Categoriearchief: Uncategorized

Ode aan de Tijdloosheid…nieuwsartikel uit X-Fi 2017 door

Gustavson Audio, maker van luidsprekers en versterkers, is een interessante nieuwkomer op XFI. De man achter het bedrijf is Peter van Doornum, electro-technicus, ict’er en oud-student aan de kunstacademie. Sinds zijn jeugd bouwt hij versterkers en luidsprekers, geïnspireerd door de zelfbouw van zijn vader en de luidsprekerconcepten uit de jaren zeventig, vertelt hij lees hier het hele artikel…

Wat is psychoakoestiek?

Wat is psychoakoestiek

Psychoakoestiek is de wetenschap die zich bezighoudt met hoe mensen geluid waarnemen. Het gaat hier vooral om de relatie tussen subjectieve waarneming (psychologie) en objectieve natuurkundige aspecten (akoestiek) van klank. In veel toepassingen van akoestiek en audio signaal bewerking is het van belang om te weten wat mensen eigenlijk horen. Geluid, dat bestaat uit drukgolven in de lucht, kan exact gemeten worden met geavanceerde meettechnieken. Het begrijpen van de manier waarop deze geluidsgolven worden opgevangen in het oor, en hoe ze worden omgezet in gedachten en waarnemingen in de hersenen is echter niet makkelijk. Geluid is een continu analoog signaal dat in theorie een oneindige hoeveelheid informatie kan bevatten. Hoe kan een mens uit al deze informatie de wenselijke informatie filteren

Grenzen aan de geluid perceptie

Het menselijk gehoor is over het algemeen in staat geluiden waar te nemen in het frequentiegebied tussen 20 Hz to 22 kHz. In muzikale termen uitgedrukt is dat ongeveer 10 octaven, waarbij de bovenste 2 en het onderste octaaf muzikaal niet zo interessant is. Bij het ouder worden vermindert dit hoorbare gebied. Vooral het waarnemen van de hoogste frequenties wordt dan aanzienlijk slechter.

De frequentie resolutie van het oor bedraagt in het middengebied ongeveer 2 Hz. Dat wil zeggen dat verschillen in toonhoogte van meer dan 2 Hz kunnen worden waargenomen. Echter, op andere manieren kunnen kleinere frequentieverschillen worden waargenomen. Bijvoorbeeld kan de interferentie tussen twee vrijwel gelijke tonen worden gehoord als een zweving. Door deze zweving wordt de sterkte van de toon die wordt gehoord hoger en lager. Een pianostemmer bijvoorbeeld gebruikt deze zweving om de twee snaren van een piano die dezelfde stemming moeten hebben, precies gelijk te krijgen. Met behulp van die zweving kan een frequentieverschil van bijvoorbeeld 0,5 Hz (overeenkomend met een zweving van 2 seconden) makkelijk worden waargenomen. Worden twee tonen met een verschil van 0,5 Hz achter elkaar gehoord, dan hoort men geen verschil.

Het bereik in geluidssterkte uitgedrukt in decibel van hoorbaar geluid is enorm. De ondergrens van de hoorbaarheid van geluid is gedefinieerd als 0 dB, maar de bovengrens is niet zo eenvoudig te definiëren. De bovengrens hangt meer samen met het punt waar het oor echt wordt beschadigd. Deze limiet hangt ook af van de tijdsduur waarmee iemand aan het geluid wordt blootgesteld. Gedurende heel korte tijd kan het oor aan geluiden van 120 dB worden blootgesteld zonder dat schade optreedt. Langdurige blootstelling aan geluidsniveau’s van 80 dB(A) levert echter op termijn gehoorschade op.

Wat horen we

Het menselijk gehoor is in feite een spectrum analysator. Dat betekent dat het oor de spectrale componenten van het geluid splitst, zonder dat daarbij aandacht wordt besteed aan de fase, of aan de golfvorm van het geluid. In sommige gevallen echter blijkt fase informatie toch van belang te zijn, met name bij het richting horen.

