شنبه , 29 مهر 1396
  • :
  • :
کمیت صوت

امتیاز شما

توضیحات دسته: مبانی بازدید: 1641

شنوایی انسان یک رابطه و احساس شخصی است مانند بیان(رنگ اشیا). از این نظر بیان مشترک آن نیاز به طبقه بندی نحوه پرسش، کسب آماری، سپس تحلیل و در انتها فرموله نمودن آن است.

۱- چگالی انرژی حجمی صوت

۲- فشار صوتی (Pa)

۳- احساس شنوایی

۴- منحنی فخنر

۵- محاسبه لگاریتمی فشار صوت

۶- جمع منابع صوتی

  

۱- چگالی انرژی حجمی صوتی

دیشب با صدای مهیبی از خواب بیدار شدم.

با صدای عجیبی از خواب پریدم.

عجب صدای رعب انگیزی بود، تمام بدنم لرزید.

……

……صدای وحشتناکی بود.

 دیگر لزومی ندارد برای بیان و تعریف یک واقعیت صوتی از بیان(مهیب، رعب انگیز، عجیب، وحشتناک، هولناک… ) و از اینگونه استفاده نمود. چرا که این بیانات غیر حرف‌ه­ای و غیر قابل درک می­‌باشند. با این روش نمی­‌توان احساس شنوایی را درست به شنونده القا نمود و حتی قادر نخواهیم بود، به تولید صدای مصنوعی آن موفق شویم. زیرا اندازه­ حقیقی آنرا نمی­‌دانیم.

شنوایی انسان یک رابطه و احساس شخصی است مانند بیان(رنگ اشیا). از این نظر بیان مشترک آن نیاز به طبقه‌بندی نحوه پرسش، کسب آماری، سپس تحلیل و در انتها فرموله نمودن آن است.

 

یک آزمایش ساده آماری:

شرایط :

۱- منبع صوتی ساده مانند ضربات منظم و ثابت بر طبل (۷۰inch).

۲- محل آزمایش استادیوم ورزشی، سالن سینما، کلاس درس.

۳- فاصله شنونده تا منبع صوتی یک متر.

۴- نفرات تحت آزمون بطور آماری حداقل ده نفر از سنین مختلف.

۵- احساس شنوایی در چهار سطح (مهیب، شدید، بلند، خوب) توسط شنودگان در هر محل ثبت گردد.

 

 شکل- ۱  آزمایش دراستادیوم ورزشی

 شکل- ۲  آزمایش در سالن سینما

 شکل- ۳  آزمایش در کلاس درس

جواب آزمایش تقریبا معین است. تمام افرادی که صدای درون استادیوم می­‌شنوند جواب (بلند) را تأیید می‌­کنند و برای صدای طبل در داخل سالن سینما خواهند گفت (شدید) و جواب آماری که از صدای طبل در داخل کلاس درس می­‌شنوند خواهند گفت: (مهیب) 

 از شرط نخست این آزمایش، معلوم است که در طول آزمون، انرژی منبع صوتی ثابت مانده است. لذا چرا احساس متفاوتی برای همه بدست می­‌آید؟

تفاوت احساس شنوایی اگر چه به میزان شدت انرژی منبع صوتی دارد لیکن تأثیر شگفت آن در فضاهای متفاوت آزمایش می‌باشد. این تفاوت را می­توان به صورت نسبت بیان نمود.

احساس تفاوت، در نسبت انرژی صوتی به حجم محیط است. به بیان دیگر، تأثیر انرژی صوتی ثابت در محیط­های مختلف تأثیر متفاوتی دارند.

با مثال دیگری ادامه می­دهیم.

پرسش: صدایی که از گوشی(Handsfree) شنیده می­ شود در محل گوش مناسب است اما هنگام خارج نمودن آن، صدایش کم می­‌شود. چرا؟

پاسخ: صدایی که در داخل گوش پخش می­ شود دارای انرژی معینی است اما همین انرژی صوتی در خارج از گوش قادر به اشغال فضای بزرگتر نیست. به عبارت دیگر نسبت انرژی صوتی به حجمِ کوچکِ داخلِ گوش بیشتر است از نسبت انرژی صوتی به حجم بیرون گوش.

