Il suono, questo sconosciuto (per me...): timbro e armoniche
Giulio Peruginelli
Ogni suono ad una data frequenza emesso da un qualsivoglia strumento
musicale e' "accompagnato" dai cosidetti suoni armonici, di frequenza
n volte la frequenza del suono base (dove n e' il numero
dell'armonico).
L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto? Oppure da
cosa e' determinato il timbro? Qual e' la sua *definizione* in Fisica?
Questo mi sembra di dedurlo dal fatto che ogni strumento musicale ha
gli stessi armonici (ognuno e' cioe' multiplo del suono fondamentale),
pero' ognuno ha un "peso" (leggi: intensita' o ampiezza) diversi che
combinati uno con l'altro danno il suono finale.
Ho letto sul DEUMM della UTET (i musicisti la conosceranno; cmq e' un
enciclopedia della musica, anzi 'LA') che il timbro non e' determinato
dalla fase "per la legge di Ohm". Addirittura c'erano due forme d'onda
diverse dello stesso suono, con gli armonici disposti in maniera
differente (sfasati differentemente vale a dire).
Ora io vorrei sapere:
1) Perche' succede questo
2) qual e' la legge di Ohm di cui si parla
3) cosa fa l'orecchio (e/o magari anche il cervello) quando gli arriva
un suono (una specie di trasformatadi Fourier per separare ed
analizzare i singoli armonici, fregandosene della fase?)
Ciao
Enrico Maria Giordano
Giulio Peruginelli wrote:
>
> L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto?
Si, la composizione armonica di un suono determina il timbro dello
stesso.
> il timbro non e' determinato dalla fase "per la legge di Ohm".
Non so cosa c'entri la legge di Ohm ma penso proprio che la fase degli
armonici influenzi profondamente il timbro complessivo del suono.
EMG
Saccone
Giulio Peruginelli <5lon...@sysnet.it5> wrote in message ...
>
>Ogni suono ad una data frequenza emesso da un qualsivoglia strumento
>musicale e' "accompagnato" dai cosidetti suoni armonici, di frequenza
>n volte la frequenza del suono base (dove n e' il numero
>dell'armonico).
>
>L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto? Oppure da
>cosa e' determinato il timbro? Qual e' la sua *definizione* in Fisica?
La percezione musicale del "timbro", oltre che allo spettro delle armoniche,
e' dovuta ai transitori di attacco e di decadimento della nota.
Inoltre, durante l'emissione della nota (sustain) il cantante o il musicista
possono
variare il contenuto armonico a piacere entro i limiti dello strumento.
P.Es un violinista puo' passare l'archetto con maggiore o minore pressione
piu' vicino o piu' lontano al ponticello, un clarinettista puo' imboccare
l'ancia premendola piu' o meno col labbro inferiore, un pianista puo'
agire sul pedale aggiungendo o sottraendo risuonatori e cosi' via.
>
>Questo mi sembra di dedurlo dal fatto che ogni strumento musicale ha
>gli stessi armonici (ognuno e' cioe' multiplo del suono fondamentale),
>pero' ognuno ha un "peso" (leggi: intensita' o ampiezza) diversi che
>combinati uno con l'altro danno il suono finale.
>
>Ho letto sul DEUMM della UTET (i musicisti la conosceranno; cmq e' un
>enciclopedia della musica, anzi 'LA') che il timbro non e' determinato
>dalla fase "per la legge di Ohm". Addirittura c'erano due forme d'onda
>diverse dello stesso suono, con gli armonici disposti in maniera
>differente (sfasati differentemente vale a dire).
>Ora io vorrei sapere:
>1) Perche' succede questo
Fisiologicamente parlando la percezione di un suono avviene nell'orecchio
interno e piu' precisamnte nella chiocciola che contine l'organo del Corti.
Esso e' una specie di "arpa" con risuonatori a una gamma di frequenze
molto piu' ricca di una tastiera di pianoforte. Credo che il passo tra un
risuonatore e il successivo sia dell'ordine di quarto o quinto di semitono
se non ancora piu' fitto.
>2) qual e' la legge di Ohm di cui si parla
Non so
>3) cosa fa l'orecchio (e/o magari anche il cervello) quando gli arriva
>un suono (una specie di trasformatadi Fourier per separare ed
>analizzare i singoli armonici, fregandosene della fase?)
>
L'analisi di Fourier e' effettuata dai risuonatori di cui sopra
>Ciao
Enzo Lombardo
Giulio Peruginelli <5lon...@sysnet.it5> wrote:
> Ogni suono ad una data frequenza emesso da un qualsivoglia strumento
> musicale e' "accompagnato" dai cosidetti suoni armonici, di frequenza
> n volte la frequenza del suono base (dove n e' il numero
> dell'armonico).
>
> L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto? Oppure da
> cosa e' determinato il timbro? Qual e' la sua *definizione* in Fisica?
Rispondo parzialmente alle tue domande per quello che conosco.
La forma d'onda rispecchia esattamente il contenuto timbrico
di un suono.
Lo spettro sonoro é principalmente composto da:
- Frequenza e intensità
- Distribuzione spettrale delle armoniche
- L'intensita completa o totale data dalla sommatoria
dell'intensità delle armoniche e dell'intensità di
equilibrio, data dalle componenti di riflessione,
assorbimento e rifrazione nell'ambiente che concorre
alla propagazione del suono.
- Durata delle armoniche che compongono le fasi
transitorie, cioé di attacco e di estinzione, e di
quella permanenti che comprendono la durata complessiva
del suono;
Negli strumenti musicali, (la materia é comunque molto
più complessa della breve spiegazione che fornisco), per
capire la differenza timbrica tra uno e l'altro e
addirittura tra un esecutore e l'altro si considerano
le seguenti componenti.
- L'attacco, la risonanza il decadimento.
L'attacco é il primo istante (per istante intendo la prima
fase di generazione del suono).
Dipende dalla sollecitazione che l'esecutore effettua
sullo strumento, e da come reagisce quest'ultimo.
Es : il pizzico del plettro su una corda, o la percussione su
un tasto o il tocco dell'archetto .
In molti strumenti, é l'attacco che permette di identificare
lo strumento, se noi ascoltiamo la nota emessa da una
chitarra o un pianoforte o un violino, eliminando l'attacco
scopriremo con sorpresa che li confondiamo.
(I chitarristi spessa usano la tecnica di mettere a zero
il potenziometro del volume ad ogni nuova nota,
alzandolo subito dopo, il suono sembra un organo o un arco,
non ha nulla della chitarra elettrica)
- Per la risonanza, anche questa ha un'enorme influenza
sul timbro, basta ascoltare il suono di una corda tesa
tra due punti, senza nulla che faccia da risuonatore.
Nel violino, l'anima interposta tra le due facce della cassa,
ha cancellato gli sfasamenti dell'inviluppo delle onde sonore,
rendendo da quel momento lo strumento di importanza enorme
nella storia della musica.
- Il decadimento si rivela con curve irregolari che
aumentano con l'aumentare della complessità della
formazione del suono.
Saluti
Enzo Lombardo
--
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ wind .....
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ wave ......
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ fun ......
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Giulio Peruginelli
On 15 Nov 1999 16:46:51 +0100, Enrico Maria Giordano
<e.m.gi...@flashnet.it> wrote:
>Si, la composizione armonica di un suono determina il timbro dello
>stesso.
Meno male....(:-))
>Non so cosa c'entri la legge di Ohm ma penso proprio che la fase degli
>armonici influenzi profondamente il timbro complessivo del suono.