Maskering

In sommige situaties wordt een geluid, dat op zichzelf goed hoorbaar is, gemaskeerd door ander geluid. Bijvoorbeeld als mensen staan te praten bij een bushalte, wordt het gesprek onverstaanbaar op het moment dat er een bus voorbijrijdt. Dit verschijnsel heet geluidniveau maskering. Een luid geluid kan een zwakker geluid dusdanig maskeren dat het zwakkere geluid niet meer waargenomen wordt.

Er zijn nog twee andere verschijnselen die maskering veroorzaken, namelijk verschillen in frequentie en verschillen in tijd. Als twee tonen dicht bij elkaar zitten in frequentie, wordt de zwakkere toon niet goed waargenomen. Als het frequentieverschil groter wordt, dan wordt de zwakkere toon echter wel waargenomen.

Op soortgelijke manier treedt maskering op als twee tonen kort na elkaar worden uitgezonden. Als er voldoende tijd tussen de twee pulsen zit, worden ze beide waargenomen. Als de tijd erg kort wordt, wordt alleen het luidste geluid waargenomen. Dit geldt zelfs als het zwakkere geluid vóór het luidere geluid wordt uitgezonden.

Wat is timbre?

Omdat timbre een belangrijke component is van klank, plaats ik dit bericht afkomstig uit Wikipedia. Hierin wordt uiteen gezet wat timbre inhoudt en wat het aandeel hiervan is in de beleving van klank. Veel leesplezier, Peter van Doornum.

Timbre

 Timbre of klankkleur is de eigenschap van een klank waarmee verschillende muziekinstrumenten en stemmen zich onderscheiden. Hierdoor is het, met enige oefening, mogelijk het verschil te horen tussen een saxofoon en een trompet in een jazz band, of tussen een fluit en een viool in een orkest. De aanwezigheid van een of meer formanten (resonanties op bepaalde frequenties) zorgt hier in de meeste gevallen voor. Met nog meer oefening is het verschil tussen bijvoorbeeld verschillende violen te horen. Een Stradivarius klinkt anders dan een nieuw gebouwde viool, maar ook een Stradivarius kan verschillend klinken als deze door verschillende violisten bespeeld wordt. Dit laatste heeft ook te maken met het verloop van het timbre in tijd. Ook verschillende stemmen van mensen onderscheiden zich in klank van elkaar. Zo is er ook een verschil tussen een coloratuursopraan en een ‘gewone’ sopraan, al zingen ze dezelfde aria. Ook bij spreekstemmen wordt van timbre gesproken.

Hoewel de term klankkleur wordt gebruikt als synoniem voor timbre, worden kleuren uit het optische spectrum gewoonlijk niet verbonden aan bepaalde klanken. Vaker wordt het geluid van een instrument beschreven als “warm” of “scherp” of andere termen, waarbij het verband met aanraking groter is dan met zicht. Mensen met synesthesie zien echter wel soms kleuren wanneer ze speciale klanken horen.

De natuurkundige eigenschappen van geluid met betrekking tot timbre worden beschreven door spectrum en de omhullende (Engels: envelope).

Spectrum

Elke toon van een muziekinstrument is opgebouwd uit een aantal afzonderlijke frequenties, gemeten in hertz (Hz). De laagste frequentie wordt grondtoon genoemd en de toonhoogte van deze frequentie bepaalt hoe hoog het menselijk gehoor de toon daadwerkelijk ervaart. Bijvoorbeeld in westerse muziek worden instrumenten tegenwoordig gestemd met een A = 440 Hz.

De kwaliteit van de klank bestaat uit de grondtoon met een aantal harmonischen en/of delen (ook wel boventonen genoemd). De meeste westerse muziekinstrumenten produceren harmonische klanken. De frequentie van deze boventonen kunnen worden berekend door het vermenigvuldigen van de frequentie van de grondtoon met een geheel getal (× 2, × 3, × 4 enz.). Veel instrumenten produceren echter niet alleen harmonischen, maar vooral ook boventonen die nìet een geheel aantal keer de grondtoon zijn; dit worden de delen genoemd.

De klankkleur neemt vervolgens een typische wending aan als bepaalde harmonischen versterkt worden door o.a. resonantie. Deze versterkingen worden formanten genoemd en komen veelvuldig voor.

