Статья про звук

Звуки, которых нет

Вы не задумывались о том, как человек определяет направление источника звука?

Оказывается все не так-то и просто: акустические сигналы с частотой менее 1000 гц (почти все звуки, издаваемые животными, имеют частоту ниже 1000 гц. ) огибают голову и их слышат оба уха. Но поскольку между ушами имеется определенное расстояние, мозг «слышит» сигналы, поступающие от них, с разными фазами, т.е. каждое ухо слышит свою часть волны, по мере того как она огибает голову. Именно эта разность фаз позволяет мозгу точно определять расположение источника звука.

Зная это, люди придумали как «обмануть» мозг: можно давать звуки из наушников с разной частотой, мозг начнет вычислять направление источника и создаст частоту, равную разности частот, слышимых правым и левым ухом.

Например, в наушниках в левый канал пускаете звук с частотой 400 герц, а в правый 405 . В результате у вас в мозгу возникнет звук с частотой 405-400 = 5 Гц (такую частоту невозможно транслировать при помощи обычных аудиосредств и воспринимать при помощи ушей).

Наш мозг работает на определенных частотах и используя приведенный эффект можно перестраивать работу мозга на нужную нам частоту.

Музыкальный звук. Статья №18. 29.11.16

В музыкальной акустике основными количественными параметрами звука являются высота звука и его сила (громкость).

Высоту звука принято характеризовать количеством колебаний в секунду. Что же касается силы звука, то её обычно определяют через уровень звукового давления. Однако, в реальной практике, громкость, в плане её слухового восприятия, зависит не только от амплитуды звукового давления, но и от формы звуковой волны.

Самой привычной формой звуковой волны можно считать синусоиду. Примерно такую форму имеют волны на поверхности воды, расходящиеся от брошенного в воду камня. А вот волны на реке или на море далеко не всегда имеют форму плавной синусоиды. При большом волнении на вершине морской волны появляется гребень, разруши­тельное действие которого, при ударе в борт корабля, пропорционально его крутизне.

Точно также обстоит дело и со звуковыми волнами. Синусоидальная звуковая волна – самая тихая, с точки зрения, слухового восприятия. При одном и том же уровне звукового давления, синусоидальный звук будет еле слышен, в сравнении с хорошо слышимым звуком музыкального инструмента. Всё дело в том, что звуковая волна, создаваемая большинством музыкальных инструментов, имеет форму очень крутого гребня.

Вероятно, каждому приходилось видеть кардиограмму – запись кровяного давления. На кардиограмме и в помине нет никаких плавных синусоид. Вместо них мы видим острые пики всплесков и падений кровяного давления. Не случайно, медики, характеризуя частоту пульса, говорят об ударах в минуту, а не о колебаниях в минуту.

Так вот, волна музыкального звука очень похожа по форме на кардиограмму челове­ческого сердца с её ярко выраженными пиками и впадинами кровяного давления.

Итак, большая крутизна импульсов звукового давления – это первый отличительный признак музыкального звука. Но сам по себе отдельный импульс музыкального звука на слух воспринимается, как резкий щелчок, который совсем не похож на музыкальный тон. Два, и даже три, последовательных импульса по-прежнему звучат, как щелчок, только более мягкий. И только шесть – семь идущих подряд импульсов с равными временными интервалами, рождают ощущение музыкального звука определённой высоты. Поэтому вторым существенным признаком музыкального звучания следует считать регулярность чередования импульсов, то есть – постоянство частоты звука. Без постоянства частоты невозможно определить тон звучания, то есть – высоту музыкального звука.

Впрочем, постоянство частоты особенно актуально, для европейской музыкальной традиции, уходящей своими корнями в пифагорейское учение о божественном музыкальном звуке, определяющем гармонию мироздания.

В арабской и индийской музыкальных традициях музыкальный звук может быть слегка плавающим по высоте, то есть переменным по частоте колебания. Хотя, и в этом случае, смена высоты тона не может быть слишком быстрой, чтобы не исчезло ощущение тона.

Итак, фиксированную частоту колебания можно считать признаком истинного музыкального звука, поскольку аккордная (тональная) гармония немыслима без точно определённой частоты звуков, образующих тот или иной аккорд.

В музыкальной среде ещё одним весомым признаком, определяющем степень совершенства музыкального звука, считают его наполненность бóльшим или меньшим числом гармоник. Чем больше гармоник объединяет музыкальный звук, тем он считается богаче, глубже, ярче.

Француз Марен Мерсенн в далёком XVII веке предположил, что богатый музыкаль­ный звук, с физической точки зрения, представляет собой объединение множества гармонических “призвуков”, то есть, простых звуков с синусоидальной формой волны. Позднее другой французский исследователь – Жозеф Совер экспериментально подтвердил гипотезу Мерсенна, проводя опыты с колеблющейся струной.

Когда вся струна колеблется с какой-то фиксированной частотой, каждая половина струны колеблется с частотой вдвое большей, а каждая треть струны колеблется с частотой втрое большей, и так далее. Результирующее колебание струны при взаимодействии с воздухом формирует такое изменение воздушного давления, которое на слух воспринимается как музыкальный звук.

При этом было установлено, что соотношение частоты колебаний всего семейства “призвуков” соответствует натуральной (целочисленной) прогрессии – 1-2-3-4-5-6-7-8-9,10…, где за единицу принята частота «основного тона».

Надо заметить, что высоту результирующего тона определяет не первая (основная) и никакая другая гармоника, а разница частот между соседними гармониками. Звуковая частота результирующего тона просто равна этой разнице частот.

По аналогии с разложением колебания струны на отдельные гармоники, музыкальный звук также принято представлять в виде множества простых гармонических призвуков – гармоник. При этом считается, что обычный человек может распознавать лишь ближайшие к основному тону гармоники, а натренированный слух музыканта способен уловить и более высокие гармоники вплоть до десятой.

К сожалению, эта красивая легенда, придуманная музыкантами про самостоятельно слышимые гармоники, рассыпается, как карточный домик, в ходе простейшего акустического эксперимента.

