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La lucha por el sonido: timbre - psicoacústica vs subjetividad

Entre las personas que, debido a pasatiempos y (o) deberes profesionales, se enfrentan a evaluar la calidad de los equipos de audio , se pueden distinguir dos categorías. Aquellos que prefieren juzgar la calidad sobre la base de criterios objetivos (que comparan los datos con los estándares aceptados) y aquellos que creen que la calidad del sonido debería determinarse más de oído y creen que el valor de los indicadores objetivos es exagerado.


Una gran cantidad de artículos sobre la calidad y las características del sonido, así como los comentarios y disputas en estos artículos sobre el GT, demuestran el genuino interés de los usuarios en el tema. Dudo que este artículo detenga los debates de los partidarios de uno y el segundo punto de vista, pero, tal vez, arrojará un rayo de luz en la "oscuridad total" de las preguntas sobre la evaluación de la calidad.

Debido al hecho de que se ha escrito mucho sobre los criterios clásicos para evaluar amplificadores, acústica, por ejemplo, un artículo reciente de Oleg Shulgin (lo recomiendo), en este artículo enfocaré a los lectores en las posibilidades de medición objetiva de las características tímbricas del sonido.

Problema de timbre


Como regla general, los defensores del subjetivismo basan la "corrección" de sus juicios en declaraciones como: "En el sonido, no todo se puede medir, por lo tanto, es necesario evaluarlo únicamente con los oídos y nada más". Los datos objetivos no me dan nada como oyente ”. En la mayoría de los casos, el obstáculo es el problema de evaluar las características tímbricas del sonido del equipo.


A menudo, esas personas escriben y dicen que la imagen del timbre es muy difícil para una evaluación de hardware, no refleja la imagen real de lo que significan por la naturaleza del sonido. Si les pregunta cómo describen estas características, responderán de inmediato que el sonido debe ser "suave" ("duro", "esponjoso"), aireado ("no jabonoso", "denso", "descargado") , "Seco", "húmedo", etc.

A primera vista, es difícil refutar o confirmar sus declaraciones, porque tanto el aparato terminológico descriptivo como la evaluación son subjetivos, sin embargo, esto no es del todo cierto. La cuestión es que muchas características "exclusivamente subjetivas", términos descriptivos, etc. tienen causas completamente explicables y medibles, y la mayoría de los factores que afectan el timbre se estudian en detalle.

El estudio del timbre en psicoacústica.


Una de las tareas principales de la psicoacústica, como rama adyacente del conocimiento físico y psicológico, es la búsqueda de correspondencias entre las características físicas objetivas y su evaluación subjetiva. Las características tímbricas no son una excepción y, a pesar de la complejidad de la tarea, se estudian bastante bien.

La investigadora Irina Aldoshina sobre el timbre: "Con la definición de este término, surgen dificultades que son comparables a la definición del concepto de" vida ": todos entienden lo que es, pero la ciencia ha estado luchando con una definición científica durante varios siglos".

Los estudios del timbre como fenómeno acústico se han llevado a cabo durante 200 años. Ya se han encontrado los factores que forman el timbre, y cada uno de estos factores tiene características medibles claras. Científicos como Helmholtz (1877), Fletcher (1938), Liklide (1951), Plom (1976), Noutsm (1989), Rossing (1990), Hand (1995) contribuyeron a la identificación de indicadores de timbre objetivos.
Según el estándar americano ANSI-60, un timbre se define como:

"Un atributo de percepción auditiva que permite al oyente juzgar que dos sonidos que tienen el mismo tono y volumen son diferentes entre sí".

La mayoría de los investigadores entienden por timbre "calidad de tono" y "color de tono". Es para describir el timbre que los proponentes del enfoque subjetivo usan términos tales como: seco, sonoro, suave, agudo, brillante y cálido, frío, hermoso, que, a primera vista, no puede reflejar parámetros objetivos.


