Miksi ääniaallot ovat tärkeitä

Miksi ääniaallot ovat tärkeitä

Akustisen mittauksen Wade Bray eli "Gandalf" kiteyttää loistavaan pähkinänkuoreen tiedenurkkauksessamme tänään: mitä ovat nämä näkymättömät ääniaallot, jotka voivat saada meidät irvistämään, nauramaan ääneen tai ärsyttämään meitä niin paljon, että voimme ärsyyntyä? Opi ihmissuhteiden ihmeistä ja hämmennyksistä mahtavalta ihmissuhteiden evankelistalta.

WADE BRAYn kirjoittama | 2024

Ääni + Ihmiset + Konteksti = Äänimaisema

Näitä kolmea ei voida erottaa toisistaan ihmisen elämässä. Jokainen ihminen on datan/metadatan käsittelijä, koko ajan. Se on maagista ja kaiken kaikkiaan hämmästyttävän ihanaa, vaikka toki sillä voi olla myös negatiivisia hetkiä…

Äänet ovat dataa. Aktiivinen ihmisjärjestelmämme uskomattomine kuuloelimineen ja 86 miljardin neuronin supertietokoneineen eli ihmisaivoineen on metadatan (dataa koskevan tiedon) prosessori, joka yhdistää äänet ja niitä koskevat metatiedot kokemukseksi ja merkitykseksi.

Aivosi tietävät ja käyttävät tiedot suhteestasi kyseisen hetken ja paikan ääniin ovat erottamattomia äänistä ja luovat kokemuksesi – olipa se hyvä, huono tai neutraali.

”Kuulo” ei koske pelkästään ääntä, vaan myös näkökykyä, tietoa, tarkoituksenmukaisuutta, missä olet, miksi… ja paljon muuta. Aivosi tarjoavat täydellisen käsityksen suhteestasi ääneen ja sen ymmärtämisestä. Et voi kuulla ilman äänimaiseman muodostumista, etkä voi sammuttaa signaalia käsitteleviä aivojasi etkä irrottaa muita aistejasi.

Yllä: Wade Brayn äänimaisematrio

Mutta mitä ovat itse äänet, data?

Äänet ovat hyvin, hyvin pieniä vaihteluita, noin 20 Hz:n ja 20 000 Hz:n taajuusalueella (sykliä sekunnissa), vakaasta ilmakehän paineesta. Ääni säteilee lähteistä laajenevina pallomaisina kuorina, jotka koostuvat pienistä puristumisista ja venymisistä, jotka muodostavat toisistaan erillään olevien ilmamolekyylien muodostamia vaihtovirtoja, jotka ovat päällekkäin paljon suuremman suoran (vakaan) kantajan, ilmakehän paineen, kanssa.

On huomattavaa, kuinka pienen paineenvaihtelun korva pystyy havaitsemaan äänenä: hieman alle 2 x 10 merenpinnan ilmanpaineen miinus kymmenes potenssiin (kuulokynnys 0,00002 pascalia paineen muutoksella, merenpinnan ilmanpaine on 101 325 pascalia).

Jopa erittäin kovan äänen aiheuttama ilmanpaineen muutos (20 pascalia, kipukynnys) on vain pieni osa vakaasta ilmakehän paineesta. Silti sopeudumme vaeltamiseen merenpinnalta 2000 metrin korkeuteen, lentokoneilla lentämiseen, hissillä matkustamiseen satakerroksisten rakennusten yläkerroksiin – kaikki tämä ilman fyysisiä haittoja korvillemme, koska muutosnopeus on hidas melko laajalla ilmanpainealueella.

Jos sinulla olisi kepillä kiinnitetty mikrofoni ja voisit liikuttaa sitä ylös ja alas 1000 kertaa sekunnissa (tuottaen 1000 Hz:n äänen) vain kahden jalan matkan, niin tuon pienen korkeuseron yli vaihtelevan ilmakehän paineen muutos aiheuttaisi 105 dB:n äänenpainetason eli kovan äänen!

Ääniaalto-PSU - yksityiskohtainen esimerkki pitkittäisaallosta, joka kulkee materiaalin läpi. Tämä aalto on jatkuva siniaalto, jossa puristusalueet (joissa hiukkaset ovat puristuneet lähemmäs toisiaan) vuorottelevat harvennusalueiden (joissa hiukkaset ovat levinneet kauemmas toisistaan) kanssa. Punaiset pisteet (ja nuolet) osoittavat, että yksittäiset hiukkaset yksinkertaisesti värähtelevät edestakaisin tasapainoasentojensa ympäri, kun aaltohäiriö etenee väliaineen läpi. Tri Daniel Russell, Pennsylvanian osavaltionyliopisto

Äänten vastaanotto: mitä seuraavaksi tapahtuu

Mieti, miten äänet esiintyvät eri taajuuksilla ja aikoina, tulevat eri suunnista ja eri kokoisista lähteistä, ympäröivät sinua tai "tulevat tuolta", niillä on "monimutkaisuutta", joka välittää Mozartin, Beatlesin, musiikillisen tunteen, metsäpuron, ulkoa tulevan poravasaran jylinän, hiljaisen kodinkoneen lempeän äänen, perheen ja ystävien äänet. Elämme säihkyvällä äänimaailman pallonpuoliskolla, jotkut ilmansuunnat ovat "kirkkaita" joillakin taajuuksilla, kun taas toiset ovat "tummempia" toisilla taajuuksilla... taianomaista.

