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Psicoacústica
La psicoacústica estudia las características de una onda sonora, tales como la amplitud, ecualización y acústica. Estas cualidades del sonido están, a su vez, determinadas por los propios parámetros del sonido, principalmente, frecuencia y amplitud. También estudia la relación entre la sensación percibida por un sonido determinado. Los parámetros psicoacústicos más relevantes son:  Sonoridad: Percepción subjetiva de la intensidad (amplitud) sonora.  Altura: está ligada a la percepción del tono (en concreto, con la frecuencia fundamental de la señal sonora). ¿Cómo se percibe lo grave o agudo que es sonido?  Timbre: Es la capacidad que nos permite diferenciar los sonidos. El timbre está caracterizado por la forma de la onda, es decir, por su componente armónico. Debido a la sensibilidad (eficiencia de la respuesta en frecuencia) del oído humano, estos términos en el contexto de la psicoacústica no son totalmente independientes. Los tres se influyen mutuamente. Modificando un parámetro, cambian los otros y la percepción del sonido cambia. Por ejemplo, si se modifica la intensidad de un sonido (su sonoridad) esto afecta a la percepción de la altura y del timbre, etc. Algunos ejemplos para comprender qué es la psicoacústica es escuchar un disco en dos monitores que están frente a nosotros y luego escucharlo con un par de auriculares, es claro que la percepción de las distancias no es la misma, en el caso de los auriculares la voz la tenemos en el centro de la cabeza, incluso podríamos decir adentro, sin embargo al escucharla con dos monitores frente a nosotros, la voz esta justamente frente a nosotros y la percepción de distancia se hace en sentido paralelo a nosotros y en el caso de los auriculares, en sentido perpendicular. Otro ejemplo claro es escuchar una voz ralentada en pitch lo que la hace muchísimo más grave, y luego escuchar la misma frase acelerada (voz de ardilla). En el primer caso vamos a sentir que nos habla un gigante o un demonio, en el segundo caso sentiremos que nos habla alguien de menor tamaño que nosotros, eso también se lo considera psicoacústica. Por otra parte podríamos hablar de casos como el tempo de una canción, la generación de extensiones de acordes, la rítmica y demás componentes de una pieza que generan diferentes estados en el oyente. Los volúmenes también forman parte de la psicoacústica, dado que a niveles de sonido más altos, nuestra percepción puede hacer que al comparar una canción o un instrumento a altos volúmenes nos haga pensar que suenan mejor, cuando quizá no es así. Sonoridad (Intensidad) La intensidad de sonido se define como la potencia acústica transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación. Factores que determinan la intensidad del sonido: También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la amplitud). La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta www.tvgroup.com.ar
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Psicoacústica
proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (Ley de la Inversa del Cuadrado). Para evitar este debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (Tubo de ordenes capitan‐sala de máquinas de un buque) y se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica". Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos. La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente que es lo que se denomina sonoridad y permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil. Altura En psicoacústica, la altura es un parámetro utilizado para determinar la percepción del tono o frecuencia de un sonido. Ésta es la que determina el nombre de las notas. Se entiende por altura de un sonido su calidad de agudo (alto) o grave (bajo). El que un sonido sea agudo o grave depende de su frecuencia. Las ondas sonoras se originan siempre por el movimiento vibratorio de algún cuerpo en contacto con el aire. Así sea en la caja de armonía o resonancia de un piano o el diafragma de un tambor. En los instrumentos de viento, el cuerpo vibrante es una columna de aire. La frecuencia se mide en hertz´s (el número de veces que vibra una onda sonora en un segundo). Cuanto más alta sea la frecuencia de la onda sonora, mayor será la altura del sonido (más agudo será). El umbral inferior del oído se encuentra entre 16 y 20 Hz. Por encima de un umbral entre los 16.000 a 20.000 Hz (según el oído de cada persona) se deja de oír sonido, debido a que está generando un ultrasonido. Un coro mixto se mueve entre 64 y 1500 Hz y un piano de cola entre 20 y 4176 Hz. Timbre Se trata del matiz característico de un sonido, que puede ser agudo o grave según la altura de la