Если самую нижнюю струну контрабаса настроить по приборам на частоту до2 субконтроктавы (16 Гц), то основной тон струны станет неслышимым, поскольку человеческий слух не воспринимает звуки, с частотой ниже 20 Гц. Но, поскольку все высшие гармоники звука данной струны, начиная со второй, имеют частоту, нормально воспринимаемую человеческим слухом, было бы логично предположить, что именно их мы и должны услышать в данном эксперименте. Но, почему-то, они также не слышны, как и основной тон. А если высшие гармоники не слышны в идеальных условиях, когда основной тон выведен за порог слышимости, то тем более затруднительно их услышать в составе звука обычной струны, например, настроенной на звук до 1 первой октавы (261 Гц).

Получается, что гипотезу о «слышимости» отдельных гармоник в составе музыкаль­ного звука рассмотренный эксперимент не подтверждает. Следовательно, гармоники, играя существенную роль в формировании музыкального звука, как единого целого, могут не проявляться на слух, как отдельные самостоятельные звуки.

Между тем, в современном музыкознании гипотеза о “самостоятельности” гармоник играет важнейшую роль. Если в музыкальном двузвучии отдельные гармоники одного звука совпадают по частоте с гармониками другого звука, то такие двузвучия считаются гармоничными. По сути, совпадение отдельных гармоник рассматривается сегодня в качестве единственного и самого убедительного акустического обоснования музыкального согласования звуков. По логике, совпадение гармоник должно вызывать эффект усиления этих самых гармоник, а как следствие, и усиление того первичного звука, который октавно им кратен.

Однако, использование данной акустической модели при анализе наиболее гармоничных двузвучий, приводит к парадоксальным выводам. Например, в квинте до 1 –соль 1 высота звука соль 1 в полтора раза выше звука до 1 , а это значит, что третья гармоника нижнего звука совпадает со второй гармоникой верхнего звука. Этот усиленный звук общей гармоники соль 2 ровно на октаву выше верхнего звука квинты – соль 1 , что, казалось бы, должно вызывать его тональное усиление, в то время как на самом деле в квинтовом двузвучии до 1 –соль 1 тональное усиление получает нижний звук до 1 .

Такое же несоответствие возникает и при анализе квартового двузвучия. Например, в кварте до 1 –фа 1 высота звука фа 1 на треть выше звука до 1 , следовательно, точное совпадение четвертой гармоники нижнего звука с третьей гармоникой верхнего звука создает усиленную общую гармонику до 3 . А поскольку частота усиленной гармоники октавно кратна нижнему звуку кварты, то этот звук и должен получить дополнительное усиление. Но в действительности, тональное усиление в кварте до 1 –фа 1 получает верхний звук Фа 1 . Подобное несовпадение теории и реального восприятия, имеет место и при анализе других музыкальных двузвучий.

Еще большая путаница возникает при попытке анализа аккордов. Получается, что общепризнанная модель совпадения гармоник почему–то даёт сбой при анализе даже простейших звуковых сочетаний: ожидаемое усиление общих гармоник в двузвучиях и аккордах акустически не проявляется.

Но чем же тогда объясняется эффект согласования музыкальных звуков?

Представим себе, что две барабанные палочки выбивают дробь – каждая в своём ритме. Когда отдельные удары левой и правой палочки точно совпадают, происходит усиленный удар с двойной амплитудой звукового давления. Например, если ритмы ударов левой и правой палочки соотносятся как два к трём, то каждый второй удар левой палочки будет совпадать с каждым третьим ударом правой палочки, Таким образом, рождается, как бы, общий ритм, более громкий, чем два исходных ритма.

Аналогичная картина имеет место в квинтовом созвучии до 1 –соль 1 . На каждые два ударных импульса звука до 1 приходятся три ударных импульса звука соль 1 , рождая усиленные импульсы общего тона с частотой до, который октавно кратен нижнему звуку квинты. Именно поэтому в квинте до 1 –соль 1 нижний звук до 1 получает ярко выраженное тональное усиление.

Рождаемый в гармоничном двузвучии общий тон получил в музыкальной практике название “комбинационный”. Данный акустический эффект лежит в основе важнейшего (для музыки) понятия тональности. Именно комбинационный тон определяет тональность мелодического и аккордного созвучия.

Как видим, тональность не имеет отношения к пресловутому совпадению гармоник. Согласие звуков объясняется простым “тактовым” совпадением результирующих импульсов музыкальных звуков.

Это как в парном танце, когда два шага танцора совпадают с тремя шагами танцов­щицы, и их общий притоп рождает объединённый (комбинационный) ритм танца, который хотя и ярко выражен, но не затмевает исходные ритмы танцоров.

То же самое мы можем наблюдать в музыкальном созвучии, рождающем общий (комбинационный) тон, на фоне которого отчётливо слышны оба исходных тона.

Когда две части женского хора поют не в унисон, а в терцию, то рождается могучий фоновый бас, хотя среди участников хора нет низких голосов. Этот бас и есть тот самый комбинационный тон, который необыкновенно украшает хоровое пение.

Столь простое и наглядное представление о тональной гармонии позволяет постичь и объяснить не только гармонию мажорных аккордов, но и гармонию минорных аккордов, которая в настоящее время считается необъяснимой.

Эти же ключи дают разгадку к мелодической гармонии древнегреческих тетрахордов.

Во всём этом нам предстоит более детально разобраться чуть-чуть позже.

Игорь Юрьевич Куликов

Зарегистрируем товарный знак — мажорный аккорд
в симфонии вашего бизнеса.

Звукотерапия (исцеление звуком): Звуки здоровья

Статьи Тины Георгиевской

Звукотерапия (исцеление звуком): Звуки здоровья

Голосом, звучащим словом, пением люди обращались к Богу и посредством пения исцеляли больных. Недаром древнегреческий бог Аполлон покровительствовал одновременно и музыке, и медицине. Все старые мистические школы уделяли исключительное внимание обучению своих адептов искусству пользоваться звуком как инструментом творчества и исцеления.

Нетрадиционная традиция

Но до недавнего времени такого рода практики были не в чести у официальной медицины. Исцеления голосом относили либо к эффекту плацебо, либо просто выносили за рамки науки, объявляя известные случаи необъяснимым артефактом. Но ведь, практически, каждый из нас хоть раз ощутил на собственном опыте, как голос может облегчить боль, наполнить энергией, успокоить, снять стресс и даже приподнять на время над обыденной жизнью, дать возможность прикоснуться к иной реальности.