نسبت انرژی صوتی به حجم محیط را چگالی انرژی حجمی می­‌گوییم که با احساس شنوایی ما همگون است.

 افرادی که در آزمایش انرژی صوتی در سه محیط شرکت کرده بودند ­نیز به همین نتیجه رسیدند و تنها دلیل آن را به صورت بیانی تشریح ­کردند. اکنون پرسش اینجاست که اگر بخواهیم اندازه­ واقعی یا چگالی انرژی حجمی که هر کدام از افراد در محل‌های متفاوت شنیده­‌اند را شبیه‌سازی نماییم، ابتدا چه اقدامی می­‌بایست انجام دهیم. در قدم نخست می­‌بایست از بیانات این افراد، اقدام به ساخت دستگاهی نماییم که بتواند احساس شنوایی آنها را اندازه­‌گیری نماید.

 

۲-  فشار صوتی (Pa)

 برای ساختن دستگاه اندازه‌­گیری انرژی صوت، ابتدا با آنچه که در ماهیت صوت بیان شد به آثار مکانیکی آن می‌­پردازیم. می‌دانید که صوت دارای انرژی مکانیکی است. لذا برای اندازه­‌گیری آثار مکانیکی به پارامترهایی چون سرعت، جهت، زمان، طول موج، فشار، حجم و سایر عواملی که در قوانین مکانیک حاکم است، پناه می­‌بریم. (دقت کنید قوانین مکانیک کلاسیک)

 با رجوع به تعریف چگالی انرژی حجمی سعی می­‌کنیم این تعریف را به صورت مکانیکی بیان نماییم. برای این کار به یکاهای آن دقت می­‌کنیم. به عبارت دیگر آن‌را با جایگزین نمودن یکای مربوطه تشریح می­‌نماییم.

 

 یکای انرژی صوتی (ژول) است و یکای حجم نیز (مترمکعب). با قرار دادن یکا در صورت و مخرج کسر نسبت را دقیق‌تر بررسی می­‌کنیم. یکای دیگر انرژی در قوانین مکانیک(نیوتون متر) است. لذا با قرار دادن نسبت فوق می­‌توانیم کسر را ساده نموده و به نسبت قابل اندازه­‌گیری برسیم. این نسبت نیوتون بر متر مربع است. که در قوانین مکانیک به تعریف فشار ختم می­گردد.

 

  اکنون می­توان میزان فشار صوتی را به کمک دستگاه دقیق اندازه­‌گیری نمود. ساده‌ترین ابزاری که برای اندازه­‌گیری فشار صوتی وجود دارد یک دستگاه میکروفن است. همانطور که نیروی وارده بر پرده گوش فشار صوتی تعریف می­‌شود، و همین فرآیند برای هر میکروفنی اتفاق می­‌افتد، پس می­‌توان میکروفنی را در نظر گرفت که ولتاژ خروجی آن متناسب با فشار صوتی مدرج شده باشد. در عمل عنصر اساسی ابزار فشارسنج صوتی یا سنومتر میکروفن مدرج شده است.

 چند مثال:

برای درک اندازه­ی فشار صوتی به اصواتی که در اطراف ما موجود دارند توجه نمایید.

 

این میزان فشار بر تمامی اجزای بدن انسان وارد می­‌شود.

 

 شاهد گستره وسیعی جهت بررسی و فهم اندازه­‌گیری مقیاس صوت در دست داریم!

 

 اساس این اندازه‌­گیری بیشتر به صورت قیاس صورت پذیرفته است.

 

 پاسخ آن را به عهده­ شما می‌­گذارم تا بیشتر به ماهیت و کمیت صوت و تاثیر آن بر بدن پی ببرید.

 

 ۳- احساس شنوایی

 هر احساسی که توسط محرکها انجام می­‌پذیرد مانند حس شنوایی، حس سبکی و سنگینی، حس بویایی و… در انسان یک آزموده شخصی است و شرح آن چندان محکمه پسند نیست. سایکوفیزیک رشته­‌ای علمی است که در مورد روان‌شناسی اظهار نظر می­‌کند. در این دانش توانایی‌­های شناخت مغز از ادراک را به روش اندازه‌­گیری­ بیانی به صورت کمّی در اختیار عموم قرار می­‌دهد تا میزان ادراک از صدا، نور و… را مورد بررسی عام قرار دهند. به بیان دیگر آنچه که ما راجع به شدت صدا درک می­‌کنیم و آنها را به صورت بیان تشریح می­‌نماییم، به صورت کمیت قابل ثبت و درج می­‌شود. درج و ثبت این ارقام می­‌تواند احساس واقعی ما را به درستی در اختیار مخاطب قرار داده و یا در صورت تولید همان احساس در جایی دیگر کمتر دچار خطا بشوند.    

