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Der Kampf um Klang: Klangfarbe - Psychoakustik vs. Subjektivität

Unter Menschen, die aufgrund von Hobbys und (oder) beruflichen Pflichten mit der Beurteilung der Qualität von Audiogeräten konfrontiert sind , können zwei Kategorien unterschieden werden. Diejenigen, die es vorziehen, die Qualität anhand objektiver Kriterien zu beurteilen (Daten mit anerkannten Standards zu vergleichen), und diejenigen, die der Meinung sind, dass die Klangqualität stärker nach Gehör bestimmt werden sollte und der Wert objektiver Indikatoren übertrieben ist.


Eine große Anzahl von Artikeln über die Qualität und Merkmale des Klangs sowie Kommentare und Streitigkeiten in diesen Artikeln zum GT zeigen das echte Interesse der Benutzer an dem Thema. Ich bezweifle, dass dieser Artikel die Debatten der Anhänger eines und des zweiten Gesichtspunkts stoppen wird, aber vielleicht wird er einen Lichtstrahl in die "tiefe Dunkelheit" von Fragen der Qualitätsbewertung werfen.

Aufgrund der Tatsache, dass ziemlich viel über die klassischen Kriterien für die Bewertung von Verstärkern und Akustik geschrieben wurde, zum Beispiel ein kürzlich veröffentlichter Artikel von Oleg Shulgin (ich kann es nur empfehlen), werde ich mich in diesem Artikel auf die Möglichkeiten der objektiven Messung von Klangfarben konzentrieren.

Klangfarbenproblem


In der Regel stützen die Befürworter des Subjektivismus die „Richtigkeit“ ihrer Urteile auf Aussagen wie: „Im Klang kann nicht alles gemessen werden, daher ist es notwendig, es nur mit den Ohren und nicht mehr zu bewerten. Objektive Daten geben mir als Zuhörer nichts. “ In den meisten Fällen ist der Stolperstein das Problem der Bewertung der Klangmerkmale des Geräusches des Geräts.


Oft schreiben und sagen solche Leute, dass das Timbre-Bild für eine Hardware-Bewertung sehr schwierig ist und nicht das tatsächliche Bild dessen widerspiegelt, was sie mit der Art des Klangs meinen. Wenn Sie sie fragen, wie sie diese Merkmale beschreiben, antworten sie sofort, dass der Ton "weich" ("hart", "flauschig"), luftig ("nicht seifig", "dicht", "entladen") sein sollte. , "Trocken", "nass" usw.

Auf den ersten Blick ist es schwierig, ihre Aussagen zu widerlegen oder zu bestätigen, da sowohl der beschreibende terminologische Apparat als auch die Bewertung subjektiv sind, dies ist jedoch nicht ganz richtig. Die Sache ist, dass so viele „ausschließlich subjektive“ Merkmale, beschreibende Begriffe und andere Effekte vollständig erklärbare, messbare Ursachen haben und die meisten Faktoren, die das Timbre beeinflussen, im Detail untersucht werden.

Das Studium der Klangfarbe in der Psychoakustik


Eine der Hauptaufgaben der Psychoakustik als angrenzender Zweig des physischen und psychischen Wissens ist die Suche nach Entsprechungen zwischen objektiven physischen Merkmalen und ihrer subjektiven Bewertung. Timbrale Merkmale sind keine Ausnahme, und trotz der Komplexität der Aufgabe werden sie recht gut untersucht.

Die Forscherin Irina Aldoshina über das Timbre: „Mit der Definition dieses Begriffs ergeben sich Schwierigkeiten, die mit der Definition des Begriffs„ Leben “vergleichbar sind: Jeder versteht, was es ist, aber die Wissenschaft kämpft seit mehreren Jahrhunderten mit einer wissenschaftlichen Definition.“

Seit 200 Jahren werden Klangfarben als akustisches Phänomen untersucht. Die Faktoren, die das Timbre bilden, wurden bereits gefunden, und jeder dieser Faktoren weist klar messbare Eigenschaften auf. Wissenschaftler wie Helmholtz (1877), Fletcher (1938), Liklide (1951), Plom (1976), Noutsm (1989), Rossing (1990), Hand (1995) trugen zur Identifizierung objektiver Timbre-Indikatoren bei.
Gemäß dem amerikanischen ANSI-60-Standard ist ein Timbre definiert als:

"Ein Attribut der Hörwahrnehmung, mit dem der Hörer beurteilen kann, dass zwei Klänge mit derselben Tonhöhe und Lautstärke voneinander verschieden sind."

Die meisten Forscher verstehen unter Klangfarbe „Tonqualität“ und „Tonfarbe“. Um das Timbre zu beschreiben, verwenden die Befürworter des subjektiven Ansatzes Begriffe wie: trocken, klangvoll, weich, scharf, hell und warm, kalt, schön, die auf den ersten Blick keine objektiven Parameter widerspiegeln können.