«Обертональное пение обладает мощным оздоровительным воздействием. Когда вы поете, вы начинаете замечать в собственном организме такие физиологические и психологические процессы, которые в обычном состоянии уловить невозможно. Поскольку обертональное пение требует невероятной концентрации, в работу вступают те зоны мозга, которые раньше пребывали в бездействии. И когда это происходит, вы вдруг понимаете, что перед вами распахнулись двери в иной, высший мир».

Самый простой пример: получив травму, человек стонет, не потому, что хочет позвать на помощь. Как теперь выяснялось, стоны имеют эффект анестезии, возбуждая деятельность одних участков мозга, и подавляя активность других. Стоны стимулируют выброс в кровь эндорфинов, которые по болеутоляющему действию сильнее морфия в 50 раз! Медицинская наука, все чаще обращается к опыту традиционных практик (парадоксально, что и по сей день их называют «нетрадиционной медициной»). И обезболивание – это только вершина айсберга.

Пожалуй самым фантастическим, но от этого не менее действенным инструментом человеческого голоса является эффект резонанса — совпадения частоты действующей волны звука и собственной частоты того или иного органа. Согласно волновой теории вещества вся вселенная пребывает в состоянии вибрации, и каждый предмет порождает свою собственную частоту колебаний. Тело каждого из нас, каждая клетка, каждый орган, каждая кость и ткань обладает «здоровой» резонансной частотой. В больном органе частота меняется относительно первоначальной, выбивается из общего гармоничного «аккорда». Восстановление естественной частоты означает выздоровление.

Резонанс проявляется в способности звуковой вибрации путем волновых колебаний возбудить подобную же вибрацию в другом организме: таким образом, если звук с верной, «здоровой» частотой колебаний направить на больной орган, болезнь можно излечить. Если раньше исцеление звуком считалось «мракобесием», то теперь этим удивительным эффектом активно интересуются ученые, а в Америке, по инициативе известного исследователя и практика обертонального пения Джонатана Голда, создана Ассоциация звукотерапевтов.

Знаменитый французский отоларинголог, член Французской академии медицинских наук Альфред Томатис открыл, что вибрации словно питают наш мозг, а вместе с ним и все тело. Он также доказал, что звуки музыки в области 750 – 3000 Гц могут стимулировать сердце, лёгкие и чувства, совсем же низкие частоты 125 – 750 Гц влияют на мышцы и физические движения.

Интерес к методикам звукотерапии существует и в России.

«Для каждого органа существует свой резонансно-эффективный диапазон, в рамках которого эффект воздействия звука максимален и достигается в кратчайшие сроки. Это значит, что, если наблюдаются эмоциональные нарушения, недомогания, дисфункция определенного органа или системы, можно использовать целительное воздействие звука с определенными характеристиками, сочетаний звуков, музыкальных произведений, с тем чтобы восстановить электромагнитное равновесие, гомеостаз, снять боль, восстановить утраченное спокойствие».

И.П. Павлова РАН, кандидат биологических наук Л. Рыбина

Исследования в области звуковой терапии дает прекрасные результаты в лабораториях всего мира, и многие уже называют ее «медициной будущего». На Западе, в качестве лечебных методик в области аппаратной медицины, используется киматик-терапия (доктор медицины Питер Гай Мэннерс), пифагорейская лямбдома (Барбара Хироу). Но все же многие ученые склоняются к тому, что наиболее эффективным и безопасным, в качестве источника целительного звука, является голос.

«Вызывая в том или ином органе вибрацию, гласный звук активизирует его и наполняет энергией. От тона этого гласного зависит «точка попадания». Медицина не знает более безопасного и быстрого способа локальной стабилизации кровоснабжения, насыщения кислородом и притока энергии».

Дон Кэмпбелл (Don Campbell. The Roar of Silence)

От всех болезней нам полезней.

Целительный эффект звуковых вибраций известен издревле. При угрозе чумы или другой эпидемии в Москву стекались тысячи беженцев из-за знаменитых «сорока сороков» церквей: в тревожное время непрестанно звонили колокола на всех колокольнях, и болезнь отступала. Микробиологические исследования подтвердили, что большинство бактерий погибает под воздействием мощного звукового резонанса.

Москва слыла «безопасным городом» и по другой причине: она была знаменита своими песельниками. До сих пор сохранилось выражение «в Москву – за песнями». Каждый из нас с рождения является обладателем совершенного терапевтического аппарата, одной из функций которого является резонанс: этот аппарат — наш голос. Управляя собственным голосом, при помощи различных тонов и гласных звуков, мы имеем возможность «настраивать» наш организм так же, как это делает настройщик с музыкальным инструментом при помощи системы камертонов. При определенных навыках человек при помощи голоса может настроить свой организм, как рояль, входя в резонанс с самим собой, сообщая собственному телу правильные вибрации. И если в старину исцеление голосом было исключительно закрытым, «эзотерическим знанием» тибетских монахов или же наших родных «бабок» из российской глубинки, то в наше время «тайная завеса» приоткрывается. И это движение встречное: ученые всесторонне исследуют феномен резонанса, а монахи – монахи сами путешествуют с турами по всему миру, давая концерты и уроки обертонального пения.

Кроме прямого воздействия на организм, резонанс имеет еще одно удивительное свойство: способность к формообразованию. Вы наверняка слышали об исследованиях воздействия звуков на жидкости: под воздействием гармоничных звуков молекулы жидкости выстраиваются в симметричные узоры, круги, звезды, «снежинки»… А какофония «рисует на воде» малопривлекательные, и даже отталкивающие, картины. Человеческий организм состоит из воды на 80%, и потому, хотим мы этого или нет, окружающие нас звуки имеют колоссальное влияние не только на нашу психику, но и на наше физическое тело. Между тем, ни для кого уже не тайна, что дисгармоничные звуки агрессивной окружающей среды (особенно в крупных городах) разрушительно действуют и на мозг, и на организм в целом. Мы подвергаемся этому воздействию ежедневно в течение многих лет, и нам требуется ежедневное же восстановление. И лучший способ вернуть себе утраченную гармонию это «исцеление подобного – подобным», — пение. Эффект свободного, резонансного пения, направленного на другого ли человека или на самого себя, изумляет своей результативностью. Знаменитый композитор, ученый и мистик Карлхайнц Штокгаузен считал, что благодаря голосотерапии медицина вскоре избавится от необходимости оперативного вмешательства в мозг, воздействуя на поврежденные участки исключительно звуком, в том числе – голосом самого человека.