nota que corresponde a su componente predominante. Composición de los sonidos Los sonidos que escuchamos son complejos, es decir, están compuestos por varias ondas simultáneas, pero que nosotros percibimos como uno. El timbre depende de la cantidad de armónicos que tenga un sonido y de la intensidad de cada uno de ellos. En el movimiento vibratorio generador del sonido intervienen, simultáneamente, de una parte, un movimiento vibratorio principal, y de otra, uno o más movimientos vibratorios secundarios. En el lenguaje, el tono fundamental de cada sonido es el que producen las vibraciones de las cuerdas vocales y los tonos secundarios resultan de las resonancias que aquel produce en las cavidades formadas en el canal vocal de acuerdo con la posición de los órganos articuladores. A cada cavidad o resonador, según su forma y volumen, le corresponde una nota de una altura determinada. En este conjunto sonoro de tono fundamental y tonos secundarios, el resonador predominante es el que determina el timbre o matiz característico de cada sonido. Se habla de Timbre en función de aquella cualidad que nos permite diferenciar un sonido de otro, sea este musical o no. Algunas definiciones se refieren al timbre como una cualidad o parámetro más del sonido, equiparable a la frecuencia (tono), amplitud (intensidad) y duración. Pero en realidad no se trata de un parámetro en sí mismo sino de la combinación de varios, entre los que podemos mencionar como determinantes a: www.tvgroup.com.ar
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Psicoacústica
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Espectro: Distribución de la energía en función de los parciales (armónicos o inarmónicos) de un sonido complejo. Envolvente de amplitud: Variación de la Amplitud en el Tiempo. Formante: Es el pico de intensidad o concentración energética en una determinada frecuencia en el espectro de un sonido. El timbre como criterio de identidad A través del timbre somos capaces de diferenciar, dos sonidos de igual frecuencia fundamental o (tono), e intensidad. Un Do emitido por una flauta es distinto al Do que emite una trompeta aunque estén tocando la misma nota, porque tienen distintos armónicos. En la flauta, los armónicos son pequeños en comparación con la fundamental mientras que en la trompeta los armónicos tienen una amplitud relativa mayor, por eso la flauta tiene un sonido suave, mientras que la trompeta tiene un sonido estridente. Físicamente, el timbre es la cualidad que confieren al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Estos armónicos generan variaciones en la onda sinusoidal base. Los sonidos simples o tonos puros son ondas sinusoidales de una frecuencia determinada. Sin embargo, en la naturaleza, no existe ese sonido puro, libre de armónicos. El Teorema de Fourier demuestra que cualquier forma de onda periódica puede descomponerse en una serie de ondas (armónicos) que tiene una frecuencia que es múltiplo de la frecuencia de la onda original (frecuencia fundamental). Así, los armónicos son múltiplos de la frecuencia fundamental, a la que acompañan. El timbre viene determinado por la cantidad e intensidad de estos armónicos. A veces, como en el caso del oboe, estos armónicos pueden ser más importantes que la propia nota fundamental. Los armónicos varían según la fuente, según el tipo de instrumento, según el diseño del propio instrumento, e, incluso, según la forma de tocar este instrumento. El Timbre también es determinado por la Envolvente de Amplitud del sonido. La variación de la Amplitud en el Tiempo determina una “Envolvente de Onda”. Los sonidos de nuestro entorno describen complejas variaciones de Amplitud en el Tiempo, pero en general se acuerda un esquema básico que representa los principales momentos de articulación de la energía de la onda, ellos son:  Ataque: Es el tiempo que le lleva a la onda para alcanzar el punto máximo de su amplitud.  Caída: Es el tiempo que le lleva a la onda para pasar del punto máximo de amplitud hasta un estado de energía estacionario.  Sostenimiento: Es el tiempo en que la amplitud de la onda sonora permanece estacionaria.  Liberación: Es el tiempo que le lleva a la onda para pasar del final de su período estacionario hasta el punto de su extinción. El ejemplo clásico de liberación corresponde al momento en que se levanta el dedo de la tecla de un piano y el sonido se disipa rápidamente. Estas cuatro etapas no siempre están presentes en todos los objetos sonoros. En gran parte de ellos el esquema se complica notoriamente. Alberto Leonelli Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Psicoac%C3%BAstica www.tvgroup.com.ar
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