Самая важная часть любой акустической системы: ваши уши и мозг. Мы много говорим о звуковом оборудовании: Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), усилители, кабели, колонки, наушники и т.д. Но иногда мы забываем о самом важном звуковом оборудовании, а ведь эти акустические системы с которыми мы родились: наши уши и мозг. Это начало и конечная остановка во всей нашей «аудиосистеме«. В этой статье я расскажу о строение уха и объяснение слуха. Да и вообще как работает ухо и слух.
Оглавление:
Объяснение слуха и строение уха для аудиофилов
Это часть, которая делает различные звуки в звуковой системе разными и которые могут быть оценены по-разному, причем разными людьми.
Через них звук предлагает нам мощные средства коммуникации. Слух помогает нам воспринимать мир вокруг, также через звук. Тем не менее, человеческое общение является мультисенсорным, включая визуальные и тактильные входы, кроме звука.
Я думаю, что наше видение сенсорного ввода, который получает наибольшее количество данных и требует наибольшего объема вычислений — мозг. Имея дело с окружающей средой, даже если мы используем наш слух, мы полагаемся в основном на наше зрение.
Так видение, наиболее подготовленных специалистов и сенсорный вход у нас есть, им легче сравнивать изображения и даже помнить изображения, чем помнить/сравнивать звуки. Если мы не музыканты или работа не в области музыки, наша аудио память может быть не очень хорошо работать по умолчанию.
По началу, когда только начинаешь слушать высококачественный звук на хорошей аппаратуре, то нет различия между разными ритмами, и не понимаешь различия между звуковой сценой, деталями, динамикой, кстати, переходные различия труднее отличить, чем изменения ритма. Однако со временем ваша звуковая память становится лучше, и ваши уши становятся более чувствительны к этим аспектам.
Это может быть одной из основных причин аудиофилии, как хобби, которое растет для вас во времени.
Звук
Перед тем, как рассказать о слухе я должен рассказать немного о самом звуке. Звук имеет физическую основу. Он представляет собой колебательную энергию.
Он создан, когда среда, воздух, дерево, металл или голосовые связки человека вибрируют. Звуки, переносятся в качестве энергии и передается от одной молекулы к другой в вибрирующей среды. Чтобы понять сам звук, рассмотрим аналогию, в которой камень упал в водоем. Это действие производит рябь, которая будет распространяться во всех направлениях от точки, где камень касается воды. Волны становятся слабее (снижение интенсивности), поскольку они становятся все дальше от начала координат. Так и со звуком. Вибрация через среду происходит волнами. Однако, в отличие от ряби на воде, звуковые волны движутся от их точки происхождения в трех измерениях, а не в двух.
Звуковые волны обладают специфическими характеристиками
Частоты представляет собой количество полных волновых циклов в единицу времени, как правило, один второй. Частота выражается в герцах (Гц), что означает циклы в секунду. Низкочастотные звуки являются теми, которые вибрируют только несколько раз в секунду, в то время как высокочастотные звуки вибрируют еще много раз в секунду. Термин, который используется, чтобы отличить ваше восприятие высокочастотных звуков от меньшей частоты — шаг.
Скорость звука постоянна для всех частот, хотя это не изменяться в зависимости от среды, через которую он проходит. В воздухе, звук проходит со скоростью примерно 340 метров в секунду. Звук распространяется быстро через металлы, потому что молекулы в этой среде сосредоточены очень близко друг к другу. Аналогичным образом, звук проходит примерно в четыре раза быстрее в воде, чем в воздухе. Отсюда следует, что звук распространяется быстрее, во влажном воздухе, чем в сухом воздухе; Кроме того, влажный воздух поглощает больше высоких частот, чем низких частот, что приводит к различиям в восприятии звуков в двух средах. Наконец, температура может повлиять на скорость звука в любой среде. Например, скорость звука в воздухе увеличивается примерно на 0,6 метра в секунду на каждый градус Цельсия увеличения температуры.