Non e' cosi'. La fonte e' certa.
E poi bisognerebbe vedere quale legge di Ohm.
Ciao
Giulio Peruginelli
On 15 Nov 1999 16:46:54 +0100, "Saccone" <sac...@io.it> wrote:
>La percezione musicale del "timbro", oltre che allo spettro delle armoniche,
>e' dovuta ai transitori di attacco e di decadimento della nota.
Vero, me l'ero dimenticato....
>Fisiologicamente parlando la percezione di un suono avviene nell'orecchio
>interno e piu' precisamnte nella chiocciola che contine l'organo del Corti.
>Esso e' una specie di "arpa" con risuonatori a una gamma di frequenze
>molto piu' ricca di una tastiera di pianoforte. Credo che il passo tra un
>risuonatore e il successivo sia dell'ordine di quarto o quinto di semitono
>se non ancora piu' fitto.
Come i famosi risuonatori di Helmhotz, da lui inventati per isolare
acusticamente le armoniche?
[Orecchio]
>L'analisi di Fourier e' effettuata dai risuonatori di cui sopra
Benissimo, quindi la mia ipotesi era giusta!! E come avviene questo
sviluppo in serie? (:-)))
Chi fa il grosso del lavoro: l'orecchio o il cervello?
Ciao
Enrico Maria Giordano
Enzo Lombardo wrote:
>
> - Durata delle armoniche che compongono le fasi
> transitorie, cioé di attacco e di estinzione, e di
> quella permanenti che comprendono la durata complessiva
> del suono;
Questa descrizione è valida solo se il tipo di dinamica influenza anche
il timbro prodotto (ed in effetti negli strumenti tradizionali è sempre
così mentre in quelli elettronici lo è solo se previsto). Resta il fatto
che sono due caratteristiche indipendenti del suono.
> In molti strumenti, é l'attacco che permette di identificare
> lo strumento, se noi ascoltiamo la nota emessa da una
> chitarra o un pianoforte o un violino, eliminando l'attacco
> scopriremo con sorpresa che li confondiamo.
Certo, in quanto il loro timbro è molto simile. Quello che cambia è la
dinamica e cioè come varia l'intensità sonora nel tempo (in realtà, come
ho detto sopra, se pizzico la corda più forte ottengo anche una
variazione del timbro).
EMG
Enrico Maria Giordano
Saccone wrote:
>
> La percezione musicale del "timbro", oltre che allo spettro delle armoniche,
> e' dovuta ai transitori di attacco e di decadimento della nota.
Questo non è esatto. Il timbro in se dipende solo dal contenuto
armonico. Il resto è la dinamica del suono che ne è una caratteristica
indipendente dal timbro stesso.
EMG
Davide Filizola
Enrico Maria Giordano ha scritto nel messaggio
<382C9923...@flashnet.it>...
>.. penso proprio che la fase degli
>armonici influenzi profondamente il timbro complessivo del suono.
>
>EMG
Non ho una buona conoscenza sull'argomento. Sono, però, a conoscenza del
fatto che il nostro orecchio non è affatto sensibile alla fase del segnale
acustico. Infatti nelle trasmissioni vocali, o anche musicali, sono ammesse
distorsioni di fase (e non di ampiezza). Quindi ritengo che la fase delle
armoniche non influenzi il timbro.
CIAO
dAVIDE
P.S.
Approfitto per chiedervi una cosa. Utilizzo Outlook Express e ogni volta che
scarico messaggi del NG, ne perdo alcuni vecchi. Come posso fare per
conservare tutti i messaggi che scarico?
Enrico Maria Giordano
Davide Filizola wrote:
>
> Non ho una buona conoscenza sull'argomento. Sono, però, a conoscenza del
> fatto che il nostro orecchio non è affatto sensibile alla fase del segnale
> acustico.
Alla fase in se no ma ai rapporti di fase penso proprio di si, come ho
detto in un messaggio precedente. Posso ovviamente sbagliare...
EMG
Enrico Maria Giordano
Giulio Peruginelli wrote:
>
> > Non so cosa c'entri la legge di Ohm ma penso proprio che la fase degli
> > armonici influenzi profondamente il timbro complessivo del suono.
>
> Non e' cosi'. La fonte e' certa.
Scusa. Basta che fai una semplice prova: somma due sinusoidi uguali in
fase e due uguali in controfase. Il risultato è ben diverso. La stessa
cosa si può dire (penso, non ho fatto prove in effetti) con onde
qualunque e rispettive armoniche. Se la fase è diversa, l'onda
risultante deve essere diversa e quindi anche il timbro udibile lo sarà.
O sbaglio?
EMG
Giulio Peruginelli
On 16 Nov 1999 16:53:05 +0100, "Davide Filizola" <da...@libero.it>
wrote:
>Sono, però, a conoscenza del
>fatto che il nostro orecchio non è affatto sensibile alla fase del segnale
>acustico. Infatti nelle trasmissioni vocali, o anche musicali, sono ammesse
>distorsioni di fase (e non di ampiezza). Quindi ritengo che la fase delle
>armoniche non influenzi il timbro.
cosa devo fare per avere maggiori dettagli (precisi il piu' possibile)
su questo?
Purtroppo a MAtematica, sia a Fisica I e II non si studia Acustica....
Grazie
Ciao
Giulio Peruginelli
On 17 Nov 1999 17:41:11 +0100, Enrico Maria Giordano
<e.m.gi...@flashnet.it> wrote:
>Scusa. Basta che fai una semplice prova: somma due sinusoidi uguali in
>fase e due uguali in controfase. Il risultato è ben diverso. La stessa
>cosa si può dire (penso, non ho fatto prove in effetti) con onde
>qualunque e rispettive armoniche. Se la fase è diversa, l'onda
>risultante deve essere diversa e quindi anche il timbro udibile lo sarà.
>O sbaglio?
Si'. (;-)))
All'inizio la pensavo anche io come te (:-)) Poi mi hanno convinto del
fatto che se mando la stessa onda in controfase a se stessa non cambio
il suo *timbro*: semplicemente non sento nulla.
E poi altrimenti non avrei sollevato la questione... e' per questo che
e' cosi' interessante!! (:-)
Ciao
Enrico Maria Giordano
Giulio Peruginelli wrote:
>
> All'inizio la pensavo anche io come te (:-)) Poi mi hanno convinto del
> fatto che se mando la stessa onda in controfase a se stessa non cambio
> il suo *timbro*: semplicemente non sento nulla.
In controfase va bene, era solo un esempio estremo. Ma prova a sommare
le due onde con vari angoli di sfasamento e vedi che le onde risultanti
sono nettamente diverse. Presumo quindi che anche il loro timbro debba
essere nettamente diverso. Nessuno più esperto riesce a mettere la
parola conclusiva a questo discorso?
EMG
Gianni Comoretto
Enrico Maria Giordano wrote:
> Scusa. Basta che fai una semplice prova: somma due sinusoidi uguali in
> fase e due uguali in controfase. Il risultato è ben diverso. La stessa
> cosa si può dire (penso, non ho fatto prove in effetti) con onde
> qualunque e rispettive armoniche. Se la fase è diversa, l'onda
> risultante deve essere diversa e quindi anche il timbro udibile lo sarà.
> O sbaglio?
Se sommi ad una onda la stessa variata di fase, cambi solo la sua
ampiezza
(e la fase risultante). Questo anche per onde composte con molte
armoniche, se sfasi singolarmente ogni armonica della stessa quantita',
che e' MOLTO diverso da sfasare l'onda risultante nel suo complesso.