Wanneer een orkest stemt (gebruikelijk op een A) bestaat het geluid uit een combinatie van 440 Hz, 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz en verder. De balans van de sterkte van elke frequentie en de formanten bij een lang aangehouden toon geeft elk instrument diens karakteristieke geluid.

Bij een luid gespeelde toon op een instrument zijn de harmonischen t.o.v. de grondtoon luider dan bij een zacht gespeelde toon. Het menselijk gehoor ervaart dit als respectievelijk schelle en doffe klanken. Bovendien sterven bij instrumenten met een bepaalde uitklinktijd, hoge harmonischen sneller weg dan lage.

Omhullende

Het timbre van een klank wordt ook sterk bepaald door de omhullende, het geluidssterkteverloop van een toon van ontstaan tot wegsterven. In elektronische klankvorming worden meestal de volgende fasen onderscheiden: Aanzet, verval, aanhouden, loslaten (Engels: Envelope = Attack, Decay, Sustain, Release, ofwel ADSR) en overgangen. Als uit bijvoorbeeld van het geluid van een piano of trompet de aanzet (elektronisch) wordt verwijderd, wordt het instrument nauwelijks herkend, omdat het geluid van de hamer tegen de snaren, of het aanzetten van de lippen op de trompet, karakteristiek zijn voor deze instrumenten.

De grondtoon hoeft niet altijd noodzakelijk de sterkste component in de totaalklank te zijn. Deze kan ook worden gesuggereerd door de harmonischen: een A(440 Hz) is duidelijk te onderscheiden van de A één octaaf lager (220 Hz) door de aanwezigheid van de 3e harmonische (660 Hz) van A(220 Hz), ook al zouden de grondtonen (respectievelijk 440 Hz en 220 Hz) afwezig zijn. Dit effect treedt op bij kleine luidsprekers die het laagste spectrum van de muziek niet weer kunnen geven maar waarvan de weergegeven muziek toch vrijwel geheel herkenbaar is.

Timbre wordt naast frequentie en omhullende gezien als een fundamentele eigenschap van muziek.

Wat is klank?

Wat is klank?

Klank en geluid als natuurkundig fenomeen


auteur: Berry Vermolen
gepubliceerd dd. 2006-06-28

Klank is de aanduiding voor het totaal aan eigenschappen van een geluid. De eigenschappen die een klank bepalen zijn toonhoogte (frequentie), klankkleur (timbre), luidheid (volume, sterkte, amplitude), de aanzet (attack, prefix), en de duur (aanzwellen, aanhouden, uitsterven).

Als we het hebben over toonhoogte bedoelen we de grondtoon van een klank. Dit is de laagste toon waaruit een klank is opgebouwd. De andere tonen van de klank noemen we de boventonen. Deze bepalen samen de klankkleur. Elk instrument, elke stem, elke klank, heeft een eigen klankkleur. Samen met de aanzet van een klank dragen deze in belangrijke mate bij aan de herkenning van de klankbron.

De klankbron zet lucht in beweging: de lucht gaat trillen. We spreken hier over geluidsgolven. Elke toon heeft een trillingsfrequentie, en ons oor kan deze luchttrillingen opvangen en doorgeven aan de hersenen waardoor wij geluid kunnen waarnemen. Als een geluid een regelmatige trillingsfrequentie heeft, noemen wij dit klank of geluid. Ontbreekt deze regelmaat, dan noemen wij het ruis.
Bij een geluidsbron kun je denken aan het laten trillen van een trommelvel door erop te slaan; stembanden en de mondholte; een snaar van een gitaar met daarbij een klankkast of luidspreker.

Klankkleur wordt ook wel timbre genoemd. De verhouding van de sterkte van de boventonen ten opzichte van elkaar en de grondtoon bepalen de klankkleur. We kunnen ook zeggen: de sterkte van de trillingen waaruit de geluidsgolf is samengesteld. Elk geluid heeft een eigen klankkleur wat maakt dat wij een stem of instrument, een muzikant of popband, kunnen herkennen.

Het volume kunnen we omschrijven als de luchtdrukverschillen die door de klankbron worden geproduceerd. Hierbij is het verloop van de klankproductie in de tijd van belang. Een geluid heeft altijd een begin, midden en einde; het kan aanzwellen, heeft een bepaalde duur, en zal weer uitsterven. In een artikel over klank in de Wikipedia lezen we dat de duur van het uitsterven bepalend is voor wat we noemen de helderheid van het geluid.