تئودور گوستاو فخنر(1801-1887) روانپزشک آلمانی نخستین فیزیولوژی روان­شناختی(Psychological Physiology) بود که توانست رابطه احساس را با ابزار فیزیکی هماهنگ نماید. قانون فخنر رابطه بیان احساس و محرک بود که در آن بیان می­‌شود که افزایش احساس با لگاریتم تحریک متناسب است. فخنر از قبول نظریات متافیزیکی میان "روان" و "ماده" چندان راضی نبود.لذا به کمک قانون « وبر» به بیان ریاضی این رابطه پرداخت.

قانون فخنر اینگونه آزمون می­‌شد که اگر یک میزان احساس را به دو میزان احساس ارتقا دهیم، می­‌بایست اندازه ­محرک را در عدد معینی مانند(A ثابت وبر) ضرب نموده و به همین ترتیب برای رسیدن از احساس میزان دو به میزان سه نیز، مجدداً اندازه­ محرک را در(A ثابت وبر) ضرب می­‌نماییم.

بطور مثال برای احساس شنوایی، ابتدا در مقابل یک بلندگو احساس شنوایی را مورد آزمون قرار می­‌دهیم. سپس تعداد منابع را دو برابر نموده(عدد وبر دو) و احساس شنوایی را در مقابل دو بلندگو مورد آزمون بعدی قرار می­‌دهیم. در مرحله بعدی منابع صوتی بعنی دو بلندگو را در(عدد وبر دو) ضرب نموده و به چهار بلندگو افزایش داده و پاسخ احساس شنوایی را یادداشت می‌نماییم.  

نتیجه این عملیات را به صورت یک رابطه­ لگاریتمی بیان کرد.

 

 در این رابطه (S احساس)، (I  شدت محرک)، (B مقدار آستانه مطلق محرک)، (A ثابت وبر) 

این عبارت ریاضی را می­‌توان چنین بیان نمود که: احساس برابر است با مقدار معین «وبر» ضربدر لگاریتم شدت محرک بعلاوه مقدار آستانه مطلق محرک. 

آنچه که در این رابطه وجود دارد را می­توان با چند مثال بیان نمود.

 

آیا احساس شنوایی به ما دروغ می­گوند؟؟ با اینکه در این آزمون تعداد محرک‌ها یکصد برابر شده‌­اند، اما احساس شنوایی ما تنها دو برابر افزایش ­یافته. لازم به تذکر است که این مثال از روش آماری استخراج شده است.

آنچه که در احساس شنوایی رخ می­‌دهد علاوه بر این، خطای بزرگتری وجود دارد و آن هنگامی است که آزمایش در اندازه­ فشار صوتی بالاتر صورت بپذیرد.

 

 آیا احساس شنوایی دروغگوتر می­‌شود؟؟ با آنکه افزایش تعداد با آزمون قبلی مساوی بوده، نتیجه آزمایش بسیار تغییر یافته است.

خیر گوش انسان برای میزان فشار صوتی بالا واکنش نشان داده و همانند یک کمپرسور صدا، فشار صوتی بالا را کاهش می‌دهد.

 

۴- منحنی فخنر

منحنی لگاربتمی فخنر را تا حدودی در شکل مشاهده می­کنید و بیشتر برای درک مطلب ترسیم شده است.