Видеть или слышать?

Наша цивилизация – активно визуальная. Для современного человека чрезвычайно важны зрительные навыки. Они необходимы, как правило, и в работе, и, конечно же, для ориентации в пространстве, в «лабиринте города», полном привычных опасностей. Кроме того, визуальное восприятие намного более скоростное, нежели слух и осязание, и это играет решающую роль в выборе способа запоминания огромного количества необходимой нам информации. Визуальная система восприятия (в отличие от аудиальной) дает нам возможность фиксировать внимание на нескольких объектах одновременно, даже если эти объекты воображаемые, даже если мы их не видим в настоящий момент и не видели никогда.

В этом главная разница цивилизованного человека и первобытного охотника, который живет во «включенном» времени, воспринимает окружающий мир «здесь и сейчас», для которого каждый шорох, свист, треск означает конкретный сигнал, к конкретному действию, помогающему выжить.

Но! Чем больше мы отдаляемся от первобытного состояния, тем меньше мы уделяем сознательного внимания качеству звуков, которые мы слышим и воспроизводим. И тем глубже влияют звуки на бессознательную часть нашей личности, которая у нас ни на йоту не изменилась со времен первобытно-общинного строя. Большинство просто не отдает себе отчет, насколько сильно действуют на нас звуки окружающего мира, случайный звуковой мусор и намеренные звуковые манипуляции (реклама и прочие звуковые эффекты). Если у ребенка плохое зрение – родители бьют тревогу! Ведь это может помешать ему и в личной жизни, и в выборе профессии, лишить повседневных радостей. С ребенком занимаются, заставляют носить очки, водят к специалистам… А если у ребенка «нет слуха и голоса» — так что ж? Ну не станет он Карузо, подумаешь! Голос это не предмет первой необходимости…

Между прочим, это роковое заблуждение уже стоило многим из нас здоровья и душевного равновесия.

Голос – это Я

Голос действительно стал для нас чужим, посторонним «предметом». Мы используем возможности голоса максимум на десять процентов, и он перестает нас слушаться, «ржавеет» и «усыхает». Вам известно, что если страдает один орган нашего тела, то это неизбежно влечет за собой «перекос» во всем организме. Мы приспосабливаемся, привыкаем ходить «скособоченными» и не замечаем этого.

«Запирая» голос внутри себя мы лишаемся возможности свободного, эмоционального самовыражения и не даем осуществиться себе, как полноценной личности. Вместе с голосом мы запираем и естественное дыхание: происходит «сбой» дыхательного алгоритма, что влечет за собой дефекты осанки, болезни дыхательной системы, нарушение обмена веществ.

Одновременно с голосом и слухом мы теряем множество возможностей для общения, контактов с другими людьми, исключаем себя из бесконечно разнообразного и богатого мира звуков.

Но как же быть, спросите вы, если от природы нет ни слуха, ни голоса?

Это распространенное заблуждение жителя мегаполиса, еще в детстве потерявшего «звуковую ориентацию». «Теряя голос», мы, одновременно, перестаем дышать свободно, что влияет не только на речь, но и на наше самочувствие. Мы не только замолкаем сами, но, параллельно, еще и зачастую лишаемся слуха, которым каждый человек наделен от природы. А после, уже в школе, выслушиваем замечания учителя, что нам наступил на ухо кто-то вроде медведя.

К счастью, наш организм многофункционален, и тот же «аппарат», который мы используем для дыхания, предназначен и для полноценного звучания. А наши органы слуха (если мы не глухонемые от рождения) изначально приспособлены и для точного восприятия музыкальных звуков. И восстановить координацию между слухом и голосом, между голосом и дыханием, — это уже дело техники. А, восстанавливая, пусть и ради свободного звучания голоса, правильный алгоритм дыхания, мы тем самым позитивно влияем на кровоснабжение организма, на улучшение обмена веществ и повышение иммунитета.

В настоящее время разработаны методики, «открывающие» ваш голос и слух, восстанавливающие естественный, природный баланс аудиальной, визуальной и чувственной систем восприятия, возвращающие вам ваш собственный голос, как полноценный «орган» и совершенный инструмент.

Владеть своим

Человеку необходимо владеть собственным голосом, «иметь право голоса» с точки зрения психологического комфорта. Даже если мои аргументы убедительны, но голос слаб и монотонен, очевидно, окружающие будут прислушиваться к собеседнику с более «уверенным» голосом. Часто, пытаясь придать голосу «вес», мы начинаем искусственно понижать или повышать его, напрягаем голосовые связки… И, в результате, «ломаем» голос, говорим «не своим голосом» (искажая при этом образ собственной личности), — либо вообще «сажаем» голос, перестаем им владеть.

Это происходит оттого, что мы не умеем пользоваться собственным голосом, как инструментом. Не владеем резонаторами собственного тела, придающие голосу звонкость и полетность, не знаем, как строятся интонации, делающие нашу речь уверенной, разнообразной, артистичной. Овладев инструментами интонирования и тембральной настройки, вы сможете «звучать» убедительно для окружающих, при этом без лишнего напряжения, и, главное, не изменяя себе.

Только, владея собственным голосом, человек имеет возможность чувствовать себя полноценной личностью. Оттачивая навыки своего природного голоса и слуха, дикцию, артикуляцию, вы почувствуете, как расширяется ваш мир – внутренний и внешний, духовное богатство, круг общения и горизонты знания.

То же касается и собственного ритма, присущего каждому из нас. Ритма речи и ритма тела. Если мы «погасили» свой ритм, и если он недостаточно четок и определен, — мы подвержены любым ритмическим влияниям, случайным и намеренным, окружающего нас мира. Найдя и научившись пользоваться своим внутренним ритмом, вы сами сможете влиять на ситуацию вокруг вас и в любой ситуации «сохранять здоровье».

