Akustika 3.1 Teorie - spektrum
Rozklad kmitů do nejjednodušších harmonických Spektrum
Spektrum Jedna harmonická vlna = 1 frekvence
Dvě vlny = 2 frekvence Spektrum
3 vlny = 3 frekvence Spektrum
Další vlny Spektrum
Spektrum Vlnění, kde jsou ostré hrany v grafu - prudké změny způsobu kmitání - mají spektrum s řadou frekvencí až do nekonečna
Šum Spektrum
Hraju jednu notu, vytvářím mnoho frekvencí Žádný nástroj nevytváří jen jednu frekvenci Vytváří spektrum frekvencí Hraju notu 440 Hz, ozývá se 880 Hz, 1760 Hz, vyšší frekvence s menší intenzitou Hraju notu a1, ozývá se a2, d3, a3, vyšší noty s menší intenzitou Spektrum = síla, výška, barva tónu Celočíselné násobky základní frekvence = vyšší harmonické U některých nástrojů (klavír) malá odchylka od celočíselného násobku
Vyšší harmonické vzhledem k rozsahu sluchu Počet slyšitelných harmonických je vyšší u nižších tónů => nejvyšší tóny mají málo rozdílné barvy Počet harmonických: nejnižší tóny např. 30 Hz => 600 harmonických nejvyšší tóny kolem 4000 Hz => 3 až 4 harmonické
Vztah notace a spektra
p Jiná dynamika
Vztah notace a spektra - harmonické
Noty - oktáva je o 8 not výš Spektrum - oktáva je 2 krát výš Oktáva Oktáva Oktáva Oktáva
Co z teorie je nutné pro zvukaře Periodické / neperiodické signály - spojité / nespojité spektrum Znalost Fourierových obrazů základních funkcí (sinus, obdélník, impuls, řada impulsů,...) Věta o konvoluci - odvození dalších funkcí a jejich kombinací, umět kvalitativně najít odpověď na otázky běžné při zpracování audio signálu (včetně digitalizace).
Spektrum - kde jsou noty? 50 100 200 400 800 1600 3200 G G G G G G G A = 440Hz +35 centů
Spektrum - kde jsou harmonické? 150 250 300 350 50 100 200 400 800 1600 3200 D C... G G G A = 440Hz +35 centů
Spektrum = síla, výška, barva tónu,
Změna průběhu spektra Vliv na vnímanou barvu zvuku nástrojů. Mění se určitým specifickým způsobem, ne libovolně. Resonance těla hudebního násroje Vyzařování Při vytváření tónu - nátisk, pedál, dusítko, Při odrazu a průchodu Umělá změna - ekvalizéry, filtry, modulace
Poslech a spektrum Přirozená cesta zvuku od nástroje po sluch. ústrojí má vždy vliv na spektrum Příklady: Odraz (...reverb), prostup, rezonance, měniče, zesilovače Subjektivní vlivy: Hlasitost, vliv hlukového pozadí, závislost na kmitočtové charakteristice slyšení Změna spektra = změna amplitudy jednotlivých harmonických, ne posun frekvence jednotlivých harmonických.
Amplitudy harmonických v čase Pro amplitudy harmonických se rozlišují stejné charakteristiky, jako pro amplitudu celého tónu (signálu). Doznění a ADSR - pro každou harmonickou jiný průběh Modulační efekty, souběh frekvence s LFO pro amplitudu
Amplitudy harmonických - efekty Excitery Elektronkové zesilovače - nelineární (co je absolutně lineární nemění harmonické), záleží na zapojení. Speciální efekty - rozdělení harmonických do sterea
Posun celého spektra Vliv na vnímanou výšku tónu zvuku nástrojů. všechny předchozí úpravy (změna amplitudy harmonických) nemohou měnit objektivní výšku tónu - frekvenci fundamentu (speciálně dozvuk) Při vytváření tónu - poloha na struně, nátisk, síla dechu - doladění, vibráto Závislost rozladění na dynamice Umělá změna - oprava ladění, dynamická změna, problém s formanty, Mickey Mouse effect Lineární a proporcionální změna
Úprava spektra Ekvalizér parametrický grafický kombinace - paragrafický atd Kinkrétní nastavení: http://www.presonus.com/ community/learn/equalizer-terms-and-tips
Spektrum Spektrální analyzery
Spektrum při syntéze AM a FM Modulace Aditivní syntéza Subtraktivní syntéza Zkreslení (nejen při syntéze, ale používá se jako doplněk, vintage synths) + +
Spektra nástrojů v orchestru, skupině, souboru. Maskování - úplné potlačení některých nástrojů Fundament jednoho nástroje vs. vyšší harmonické jiného Čitelnost nahrávky Pomocné rozlišení, především využití binaurálního slyšení. Živé koncerty - rozestavění a odposlechy, rytmický a intonační aspekt odposlechu Vliv prostorové akustiky
Realizace úpravy spektra Filtry FIR = konvoluce IIR Fourierova transformace Pomocí FT dostanu spektrum Vynásobím křivkou EQ Mám upravené spektrum Pomocí FT dostanu signál odpovídající upravenému signálu Podle věty o konvoluci: FIR ~ úprava spektra pomocí FT