 

رابطه­ احساس با تغییر محرک را می­توانید به صورت لگاریتمی مشاهده نمایید. چنانچه اگر تغییرات صوتی از میزان ۱ به ۳ یعنی ۲ واحد باشد، احساس شنوایی از اندازه­ ۱۸ به ۴۸ یعنی ۳۰ واحد بیشتر درک می‌­شود. اما اگر همین تغییرات در سطح بالای صوت انجام شود، یعنی از ۹ به ۱۱ یعنی ۲ واحد تغییر کند. تغییرات احساس شنوایی از ۸۸ به ۹۴ تنها ۶ واحد تغییر نموده است. به بیان دیگر در سطوح پایینی صوت احساس شنوایی بیشتر تغییر می­‌کند یعنی ۳۰ واحد. در حالیکه در سطوح بالای صوت تنها ۶ واحد تغییر نموده است.(بیان واحد و میزان جهت درک لگاریتمی بودن تغییرات احساس شنوایی است.)

 

رابطه­-۱ که از تجربیات و آمار بدست آمده نحوه­ اندازه­‌گیری احساس صوت را بیان می­‌کند. به گونه­ای که محرک (I) تحت عنوان شدت صوت و یا فشار صورت جایگزین می­‌شود. شدت صوت در دانش فیزیک قابل تعریف است و آن میزان توان صوتی (توان آکوستیکی) است که بر سطح وارد می­‌شود. این تعریف بیشتر در دانش آکوستیک و آزمایشگاه‌های مربوطه کاربرد دارد و کمتر در حوزه­ صدابرداری و پخش صدا و پارامترهای افزار صوتی بکار گرفته می­‌شود. به جای آن از عامل مکانیکی فشار صوت بهره‌مند شده و شدت محرک را فشار صوت فشار آکوستیکی قرار می­‌دهیم.

همانگونه که تعریف گردید فشار آکوستیکی هر منبع صوتی با دستگاه فشارسنج صوتی سنجش می­‌شود و برای تبدیل به احساس شنوایی از الگوی منحنی لگاریتمی فخنر بهره‌برداری می‌­کنیم.

 

  

۵- محاسبه لگاریتمی فشار صوت

 در رابطه­-۱ مقادر را جایگزین نموده و نتایج را به احساس شنوایی تبدیل می­‌کنیم.

مقدار (A) برابر با ثابت وبر (20) و اندازه­ (I) شدت محرک را با فشار صوتی محرک (P1) جایگزین می­‌کنیم. مقدار (B) که برابر ۹۴- با اندازه­ مطلق (لگاریتم آستانه­ شنوایی) است. با این محاسبه میزان (S) بر حسب سطح فشارصوتی (Sound Pressure Level. SPL)یا بیان فیزیکی از احساس شنوایی تعیین می­‌شود.

 

مقادیر معادل فشار صوتی (Sound Pressure. SP) بر حسب پاسکال را با سطح فشارصوتی (Sound Pressure Level. SPL) بر حسب دسیبل (Decibel. dB) در جدول زیر مشاهده کنید. 

 

در ستون اول نخست محدوده تغییرات شدت صوت(وات بر سطح) را مشاهده می­‌کنید و معادل آن در ستون دوم از آستانه­ احساس شنوایی(مرجع مطلق) الی آستانه­ درد گوش به میزان حداکثر فشار صوتی نشان داده شده است. ستون سوم معادل هر کدام در مقابل این مقادیر نیز میزان سطح فشار صوتی (SPL) بر حسب (dB) نشان داده شده است.

مختصری راجع به این جدول شرح داده می­‌شود.

غوغا یا نویز داخل استودیوهای رادیویی از ( ۲۰dB) الی استودیوهای تلویزیونی (۳۵dB) متغیر است. صدای موزیک ارکستر سمفونی از کمترین سطح (۳۵dB) به عنوان نویز سالن الی (۱۱۰dB) هنگامیکه تمام ارکستر در حال نواختن می­‌باشند. گویش انسان معمولی در هنگام نجوا در حدود (۳۵dB) شروع می­شود و فریاد آن در محدوده­ی (۸۵dB) ختم می­‌شود. صدای موزیک با دستگاه­‌های معمولی در خانه از سطح (۴۰dB) شروع شده و در حد سطح بالا (۹۰dB) محدود می­‌شود.

نکاتی در مورد صدای داخل سالن سینما  که به دلیل نویز محیط (۵۰dB) در هنگام نمایش فیلم، سطح صدا از (۶۵dB) شروع می­‌کنند و تا سطح محدود شده­ (۱۱۰dB) کنترل می­‌کنند. صدای بیش از این سطح موجب آسیب جدی به کودکان در هنگام نمایش می­‌گردد.