Поющая вселенная

Магическая сила человеческого голоса известна с древних времен, и о ней сложены легенды. Эллинский герой Орфей, певец с чудодейственным голосом (в наше время его называли бы шаманом), сумел волшебным искусством пения вернуть возлюбленную из Царства мертвых. Мифологические полу-птицы – полу-люди, сирены, сводили моряков с ума чарующим пением, заставляя их бросаться в морскую пучину. Их славянская наследница, сладкоголосая птица Сирин, завораживала людей «песньми неизреченными о Рае»; каждый, кто хоть раз слышал эти песни не мог больше ни о чем думать, кроме Небесного Царства.

Согласно мифам многих народов мир был сотворен голосом верховного божества. И в истории Ветхого и Нового Заветов, наиболее близких нашей культуре, Бог сотворил все сущее звучащим Словом.

Если вам знакомо понятие «вселенские пропорции», то возможно, вам удастся прикоснуться к знанию о том, какое влияние оказал звук на сотворение мира. Но даже если мы математика и астрономия не были нашими любимыми школьными предметами, все же, благодаря некоему «шестому чувству» мы знаем, что во всем мире, в природе и в человеческой деятельности действуют одни и те же законы, — физические законы и законы красоты. Да и сами люди созданы, конечно же, по тем же самым законам. Если в нас сохранилось природное чувство равновесия, мы безошибочно определяем, на глаз и на слух, что есть гармония. В мистических школах древних культур – Индии, древнего Египта, Греции, Тибета, — точные науки и музыка были неразделимы. И в основе этого явления та идея, что звук, звуковая вибрация – это главная созидающая сила вселенной. Пропорции в биологии, кристаллографии, физике, астрономии, архитектуре, — те же самые числовые соотношения, которые образуются при возникновении обертонов в звуковом резонансе. И если в наше время, в сфере человеческой деятельности эти пропорции нарушаются, постоянно и намеренно, то в масштабах Земли и космоса все, к счастью, остается неизменным. Иначе Земля давно бы сошла с орбиты подобно тому, как у человеческой особи «едет крыша» от дисгармонии внутреннего и внешнего мира.

Хорошая новость – это то, что при помощи звука голоса мы можем вернуть себе утраченную гармонию. Настроиться на частоту, и, в буквальном смысле, войти в резонанс с природой, с Землей; восстановить утраченное физическое и душевное здоровье, черпать творческие силы из неиссякаемого источника – «поющей» Вселенной.

Звук не по размеру, статья. Портал «www.hifinews.ru»

Сохранить и прочитать потом —

Колонки небольшого размера как правило стоят недорого, но способны звучать очень хорошо. Компактные размеры корпуса при правильном расчете позволяет им сформировать великолепную стереосцену. За счет меньших размеров конструкция таких колонок более жесткая, чем у напольных АС, а значит, то есть окраска звука будет минимальной. Басовики небольшого диаметра лучше приспособлены для воспроизведения вокала, чем крупные НЧ-динамики напольников. Разумеется, у полочных колонок есть свои недостатки, и сейчас мы научимся их минимизировать.

Мощность и чувствительность

В противовес распространенному мнению компактная акустика требует для полноценной раскачки существенной подводимой мощности. Все дело в чувствительности таких колонок, которая редко превышает показатель 85 дБ — а это не очень много.

Поэтому решение использовать для полочной акустики мощный усилитель выглядит вполне логичным. К сожалению, здесь вы столкнетесь с фундаментальными законами физики, которые будут не на вашей стороне. Если перестараться с громкостью на такой композиции, как, например, Merry Christmas Everybody группы Slade, то компактные колонки зазвучат напряженно. Все дело в том, что басовый динамик должен перемещать воздух для создания звукового давления, и вы увидите, что его диффузор пытается это делать, двигаясь с большой амплитудой. Однако из-за ограниченного размера получается это у такого басовика плохо.

В конце концов попытки заставить звучать полочную акустику очень громко приведут только к появлению слышимых искажений. Хотя мощные усилители сейчас бывают малогабаритными, да и стоят подчас недорого, но это не лучший способ получения качественного звука. Вы не можете скомпенсировать ограниченное звуковое давление полочной акустики простым увеличением подаваемой на нее мощности — это приведет всего лишь к росту искажений, а, возможно, и к выходу ее динамиков из строя. Почти вся подводимая от усилителя электрическая мощность прикладывается к звуковой катушке динамика, рассеиваясь в виде тепла. А из за небольших размеров этой катушки (вытекающих из размеров самого динамика), перегреть и сжечь ее очень просто. Поэтому необходимо просто помнить, что компактная полочная акустика предназначена для озвучивания небольших комнат.

Размер имеет значение

Тестирование нами различных АС показало, что существует значительная разница в характере звучания миниатюрных полочных колонок и более крупных моделей, предназначенных для размещения на специальных стойках (под последними я понимаю колонки высотой около 30 см и объемом примерно 25 литров). Они будут более заметны в комнате, но зато обладают существенно более глубокими басами, высокой чувствительностью и разрешенной подводимой мощностью. Поэтому при возможности выбирайте именно такие модели, и не обольщайтесь насчет звуковых возможностей миниатюрной акустики.

Если вы поставите крупную полочную АС вплотную к стене, то наверняка получите нежелательный подъем и перегрузку на басах. Однако это легко исправить. Большинство колонок имеют фазоинверторы — установив в них заглушку из пористого материала, вы понизите уровень басов и увеличите демпфирование. Таким образом можно заставить крупный полочник хорошо звучать при установке вблизи стены — например, изображенную на фото модель 686 фирмы B&W, которая специально комплектуется заглушками для фазоинвертора.

Компания B&W поставляет двухсекционную заглушку для фазоинвертора своей 686-модели: установите ее при размещении колонок близко к стене, и уберите при их свободном размещении на подставках. Если вы хотите подключить АС по схеме bi-wiring, то снимите показанные на фото перемычки с блока разъемов. Если для подсоединения колонок вы планируете использовать 4-мм разъемы «банан», то пластиковые вставки в гнездах необходимо вытащить.

Еще одним достойным внимания способом настройки басов я считаю (хотя некоторым это покажется недопустимым) использование регулятора тембра. Успех здесь во многом зависит от правильного расчета этой схемы в усилителе, и современные модели обладают лучшими регуляторами тембра, чем выпущенные в прошлые годы. Например, обратите внимание на настройки тембра НЧ в усилителе NAD C315BEE. При его установке на уровень — 1 дБ обеспечивается понижение частотной характеристики ниже значения 200 Гц, не затрагивая более высокие частоты — именно то, что и требуется. Таким образом удастся скомпенсировать размещение колонки вблизи стены, и этот способ имеет ряд преимуществ перед заглушкой фазоинвертора.

