Eseguiamo una
linea melodica e la
registriamo su una traccia, successivamente eseguiamo la
stessa linea con
qualche leggera modifica e la registriamo su un'altra
traccia. Facciamo
suonare le due linee contemporaneamente mandando una
linea su un canale e
l'altra linea sull'altro canale. Quello che ne esce è
una terza linea
melodica derivante dalla fusione delle due precedenti ma
che nella realtà
non esiste.
Questo è uno dei segreti della magia della musica: i
singoli strumenti
eseguono delle linee melodiche e se facciamo attenzione
riusciamo ad isolarle
ed ad ascoltarle singolarmente, anche quando gli
strumenti suonano tutti
insieme. Ma quando lasciamo questa prospettiva e ci
spostiamo su un piano
più astratto, è in quel momento che riusciamo a
percepire ciò che non
esiste, la combinazione di tutti i suoni che creano
un'armonia: è in quel momento che la musica nasce!
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Prende il nome di effetto Haas un determinato fenomeno fisico che riguarda la
percezione del suono da parte del cervello. Consideriamo il caso di un suono generato da una
sorgente sonora e immaginiamo di essere in una stanza e di posizionarci ad una certa distanza
dalla sorgente. A causa delle riflessioni del suono sulle pareti saremo raggiunti prima di tutto
dal segnale proveniente direttamente dalla sorgente e in un secondo momento dalle riflessioni
del segnale stesso sulle pareti della stanza. Questo ritardo è dovuto al fatto che il suono
riflesso compie un percorso più lungo del segnale diretto. Se i due segnali arrivano con un
piccolo ritardo l'uno dall'altro, viene percepito dal cervello un unico suono proveniente da
una sola direzione. La direzione individuata dal cervello come quella di provenienza del suono
è quella dell'onda che arriva per prima (questo vale anche se l'intensità della seconda onda è
maggiore della prima) e per questo motivo questo effetto prende anche il nome di effetto di
precedenza. Questo effetto si verifica quando il ritardo tra i due segnali è sufficientemente
piccolo, più in particolare deve essere minore di 30-35ms. Questo intervallo temporale viene
definito come zona di Haas:
Zona di Haas: 0-35ms
Quando il ritardo fra i segnali esce dalla zona di Haas avvertiamo due segnali distinti ed entriamo
nel caso dell'effetto eco nel cui caso l'ascoltatore percepisce i due suoni come distinti.
L'effetto Haas viene sfruttato nei sistemi di rinforzo sonoro sui segnali che vengono spediti
alle torri di ritardo ???.
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Il suono di uno strumento cambia a seconda
dell'ambiente in cui si trova.
Le prime riflessioni cadono tutte all'interno della zona
di Haas e
contribuiscono in modo fondamentale a caratterizzare la
spazialità dello
strumento.
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| 2.4.5. Soppressione della colorazione
Due segnali provenienti dalla stessa sorgente sonora
creano delle differenze
di fase che vengono interpretate dal cervello. Queste
appaiono sgradevoli se
ascoltate con un solo orecchio mentre creano un effetto
piacevole se ascoltate
con entrambe le orecchie.
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| 2.4.6. Illusione dell'ottava
Abbiamo visto come l'esecuzione di una nota provochi
l'eccitazione della frequenza
fondamentale e di tutte le armoniche essendo queste le
frequenze multiple
della fondamentale
[Contenuto armonico di una forma d'onda]
. Il cervello è in grado di
ricostruire, anche se con un
certo errore, la fondamentale a partire dalle armoniche
superiori.
Per contestualizzare questa proprietà pensiamo ad una
radiolina da stadio con
il suo piccolo, rigidissimo altoparlante che suona la
canzone dell'estate.
Questa viene riprodotta con una banda passante
ridottissima ma è comunque
individuabile la linea di basso grazie alla capacità del
cervello di
ricostruire la fondamentale a partire da informazioni
sulle armoniche.
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| 2.4.7. Effetto cocktail party
Descrive la capacità del cervello di reperire un segnale
all'interno di un
gruppo di segnali sonori sovrapposti. Pensate ad esempio
ad una sala di
ristorante in cui si può sentire un brusio generalizzato
ma anche
concentrarsi su una singola conversazione.
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