Me vastaanotamme kaiken, ja tilallisesti; aivomme muuntavat kaiken tämän äänimaisemiksi ja merkityksiksi.

Ihmisen elimistö on erityisen herkkä hiljaisille äänille (itse asiassa herkempi kuin korkeille äänille ja jopa kovempien äänien läsnä ollessa), kuten musiikillisen jälkikaiun loppuosan vaimenemiselle jopa musiikin soidessa ja eri suunnista tuleville varhaisille heijastuksille – valitettavasti samasta syystä olemme erittäin herkkiä pienille ei-toivotuille äänille ja pienille kuvioille, kuten surinalle, tikityksille ja vaihteleville äänille.

Kuulostaa meistä sopimattomalta, että tulevat ja menevät asiat voivat olla ärsyttävämpiä kuin tasaiset ja jatkuvat.

Olemme eläviä, dynaamisia ja ultramonimutkaisia äänen kokijoita. "Katso" sisäänpäin kokemuksiasi niiden tapahtuessa tai myöhemmin ja ihmettele.

Tietoja Wadesta

Wade Braylla on yli 40 vuoden kokemus autoteollisuuden ja tietotekniikan äänenlaadusta, soittimien akustiikasta, kirkkojen ja esittävien taiteiden tilojen akustiikasta, teattereiden äänentoistojärjestelmien ja elektroakustisten tehostusjärjestelmien suunnittelusta sekä kaiutin- ja telekonferenssiakustiikasta. Hän on aktiivinen Society of Automotive Engineersin melu- ja tärinäasioiden yleiskomiteassa järjestämässä instrumentointiesitelmiä ja äänenlaatutyöpajaa sekä osallistumassa SAE:n melu- ja tärinäkonferenssien asiantuntijoiden kanssa käytyihin keskustelutilaisuuksiin.

Vuodesta 1987 lähtien hän on ollut aktiivinen HEAD acoustics GmbH:n Pohjois-Amerikan toiminnoissa, toimien entisen Sonic Perceptions, Inc:n ja sen seuraajan, HEAD acoustics, Inc:n, varatoimitusjohtajana, jossa hän teknisenä johtajana tarjoaa asiakaskoulutusta ja -tukea.

Ennen tätä hän työskenteli vanhempana konsulttina Jaffe Acoustics, Inc:llä Norwalkissa, Connecticutissa, erikoistuen esittävien taiteiden elektronisiin muuttuviin akustisiin järjestelmiin ja täysdupleksisiin piilotettuihin äänitelekonferenssijärjestelmiin. Urkurina hän toimi myös Jaffella sisäisenä konsulttina urkujen akustiikan alalla.

Kimball International, Inc:llä Wade työskenteli 1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alussa aktiivisesti pianojen akustiikan tutkimuksessa, toimi Bösendorfer-pianojen äänitys- ja lähetysmyyntipäällikkönä sekä suunnitteli elektronisten urkujen tilallisen kuulon kannalta olennaisia kaiutinjärjestelmiä ja signaalinkäsittelytekniikoita. Hän toimi myös Kimballin toimistokalusteosastojen sisäisenä akustiikka- ja valaistuskonsulttina, joka käsitteli avokonttorijärjestelmiä ja -sovelluksia.

Wade suoritti englannin kielen kandidaatin ja fysiikan kandidaatin tutkinnot Arizonan osavaltionyliopistossa, ja hän on lisäksi opiskellut psykologiaa, musiikkia ja akustiikkaa. Hän on Acoustical Society of American, Society of Automotive Engineersin ja Institute of Noise Control Engineeringin (INCE) jäsen.

Viimeaikaisiin aktiviteetteihin kuuluu Centenary Sound Lab -akustisten mittausten projektin (5 Aachen HEAD -mittausta ja edistyneet psykoakustiset analyysit) johtaminen Detroit Orchestra Hallissa Detroitin sinfoniaorkesterille Hallin satavuotisjuhlan ja kansainvälisen äänen vuoden (2019) kunniaksi. Projekti on myös toiminut akustikkona uudessa Carr Center Performance Studiossa klassisessa Park Shelton -rakennuksessa Kirby and Woodward -kadulla Detroitissa. Studio avattiin lokakuussa 2022 ja sai positiivisia arvosteluja.