Также можно использовать специальные стойки для размещения АС. Установите их сначала вплотную к стене, а потом постепенно отодвигайте от нее, пока не получите наилучший баланс между уровнем низких частот и качеством стереокартины.

Размещение у стены

Миниатюрная акустика обычно рассчитана на установку на книжной полке, или подобной опоре вблизи стены, так как близость последней позволяет повысить уровень ее басов. Это не идеальное размещение с остальных точек зрения, так как отраженные звуковые волны от стены накладываются на излучаемые колонкой. Такое взаимодействие вызывает понижения уровня сигнала на частотах около 300 Гц если, например, расстояние от стены составляет около 30 см.

И это еще не все. Стереокартина также ухудшается и звук не такой гладкий, каким мог бы быть, но бас действительно будет наилучшим. Если комната имеет в длину около 4 метров, то нижнее значение резонансной частоты составит 45 Гц, то есть басы получатся вполне глубокими.

Если вы решите, что установка колонки близко к стене вам подходит, то постарайтесь найти жесткую и крепкую полку. Она не обязательно должна быть произведена специализированной Hi-Fi-компанией — например, можно найти что-то подходящее в ассортименте магазина Икея. Если колонки имеют фазоинвертор на задней панели, то расстояние от него до стены должно составить хотя бы сантиметров 10, что бы не исказить звук. Колонки с передним фазоинвертором можно ставить вплотную к стене, но обычно подобные модели обладают более заметной окраской звука.

Нередко производители ограничивают уровень басов колонок, рассчитанных на установку вблизи стены или на настенный монтаж, чтобы снизить опасность возникновения перегрузки по НЧ. Тогда установка АС у стены будет одной из опций для получения хороших басов, наряду все с той же регулировкой тембра.

Колонки обычно устанавливают на расстоянии примерно 2,5 метра друг от друга, так, что бы ВЧ-динамики находились на уровне ушей сидящего слушателя, и немного разворачивают на него. Подобное размещение принято считать идеальным. Однако наши измерения показывают, что некоторые колонки звучат слишком ярко, будучи направленными непосредственно на слушателя. Стереокартина становится хуже, если АС установлены параллельно, зато она воспринимается в гораздо более широкой зоне чем при небольшом развороте колонок друг на друга. Поэтому определить оптимальное размещение АС в комнате прослушивания можно только экспериментальным путем. В частности, колонки с коаксиальными излучателями, Tannoy Dual Concentric и KEF Uni-Q, лучше слушать вне их акустической оси.

Если вы используете напольные подставки, заполните их (при возможности) песком или дробью. Это придаст стойкам большую стабильность и акустическую инертность. Также общепринятым считается использование шипов в качестве опор стойки, но они опасны для деревянных полов — при частой перестановке АС они будут выглядеть так, как будто подверглись атаке древоточцев. В качестве разумной альтернативы шипам подойдут амортизирующие резиновые опоры, с другой стороны, под шипы можно подложить специальные металлические прокладки (в качестве которых подойдут и монетки). Главная идея здесь — сделать «посадку» колонок максимально жесткой, так как это дает более быстрый бас и позволяет расширить динамический диапазон звука. Разумеется, сами АС, установленные на стойке, должны опираться на шипы (если это предусмотрено конструкцией) или на амортизирующие прокладки.

Всегда используйте специализированные акустические кабели. Даже недорогие провода таких компаний как Chord или аналогичных дадут серьезный прирост в качестве звука по сравнению с но-нейм продукцией. И чем больше будет длина кабеля, тем разница в звуке будет заметнее.

Двухкабельное подключение АС также позволяет улучшить качество звука, особенно если длина соединения велика; часто для НЧ-секции используют провод с большим количеством тонких жил, а для ВЧ — с меньшим числом более толстых. Многие модели современной акустики выпускаются с блоком разъемов, подходящим для двухкабельного подключения. В случае снятия перемычек, которые соединяют ВЧ и НЧ-секции колонки, соответствующие части ее разделительного фильтра будут отключены друг от друга, что в некоторых случаях позволит улучшить качество звука.

Еще одной полезной опцией, которую можно использовать при двухкабельном подключении АС, является возможность установки резистора последовательно с ВЧ-секцией в случае, если колонки звучат слишком ярко. Сопротивление этого резистора надо подбирать на слух, начиная со значения в 1 Ом, и далее выстраивая последовательную цепочку из таких резисторов до достижения наилучшего звучания. Следует брать углеродно-пленочные резисторы мощностью 1 Вт.

Согласование с усилителем

Компактные колонки немного отличаются от больших напольных АС и с точки зрения согласования с усилителем.

Сейчас усилия разработчиков Hi-Fi-акустики сосредоточены в частности на том, чтобы сделать импеданс колонок стабильным, то есть максимально «легким» для усилителей. Транзисторный усилитель производит больше искажений при работе на 4-омную акустику, чем на 8-омную, хотя эта разница не столь существенна (типичное значение 0,018% искажений против 0,022%) что бы считать 4-омные колонки неподходящей нагрузкой.

Установка регулятора тембра НЧ на значение — 1 дБ в усилителе NAD 315BEE позволяет понизить уровень басов. Это небольшое изменение АЧХ компенсирует размещение колонок близко к стене комнаты (на полке), и является хорошим решением. Тем не менее установка АС на специализированных стойках на расстоянии от стены в любом случае предпочтительнее.

Во многих моделях современной акустики используются 4-омные НЧ-динамики для повышения чувствительности. Хотя усилителю, конечно, легче работать на 8-омную нагрузку, наличие мощного блока питания и эффективных теполоотводов выходных транзисторов обеспечивают его стабильную работу и на 4-омные колонки. Исходя из этого, выбирая компактные колонки, стоит отдавать предпочтение именно 4 или 6-омным моделям, как обладающим более высокой чувствительностью, а уж современный усилитель с ними справится.