La domanda originale, se cioe' la fase delle singole armoniche influenzi
il timbro e' piu' complicata, e riguarda la fisiologia dell'orecchio
umano. Sfasando in modo differente le varie armoniche, la forma
dell'onda risultante cambia, e anche di molto. Ma CREDO (non ne sono
sicuro), che il nostro orecchio non se ne accorga. Le informazioni
di fase sono usate solo per determinare la direzione di origine del
suono, ma non vengono percepite come "timbro" dal cervello.
Di fatto, vengono percepiti come "armonici" anche suoni che hanno
circa il giusto rapporto di frequenza (es. due note distanti
un'ottava su un pianoforte), ma non corerenti tra di loro.
Sarebbe interessante fare degli esperimenti a riguardo, sintetizzando
suoni con lo stesso contenuto armonico, ma "forme" differenti, e
provando a distinguerli. O usando filtri di fase su suoni reali,
sempre per vedere se fa differenza.
Ciao
--
Gianni Comoretto Osservatorio Astrofisico di Arcetri
gcomo...@arcetri.astro.it Largo E. Fermi 5
http://www.arcetri.astro.it/~comore 50125 Firenze - ITALY
Wentu
On 17 Nov 1999 17:41:11 +0100, Enrico Maria Giordano
>Scusa. Basta che fai una semplice prova: somma due sinusoidi uguali in
>fase e due uguali in controfase. Il risultato è ben diverso. La stessa
>cosa si può dire (penso, non ho fatto prove in effetti) con onde
>qualunque e rispettive armoniche. Se la fase è diversa, l'onda
>risultante deve essere diversa e quindi anche il timbro udibile lo sarà.
>O sbaglio?
>
>EMG
>
Io provo a dire la mia.
Se faccio l'esperimento che dici tu di sommare due sinusoidi uguali in
fase e in controfase è prendere per la mia onda un contributo, in
quella frequenza, prima 2 e poi 0. Cioè se sviluppo in serie di
Fourier, avro' solo un termine , niente armonici e niente rapporti di
fase fra armonici, ma solo , ripeto, un termine, prima di ampiezza 2 e
poi di ampiezza zero.
Quindi non credo il tuo esempio valga.
Se invece sommo , che so, sin(wt)+sin(2wt) e poi sin(wt)+sin(wt+fi)
con "fi" qualsiasi, l'onda che ottengo è la stessa , solo sfasata nel
tempo, cosa che all'orecchio non interessa.
prego, procedete pure a lapidarmi :))
Wentu
Ale
Giulio Peruginelli <5lon...@sysnet.it5> ha scritto:
> Ogni suono ad una data frequenza emesso da un qualsivoglia strumento
> musicale e' "accompagnato" dai cosidetti suoni armonici, di frequenza
> n volte la frequenza del suono base (dove n e' il numero
> dell'armonico).
Si', pero' in alcuni strumenti (anche a suono determinato, come il
pianoforte) ci sono delle parziali non armoniche. Quindi, e' meglio
usare il termine "parziali", piuttosto che "armoniche".
> L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto?
Si'.
> Ho letto sul DEUMM della UTET (i musicisti la conosceranno; cmq e' un
> enciclopedia della musica, anzi 'LA') che il timbro non e' determinato
> dalla fase "per la legge di Ohm".
Mmm... non risco a capire cosa c'entri la legge di Ohm; a che voce del
DEUMM hai trovato questo riferimento?
Cmq, la fase _assoluta_ del segnale non influenza il timbro. Uno studio
recente, pero', ha dimostrato che alcune persone riescono a distinguere
differenze di 180 gradi nella fase assoluta del segnale.
Invece, la fase _relativa_ tra le singole componenti spettrali
diventa significativa soprattutto nei transitori di attacco e di
decadimento. Inoltre, l'orecchio e' leggermente sensibile alle
variazioni nella fase relativa tra le diverse parziali di un suono.
Ciao,
Alessandro
--
The meta-Turing test counts a thing as intelligent if it seeks to
devise and apply Turing tests to objects of its own creation.
-- Lew Mammel, Jr.
Frank Sinatra
Intervengo tardi ma dato che sono musicista....
Ho letto poco tempo fa con grande interesse un vecchio libretto della
Zanichelli intitolato qualcosa come "Le corde vibranti" (non credo che
il titolo esatto sia utile dato che e' sicuramente esaurito, era una
vecchia enciclopedia monografica di divulgazione scientifica). Questo
non mi ha certo reso un esperto ma mi ha abituato un po' alla
complessita' estrema dei problemi di acustica musicale.
Mi sembra che sia abbastanza evidente il fatto che negli strumenti
musicali, anzi per la verita' in tutte le sorgenti sonore 'naturali',
gli armonici sono in fase. Certo ci possono essere eccezioni, ma dato
che il suono viene generato tutto (fondamentale e armonici) a partire da
un dato istante, la cosa mi pare ovvia.
Inoltre a lume di naso credo che la fase degli armonici possa
effettivamente alterare il suono risultante per quanto concerne la
percezione del timbro. Mi hanno abituato a pensare che il timbro dipende
dalla forma dell'onda, almeno nella parte diciamo di 'sustain'. Comunque
e' facile fare un esperimento con qualsiasi PC dotato di scheda audio,
quindi forse lo faro'. Se qualcuno lo fa prima di me, e' anche meglio :)
Certo che se l'orecchio, dopo aver fatto la sua trasformata di Fourier,
riesce pure a fregarsene dalla fase, siamo veramente dei mostri....:)
Saluti
Federico Spano'
Giulio Peruginelli <5lon...@sysnet.it5> wrote in message
KjMrOCB1lW+lsA...@4ax.com...
>
> Ogni suono ad una data frequenza emesso da un qualsivoglia strumento
> musicale e' "accompagnato" dai cosidetti suoni armonici, di frequenza
> n volte la frequenza del suono base (dove n e' il numero
> dell'armonico).
>
> L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto? Oppure da
> cosa e' determinato il timbro? Qual e' la sua *definizione* in Fisica?
>
> Questo mi sembra di dedurlo dal fatto che ogni strumento musicale ha
> gli stessi armonici (ognuno e' cioe' multiplo del suono fondamentale),
> pero' ognuno ha un "peso" (leggi: intensita' o ampiezza) diversi che
> combinati uno con l'altro danno il suono finale.
>
> Ho letto sul DEUMM della UTET (i musicisti la conosceranno; cmq e' un
> enciclopedia della musica, anzi 'LA') che il timbro non e' determinato
> dalla fase "per la legge di Ohm". Addirittura c'erano due forme d'onda
> diverse dello stesso suono, con gli armonici disposti in maniera
> differente (sfasati differentemente vale a dire).
> Ora io vorrei sapere:
> 1) Perche' succede questo
> 2) qual e' la legge di Ohm di cui si parla
> 3) cosa fa l'orecchio (e/o magari anche il cervello) quando gli arriva
> un suono (una specie di trasformatadi Fourier per separare ed
> analizzare i singoli armonici, fregandosene della fase?)
>
> Ciao
Enrico Maria Giordano
Gianni Comoretto wrote:
>
> Se sommi ad una onda la stessa variata di fase, cambi solo la sua
> ampiezza
> (e la fase risultante). Questo anche per onde composte con molte
> armoniche, se sfasi singolarmente ogni armonica della stessa quantita',
> che e' MOLTO diverso da sfasare l'onda risultante nel suo complesso.
