полной когерентности. В этом случае
область локализации фантомного ис-
точника звука размывается. Некоге-
рентные (или, как иногда говорят,
статистически независимые) сигналы
вызывают у слушателя ощущение,
что фантомный источник распался на
две зоны звучания, каждая из кото-
рых локализуется у своего громкого-
ворителя.
Если сигналы когерентны, но при
этом громкость звучания громкогово-
рителей различна, то фантомный ис-
точник перемещается в сторону того
громкоговорителя, который звучит
громче. Эта особенность нашего вос-
приятия используется, например, в ре-
гуляторах стереобаланса. Важно заме-
тить, что, как бы мы ни вращали руч-
ку стереобаланса, фантомный источ-
ник не выйдет за пределы пространст-
ва между громкоговорителями.
Эффект перемещения фантомного
источника звука можно создать и при
одинаковой громкости звучания
громкоговорителей — для этого нуж-
но сигнал одного из них задержать во
времени. В этом случае фантомный
источник переместится в сторону того
громкоговорителя, из которого звук
приходит раньше. Чтобы таким спо-
собом переместить фантомный источ-
ник до предела (то есть правого или ле-
вого громкоговорителя), необходимо
задержать сигнал другого громкогово-
рителя на 3 мс. Этот эффект наблюда-
ется, когда в эксперименте использу-
ются импульсные сигналы. Тональ-
ные же сигналы вызывают у слушате-
ля ощущение, что фантомный источ-
ник блуждает. Как выяснилось, при-
чиной этого является возникающая
как в правом, так и в левом ухе интер-
ференция прямого и перекрестного
сигналов. Напомним, что сигнал из
правого громкоговорителя попадает
не только в правое ухо (прямой сиг-
нал), но также, обогнув голову, — в
левое (перекрестный сигнал). Если за-
держка перекрестного сигнала отно-
сительно прямого равна (или кратна)
половине периода локализуемого зву-
ка, то сигналы в зоне уха компенси-
руются, а когда задержка равна или
кратна целому периоду, то складыва-
ются. При одинаковой громкости пря-
мого и перекрестного сигналов возни-
кает эффект так называемой
гребенча-
той фильтрации.
Это означает, что
звуковое давление у каждого уха на-
чинает периодически изменяться в за-
висимости от частоты сигнала, падая
на определенных частотах до нуля.
При длительности задержки около
3 мс гребенчатая фильтрация наблю-
дается начиная с частоты 160 Гц и вы-
ше. Если задержка между прямым и
І І І І І І І І І І I
СПРАВОЧНИК
перекрестным сигналами для правого
уха не равна аналогичной задержке
для левого уха (этот случай соответст-
вует смещенному вправо или влево
фантомному источнику), то частоты
пиков и провалов звукового давления
у правого и левого уха не совпадут.
Ощущаемая слушателем нестабиль-
ность соотношения уровней ушных
сигналов в этом случае воспринимает-
ся как блуждание фантомного источ-
ника звука.
При восприятии реальных источ-
ников звука (не фантомных) или при
прослушивании стереозаписи через
головные телефоны перекрестные сиг-
налы не образуются и, как следствие,
не возникает гребенчатая фильтра-
ция. Локализация же источников
звука происходит в соответствии с не-
сколько иными закономерностями,
чем те, которые мы рассмотрели вы-
ше. Так, при локализации источни-
ков звука в горизонтальной плоскости
действуют три независимых и допол-
няющих друг друга слуховых меха-
низма:
1
. временной (или фазовый); дей-
ствует ниже частоты 1600 Гц. Основан
на различии между временем прихо-
да сигнала от источника звука в одно
и другое ухо, определяемом расстоя-
нием между ушами. Максимальное
разница во времени, соответствующая
полному смещению источника звука
вправо или влево, не может быть боль-
ше 630 мкс;
2
. интенсивностный (или уровне-
вый);
действует
выше
частоты
1600 Гц. Здесь работает различие ин-
тенсивностей сигналов для левого и
правого уха, которое образуется при
смещении источника звука вправо
или влево от слушателя. Это различие
возникает из-за ослабления интенсив-
ности звука, направленного в проти-
воположную от источника звука сто-
рону, и объясняется экранирующим
действием головы. В этом же диапазо-
не частот слухом улавливается разни-
ца между временем прихода огибаю-
щей сигнала в одно и другое ухо;
3. частотный; действует выше ча-
стоты 500 Гц. Базируется на различии
амплитудно-частотных характеристик
(АЧХ) ушных сигналов, которое на-
блюдается при смещении источника
звука влево или вправо от центра и объ-
ясняется действием дифракции звука
вокруг головы и ушных раковин слу-
шателя. Особенности АЧХ ушных сиг-
налов позволяют нашему мозгу без-
ошибочно определять направление на
источники звука, расположенные не
только спереди, но и сзади.
По обобщенным эксперименталь-
ным данным, точность локализации
источника звука в горизонтальной
плоскости на частотах от 100 до 800 Гц
составляет 1 , а на частотах от 1,4 до
4 кГц —•
3”. Как оказалось, временной
механизм локализации обеспечивает
наибольшую разрешающую способ-
ность. Наихудшее разрешение наблю-
дается в области частоты перехода от
временного к интенсивностному меха-
низму локализации.
Человеческий слух обладает фено-
менальной способностью локализовы-
вать источник звука в так называемой
медианной плоскости2. Для слушате-
ля всегда ясно, где находится источ-
ник звука — впереди, над ним или сза-
ди него. По какому критерию слух оп-
ределяет направление, в котором на-
ходится источник звука? Понятно,
что не по различию ушных сигна-
лов — они в данном случае равны.
Оказалось, что для слушателя призна-
ком того, в каком направлении нахо-
дится источник звука, является соот-
ношение подъемов и провалов в АЧХ
ушных сигналов на частотах 500 Гц,
2 и
8
кГц. Эти области частот принято
называть
пеленговыми полосами.
Пе-
рераспределение уровней пеленговых
полос объясняется дифракцией зву-
ковых волн на голове и ушных рако-
винах слушателя.
Проще всего объясняется локали-
зация источников звука в глубину.
Признаками того, насколько уда-
лен источник звука от слушателя, яв-
ляются
— уровень его громкости относитель-
но других источников звука;
— степень затухания высоких частот:
— то, насколько размыта локализа-
ция (в результате смешивания сигна-
ла источника звука с реверберацией);
— соотношение между прямым зву-
ком и реверберацией.
Из всего этого можно вывести глав-
ные отличия восприятия „живого“ ис-
полнения музыки от прослушивания
его через стереосистему. Во-первых,
существенно различаются размеры
воспринимаемого слушателем про-
странства. При „живом“ исполнении
слушатель улавливает звуки, прихо-
дящие отовсюду, для слушателя же
стереосистемы это пространство сжа-
то в горизонтальную плоскость, огра-
ниченную с боков громкоговорителя-
ми. Во-вторых, точность локализации
2
Медианная плоскость — это мыслен-
ная плоскость, симметрично разделяю-
щая пространство вокруг головы слуша-
теля на левое и правое полупространство.
Вследствие симметричности головы слу-
шателя сигналы, приходящие в правое и
левое ухо от источника звука, располо-
женного в медианной плоскости, равны.
АУДИО МАГАЗИН 4/1995
67
предыдущая страница 68 АудиоМагазин 1995 4 читать онлайн следующая страница 70 АудиоМагазин 1995 4 читать онлайн Домой Выключить/включить текст