Полочная акустика способна обеспечить качественный звук, причем за весьма скромную цену — но в небольшой комнате. Правильно подберите компоненты системы, потратьте некоторое время на ее установку и настройку, купите хорошие кабели и подставки — и вы получите великолепный результат.

Статья про звук

Прим. перев.: сегодня мы публикуем перевод статьи из блога Итана Хайна – адъюнкт-профессора по направлению «музыкальные технологии» из Нью-Йоркского Университета. Мы уже публиковали перевод одной из его статей (о визуализации музыки) и решили продолжить эту серию материалом об основах цифрового аудио (эта статья затрагивает базовые моменты превращения аналогового звука в цифровой и будет интересна в первую очередь тем, кто не знаком с этим процессом). Данная тематика обсуждалась и в одном из наших подкастов.

Чтобы понять, как работает цифровой звук, вам нужно знать несколько вещей о физике звука. Анимация изображает, как распространяются звуковые волны от кругового источника звука – представьте, что это поверхность барабана или тарелки (музыкального инструмента).

Как видите, звук – это волна, как рябь на поверхности водоема. Представьте, что ваше ухо находится в середине нижней части этой картинки. Давление воздуха на ваше внутреннее ухо ритмично то увеличивается, то уменьшается. Звук является результатом того, что ваш мозг чувствует, насколько далеко происходит колебание и с какой частотой.

Если вы построите график изменения давления воздуха на ваше ухо с течением времени, то он будет выглядеть примерно так:

Мы увидим еще множество таких волн синусоидальной формы: она очень важна для понимания природы звука. Основная задача аудиозаписи – это перевести такую волновую форму в различные медиаформаты, которые можно сохранять, воспроизводить и управлять ими.

От звука к электричеству

Микрофоны работают точно так же, как и ваши уши, только вместо барабанной перепонки в микрофоне содержится маленькая, тонкая металлическая пластинка, прикрепленная к магниту. С изменением давления воздуха на пластинку, магнит покачивается вперед-назад и вырабатывает электрические колебания. Если вы нарисуете график изменения текущего напряжения, то форма волны будет выглядеть в точности как на графике давления воздуха на перепонку.

Существуют несколько различных технологий создания микрофонов. В некоторых микрофонах для вырабатывания тока вместо магнита используется конденсатор, который колеблется в соответствии с колебаниями воздуха. Такие микрофоны используют «фантомное питание» – вместо того, чтобы вырабатывать небольшой электрический ток, они регулируют тот ток, который уже течет через них. Также есть микрофоны, в которых используется небольшой кусочек пьезоэлектрического материала, который, колеблясь, меняет уровень напряжения.

От тока к «цифре»

Итак, теперь вы получили звук, представленный в виде электрического тока. В прошлом люди сохраняли его множеством способов: в качестве волнистых канавок на виниловых пластинках, фотокинопленках или в виде структурированных магнитных частиц на магнитной ленте. Компьютеры же хранят информацию об уровне тока, регулярно считывая уровень напряжения и сохраняя каждое значение как число. Детали этого процесса довольно сложны, но узнать хоть немного о том, как это работает, может быть полезно.

График, расположенный ниже, изображает кодово-импульсную модуляцию – аналого-цифровое преобразование, используемое в аудиоформатах AIFF и WAV. Красная линия – это оригинальный аналоговый сигнал, который постоянно меняет свою амплитуду и поступает по кабелю от микрофона.

Компьютер считывает уровень напряжения через постоянные временные интервалы, которые изображены на графике как вертикальные линии. Синие точки показывают считанный компьютером уровень напряжения в данный момент. Горизонтальные линии отображают другие возможные значения, которые компьютер может сохранить и считать; из всех этих возможных значений он всегда выбирает наиболее близкое к действительному. Аудиофайлы форматов AIFF и WAV представляют собой длинный (очень длинный) список чисел, которые являются значениями уровня напряжения.

Как вы могли догадаться, чем чаще компьютер считывает показания, и чем точнее оказывается каждое из них, тем качественнее будет звучать цифровая запись. Частота, с которой компьютер считывает показания, называется частотой дискретизации, а точность, с которой он это производит – квантованием. Я раскрою эти понятия в тексте ниже.

Частота дискретизации

Аналого-цифровые преобразователи считывают показания напряжения невероятно быстро. Стандарт CD-качества требует частоту дискретизации 44 100 считываний в секунду, или, говоря техническим языком, 44 100 Герц. Аудио в фильмах или на ТВ имеет частоту дискретизации 48 000 Герц. И это очень быстро! Ведущие записывающие студии иногда используют и намного более высокие частоты. Чем выше частота дискретизации, тем точнее вы можете передать ваш аналоговый сигнал и тем больший диапазон частот можно охватить. CD-стандарт в 44 100 Герц покрывает весь диапазон слышимости человека.

Битовая глубина (квантование)

Чтобы понять идею квантования, вам нужно узнать, как компьютеры хранят числа и другие виды информации в памяти. Память компьютера сделана из миллиардов крошечных электрических переключателей, которые могут находиться только в двух положениях: включено или выключено. Количество информации, которое может быть представлено положением одного такого переключателя называется битом. И что же можно сделать с битом? Ну, вы можете сохранить ответ на вопрос, в форме «да/нет» или же логическое утверждение: «правда/ложь». Или можно хранить два числа, к примеру, ноль и единицу.

Но что, если у вас есть два бита, два электрических переключателя? Получаются четыре возможные комбинации этих двух переключателей: 00, 01, 10, 11, и вы можете использовать эти комбинации, чтобы закодировать четыре числа, к примеру: ноль, один, два и три.

Если у вас три бита, то возможно получить восемь комбинаций: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111. Теперь можно хранить числа: ноль, один, два, три, четыре, пять, шесть, и семь. Используя четыре бита можно получить до шестнадцати комбинаций, с пятью – тридцать две. Каждый бит вдвое увеличивает количество чисел, которые можно закодировать.

Если ваш аналого-цифровой преобразователь имеет только один бит для представления сигнала, то точно представить сигнал в цифровом виде не получится. То же самое произойдет, если используются два бита выборки. График ниже показывает двухбитное аудио. Цифровая версия звуковой волны получается неточной и будет звучать ужасно, так как используются только четыре допустимых значения напряжения.