Helmholtz gab in einer seiner Zeit vorausgehenden Definition die folgenden Merkmale des Timbres an:

„Der Unterschied in der musikalischen Qualität des Tons (Klangfarbe) hängt nur vom Vorhandensein und der Stärke der Teiltöne (Obertöne) ab und nicht von der Phasendifferenz, mit der diese Teiltöne in die Komposition eintreten.“

Bei der Durchführung seiner Experimente machte der Wissenschaftler auch mehrere Beobachtungen, die durch die moderne Forschung vollständig bestätigt werden. Zum Beispiel gibt es in Helmholtz 'Werken zum ersten Mal Informationen über die Abhängigkeit der Klangfarbenwahrnehmung von der Eintrittsrate von Teiltönen zu Beginn eines Klangs und ihrem „Tod“ am Ende. Es war auch dieser Pionier der Akustik, der die Wahrnehmung des Timbres (Erkennung der Töne einzelner Instrumente) mit dem Vorhandensein bestimmter Geräusche und Unregelmäßigkeiten verband.


H. Fletcher

1938 bewies Fletcher, dass das Timbre von der Struktur der Obertöne abhängt und je nach Lautstärke und Tonhöhe erheblich variieren kann. 1976 bestätigte Plomp experimentell, dass das menschliche Gehör nicht unter „Phasentaubheit“ leidet, und dementsprechend hängt die Wahrnehmung eines Timbres sowohl von der Form der Spektralhüllkurve des Amplitudenspektrums als auch des Phasenspektrums ab. Im Jahr 1990 fügte Rossing hinzu, dass das Timbre von der zeitlichen Hüllkurve des Klangs und seiner Dauer abhängt. Wie aus der Geschichte der Klangfarbenforschung hervorgeht, haben Wissenschaftler die Möglichkeit der physikalischen Messung von Timbral-Farbparametern vollständig bewiesen.


Studien zufolge sind die wichtigsten physikalischen Faktoren, die das Timbre eines Klangs bestimmen:

  • Ausrichtung der Obertöneamplituden während der Angriffsperiode;
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Als Grundlage für nachfolgende Korrelationsstudien wurde eine standardisierte Tabelle mit subjektiven Beschreibungen des Timbres erstellt, von denen die meisten in der Norm AES-20-96 - „Empfehlungen für die subjektive Bewertung von Lautsprechern“ enthalten waren. Von hier aus zeichnen einige Vermarkter Definitionen für Spekulationen.




Während des Forschungsprozesses zeigen die Wissenschaftler eine strikte Übereinstimmung jeder der Beschreibungen mit den genauen physikalischen Parametern.

Aufgrund des komplexen Einflusses der Faktoren, die das Timbre bilden, gibt es keine gemeinsamen Maßeinheiten. Dies bedeutet nicht, dass es unmöglich ist, objektiv zu messen und genaue Daten zu erhalten. Derzeit arbeiten die Stanford University, die Harvard Laboratories, das IRKAM und die University of Berkeley daran, genaue Übereinstimmungen zwischen subjektiven beschreibenden Begriffen und objektiven Merkmalen von Faktoren herzustellen, die die Bildung von Klangfarben beeinflussen.


Research L.A. Kuznetsova bei der Erstellung des Nachschlagewerks „Akustik von Musikinstrumenten“ (die Schlussfolgerungen der Studie gelten voll und ganz für Audiogeräte ) lieferte Ergebnisse für verschiedene Merkmale des Timbres. Dank der Arbeit des Wissenschaftlers wurde bekannt, dass die Hüllkurve des Amplitudenspektrums der Hauptparameter für diese Eigenschaften ist. Kuznetsovs Schlussfolgerungen können kurz wie folgt dargestellt werden:

  • Ein sanfter Anstieg der Hüllkurve (Erhöhung der Amplituden einer bestimmten Gruppe von Obertönen) im Bereich von 200 ... 700 Hz ermöglicht es Ihnen, Schattierungen von Saftigkeit und Tiefe zu erhalten.
  • der Anstieg im Bereich von 2,5 ... 3 kHz ergibt das Timbre "Flug", "Klangfülle";
  • Der Anstieg im Bereich von 3 ... 4,5 kHz gibt dem Timbre "Schärfe", "Durchdringung" usw.

Weitere Experimente mit der Bewertung der Timbraleigenschaften des Klangs akustischer Systeme ermöglichten es, eine genauere Korrelationskorrespondenz zwischen den Peak-Dips des Frequenzgangs mit subjektiven Timbre-Änderungen herzustellen.


Zusammenfassung


Aus dem Vorstehenden kann eine einfache Schlussfolgerung gezogen werden: In der Physik und Psychoakustik gibt es genaue Definitionen für ein Timbre, und jeder „Luft“ -, „trockene“ oder berüchtigte „Warmrohr“ -Sound wird durch bestimmte physikalische Parameter bestimmt, die nichts mit den metaphysischen Darstellungen einiger Audiophiler zu tun haben. Bis zum letzten Schlag gegen Marketing-Mythen dauerte es nicht lange, denn beispielsweise ist der Standard AES-20-96 - „Empfehlungen für die subjektive Beurteilung von Sprechern“ angesichts von Studien zur Art des Timbres nicht mehr relevant. Die 1995 von Hande durchgeführte Studie „Über die Auswirkung von Änderungen in der Form der Spektralhüllkurve und den Charakter ihrer zeitlichen Änderungen auf das Timbre“ kann als Bezugspunkt angesehen werden, nach dem jede Aussage über die Unverständlichkeit der Natur von „Luftigkeit“, „Offenheit“ oder „Transparenz“ des Klangs lächerlich erscheint.

Source: https://habr.com/ru/post/de399953/

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