Человеческое ухо реагирует на частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц (20 кГц), 18 хотя большинство частот речи лежат между 100 и 4000 Гц. Частоты выше 20000 Гц, называются — ультразвуковым. Хотя ультразвуковые частоты звучат вне диапазона человеческого восприятия, многие животные могут слышать эти звуки. Например, собаки могут слышать звуки на частотах выше, чем 50 000 Гц, а летучие мыши могут слышать звуки еще выше 100 000 Гц. Другие звуки, получаются в результате землетрясений и извержений вулканов, имеют частоты менее 20 Гц. Эти звуки, называемые инфразвуковыми, звучат также за пределами диапазона человеческого слуха.
Мы все знаем, что звуки могут быть громче или тише, но что это значит?
Звук есть энергия, и эта энергия, путешествует по воздуху, вибрирует в молекулах воздуха. Чем больше амплитуда звуковой волны, тем больше интенсивность, или давление, звука. Интенсивность относится к общей амплитуде звука. Это различие в терминах необходимо, так как почти все звуки, которыми мы подвергаемся — это сложные звуки, состоящим из комбинации звуковых волн.
Громкость это восприятие интенсивности, частоты и продолжительности звука.
Интенсивность звука измеряется в отношении к принятой точки отсчета. Одним из таких порог, при котором звук может быть услышан.
Интенсивность любого данного звука сравним с этим стандартным уровнем, измеряется в единицах, известных как децибелы (дБ). Децибел составляет одну десятую часть бела, названный в честь изобретателя Александр Грэхем Белл. Шкала децибел не является линейным — один, а представляет собой отношение звука с эталоном.
Чтобы понять, почему такие отношения необходимы, нужно рассмотреть огромный диапазон звуковых интенсивностей и способностей слуха.
Ученые подсчитали, что человеческое ухо чувствительно к о 100,000,000,000,000 (1014 ) единицам интенсивности. Также считаю, что крик составляет около 1000000 (106) раз более мощный, чем шепот. Поскольку дело с таким большим количеством является громоздким, шкала децибел используется для упрощения сравнения. Каждое увеличение на 10 дБ интенсивности звука представляет собой 10-кратное увеличение интенсивности звука и воспринимается как удвоение громкости.
Я также нашел то, что много людей склонны игнорировать громкий звук, особенно дети. Я помню, что в школе, дети оставались в центре, получая удовольствие от очень громкой музыки в клубах. К счастью, я не был большим поклонником клубов, и я не хожу туда часто.
Люди часто не знают того ущерба, что громкий шум может сделать с их слухом. Даже общие шумы, такие как громкая музыка и двигатель косилки может привести к повреждению слуха человека при длительном воздействии. Спортивные события также могут подвергать людей опасным уровням громкости, как это определено в гигиене и безопасности Администрации по охране труда (OSHA). Согласно директивам OSHA, предел непрерывного воздействия шума для восьмичасового дня в промышленных условиях — 90 дБ. OSHA также запрещает на рабочем месте шум удара (короткие всплески звука) больше, чем 140 дБ.
При увеличении нашего понимания уровней громкости, общих экологических шумов, мы можем ограничить наше воздействие опасных уровней шума или принять меры, чтобы защитить наши уши.
Даже общие шумы, такие как усиленная музыка и двигатель косилки, может привести к повреждению слуха человека при длительном воздействии.
Вы также должны заботиться о ваших ушах, когда вы ходите на концерты, особенно когда вы находитесь в передней части динамиков, вы подвергаете себя около 120 дБ уровня звукового давления. В течении продолжительного времени начнется повреждение вашего слуха.
Слуховой аппарат
Давайте вернемся к нашей системе слуха. Как я уже говорил, она формируется основными компонентам: уши и мозг.
Знаете ли вы, что существуют специальные клетки во внутреннем ухе, которые несут ответственность за превращение колебательных волн звука в электрические сигналы, которые могут быть интерпретированы мозгом? Это звучит как АЦП (аналого-цифровой преобразователь) для меня. Что мы делаем для записи? Первым шагом является пошаговая запись, которая, как правило, в эти дни происходит в цифровом формате.
Так что мы действительно должны использовать АЦП для этого. Если мы должны проиграть музыку, которую мы должны использовать для нашей звуковой системы: flac -> ЦАП(DAC) -> Усилитель -> Колонки / Наушники -> Уши. И в ушах, сигнал снова преобразуется в цифровые сигналы.
