Φάση & Σύνθετη αλληλεπίδραση ηχητικών κυμάτων

Τα ηχητικά κύματα μπορούν να προστεθούν μαζί και να αφαιρέθουν το ένα από το άλλο (ακυρώνοντας το ένα το άλλο). Αυτή η ιδιότητα των ήχων μπορεί να είναι ανεπιθύμητη, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί δημιουργικά.

Τι είναι η Φάση;

Φανταστείτε μια επίπεδη λίμνη νερού. Εάν ρίξετε ένα βότσαλο στη μέση της λίμνης, οι κυματισμοί (μικρά κύματα) θα ρέουν προς τα έξω μέχρι να φθάσουν στις άκρες της λίμνης σε τέλειους ομόκεντρους κύκλους. PHASE_Drop Αλλά αν ρίξετε δύο βότσαλα στη λίμνη, έτσι ώστε να προσγειωθούν την ίδια στιγμή, αλλά χτυπήσουν το νερό σε διαφορετικά σημεία, τότε θα έχετε δύο σύνολα κυματισμών. Αντί για τους τέλειους κυκλικούς κυματισμούς που επικαλύπτονται και περνούν ο ένας μέσα στον άλλο, αυτοί οι κυματισμοί συγκρούονται και παρεμβαίνουν μεταξύ τους. Αυτή η παρεμβολή προκαλεί την ακύρωση ορισμένων κυμάτων και την ενίσχυση άλλων.

Διάγραμμα από τη Βικιπαίδεια.

Διάγραμμα από τη Wikipedia.

Ακριβώς το ίδιο πράγμα συμβαίνει όταν συναντιούνται δύο ηχητικά κύματα.

Σε φάση ή εκτός φάσης

Ο ήχος είναι ένα κύμα με μπρος-πίσω κίνηση. Όπου δύο κύματα συναντιούνται μπορούν είτε να προστεθούν το ένα στο άλλο είτε να αφαιρεθούν το ένα από το άλλο. Στην παρακάτω εικόνα δύο πανομοιότυπα κύματα βρίσκονται σε τέλεια ευθυγράμμιση. Ως εκ τούτου, τα κύματα θα προστεθούν μαζί, καθιστώντας το μέγιστο σημείο τους (peak) και το ελάχιστο σημείο τους (troughs), δύο φορές πιο υψηλές. Περιγράφουμε αυτά τα κύματα ως σε φάση. Phase Αλλά, αν δύο πανομοιότυπα κύματα είναι ευθυγραμμισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε όταν το ένα είναι στη μέγιστη τιμή (peak) το άλλο να είναι στην ελάχιστη (troughs), τότε μπορούμε να τους περιγράψουμε ως εκτός φάσης. Σε αυτή την περίπτωση το ένα κύμα θα ακυρώσει το άλλο. OOPhase

Δραστηριότητα

Μπορούμε να βιώσουμε αυτό το αποτέλεσμα ακύρωσης τοποθετώντας δύο ηχεία να κοιτάζουν απευθείας το ένα το άλλο και παίζοντας τον ίδιο τόνο. Όταν τα ίδια κύματα συναντώνται στο κέντρο, ο ήχος θα ακυρωθεί. phasecancel

Ρυθμίστε τα ηχεία σας όπως στο διάγραμμα, αναπαράγετε τον ήχο, και τοποθετήστε το κεφάλι σας ανάμεσα στα ηχεία.

Αν στέκεστε δίπλα από τα ηχεία θα είστε σε θέση να ακούσετε τον ήχο, αλλά αν τοποθετήσετε το κεφάλι στη μέση ακριβώς των ηχείων, ο ήχος θα πέσει σε ένταση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ηχητικά κύματα ακυρώνουν το ένα το άλλο.

Γεγονός

Η συχνότητα των 343Hz έχει μήκος κύματος του ενός μέτρου.

Έτσι, ένα κύμα ταιριάζει ακριβώς μεταξύ των ηχείων που στήθηκαν. Αν η συχνότητα του τόνου ήταν διαφορετική, τότε τα ηχητικά κύματα δεν θα ακύρωναν το ένα το άλλο τελείως.

Ακύρωση φάσης ως εργαλείο σύνθεσης

Οι επεξεργασίες Phaser, Flanger και Chorus, όλοι χρησιμοποιούν την ιδιότητα της ακύρωσης φάσης για να δημιουργήσουν τα αποτελέσματά τους. Δημιουργείται ένα αντίγραφο του αρχικού ήχου, και καθυστερείται κατά ένα χρονικό διάστημα. Αυτό αναμιγνύεται στη συνέχεια με το αρχικό σήμα «εκτός φάσης» δημιουργώντας τον προκύπτοντα ήχο. Αυτοί οι χειρισμοί είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να εφαρμόσετε εφέ ακύρωσης φάσης στους ήχους σας.