Аудио с дискретизацией в три бита звучит немного лучше. Теперь компьютер может выбирать из восьми допустимых значений. Синяя цифровая волна все еще сильно отличается от красного аналогового оригинала, но немного приблизилась к нему:

Первый график в этом разделе показывает четырехбитный звук с шестнадцатью возможными значениями каждого считывания. Этот график выглядит куда лучше. Компьютерные игры 80х годов прошлого века использовали восьмибитный звук – это означает, что в каждый момент считывания можно выбрать одно из 256 значений. Звук все еще кажется слишком фальшивым и «компьютерным», но теперь, хотя бы, можно что-то распознать.

Стандарт CD требует 16 бит для представления аудиозаписей. Это означает, что на каждое считывание приходится 65 536 различных значений. При такой битовой глубине ваше приближенное цифровое значение станет очень похоже на оригинальный аналоговый сигнал и будет довольно хорошо звучать. Еще более высокого качества звучания можно достичь, используя при записи 24-битное аудио, которое позволяет выбирать из 16 777 216 различных значений. С частотой в 44 100 считываний в секунду получится очень гладкая и правильная звуковая волна, которую сложно отличить от оригинальной аналоговой волны даже самым чутким слушателям.

Разумеется, чем больше битовая глубина, тем больше места требуется на диске для хранения всех этих чисел. Качественное 24-битное аудио требует в 256 раз больше места, чем 16-битное аудио. Так что всегда приходится выбирать между качеством и местом на диске. Теперь вы понимаете, почему аудиофайлы такие большие. При прослушивании 16-битного аудио с диска, воспроизводится примерно десять мегабайт информации за минуту, при прослушивании 24 битного – два с половиной гигабайта за минуту.

Как работает звукозаписывающая аппаратура

Самое сложное в звукозаписи – это подобрать правильный уровень сигнала. Если вы установите слишком низкую громкость микрофона, то получите слабовыраженные колебания напряжения. Затем, когда вы будете прослушивать запись, вы будете вынуждены сильно увеличивать громкость, чтобы расслышать её (запись), но вместе с этим увеличится и громкость записанного фонового шума от окружения или оборудования. Получившаяся дорожка будет звучать не лучшим образом. С другой стороны, если вы установите слишком высокую громкость микрофона, то скачки напряжения могут превысить те значения, которые сможет прочитать ваш аналого-цифровой преобразователь. Такое явление называется клиппинг – обрезание сигнала, и звучит оно просто чудовищно.

На графике ниже изображен сигнал, слишком громкий для данного записывающего устройства, а также два различных варианта его искривления.

Аналоговые системы реагируют на перегрузку мягким ограничением уровня (soft clipping). Из-за этого звуковые волны сжимаются и добавляют некоторые гармоники к звуку. На самом деле мягкое ограничение может звучать довольно классно. Гитаристы намеренно перегружают свои усилители, чтобы воссоздать такой вид искажения, который отлично звучит и при воспроизведении с аудиоленты. В свою очередь, цифровые системы при перегрузке резко ограничивают уровень сигнала (hard clipping). Как следует из названия, такое ограничение полностью обрезает пики сигнала. Из-за этого в сигнале появляются ужасно звучащие высокие гармоники, и впоследствии от них невозможно избавиться. Таким образом, урезания цифрового сигнала лучше избегать.

Довольно сложно выставить ручку регулировки усилителя у звукозаписывающего устройства в нужное положение, в котором вы получите хороший сигнал и избежите клиппирования. Картинка ниже изображает индикаторы аудиоинтерфейса, который я использую в момент звукозаписи. Верхний индикатор показывает очень хороший уровень громкости с достаточным запасом мощности. Значение нижнего располагается прямо на границе клиппирования, поэтому, скорее всего, я его немного убавлю.

Где же вы должны производить звукозапись? Это сильно зависит от того, какие помещения есть в вашем распоряжении. Лучшие место – это звукозаписывающие студии, но если у вас нет возможности попасть в одну из таких, есть и другие способы записать хороший звук. В видео ниже подробно рассказывается о звукозаписи в неидеальных условиях.

Форматы файлов

Полученную звукозапись можно сохранить в нескольких форматах. Можно начать с вышеупомянутых форматов AIFF и WAV. Они идентичны друг другу и просто хранят в себе список чисел в различном порядке. Основная проблема AIFF и WAV состоит в том, что они занимают очень много места. Есть несколько способов сжать аудиозаписи, чтобы уменьшить объем занимаемой памяти. Существуют две разновидности сжатия: сжатие без потерь и сжатие с потерями.

Сжатие без потерь

Возможно уменьшить размер файлов на компьютере, не потеряв важной информации. Хорошая аналогия – это условные обозначения стенографиста. Эта система используется репортерами, когда они заменяют различные слова короткими кодами. Условные обозначения занимают меньше места, чем английские слова, и по ним можно дословно воспроизвести все сказанное. Точно так же, как условные обозначения стенографистов являются сжатием без потерь для английского языка, форматы FLAC и Apple Lossless представляют собой способы подобного сжатия для аудио. FLAC и Apple Lossless занимают примерно в два раза меньше места, чем несжатые AIFF и WAV.

Сжатие с потерями

Можно сжать файлы до еще меньших размеров, если вы готовы пожертвовать качеством звука. Сжатие с потерями сродни краткому содержанию книги – вы поймете главную идею, но не воссоздадите целый текст во всех подробностях. MP3 – это наиболее известный аудиоформат сжатия с потерями. MP3-файл звучит не так хорошо, как несжатый оригинал, но может занимать в 10 раз меньше места или даже меньше. Чем больше вы жертвуете качеством, тем сильнее можно сжать файл. Недостатком является то, что когда качество потеряно, восстановить файл уже не получится.

Воспроизведение звука

Точно так же, как аналого-цифровые преобразователи переводят электрические сигналы в числа, цифро-аналоговые преобразователи переводят числа в электрические сигналы. Преобразователь считывает все показания напряжения в аудиофайле и посылает сигналы соответствующей силы по проводу к динамикам. Колебания тока идут по проводам и воздействуют на магнит в динамике, который прикреплен к тонкому бумажному или пластиковому конусу, вибрирующему вместе с ним. Вибрации конуса сотрясают воздух, который воздействует на ваше внутреннее ухо, и вы слышите воспроизведенный звук.