Helmholtz, en una definición adelantada a su tiempo, dio las siguientes características del timbre:

"La diferencia en la calidad musical del tono (timbre) depende solo de la presencia y la fuerza de los tonos parciales (armónicos), y no depende de la diferencia de fase con la que estos tonos parciales entran en la composición"

Llevando a cabo sus experimentos, el científico también hizo varias observaciones, que están completamente confirmadas por la investigación moderna. Por ejemplo, fue en las obras de Helmholtz por primera vez que hay información sobre la dependencia de la percepción de un timbre en la velocidad de "entrada" de tonos parciales al comienzo del sonido y su "muerte" al final. Además, fue este pionero de la acústica el que vinculó la percepción del timbre (reconocimiento de los tonos de los instrumentos individuales) con la presencia de ciertos ruidos e irregularidades.


H. Fletcher

En 1938, Fletcher demostró que el timbre depende de la estructura de los armónicos y puede variar significativamente según el volumen y el tono. En 1976, Plomp confirmó experimentalmente que la audición humana no sufre de "sordera de fase" y, en consecuencia, la percepción de un timbre depende tanto de la forma de la envoltura espectral del espectro de amplitud como del espectro de fase. En 1990, Rossing agregó que el timbre depende de la envoltura temporal del sonido y su duración. Como se puede ver en la historia de la investigación del timbre, los científicos han demostrado completamente la posibilidad de medir físicamente los parámetros de coloración del timbre.


Según los estudios, los principales factores físicos que determinan el timbre de un sonido son:

  • alineación de las amplitudes de armónicos durante el período de ataque;
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Como base para los estudios de correlación posteriores, se creó una tabla estandarizada de descripciones subjetivas del timbre, la mayoría de las cuales se incluyeron en el estándar AES-20-96 - "Recomendaciones para la evaluación subjetiva de los altavoces". Es a partir de aquí que algunos especialistas en marketing dibujan definiciones para la especulación.




En el proceso de investigación, los científicos revelan una correspondencia estricta de cada una de las descripciones con los parámetros físicos exactos.

Debido a la compleja influencia de los factores que forman el timbre, no hay unidades de medida comunes. Esto no significa la imposibilidad de una medición objetiva y la obtención de datos precisos. Actualmente, la Universidad de Stanford, los Laboratorios Harvard, el IRKAM y la Universidad de Berkeley están trabajando para crear correspondencias exactas entre términos descriptivos subjetivos y características objetivas de los factores que influyen en la formación de la coloración del timbre.


Research L.A. Kuznetsova para crear el libro de referencia "Acústica de instrumentos musicales" (las conclusiones del estudio son totalmente válidas para equipos de audio ) dio resultados para varias características del timbre. Gracias al trabajo del científico, se supo que la envoltura del espectro de amplitud es el parámetro principal para estas características. Las conclusiones de Kuznetsov se pueden presentar brevemente de la siguiente manera:

  • el aumento suave de la envoltura (aumento de la amplitud de un cierto grupo de armónicos) en la región de 200 ... 700 Hz le permite obtener matices de jugosidad, profundidad;
  • el aumento en la región de 2.5 ... 3 kHz da el timbre "vuelo", "sonoridad";
  • El aumento en la región de 3 ... 4.5 kHz da al timbre "nitidez", "penetración", etc.

Otros experimentos con la evaluación de las características tímbricas del sonido de los sistemas acústicos permitieron establecer una correspondencia de correlación más precisa entre los picos de la respuesta de frecuencia con cambios subjetivos en el timbre.


Resumen


De lo anterior, se puede llegar a una conclusión simple: en física y psicoacústica, hay definiciones exactas para un timbre, y cualquier sonido de "aire", "seco" o notorio de "tubo caliente" está determinado por parámetros físicos específicos que no tienen nada que ver con las representaciones metafísicas de algunos audiófilos. Hasta el último golpe a los mitos del marketing, no pasó mucho tiempo, ya que, por ejemplo, la norma AES-20-96 - "Recomendaciones para la evaluación subjetiva de los hablantes", a la luz de los estudios sobre la naturaleza del timbre, deja de ser relevante. El estudio de Hande de 1995, "Sobre el efecto de los cambios en la forma de la envoltura espectral y el carácter de sus cambios en el tiempo en el timbre", puede considerarse un punto de referencia, después del cual cualquier declaración sobre la incomprensibilidad de la naturaleza de la "ligereza", la "apertura" o la "transparencia" del sonido parece ridícula.

Source: https://habr.com/ru/post/es399953/

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