Ho appena provato (con un programmino) a sommare un'onda sinusoidale con
la sua prima armonica con fasi diverse ottenendo una forma risultante
ben diversa. Come può una forma d'onda così diversa essere percepita
come avente lo stesso timbro? Come si fa allora a distinguere forme
d'onda che daranno la stessa sensazione timbrica da quelle che invece
risulteranno diverse?
> Di fatto, vengono percepiti come "armonici" anche suoni che hanno
> circa il giusto rapporto di frequenza (es. due note distanti
> un'ottava su un pianoforte), ma non corerenti tra di loro.
In realtà penso proprio sia la loro non coerenza a far si che percepiamo
lo stesso timbro. Mi spiego: non essendo coerenti la loro fase varierà
casualmente e in continuazione dandoci una sensazione "media" del loro
timbro. Mentre se fossero in qualche modo sincronizzate allora potremmo
sentire il timbro variare con la fase tra le due. Ovviamente le mie sono
solo ipotesi.
> Sarebbe interessante fare degli esperimenti a riguardo, sintetizzando
> suoni con lo stesso contenuto armonico, ma "forme" differenti, e
> provando a distinguerli. O usando filtri di fase su suoni reali,
> sempre per vedere se fa differenza.
Capisco il tuo punto di vista e penso che potrebbe anche essere
corretto. Però io non sono convinto.
EMG
Enrico Maria Giordano
Wentu wrote:
>
> Se invece sommo , che so, sin(wt)+sin(2wt) e poi sin(wt)+sin(wt+fi)
> con "fi" qualsiasi, l'onda che ottengo è la stessa , solo sfasata nel
> tempo, cosa che all'orecchio non interessa.
Come ho già scritto, ho provato a fare queste somme e il risultato
_non_è_ la stessa onda sfasata nel tempo ma una forma d'onda
completamente diversa.
EMG
Giulio Peruginelli
On 26 Nov 1999 15:17:57 +0100, Enrico Maria Giordano
<e.m.gi...@flashnet.it> wrote:
>Come ho già scritto, ho provato a fare queste somme e il risultato
>_non_è_ la stessa onda sfasata nel tempo ma una forma d'onda
>completamente diversa.
On 24 Nov 1999 16:22:06 +0100, Enrico Maria Giordano
<e.m.gi...@flashnet.it> wrote:
>Ma prova a sommare
>le due onde con vari angoli di sfasamento e vedi che le onde risultanti
>sono nettamente diverse. Presumo quindi che anche il loro timbro debba
>essere nettamente diverso.
E ancora cose del genere.
A quanto ne so , come ho gia' detto, all'orecchio umano non gliene
importa nulla della *forma* dell'onda, ma solo di come sono le
componenti armoniche (presumo sia la loro intensita' il fattore
determinante ai fini del timbro).
Io vorrei "semplicemente" sapere perche'...8:-))
Potresti spedirmi via e.mail i file che hai creato? Li hai provati ad
ascoltare? (che formato sono: wav?)
Ciao
Giulio Peruginelli
On 26 Nov 1999 15:17:49 +0100, Ale <vond...@toglimi.tin.it> wrote:
>Si', pero' in alcuni strumenti (anche a suono determinato, come il
>pianoforte) ci sono delle parziali non armoniche. Quindi, e' meglio
>usare il termine "parziali", piuttosto che "armoniche".
Scusa, cosa sono le "parziali"?
>Mmm... non risco a capire cosa c'entri la legge di Ohm; a che voce del
>DEUMM hai trovato questo riferimento?
Intanto bisogna vedere quale legge di ohm.... forse ne ha scritta piu'
d'una....
Cmq la voce del Deumm e' 'Acustica musicale, V Il timbro: sua
definizione e rappresentazione".
I volume del Lessico, pg.26
Riporto cio' che c'e' scritto:
"L'oscillogramma rappresenta un'immagine visiva, molte volte
caratteristica,dell'andamento della pressione sonora emessa in
determinate condizioni da un determinato strumento (e' opportuno pero'
ricordare che per la legge di Ohm il nostro orecchio non e' sensibile
alla fase; quindi 2 suoni aventi uguali componenti armoniche, ma con
fasi diverse fra loro, avranno egual timbro, mentre l'oscillogramma
presenta di aspetto diverso)."
Come gia' ho scritto c'e' anche la figura di due onde sonore diverse
(nel senso della forma) ma che hanno lo stesso timbro (purtoppo non si
possono sentire...(:-)) ma io mi attengo a quanto c'e' scritto)
proprio perche' hanno le stesse componenti armoniche.
Mi sembra di capire che chi ha scritto la voce relativa sul DEUMM sia
Pietro Righini (autore di "Lessico di Acustica e tecnica musicale"; lo
sto studiando per storia della musica); qualcuno ha la sua e.mail?
(:-))) cosi' si contatta e si svela l'arcano.
>Cmq, la fase _assoluta_ del segnale non influenza il timbro. Uno studio
>recente, pero', ha dimostrato che alcune persone riescono a distinguere
>differenze di 180 gradi nella fase assoluta del segnale.
Cos'e' la fase assoluta e che differenza c'e' da quella relativa? Da
quanto mi sembra di aver capito da quello che hai scritto il mio
concetto di fase fa riferimento a quella da te chiamata "relativa".
Ciao
Giulio Peruginelli
On 26 Nov 1999 15:17:50 +0100, "Frank Sinatra" <fsp...@tiscalinet.it>
wrote:
>Certo che se l'orecchio, dopo aver fatto la sua trasformata di Fourier,
>riesce pure a fregarsene dalla fase, siamo veramente dei mostri....:)
O piu' che altro bisogna dire che il buon Dio ci ha fatto veramente
bene.....
Ciao
Thomas B.
Giulio Peruginelli <lone...@sysnet.it> wrote in message
gIk0OPvDb+Skrp9CkUeg=Zuo...@4ax.com...
> cosa devo fare per avere maggiori dettagli (precisi il piu' possibile)
> su questo?
> Purtroppo a MAtematica, sia a Fisica I e II non si studia Acustica....
> Grazie
Vi segnalo che all' indirizzo http://bayes.wustl.edu/etj/music.html è
possibile prelevare un libro di musica scritto da un fisico, intitolato "The
physical basis of music".
Penso che vi potrà interessare.
Enrico Maria Giordano
Frank Sinatra wrote:
>
> Mi sembra che sia abbastanza evidente il fatto che negli strumenti
> musicali, anzi per la verita' in tutte le sorgenti sonore 'naturali',
> gli armonici sono in fase.
Giusto. Questa mi sembra una constatazione importante alla quale non
avevo pensato. Forse allora il problema si pone solo quando si ha la
possibilità di regolare ogni parametro del suono indipendentemente.
> Comunque
> e' facile fare un esperimento con qualsiasi PC dotato di scheda audio,
> quindi forse lo faro'. Se qualcuno lo fa prima di me, e' anche meglio :)
Io ho una AWE32 ma non so quale programma utilizzare per fare questo
esperimento. Me ne sapresti consigliare uno?
EMG
Enrico Maria Giordano
Ale wrote:
>
> Si', pero' in alcuni strumenti (anche a suono determinato, come il
> pianoforte) ci sono delle parziali non armoniche.
Cosa intendi per "parziali non armoniche"? Nel caso fossero
semplicemente frequenze non in rapporto esatto con la fondamentale
allora non capisco come possa fare una corda che vibra a produrle.
Qualcosa mi sfugge?