Прежде чем попасть в мозг, давайте внимательнее присмотреться к уху. Многие люди думают, что они не требуют никакого профилактического обслуживания. Иногда мы не бережем слух и принимаем его как должное и не заботимся о наших ушах, но мы вернемся к этому позже.
Вот структура наших ушей
Когда звук поступает в ухо, он обрабатывается на различных этапах. Эти шаги происходят в 3 секциях: внешнее ухо, среднее ухо и внутреннее ухо.
Путь от наружного уха во внутреннее ухо
Примечательно, что его способности это точный процесс звука — отличать очень небольшие изменения в частоте звука. Люди могут заметить разницу в частоте всего на 0,1%. Это означает, что люди могут рассказать про разницу между звуками в частотах 1000 Гц и 1001 Гц.
Наружное ухо это Auricula или ушная раковина (часть, которую мы все можем видеть) и ушного канала. Она играет роль сбора звуков и сфокусировки их в средней и внутренней части уха. Это также помогает в определении направления, с которого звук берет свое начало.
Длина слухового прохода составляет около 2,5 см, и приводит к барабанной перепонке среднего уха. Ушной канал также имеет железы, которые выделяют воск, как вещество. Воск с волосами предотвращает попадание пыли, насекомых и других объектов глубже в ухо, при сохранении постоянной температуры и влажности в среднем ухе.
Не следует полностью пытаться удалить ушную серу, так как это секреция, которая работает сама из канала, причем естественным образом. Чтобы избежать повреждения, она должна быть удалена с помощью медицинского специалиста.
Ушной канал работает как усилитель для звуковых частот между 3000 и 4000 Гц.
Среднее ухо отделено от наружного уха барабанной перепонкой. Барабанная перепонка является эластичной, и это позволяет ей вибрировать в ответ на звуковые волны.
Работа среднего системы уха заключается в его способности значительно усилить звуковые колебания, прежде чем они проникнут во внутреннее ухо.
Среднее ухо представляет собой заполненное воздухом пространство. Это связано с тем, чтобы в задней части горла с помощью небольшой трубки, так называемой евстахиевой трубы, что позволяет воздуху в среднем ухе в этом пространстве периодически обновляться. Евстахиевая труба может быть заблокирована инфекцией, и жидкость может заполнить полость среднего уха. Изменения в давлении воздуха также может повлиять на барабанную перепонку, в результате чего с вашим ухом происходят сногсшибательные явления, с которыми сталкивается человек, который летает в самолете или едут по горным дорогам. Мембрана может изгибаться в ответ на измененное давления воздуха, а затем возвращается обратно в исходное положение, когда евстахиевая труба открывается, и внутреннее и внешнее давления воздуха, уравниваются.
Внутреннее ухо имеет важные сенсорные слуховые клетки: наружные волосковые клетки и внутренние волосковые клетки. Внешне они действуют как биологический усилитель / аттенюатор, повышая тихие звуки и уменьшая громкие звуки. Внутренние волосковые клетки передают звуковую информацию в слуховой нерв. Затем слуховой нерв переводит звуковую информации в различные области мозга и слуховые области коры головного мозга, так информация может быть обработана.
Ствола мозга принимает потоки данных от обоих ушей в виде моделей, которые включают в себя информацию о входящих звуковых сигналов. Во-первых, ствол мозга возвращает обратно команды к середине мышц уха и наружные волосковые клетки внутреннего уха, оптимизируют слух в режиме реального времени. Хотя подсознательно процесс в стволе мозга, предполагает, что обратная связь будет оптимизирована путем обучения; Отдельные слушатели могут тренировать физическую часть своих возможностей слуха.
Это где вычислительная мощность мозга умирает
Вместо того, чтобы толковать, хранить и ссылаться на каждую из миллиардов нервных импульсов, передаваемых наши уши в мозг каждый день, посвященный частях мозга — стволы мозга и слуховой коры — интерпретируют поступающую информацию и преобразовывают его в слуховые ощущения, которые могут храниться в виде информационных блоков с более высоким абстракциями, чем оригинальная поступающая информация: звуковые образы деятельности и звуковые сцены.