ChorusBadge Chorus FlangerBadge Flanger

Δραστηριότητα

Δοκιμάστε να πειραματιστείτε με αυτά τα εργαλεία σε μια σύνθεση. Λειτουργεί η ακύρωση φάσης για όλους τους τύπους ήχων; Τι νέα ηχοχρώματα μπορείτε να δημιουργήσετε χρησιμοποιώντας ακύρωση φάσης;

Ακύρωση φάσης και μείωση θορύβου

Η φάση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση των ανεπιθύμητων ήχων. Οι μοντέρνες έξυπνες συσκευές κινητής τηλεφωνίας- smartphones, έχουν ένα μικρόφωνο τόσο στην κορυφή όσο και στο κάτω μέρος τους, ακόμα κι αν ο χρήστης μιλάει μόνο στο κάτω μέρος. Αυτά τα δύο μικρόφωνα είναι συνδεδεμένα έτσι ώστε να είναι εκτός φάσης. Αυτό σημαίνει ότι κάθε ήχος που εισέρχεται και στα δύο μικρόφωνα (για παράδειγμα: θόρυβος background) θα ακυρώνεται, αφήνοντας μόνο την προφορική φωνή.

Τα μικρόφωνα «Shotgun» χρησιμοποιούνται για την καταγραφή συνεντεύξεων και δουλεύουν

με παρόμοιο τρόπο. rycote_mic-01

Ακύρωση Φάσης στην παραλία

Ακούστε αυτή την ηχογράφηση και ακούστε την ακύρωση φάσης σε δράση

Beating

Περιγράψαμε την αλληλεπίδραση φάσης για πανομοιότυπους ήχους. Αλλά πολύ πιο πολύπλοκα γεγονότα συμβαίνουν όταν συνδυάζονται διαφορετικοί ήχοι (βλ. επίσης, Σύνθετα Ηχητικά Κύματα). Όταν δύο τόνοι είναι πολύ κοντά ο ένας στον άλλο (λιγότερο από περίπου 50Hz χώρια) θα αρχίσουν να δημιουργούν ένα παλλόμενο, ή beat, αποτέλεσμα.

 

Μπορείτε να δείτε τους παλλόμενους ρυθμούς στο παλμογράφο. Αυτά δημιουργούνται επειδή τα ηχητικά κύματα είναι μόνο ελαφρώς εκτός ευθυγράμμισης και το ένα συνεχίζει να προσπερνά το άλλο. Σκεφτείτε δύο αυτοκίνητα σε μια κυκλική πίστα, το ένα ταξιδεύει πιο γρήγορα από το άλλο και έτσι αυτό το γρήγορο αυτοκίνητο συνεχίζει να προσπερνά το δεύτερο. PHASE_Cars

Ακριβώς το ίδιο συμβαίνει με τους ήχους beat. Όταν οι ήχοι είναι σε ευθυγράμμιση (σε φάση) προσθέτουν ο ένας στον άλλο και όταν οι ήχοι είναι εκτός ευθυγράμμισης (εκτός φάσης) ακυρώνουν ο ένας τον άλλον. Ο χρόνος που χρειάζεται για ένα beat να συμβεί είναι ίσος με το χρόνο που χρειάζεται για τον πρώτο ήχο να ξεπεράσει το δεύτερο.

Επιπλέον

Ο ρυθμός του beat είναι ίσος με την απόσταση μεταξύ των τόνων, για παράδειγμα: Οι τόνοι ημιτόνου στα 460Hz και 440Hz θα δημιουργήσουν έναν τόνο beat με παλμό 20Hz. ( 460 – 440 = 20 )

Συμβουλή σύνθεσης

Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε τους ήχους beating μέσα σε μια σύνθεση. Μπορούν να είναι πολύ χρήσιμα εργαλεία, ειδικά σε Ατμοσφαιρικά ή μινιμαλιστικά κομμάτια, επειδή σας επιτρέπουν να κάνετε λεπτές αλλά πολύ αποτελεσματικές αλλαγές στους ήχους. Πάρτε δύο αντίγραφα των ίδιων ήχων και τοποθετήστε τα δίπλα-δίπλα (οι στατικοί τόνοι λειτουργούν καλύτερα). Μεταφέρουμε τονικά ελαφρώς το ένα, και θα αρχίσουν να δημιουργούν το beat. Όσο πιο κοντά είναι οι ήχοι σε τονικό ύψος, τόσο πιο γρήγορο το beat.

Λέξεις κλειδιά

Πλάτος/Amplitude, Chorus, Flanging, Συχνότητα, Listening/Ακρόαση, Φάση, Ημιτονοειδές Κύμα , Manipulation (effect)/Επεξεργασία (εφέ)