> Invece, la fase _relativa_ tra le singole componenti spettrali
> diventa significativa soprattutto nei transitori di attacco e di
> decadimento. Inoltre, l'orecchio e' leggermente sensibile alle
> variazioni nella fase relativa tra le diverse parziali di un suono.
Ecco, questo mi trova d'accordo anche se molti asseriscono il contrario.
Quale sarà la verità?...
EMG
Enrico Maria Giordano
Giulio Peruginelli wrote:
>
> Potresti spedirmi via e.mail i file che hai creato?
Non ho creato alcun file.
> Li hai provati ad ascoltare?
Purtroppo no. Ho semplicemente usato un programmino per fare i grafici
delle funzioni.
EMG
Maurizio Frigeni
Enrico Maria Giordano <e.m.gi...@flashnet.it> wrote:
> In controfase va bene, era solo un esempio estremo. Ma prova a sommare
> le due onde con vari angoli di sfasamento e vedi che le onde risultanti
> sono nettamente diverse. Presumo quindi che anche il loro timbro debba
> essere nettamente diverso. Nessuno più esperto riesce a mettere la
> parola conclusiva a questo discorso?
Se il segnale e' periodico la fase non conta, per l'orecchio. Io ho
fatto degli esperimenti con Mathematica, ma so che ci sono dei software
reperibili in rete (uno credo che si chiami GoldWave) con cui si possono
fare cose simili.
Per esempio, ho provato con Mathematica ad ascoltare le due funzioni
sin(wt) + (1/3) sin(3wt) + (1/5) sin(5wt)
e
sin(wt) - (1/3) sin(3wt) + (1/5) sin(5wt),
dove ho preso w=2Pi*500 Hz. Non riesco a distinguere alcuna differenza
di timbro, ma le forme d'onda sono molto diverse: quasi un'onda quadra
la prima, quasi un'onda triangolare la seconda. l'unica cosa e' che il
volume, nel caso triangolare, e' leggermente ridotto, ma questo e'
dovuto al fatto che Mathematica fa una normalizzazione ad hoc dell'input
per evitare clipping indesiderati.
Ho provato anche una cosa del genere:
onda = Somma{per k da 1 a 10}[ a(k) Sin(2pi*(k*f*t + d(k))) ]
Una volta fissata f (ad es. 100 Hz) e i coefficienti a(k) (ad esempio
tutti 1), il suono risultante non dipende dalle fasi d(k), anche se la
forma d'onda e' molto diversa. Io ho provato a prendere come d(k) dei
numeri casuali compresi fra 0 e 1, ripetendo il tutto piu' volte: i
grafici sono *molto* diversi, ma il timbro e' *sempre* lo stesso.
Giulio si chiede come mai cio' possa avvenire. Non credo che esistano
modelli psicoacustici dettagliati, ma mi sembra plausibile pensare che
la coclea sia sede di risonatori elementari, i quali trasmettono al
cervello l'informazione sull'intensita' del segnale, mentre
l'informazione sulla fase viene scartata. Del resto, mi chiedo se
avrebbe senso trasmettere al cervello informazioni su intervalli
temporali piu' piccoli dei tempi impiegati dai segnali nervosi a portare
le informazioni. Occorrerebbe, ad occhio e croce, una sincronizzazione
molto buona dei segnali per evitare di introdurre sfasamenti spurii che
renderebbero inutilizzabile l'informazione. Comunque non sono un esperto
di neurofisiologia, ne' so se in realta' si conosca come funziona in
dettaglio il meccanismo di conversione suono-impulso nervoso.
M.
Gianni Comoretto
Enrico Maria Giordano wrote:
> Ho appena provato (con un programmino) a sommare un'onda sinusoidale con
> la sua prima armonica con fasi diverse ottenendo una forma risultante
> ben diversa. Come può una forma d'onda così diversa essere percepita
> come avente lo stesso timbro? Come si fa allora a distinguere forme
> d'onda che daranno la stessa sensazione timbrica da quelle che invece
> risulteranno diverse?
Dipende da come funziona l'orecchio. Se funziona come un banco
di filtri,in pratica tu hai (il cervello ha) a disposizione solo lo
"spettro di potenza" del segnale, senza nessuna informazione di fase.
In realta' le informazioni di fase servono per la localizzazione,
ma il meccanismo di estrazione della direzione puo' essere
del tutto indipendente dal riconoscimento del timbro.
> In realtà penso proprio sia la loro non coerenza a far si che percepiamo
> lo stesso timbro. Mi spiego: non essendo coerenti la loro fase varierà
> casualmente e in continuazione dandoci una sensazione "media" del loro
> timbro.
In questo caso un accordo su un piano elettronico (coerente)
e uno su un piano "analogico" dovrebbero avere un timbro diverso,
anche se le note suonate singolarmente fossero uguali. Non mi
risulta sia cosi'.
Ripeto, non so se siano statifatti studi sull'argomento. Ma non
dovrebbe essere difficile, con un PC e una scheda audio,
fare tutte le prove del caso.
Maurizio Bonfanti
Scusa se mi appendo al tuo messaggio, ma ho perso l'inizio del thread. Il
suono è davvero un illustre sconosciuto, tanto che nessuna tecnologia è più
artigianale (e affascinante) di quella del suono, e nessuna tecnica più
complessa.
Per quanto concerne la fase, i problemi sono numerosi. Uno di cui non so se
si sia parlato fin qui è il diverso comportamento delle diverse frequenze
per quanto concerne la propagazione, non in termini di velocità ovviamente
(l'aria è comunque un sistema elastico con le proprie costanti di tempo
dipendenti da temperatura, pressione ecc.) quanto in termini di direttività.
Perciò il comportamento alle basse, alle medie e alle alte frequenze
acustiche è nettamente diverso. Perciò nella valutazione degli effetti
della fase deve intervenire anche questa considerazione, dipendendo la
possibilità di percepirli anche dall'angolo di ricezione rispetto all'asse
di emissione, dalla forma della sorgente e dall'orientamento e dalla forma
esterna del ricettore.
Un'altra considerazione riguarda il comportamento delle superfici alle
diverse frequenze, sia per il diverso tipo di
assorbimento, di riflessione e di dispersione, sia, di nuovo, a causa delle
diverse direttività. Perciò, anche solo per questi due aspetti, un'analisi
del fenomeno ha bisogno di misure in camera anecoica e in camere
riverberanti a larga banda, e di protocolli molto accurati.
Nell'ascolto normale, come qualcuno mi pare abbia già suggerito, il suono
perviene in realtà da diverse direzioni e quindi anche con ritardi e perciò
fasi diverse, con caratteristiche tipiche dell'ambiente utilizzato (ossia
con le sua propria selettività). Pertanto è praticamente impossibile, su
suoni sostenuti e di natura sintetica (prodotti da sintetizzatori),
giudicare l'influsso della fase in un ambiente normale.
Tu hai osservato che la fase ha importanza nei transitori d'attacco, e
questo è finalmente vero fra tutte le cose che ho letto nel thread. La
ragione è che il transitorio d'attacco, sia pure in presenza di echi,
stimola il ricettore in modo diretto (anche se poi ritornerà in qualche
misura mescolato al suono sostenuto, prolungando l'effetto del transitorio),
mentre il suono sostenuto è in realtà una miscela di suoni di diverse
provenienze; in altre parole, il "primo" attacco fornisce la sola
informazione acustica che non può essere modificata dall'ambiente, tanto che
sia in camera anecoica sia in camera riverberante, mentre il timbro del
suono sostenuto è sensibilmente modificato dall'ambiente, l'attacco, e
quindi la riconoscibilità anche direzionale, è sostanzialmente identico. E
questo è vero sia strumentalmente sia all'ascolto (naturalmente utilizzando
burst molto brevi, di pochi cicli, e non suoni sostenuti).