بالاترین دستگاه صوتی که در داخل خودرو نصب شده بود به سطح (۱۶۵dB) پخش موزیک بوده که در یک مسابقه برنده جایزه می­‌شود. این سطح صدا در حین رانندگی حتماً راننده را خواهد گشت.

 

 ۶- جمع آکوستیکی منابع صوتی

هنگامیکه شما در میان منابع صوتی متفاوتی قرار گرفته­اید چگونه می­توانید اثر معادل آنرا بیان کنید؟

 بطور مثال آیا دو منبع صوتی ( A = ۸۵ dB) و (B = ۸۸ dB) با یکدیگر جمع ساده می­‌شوند؟ در اینصورت اثر جمع این دو منبع ( C= ۱۷۳ dB) خواهد شد و این سطح فشار صوتی از آستانه درد گوش بسیار مهلک­‌تر است.

همانگونه که محاسبه سطح فشار صوتی لگاریتمی انجام شد. نحوه­ جمع آثار آنها نیز به صورت لگاریتمی خواهد بود. جمع لگاریتمی را جمع آکوستیکی نیز می­‌گویند.

در اینجا لازم است از عملیات ریاضی پرهیز نموده و با کمک منحنی و عملیات تکراری بگونه­‌ای عمل نماییم که بتوانیم هر تعداد منبع صوتی را با هم به صورت لگاریتمی، جمع نماییم.

منحنی ترسیم شده از عملیات ریاضی دو منبع صوتی که دارای اختلاف از ۰dB الی ۱۴dBهستند بدست آمده و مقادیر متفاوت آنها بر حسب (dB) در مختصات درج شده است. بطوریکه محور افقی مربوط به مقادیر اختلاف از ۰dB الی۱۴dB می‌شود و محور عمودی مربوط به مقادیر محاسبه شده از جمع لگارتیمی است.

مثال اول: هنگامیکه دو منبع صوتی با یکدیگر ( ۱dB) اختلاف داشته باشند، مانند (A = ۸۵ dB و B = ۸۶ dB) آنگاه خطی از مقدار (۱dB) روی محور افقی به منحنی منتقل داده در نقطه­ (D) و از آنجا به محور عمودی ادامه داده و مقدار تفاوت دو منبع را بدست می­‌آوریم. عدد بدست امده روی محور عمودی (۲/۵dB) است. این عدد به این معنی است که اگر، دو منبع به اندازه­ (۱dB) اختلاف داشته باشند، اثر جمع آکوستیکی آنها به میزان (۲/۵dB) افزایش می­‌یابد و آن را روی منبع بالاتری اثر می‌گذاریم. به عبارت دیگر اثر منبع صوتی پایینی، می­تواند به میزان (۲/۵dB) بر روی منبع بالایی اثر گذارده و نتبجه معادل را به میزان (۸۸/۵dB ) افزایش دهد.

 

 مثال دوم: اگر دو منبع صوتی به میزان (A = ۷۲ dB) و (B = ۷۸ dB ) باشند اثر جمع لگاریتمی این دو منبع مطابق منحنی چنین خواهد شد. ابتدا میزان اختلاف را محاسبه نموده و در محور افقی مکان آنرا پیدا می­‌کنید. اختلاف این دومنبع (۶dB) است و مکان آن برروی محور افقی به رنگ زرد معین شده است. اکنون از این نقطه تا منحنی ادامه داده و محل تلاقی را می‌یابید. نقطه­ (G) است که با ادامه­ آن به محور عمودی نقطه­ مجهول بدست می­‌آید. اندازه این نقطه (۱dB) است. حال اثر جمع آکوستیکی دو منبع اضافه نموده که حاصل چنین است. (۱dB + ۷۸ dB = ۸۸ dB)

نکته­ مهم در این است که اثر منبع صوتی ( ۷۲dB ) بر روی محیطی آکوستیکی با منبع صوتی (۷۸dB) تنها به میزان (۱dB ) است.

