Локализация источников звука — это способность слушателя определять положение источника звука, который он слушает.

Взяв за ориентир как свое собственное положение, слушатель полностью определяет положение источника звука по трем данным:

• расстояние,
• азимутальный угол (в горизонтальной плоскости),
• угол места (в вертикальной плоскости).

Локализация источников звука

Наш слух получает эти три части информации независимо друг от друга способами, которые мы тут рассмотрим более подробно.

ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗВУКА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ

 

Чтобы распознать направление происхождения звука в горизонтальной плоскости, наше чувство слуха распознает и обрабатывает различия в сигналах, улавливаемых правым и левым ухом, которые бывают разного рода:

а) Различия во времени прихода звука

Если источник не находится точно в срединной плоскости, то есть в плоскости, перпендикулярной ушам и равноудаленной от них, уши находятся на разных расстояниях от самого источника; следовательно, самое дальнее ухо воспримет раздражение позже, чем ближайшее, на время, равное отношению между разностью двух путей и скоростью звука.

Максимальная задержка возникает, когда источник находится на продолжении линии, соединяющей уши, и соответствует, учитывая средний размер нашей головы, примерно 700 микросекундам. Когда источник звука расположен в срединной плоскости, излучаемый звук достигает обоих ушей одновременно.

б) Разность фаз звука

При наличии периодических звуков любая разница во времени прихода к ушам создает разность фаз: слуховая система способна распознавать ее и использовать для определения направления происхождения звука, но с ограничениями. к тем низким частотам, для которых длина волны больше расстояния между ушами.

Это происходит до частоты примерно 0,7 кГц; на более высоких частотах информация о фазе не связана однозначно со временем задержки и не обрабатывается.

в) Различия в интенсивности звука

Начиная с частоты около 0,7 кГц голова начинает действовать как препятствие для распространения звуковых волн, вызывая разницу в уровнях звукового давления на два уха.

Давление в ухе, ближайшем к источнику, увеличивается по сравнению с тем, которое имело бы место в свободном поле, а в другом ухе уменьшается, так как последнее находится в зоне акустической тени.

Тенденции этих изменений давления в зависимости от азимутального угла и частоты не следуют простому закону и остаются довольно схожими от одного человека к другому.

В случае прослушивания естественного звукового события одновременно имеют место три описанных выше эффекта: в дополнение к изучению разности уровней сигналов, поступающих в два уха, на низких частотах наш слух выполняет фазовый анализ, в то время как в случае нестационарных звуков также становится важным уточнение различий во времени прихода.

Эксперименты, проведенные с предъявлением к двум ушам искусственно созданных и обработанных звуков, в которых только что описанные различия присутствуют только по одному, показали, что даже в этих условиях слух способен извлекать информацию о направлении: в то время как с простыми сигналами различия интенсивности легко обрабатываются, в случае различий во времени прихода испытываемые ощущения не пропорциональны полученным раздражителям.

Если к двум ушам предъявляются сигналы с противоречивыми характеристиками, такими как более высокая интенсивность и задержка прибытия в одно ухо по сравнению с другим, органы слуха не могут правильно разместить источник звука в пространстве.

В этих ситуациях кажется, что звук исходит не из четко определенной точки, а из очень большой области, или может даже казаться, что он генерируется внутри головы.

 РАСПОЛОЖЕНИЕ ЗВУКА НА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ

Источник, расположенный в срединной плоскости, производит одинаковые сигналы для обоих ушей, независимо от его высоты; на практике, слушая вживую, мы можем очень хорошо распознать, находится ли источник звука перед, над или за нашей головой, независимо от его расположения в горизонтальной плоскости.
Наиболее признанные гипотезы, выдвинутые для объяснения этой способности нашего слуха, указывают на изменения, производимые нашими ушными раковинами при входящих звуковых волнах, как на главных виновников.

Этот факт можно лучше понять, рассмотрев строение нашего наружного уха: помимо небольших различий в форме и размере, которые можно обнаружить у разных людей, мы можем отметить, что отверстие слухового прохода окружено полостью (раковиной), по форме почти полукруглой, отграниченной хрящевым рельефом (противозавитком).

Слуховой проход не открывается в середине раковины, а скорее децентрализован вниз, то есть находится на разном расстоянии от каждой точки хрящевого рельефа. Таким образом, в слуховой проход попадают две звуковые волны, одна прямая, а другая отраженная, причем последняя задерживается на время, зависящее от направления происхождения.

Эта задержка является монотонной функцией угла места и варьируется от примерно 100 микросекунд для источника над нашей головой до примерно 300 микросекунд для источника ниже.

Локализация источника звука

Потеря точности вертикальной локализации у слушателя была пропорциональна проценту закрытой полости ушной раковины.

С помощью этого же механизма можно локализовать источники звука и в горизонтальной плоскости, изменение азимута источника также определяет запаздывающее отражение.

Задержки в этом случае незначительны и составляют от 20 до 100 мкс; поэтому при благоприятных условиях локализация источников звука в горизонтальной плоскости возможна даже одним ухом.

РАССТОЯНИЕ ЗВУКА

При этом важны как задержки, с которыми звуки, исходящие непосредственно от источника звука, достигают ушей, так и те, которые претерпели одно или несколько отражений от предметов, находящихся в месте, где происходит звуковое событие, а также энергия между прямыми звуками и реверберацией.

В то время как последние дают нам ощущение расстояния от источника, набор задержек, с которыми приходят отражения, позволяет нам реконструировать их положение по отношению к окружающей среде и присутствующим в ней объектам.

Это сопряжено с чрезвычайной трудностью для нашего слуха в работе на открытом пространстве, где отсутствуют объекты или конструкции, способные отражать звуковые волны.

С другой стороны, в закрытой среде информация, содержащаяся в последовательности прихода отражений, такова, что позволяет при благоприятных условиях легко определить местонахождение источника звука даже одним ухом.

Итоги

В заключение стоит отметить, что локализация источников звука никогда полностью не отличается от восприятия пространственных качеств окружающей среды; чрезвычайно важную роль играет обработка информации, содержащейся в задержках, с которыми все отражения, производимые объектами, расположенными вблизи источника, в среде прослушивания и самим слушателем, (в частности слушателем), достигают ушей, по сравнению с прямым звуком его ушных раковин.

Я надеюсь, что эта статья «  Локализация источников звука » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы мы могли вернуться к вам. 

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях.

Вам нужен хороший фонокорректор, новый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Будут вопросы пишите помогу чем смогу это моя цель и программа, помогать людям найти свой звук.

Желаю удачи в поиске своего звука! На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.