Un altro aspetto che si rileva è che l'effetto della fase sull'apparato
uditivo non è generalizzabile a qualunque combinazione di frequenze.
Mentre se esiste una relazione armonica si
verifica un sensibile mascheramento, se questa non esiste l'effetto è molto
più apprezzabile, e tanto più quanto più le frequenze sono ravvicinate.
Naturalmente parlo sempre, se non di transitori, di segnali di breve durata
(burst), altrimenti anche negli effetti di battimento per frequenze molto
vicine non si riesce ad apprezzare la variazione di fase, che si limita a
ritardare o anticipare i battimenti.
Si deve tuttavia tenere presente che il segnale musicale è essenzialmente
costituito da segnale di tipo burst anche quando sembra sostenuto, data la
natura propria della generazione del suono da parte degli strumenti
musicali, che non è quella di un generatore di forme d'onda (che perciò è
inutile, se non usato con tecniche burst). Neppure il segnale del flauto
traverso, che è forse il più vicino alla sinusoide, riesce mai a essere di
tipo veramente "sostenuto" e a essere privo di continui burst d'attacco che
gli danno e il suo vero "timbro" e la colorazione tipica dell'esecutore (dal
suo modo di attivare e tenere attivo lo strumento: entità della pressione,
sue oscillazioni, forma e tensione delle labbra, tecnica di emissione
dell'aria e di generazione della pressione ecc.).
Per inciso, che sia solo l'ampiezza degli armonici (e/o parziali) a
determinare il timbro non è quindi del tutto vero (anzi lo è molto poco): vi
ha molta più influenza il comportamento in transitorio dello strumento, che
può essere sensibilmente diverso dal comportamento "a regime", con presenza
di "parziali" o non-armonici anche molto marcati e persino prevalenti, che
le
risonanze del sistema non riescono poi a sostenere; va tenuto presente,
ripeto, che uno strumento musicale non opera di fatto mai in regime
permanente neppure nelle note sostenute (basta pensare, per esempio, al
tipo di sollecitazione dell'arco sui relativi strumenti, che è costituito da
"strappi" ripetuti per effetto della resina aggiunta alle setole dell'arco).
Anche per questa ragione un'analisi su segnali permanenti sintetici non dice
nulla sull'argomento.
E' vero inoltre, come dicevo, che la maggiore sensibilità alla fase è per i
non-armonici, ma perché il sistema li percepisce in realtà come non
appartenenti a una certa struttura sonora omogenea, esattamente così come in
una figura fatta tutta di colori dello stesso tipo (tono su tono) si nota
immediatamente un colore fuori tono e la sua variazione, e molto più
difficilmente la variazione di un colore in tono (e si nota di più una
variazione di tono se i toni accostati, pur dello stesso tipo, sono molto
diversi). In altri termini, il sistema percepisce i non-armonici come
appartenenti a un'altra struttura sonora e li sintetizza in una struttura di
livello più elevato (basata sui sincronismi) per riuscire a identificare lo
strumento o il suono come unità. La ragione per cui la musica tonale è meno
faticosa all'ascolto di quella atonale è in questa particolarità, che
costringe a seguire (anzi a costruire) architetture sonore (interpretative)
più complesse, tanto quanto, in sede armonica, è più faticosa da seguire la
musica polifonica che non quella di un "solo". La fatica d'ascolto inoltre,
come noto, si verifica quando un sistema di riproduzione non si comporta in
modo lineare producendo non tanto armoniche pari o dispari (che alterano
solo il timbro), ma proprio dei non armonici difficilmente organizzabili in
architetture sonore dotate acusticamente di senso (per esempio l'effetto
dell'intermodulazione dinamica, di cui stranamente non si è parlato a
proposito di differenze fra transistori e valvole).
Perciò vorrei concludere con un'osservazione su una questione accreditata,
mi sembra, quasi universalmente, e quindi attirandomi sicuramente molti
malumori. Fourier ha sicuramente tanti meriti, ma temo che in questo caso
sia una semplificazione non legittima affermare che il nostro apparato
sensoriale uditivo e la corteccia uditiva eseguono un'analisi di Fourier del
segnale acustico. Lo smentirebbe la conformazione stessa degli organi
ricettori, in numero troppo limitato e troppo poco differenziato per
poter far pensare a una simile analisi (con la precisione sperimentabile
da chiunque). Il meccanismo è molto più complesso e verosimilmente
è basato su principi del tutto diversi dall'analisi armonica, e in
sostanza molto più simili a quelli che reggono tutti gli altri apparati
sensoriali, anche se il tipo di stimolo, e quindi di ricettore e di
gestione periferica dello stimolo, è necessariamente diverso.
Una prova immediata di questa circostanza è che un
orecchio "buono" e allenato (per esempio quello di un musicista) riesce a
seguire anche un solo strumento dell'orchesta e a distinguere la sua "voce"
fra cento strumenti, mediante un processo di "focalizzazione timbrica" del
tutto impensabile con tecniche di analisi in frequenza. In altre parole, mai
sarebbe possibile distinguere uno strumento in un'orchestra mediante un
analizzatore di spettro, dato che la medesima frequenza ha molteplici
sorgenti e infinite provenienze nel punto di raccolta del segnale.
Ma parlare qui di questo argomento, che riguarda l'anatomia e la fisiologia
dell'apparato uditivo periferico e del sistema
nervoso competente, oltre che un'interpretazione delle modalità proprie
dell'encefalo nella discriminazione di eventi sensori (di qualunque tipo)
temo che sarebbe OT, a parte i malumori dei fautori del "computer
biologico".
Salve
Maurizio
Ale <vond...@toglimi.tin.it> wrote in message
81k1fo$cu6$1...@bertrand.redcloud.it...
>
> Giulio Peruginelli <5lon...@sysnet.it5> ha scritto:
>
> > Ogni suono ad una data frequenza emesso da un qualsivoglia strumento
> > musicale e' "accompagnato" dai cosidetti suoni armonici, di frequenza
> > n volte la frequenza del suono base (dove n e' il numero
> > dell'armonico).
>
> Si', pero' in alcuni strumenti (anche a suono determinato, come il
> pianoforte) ci sono delle parziali non armoniche. Quindi, e' meglio
> usare il termine "parziali", piuttosto che "armoniche".
>
> > L'ampiezza di ogni armonico determina il timbro; e' giusto?
>
> Si'.
>
> > Ho letto sul DEUMM della UTET (i musicisti la conosceranno; cmq e' un
> > enciclopedia della musica, anzi 'LA') che il timbro non e' determinato
> > dalla fase "per la legge di Ohm".
>
> Mmm... non risco a capire cosa c'entri la legge di Ohm; a che voce del
> DEUMM hai trovato questo riferimento?
>
> Cmq, la fase _assoluta_ del segnale non influenza il timbro. Uno studio
> recente, pero', ha dimostrato che alcune persone riescono a distinguere
> differenze di 180 gradi nella fase assoluta del segnale.
>
> Invece, la fase _relativa_ tra le singole componenti spettrali
> diventa significativa soprattutto nei transitori di attacco e di
> decadimento. Inoltre, l'orecchio e' leggermente sensibile alle
> variazioni nella fase relativa tra le diverse parziali di un suono.
>
edoardo sala
Giulio Peruginelli <5lon...@sysnet.it5> wrote in message
BBM=ODeJ32lCJAc+...@4ax.com...