Hoe nemen wij klank waar?

Geluid is een verschijnsel van trillingen van de lucht. Bij hoger volume kunnen wij dit voelen (luchtdruk), en bij erg hoge volumes kunnen zelfs jouw hoofdhaar of wijde broekspijpen gaan wapperen. Toch nemen wij geluid in eerste instantie waar via onze oren. Deze vangen de geluidstrillingen in de lucht op en geven dit via ons zenuwstelsel door aan de hersenen.
De mens heeft twee oren. Dit heeft als belangrijke functie dat wij dan de richting kunnen bepalen en weten van waar het geluid komt.

Elk oor kent een oorschelp die helpt om het geluid op te vangen. Verder zijn er drie kleine botjes: hamer, aanbeeld, en stijgbeugel; het trommelvlies; en het binnenoor. Dit binnenoor heeft de vorm van een slakkenhuis. Trillingen die zijn opgevangen worden doorgegeven aan het ovale vester, een vlies aan het begin van het slakkenhuis. Hierachter zit vocht dat gaat bewegen door de trilling van het vlies. Langs de wanden van het slakkenhuis zitten kleine haartjes: de

uiteinden van de gehoorzenuwen. Het vocht beweegt, de haartjes nemen dit over, en vertalen de beweging naar signalen die door de zenuwen naar de hersenen worden getransporteerd. In de hersenen wordt deze informatie dan verwerkt en daar ontstaat de ervaring en mogelijk een reactie (emotie, kennis, actie) op het waargenomen geluid.

Het menselijk oor kan geluid waarnemen met toonhoogten van ongeveer 100 Hertz tot ongeveer 20.000 Hertz (Hertz = aantal trillingen per seconde). Dit kan per persoon verschillen, en de bovengrens zal bij kinderen hoger zijn dan bij volwassenen. Als mensen ouder worden, en als men blootgesteld wordt aan te hoge volumes, kan het vermogen om hoge tonen te horen afnemen. Dit kan gebeuren bij popconcerten of bij mensen die met machines werken die veel geluid produceren.

Hoe ervaren wij klank?

Aan de ervaring van klank is deze website gewijd. Je kunt artikelen over normale en afwijkende ervaringen lezen, of kort nieuws over opmerkelijke zaken die betrekking hebben op het ervaren van klank en geluid. Er zijn besprekingen van (delen van) boeken en cd’s, informatie over opleidingen, links naar andere websites, en nog veel meer. We willen ook zoveel mogelijk klankvoorbeelden gaan aanbieden, van dierengeluiden tot muziekinstrumenten. Klik maar rond. Een handige ingang kan zijn het overzicht in secties dat je vindt onder in het menu onder Artikelen. Gebruik anders de zoekfuncties, via het menu onder Zoeken. Veel plezier.

Bronnen

Als bron voor dit artikel over klank is de tekst gebruikt zoals die 28 juni 2006 stond op de website nl.wikipedia.org/wiki/Klank. Dit is door de auteur van dit artikel bewerkt en aangevuld met kennis vanuit zijn studie muziekwetenschap aan de Universiteit van Amsterdam. Deze tekst zal waar nodig en mogelijk worden herzien en aangevuld met enkele afbeeldingen en extra bronnen-informatie.

Klank wordt bestudeerd in de taalwetenschap en de akoestiek. Akoestiek is bijvoorbeeld een onderdeel van muziekwetenschap. Vanuit de medische wetenschap wordt gekeken naar klankwaarneming. Informatie is beschikbaar vanuit onderzoek op gebied van doven en slechthorenden. Een andere ingang is muziektherapie, waar gewerkt wordt met muziek, klank en geluid om mensen te activeren of genezen. Klank en geluid kunnen we op zichzelfstaand (sirene van een ziekenauto), als spraak (taal) of muziek (ook een taal) bestuderen als communicatiemiddel waarbij aan geluid een (vaste) betekenis wordt toegekend. Een laatste gebied wat genoemd kan worden is muziekpsychologie.