Информационные потоки, полученные от мозга, затем направляются в слуховой коре, где звуковые образы деятельности, такие как уровень, локализация создаются.
Сравнивая звуковые образы деятельность с ранее сохраненными, другие чувственные образы (напр., Зрение, обоняние, вкус, осязание) с общеми контекста, обобщаются и выдают сжатую звуковую сцену созданную для представления смысла ощущения слуха. Звуковая сцена построена с использованием механизмов эффективности — выбор только релевантной информации в слуховых коррекциях механизма — заполнение пробелов и ремонт искажений в слуховых образов деятельности.
Звуковая сцена доступна для других процессов в головном мозге — в том числе мыслительных процессов, таких аудио оценки качества звука.
Так слуховая кора преобразует исходные данные аудио в слуховую информацию, которая поможет воспринимать звук, как и вы.
Наука, описывающая, измерения и классификации создание слуха ощущения в слуховой коре человека называется — психо-акустика. Как – нибудь я очень кратко опишем четыре основных психо-акустических параметров аудио характеристики восприятия: громкость, тональность и тембр и локализации.
Вывод
Как видите, процесс прослушивания очень сложный и состоит из многих шагов.
Кроме уха, мозг имеет делать много обработок, процессы, которого не могут быть полностью поняты в данный момент.
Мне недавно на тест пришел усилитель, который имеет отношение сигнал / шум на> 130 дБ и THD <0,002%. В то время как некоторые говорят, что в теории это не может быть услышано, я должен сказать, что этот усилитель имеет чистый звук, который я не слышал до сих пор. Существует слышимая разница между моими старыми усилителями и этим с точки зрения прозрачности, чистоты звука. Я также пригласил 2 моих друзей, которые не являются аудиофилами. Они оба услышали разницу.
Хотя принято считать, что люди не могут воспринимать звуки в диапазоне частот выше 20 кГц, вопрос о том, есть ли существование таких «неслышимых» высокочастотных компонентов которые могут повлиять на акустическое восприятие слышимых звуков — остается без ответа. В этом исследовании мы использовали неинвазивные физиологические измерения откликов мозга, чтобы обеспечить доказательства того, что звуки, содержащие высокочастотные компоненты (ГФУ) выше слышимого диапазона могут существенно повлиять на активность мозга слушателей.
Исследование очень плотное, поэтому я сразу сделаю несколько основных выводов.
Мы пришли к выводу, что прослушивание высокочастотных звуков с нестационарной структурой может привести к незначительному воздействию на человеческий мозг, сосуществуя с слышимыми звуками низкой частоты. Мы называем это явление «гиперзвуковой эффект» или инфра-звуки. Представляя этот эффект как»гиперзвуковой звук.»
В заключение, наши результаты, показали увеличение потенциалов, активации глубинных структур головного мозга, а субъективное предпочтение — даёт убедительные доказательства в пользу существования ранее неизвестных ответов на высокочастотный звук за пределами слышимого диапазона, которые могут быть отличны от более привычных слуховых явлений.
Таким образом, слуховой аппарат не прост, и мы не имеем полного объяснения о том, как он работает.
Я лично довольно уверен в своем слухе и звуковой интерпретации. Поэтому, когда кто-то говорит мне, что я слышу, это не возможно из-за некоторых «теоретических» причин, я спрашиваю его, знает ли он действительно, как звук воспринимается нашим слуховым аппаратом.
Для меня это как, когда я вижу зеленый объект, кто-то приходит и говорит, что объект является желтый и не может быть зеленым, потому что это не было доказано наши глаза могут видеть зеленый цвет. Если я вижу, зеленый, то для меня это зеленый. Это просто означает, что они не нашли верное объяснение еще.
Не забывайте, что ваши уши и мозг наиболее важная часть вашей аудиосистемы!
Таким образом, ваш слух необходимо периодически проверять.
Я надеюсь, статья «Объяснение слуха, строение уха» была интересной и помогла кому-то. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы я мог вернуться к вам.
Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники
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. Желаю удачи в поиске именно 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.
4 Replies to “Объяснение слуха и строение уха для аудиофилов”
Comments are closed.