geber ramalho & osman gioia - ufpe 1 acústica e psico-acústica

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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 1 Acstica e Psico-acstica
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 2 Acstica nAcstica parte da fsica que estuda os sons, sua gerao e sua interao com o ambiente nConceitos bsicos absoro e reflexo reverberao eco ressonncia modos de sala isolamento etc.
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 3 Reflexes nSom direto e som indireto (reflexes) Direto: viaja diretamente da fonte ao receptor Indireto: refletido/absorvido nas paredes, teto, cho, etc. Grande parte do som indireto mas ele mais fraco nPode ser usado artisticamente para criar ambincia Filmes, tv, jogos, mixagem em estdio, etc.
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 4 Ambincia nAmbincia Sensao de interao com a acstica do ambiente nPode-se ter vrios efeitos de ambincia eco, reverberao, etc. nE eles dependem do... tempo de atraso das reflexes (tamanho da sala) quantidade de reflexes (absoro da sala)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 5 Eco nEco Atraso significativo: repetio perceptveis do som em salas menores, com paredes paralelas e perpendiculares tambm tem-se os flutter echos (ecos pequenos e rpidos)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 6 Reverberao nReverberao srie de reflexes muito densas percebidas como um contnuo decaimento no tempo, prolongando o som direto (mltiplos ecos) do a sensao de ambiente e de localizao, seno seria seco e muito perto aumentam em nmero quando decaem tempo de reverb. = queda de 60dB (ton de 500 Hz)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 7 Materiais absorventes nAbsoro: cada material absorve bem numa faixa. Materiais porosos, fibrosos, tecido => altas Espaamento entre material e parede => mdio grave Bass traps => baixas nUsado para modelagem fsica de ambientes sound trace (equivalente a ray trace da comp. grfica)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 8 Materiais Enchimento (l de vidro) parede Folha de madeira (1/4 a 1/8) Bass trap
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 9 modos Ressonncia nRessonncia: reforo de certas freqncias (em geral abaixo de 300Hz), chamadas modos da sala isto deve-se s ondas estacionrias: ondas que continuamente se reforam ao refletirem nas paredes Depende da dimenso da sala nf = (N x 565)/D onde N o modo e D a dimenso (em ps)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 10 Ressonncia nProblema descaracteriza o timbre e altera o som em geral, reforando freqncias particulares Resposta em freqncia
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 11 Acstica em Computao nSoftware/hardware de processamento de som ex. sntese de som nSoftware criao dinmica de ambincia ex. jogos de computadores, realidade virtual nSoftware de controle fsico de ambincia em salas de concerto e estdio ex. sala do IRCAM nSoftware/hardware de espacializao de som ex. LPE/CIC, CRCA netc.
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 12 Psico-acstica
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 13 Psico-acstica nPsicoacstica Ramo da psico-fsica, fundada por Helmholtz, que estuda a relao entre som, audio e psicologia mundo fsico => percepo => compreenso nAlgumas questes Qual a relao entre amplitude e intensidade? Em que condies uma freqncia pode ser percebida como tendo uma altura particular? Qual a relao entre espectro e timbre? Com que acuidade percebemos altura, ritmo, intensidade, timbre, localizao espacial, etc.? Certas redues de dados sonoros afetam a percepo musical?
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 14 O ouvido nO sistema auditivo perifrico divide-se em 3 partes nouvido externo capta e amplifica vibraes do ar nouvido mdio: transforma estas vibraes em vibraes mecnicas nouvido interno: processa esta vibraes e transformando-as em sinais eltroqumicos que seguiro pelos nervos at o crebro
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 15 O ouvido 4000 nerve fibers 5 hair-cells/fiber 16000Hz... 2000Hz... 62Hz (impulses)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 16 Percepo de volume nVolume Intensidade ou audibilidade (loudness) quanto maior o volume, maior a excitao dos clios mas outras coisas tambm influenciam a percepo de intensidade... nA percepo de variao de intensidade depende da intensidade a percepo exponencial e por isso se usa uma medida logartmica um pequeno incremento perceptvel s quando o som est fraco ex. 90 p/ 91 dB (3859 vezes mais) 30 p/ 31 dB (3.86 vezes mais)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 17 Percepo de volume nA percepo de intensidade depende da freqncia ouvimos melhor a faixa 2700-3200 Hz (basta pouco para ouvirmos nas mdias) quanto mais intenso, mais a resposta torna-se plana (ouve-se igualmente bem em todas as freqncias)
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 18 Curvas de audiblidade Phon = 1 dB a 1KHz (= 1000 Hz) Limiar de audibilidade Limiar da dor Mais plano Mais distorcido
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 19 Percepo de altura nFrequncia altura cada freqncia mapeada em um lugar particular da cclea em funo das vibraes nFaixa audvel: de 20 a 20KHz Abaixo de 60Hz ou acima de 5 KHz, o ouvido muito impreciso (sequer capaz de identificar uma oitava) nO ouvido capaz de fazer aproximaes ex. escala temperada => escala justa
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 20 Banda crtica nBanda crtica regio mnima da membrana basilar que o limite de resoluo para a percepo de freqncias nRelaciona-se com vrios efeitos f1 e f2 mais distantes => percebe-se cada um isoladamente (com intensidades somadas) f1 e f2 menos prximos => sensao de dissonncia (aspereza) f1 e f2 prximos, no d a impresso de somarem suas intensidades: h fuso de f1 e f2 e houve-se uma f3 = |f1 - f2| chamada de batimento
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 21 Banda crtica Banda crtica: figura f1 f2 fuso freqncia suave spero batimentos Limites de discriminao
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 22 Timbre nPercepo de timbre depende do espectro dinmico (sobretudo) da ambincia nPercepo da fundamental vrias freqncias harmnicas so percebidas como uma nica freqncia: a fundamental isto ocorre mesmo quando a fundamental no est presente (fundamental ausente) nidentificao da fonte tambm possvel identificar um instrumento numa orquestra
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 23 Localizao das fontes sonoras nEstereofonia funciona por diferena de intensidade e de tempo de chegada da onda nos dois ouvidos nLocalizao pode ser recriada panormico: esquerda ou direita reverberao: longe ou perto nNota Home theater funciona baseado nestes princpios reverberao estereofonia
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 24 Durao e ritmo nA resoluo limitada pela integrao temporal Sons muito prximos tendem ser percebidos como um nico som (ex. reverberao) Resoluo (banda): 20-50 ms ex. eco x reverberao
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 25 Mascaramento e tons subjetivos nA interao dos vrios sons de uma msica d origem a vrios efeitos: batimento, fuso, mascaramento, tons subjetivos, etc. nMascaramento um som oculta o outro depende da relao de freqncia e de volume entre eles nTons subjetivos dado f1 e f2, pode-se escutar vrios outros tons inexistentes |f1 - f2|, 2 |f1 - f2|, |2f1 - f2|, etc.
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  • Experimento (Wegel & Lane 1924) - tom primrio f1 fixo (1200 Hz, 80 dB SPL) e secundrio f2 - curva slida: limiar de mascaramento ou audibilidade de f2 - f2 mais baixo (em freq) que f1, f2 facilmente mascarado - nos batimentos o mascaramento diminui - conforme intensidade de f2: mascaramento, tom de diferena, mistura,... - harmnicos de f1: distoro devido no linearidade do ouvido
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  • Geber Ramalho & Osman Gioia - UFPE 27 Referncias Curtis Roads, The Computer Music Tutorial (Livro-texto), MIT Press. 1996. Cap 23