>
> On 26 Nov 1999 15:17:50 +0100, "Frank Sinatra" <fsp...@tiscalinet.it>
> wrote:
>
> >Certo che se l'orecchio, dopo aver fatto la sua trasformata di Fourier,
> >riesce pure a fregarsene dalla fase, siamo veramente dei
mostri....:)........
Facciamo la prova, ascoltiamo il suono diretto e a breve distanza di una
nota emessa con continuitą da un violino,ora allontaniamoci anche solo di
poco,evidentemente le armoniche sul nostro timpano avranno anticipi sulla
fondamentale,ma non mi pare che la sensazione uditiva cambi.
Ed ora ,con la speranza di restare in tema,e di non essere troppo banale una
domanda.
Siamo tutti d'accordo che sono assolutamente indistinguibili due note di
frequenza 8Khz una perfettamente sinusoidale e l'altra perfettamente
quadrata?
Grazie ,Edoardo Sala
Giulio Peruginelli
On 30 Nov 1999 09:59:00 +0100, Enrico Maria Giordano
<e.m.gi...@flashnet.it> wrote:
>Purtroppo no. Ho semplicemente usato un programmino per fare i grafici
>delle funzioni.
Scusa la battuta, ma purtroppo i suoni non li ascolti con gli
occhi....(:-))))
Anche se hanno forme d'onda diverse cosa ti dice che li dovresti
sentire diversi? Forse rivoltando in questo modo il problema...(:-))
Ciao
Ale
Enrico Maria Giordano <e.m.gi...@flashnet.it> ha scritto:
> Cosa intendi per "parziali non armoniche"?
Intendo delle componenti dello spettro con frequenza che non e' un
multiplo intero della fondamentale.
> Nel caso fossero
> semplicemente frequenze non in rapporto esatto con la fondamentale
> allora non capisco come possa fare una corda che vibra a produrle.
> Qualcosa mi sfugge?
Una corda "ideale" non potrebbe produrle. Nel caso del pf, una corda,
essendo molto tesa e rigida, vibra sia come una corda ideale che come
una canna solida, con delle frequenze caratteristiche che differiscono
dalle armoniche, a causa dell'allungamento della corda stessa quando
viene percossa.
>> Invece, la fase _relativa_ tra le singole componenti spettrali
>> diventa significativa soprattutto nei transitori di attacco e di
>> decadimento. Inoltre, l'orecchio e' leggermente sensibile alle
>> variazioni nella fase relativa tra le diverse parziali di un suono.
> Ecco, questo mi trova d'accordo anche se molti asseriscono il contrario.
> Quale sarà la verità?...
Non dovrebbe essere difficile fare qualche esperimento... basta
generare qualche segnale con poche righe di codice, salvarlo in
formato testo (un campione per riga) e riprodurlo con un editor
audio (ad es. Cool, un prog. shareware).
Ciao,
Alessandro
--
A year spent in artificial intelligence is enough to make one believe
in God.
Enrico Maria Giordano
Giulio Peruginelli wrote:
>
> Anche se hanno forme d'onda diverse cosa ti dice che li dovresti
> sentire diversi?
Nessuno, infatti. Solo che, stupidamente, avevo sempre pensato che la
forma d'onda caratterizzasse completamente il timbro di un suono. Ora ho
capito che mi sbagliavo (bastava ragionarci sopra).
EMG
Ramblyn
edoardo sala <sal...@tin.it> wrote in message
81unqb$gii$1...@nslave1.tin.it...
Si.
Una quadrata di 8 Khz è scomponibile in serie di Fourier come una sinusoide
di 8 Khz più una serie di sinusoidi a frequenze multiple di 8 Khz.
Già il secondo termine della serie, ha una frequenza di 16 Khz, quasi
inudibile dall'orecchio umano.
Enrico Maria Giordano
edoardo sala wrote:
>
> Facciamo la prova, ascoltiamo il suono diretto e a breve distanza di una
> nota emessa con continuità da un violino,ora allontaniamoci anche solo di
> poco,evidentemente le armoniche sul nostro timpano avranno anticipi sulla
> fondamentale,ma non mi pare che la sensazione uditiva cambi.
Mi sembra un'ottima dimostrazione della non influenza della fase delle
singole armoniche di un suono sul timbro percepito. Complimenti.
> Siamo tutti d'accordo che sono assolutamente indistinguibili due note di
> frequenza 8Khz una perfettamente sinusoidale e l'altra perfettamente
> quadrata?
In effetti la prima armonica di un'onda quadra con frequenza
fondamentale di 8 KHz dovrebbe avere una frequenza di 24 KHz e quindi
non essere udibile dall'orecchio umano. Ma temo che nell'interazione tra
armoniche si formino anche delle sub-armoniche che influenzano comunque
il timbro. Dico cretinate? Qualcuno può fare la prova pratica?
EMG
Toni
On 8 Dec 1999 08:34:38 +0100, Enrico Maria Giordano wrote:
> > Facciamo la prova, ascoltiamo il suono diretto e a breve distanza di una
> > nota emessa con continuità da un violino,ora allontaniamoci anche solo di
> > poco,evidentemente le armoniche sul nostro timpano avranno anticipi sulla
> > fondamentale,ma non mi pare che la sensazione uditiva cambi.
>
> Mi sembra un'ottima dimostrazione della non influenza della fase delle
> singole armoniche di un suono sul timbro percepito. Complimenti.
Ma no scusate: perché le armoniche e la fondamentale si dovrebbero
sfasare tra di loro? Mica l'aria è un mezzo dispersivo, in cui la
velocità di fase dipenda dalla frequenza!
Al contrario: se così non fosse, i suoni a grande distanza sarebbero
alquanto distorti (assomiglierebbero a fischi che salgono o scendono di
tono).
Invece due orecchie, poste a distanze anche di poco diverse una
dall'altra rispetto alla sorgente, possono ricevere le onde sonore
sfasate tra loro: ma tutte le armoniche sono sfasate dello stesso
angolo. Lo "sfasamento" è inteso tra orecchio sx e dx. Questo è il
meccanismo con cui si distingue la direzione del suono.
Non so se sono stato chiaro.
TG
--
Risposte all'indirizzo <pq...@occupato.it>; anzi no: libero.
Maurizio Bonfanti
Enrico Maria Giordano scrive:
>
> edoardo sala wrote:
> >
> > Facciamo la prova, ascoltiamo il suono diretto e a breve distanza di una
> > nota emessa con continuità da un violino,ora allontaniamoci anche solo
di
> > poco,evidentemente le armoniche sul nostro timpano avranno anticipi
sulla
> > fondamentale,ma non mi pare che la sensazione uditiva cambi.
>
> Mi sembra un'ottima dimostrazione della non influenza della fase delle
> singole armoniche di un suono sul timbro percepito. Complimenti.
Hai fatto una prova in camera anecoica? Forse non saresti più così sicuro
della dimostrazione. In ambiente normale o in camera riverberante
all'orecchio perviene una miscela di fasi di cui necessariamente percepiamo
una media.
>
> > Siamo tutti d'accordo che sono assolutamente indistinguibili due note di
> > frequenza 8Khz una perfettamente sinusoidale e l'altra perfettamente
> > quadrata?
>
> In effetti la prima armonica di un'onda quadra con frequenza
> fondamentale di 8 KHz dovrebbe avere una frequenza di 24 KHz e quindi
> non essere udibile dall'orecchio umano.