پدیده پوشش نیز از تفاوت زیاد دو منبع صوتی است. بطور مثال اگر دو منبع صوتی (۸۵dB) همزمان با منبع صوتی (۷۱dB) پخش شود، به دلیل اختلاف (۱۴dB) ما بین این دو منبع صوتی مشاهده می­‌شود که منبع صوتی (۷۱dB)، تنها (۰/۳dB) بر روی منبع صوتی (۸۵dB) اثر گذاشته که موجب حذف آن خواهد شد. به بیان دیگر منبع صوتی (۸۵dB) اثر منبع صوتی (۷۱dB) را پوشش داده است.

مثال سوم:  دو منبع صوتی با میزان (A = ۸۰ dB , B = ۹۴ dB) وجود دارد. جمع آکوستیکی این دو منبع همان (۹۴dB) است. چرا؟

 

مثال کاربردی: در چیدمان بلندگوهای سیستم ساراند سازندگان و طراحان آن چنین توصیه می­‌کند:

ابتدا از طریق تقویت کننده­‌های هر کانال سیگنال نویز صورتی (Pink  Noise) را اعمال می­‌نمایند. سپس برای هر کانال  به طور جداگانه سطح فشار صوتی آنرا به قدری افزایش می­‌دهید که دستگاه سنومتر میزان معین شده در تصویر را تولید نماید (۸۵dB). پس از تنظیم کانال‌های جلویی مانند: راست و چپ و مرکز، به تنطیم کانالهای پشت اقدام می­نمایند. بطوریکه در شکل نشان می­دهد، هر کانال به میزان (۸۲dB) رسانده ­شده که نتیجه این دو کانال در وسط تالار به (۸۵dB) خواهد رسید. اکنون تک تک کنترل‌های سطح صوتی را قفل نموده و با صدای استاندارد لذت ببرید. صدای معادل در وسط تالا از جمع آکوستیکی این پنج منبع صوتی بدست می­‌آید که در هنگام پخش نویز صورتی به (۹۱dB) خواهد شد. درهنگام پخش صدای فیلم حداکثر به (۱۱۰dB) می­رسد.

                                                                                                               ابراهیم وژده میانه

                                                                                                      wogedehmebrahim@gmail.com

 

 

 

نظر شما
کد بالا را وارد کنید:
نظر های بازدیدکنندگان
هیچ اطلاعاتی وجود ندارد

    گالری تصاویر

    پیشخوان

    پیوندها

    فیلم آموزشی(پرتره یک هنرمند طراح صدا)

    1395/06/16

    اخبار خانه سینما

    مجمع عمومي عادي كانون آهنگسازان روز يكشنبه 14 آبان ماه آينده راس ساعت 6 بعد از ظهر در محل خانه سينما (تالار سيف اله داد) برگزار مي شود. دستور جلسه :
    نشست نقد و بررسي كتابهاي "فيلم/ژانر" و " "ژانر و هاليوود" كه باحضور آقايان فرهاد توحيدي ، خسرو دهقان و حسن حسيني به همراه مترجمان كتابها ، ساعت 17 فردا يكشنبه 30 مهر ماه در خانه سينما برگزار مي شود شركت فرماييد.
    مراسم بزرگداشت 18 نفر از هنرمندان پيشكسوت عضو انجمن صنفي بازيگرانِ بدلكار سينما با حضور جمع كثيري از سينماگران و اعضاي اين انجمن در تالار زنده ياد سيف الله داد خانه سينما برگزار شد.
    قائم مقام مديرعامل مركز گسترش سينماي مستند و تجربي از داوري مستندهاي راه يافته به سي و ششمين جشنواره فيلم فجر در همه بخش هاي سوداي سيمرغ خبر داد.
    اين فراخوان كه امكان ثبت‌نام بر روي سايت جشنواره از اول آبان ماه فراهم خواهد بود، به شرح ذيل منتشر شد:

    تبلیغات

    تماس با ما

     Info@IranAMPS.com

     تهران، پیچ شمیران٬ بهار جنوبی، کوچه سمنان، پلاک۲۹ 

    کد پستی:۳۷۵۱۱-۱۵۶۱۷

     ٧٧٥٣٦٠٤١ و ٧٧٦٥٠٢٠٣ (داخلی ۲۱۹)

    نظرسنجی

    سایت انجمن صدای سینمای ایران را چگونه ارزیابی می کنید؟

    بازدیدکنندگان

    امروز 230
    هفته گذشته 230
    این ماه 230
    کل 154334

    عضویت در خبرنامه