Ma un'onda quadra a 1 kHz (k minuscolo e H maiuscolo: codice del Sistema
Internazionale delle unità di misura) ha la prima armonica a 3 kHz,
perfettamente udibile. E un'altra cosa: mediante quale trasduttore riproduci
l'onda quadra? Hai provato a vedere che forma esce da un microfono di
laboratorio quando invii al migliore degli altoparlanti da laboratorio
un'onda quadra (ammesso che tu disponga di un amplificatore capace di
riprodurla adeguatamente)? Hai tenuto conto delle costanti di tempo di un
altoparlante, che sono diverse alle diverse frequenze a causa dei diversi
modi di risonanza della membrana? Hai tenuto conto della diversa direttività
della propagazione alle diverse frequenze?
>
> Ma temo che nell'interazione tra
> armoniche si formino anche delle sub-armoniche che influenzano comunque
> il timbro.
Interazione a quale livello? In aria (nell'ambiente) o nel sistema uditivo o
nella sorgente stessa del suono? In un altoparlante l'interazione è già
pesante. In uno strumento musicale anche di più, ma per le stesse ragioni
meccaniche di risonanze multiple e di costanti di tempo multiple (ecc.).
>Dico cretinate? Qualcuno può fare la prova pratica?
Nessuna cretinata. Si tratta solo di precisare.
La prova pratica su questioni di questo tipo è estremamente complessa. I
protocolli di prova, per poter escludere elementi soggettivi e influenze
ambientali incontrollate, sono molto critici e costosi, e non possono essere
improvvisati. Molte "prove" riportate nel thread non sono significative,
come quella riportata più sopra, per questa ragione e per le altre che ho
appena esposto.
Si tratta anche di vedere quale importanza abbia la cosa ai fini della
definizione del "timbro" e della qualità del suono ricevuto o riprodotto, e
se il timbro sia veramente solo una questione di spettro del segnale, cosa
che non credo anche solo sulla base della struttura dell'orecchio interno e
su quella delle sorgenti sonore, e della relazione fra queste strutture,
mediata da un sistema elastico come l'aria. La sua importanza è
evidentemente marginale, se l'acustica è un po' considerata come la figlia
di un dio minore. O forse l'interazione fra acustica ambientale, acustica
della sorgente, acustica del ricettore fisico (sistema uditivo), e
psicoacustica è così stretta e indistricabile da rendere la disciplina poco
formalizzabile e quindi di interesse solo per pochi witch-doctor e molti
audiofili.
>
> EMG
Maurizio
Enrico Maria Giordano
Toni Giorgino wrote:
>
> Ma no scusate: perché le armoniche e la fondamentale si dovrebbero
> sfasare tra di loro? Mica l'aria è un mezzo dispersivo, in cui la
> velocità di fase dipenda dalla frequenza!
Alt! Stai andando troppo oltre per le mie scarse conoscenze di fisica.
Se ti va, spiegami.
> Al contrario: se così non fosse, i suoni a grande distanza sarebbero
> alquanto distorti (assomiglierebbero a fischi che salgono o scendono di
> tono).
Uhm... in effetti i suoni in lontananza risultano parecchio distorti, ma
forse dipende più dai moti del mezzo aria più che da un fenomeno legato
agli armonici.
> Invece due orecchie, poste a distanze anche di poco diverse una
> dall'altra rispetto alla sorgente, possono ricevere le onde sonore
> sfasate tra loro: ma tutte le armoniche sono sfasate dello stesso
> angolo. Lo "sfasamento" è inteso tra orecchio sx e dx. Questo è il
> meccanismo con cui si distingue la direzione del suono.
Mah, secondo me questo dimostra che il cammino diverso sfasa le onde. E
perché allora non dovrebbe sfasare diversamente i vari armonici?
EMG
Enrico Maria Giordano
Maurizio Bonfanti wrote:
>
> Hai fatto una prova in camera anecoica?
Hai ragione. Tutte le precisazioni che hai fatto sono degne di
attenzione. A quanto pare la questione rimarrà senza una risposta
precisa?... :-(
EMG
Toni
Salve, sperando di non fare troppo il saccente, proverò a chiarire
questo punto del discorso. Non ha molto a che vedere con l'argomento
originale del thread.
Riassumo la questione, scusandomi se non cito gli autori originali
perché non ne ho sotto mano i testi.
Ci domandiamo: io sento una onda di una certa forma (p.es. triangolare)
quando sono posto a distanza 10 cm dalla sorgente sonora. Poi mi sposto.
Se mi fermo ad ascoltare a 20 cm di distanza dalla sorgente, la forma
d'onda che raggiunge il mio orecchio è ancora la stessa di prima, cioé
triangolare?
La risposta, nell'aria, è sì. (Questo equivale a dire, come avrete
capito, che "le armoniche non si sono sfasate rispetto alla
fondamentale"). Ecco perché.
Dalle proprietà di un mezzo è possibile ricavare la sua cd. "relazione
di dispersione". La RD lega la frequenza alla lunghezza d'onda di una
perturbazione che viaggia nel mezzo.
Si dimostra che la RD dell'aria è in prima approssimazione
f * l = c (1)
f è la frequenza, l la lunghezza d'onda, c la "velocità del suono" (che
si calcola o si misura). La forma generale di una onda piana (cioé di
una componente di Fourier) che avanza è
P(x,t) = A * cos [ 2 pi ( x/l - f t) ] (2)
P è il valore della perturbazione al punto x e all'istante t dati. [su
questo punto, v. dopo.] Ora ci ricordiamo che siamo parlando di onde
acustiche _nell'aria_ e mettiamo a sistema le due equazioni di prima:
P = A * cos [ 2 pi f ( x/c - t ) ] (3)
Se conveniamo che f0 è la frequenza del nostro suono, la (3) dice tutto
sul moto della sua "fondamentale".
P0 = A0 * cos [ 2 pi f0 ( x/c - t ) ]
Ma facciamo di più. Visto che la (2) è del tutto generale, possiamo
usarla per descrivere anche il moto della prima armonica. Basterà
usare, anziché f = frequenza del nostro suono = f0, f = 2*f0.
Banalmente,
P1 = A1 * cos [ 4 pi f0 ( x/c - t ) ]
Questo mostra come le creste della fondamentale, della prima, e delle
altre armoniche, si spostino tutte alla stessa velocità c.
O, in altre parole: fisso un punto x=10 cm. Se P0 - l'intensità della
fondamentale - è a tot volte il suo massimo, anche P1 sarà a tot volte
il suo. Ergo: P0 e P1 sono in fase tra di loro. Ora fisso x=20 cm. Le
intensità saranno diverse rispetto al punto precedente e dipenderanno
dall'istante scelto. Però, come prima, se P0 è a tot volte A0, anche P1
sarà tot * A1. Ergo: anche in x=20 cm le onde sono in fase tra di loro.
E' evidente: si dice "il mezzo non è dispersivo" (cioé la (1)) per farsi
capire meglio e prima... :) Naturalmente i fisici hanno buoni motivi per
aborrire le onde scritte con i coseni, e dicono k=w/c... :)
PS: A rigore, il discorso fatto sopra doveva contare anche le fasi
relative fi0 e fi1 (che vengono insieme ad A0 A1 ... dalla scomposizione
in s F); ma la conclusione è la stessa, e poi la parola "fasi" fa
scaldare troppe teste :)
Mai più un followup così lungo!
Per concludere, il mio modesto parere sul topic originale è che
l'orecchio umano distingue i timbri solo in base alle ampiezze delle
loro componenti di F. Farò delle prove (in cuffia) e vi farò sapere, se
vi va.