Временные характеристики , слухового восприятия

' Слуховой механизм, как и любая другая колебательная система,
является инерционным, -и, < следовательно, при возбуждении у него

Рис. 4.8. Кривые, ограничивающие зону интегрирующего эффекта для простых (1) и сложных (2) звуков

Рис. 4.9. Частотная кривая времени, не-
обходимого для слухового восприятия
высоты тона

должны возникать переходные процессы. Время нарастания и зату-
хания воспринимаемого звука будет зависеть от особенностей этого
механизма и некоторых параметров действующего на него сигнала.

Для простых сигналов с уровнями громкости 20, 40, 60, 80 и
100 фон эти уровни (рис. 4.8) устанавливаются не сразу, а в тече-
ние около 100 мс. В процессе нарастания менее громкий звук (при
L_z =80 фон) может восприниматься как одинаковый по сравнению с
другим более громким (Ь₁= 100 фон) при условии, что длительность
этих звуков будет связана неравенством ^i<C^₂ • Это свойство слуха
носит название интегрирующего эффекта. Опыты показали, что ука-
занное свойство может быть выражено в виде равенства Т • t==
— const и сохраняется в пределах малых времен звучания ^огра-
ниченных на рис. 4.8 для простых сигналов кривой J, а для слож-
ных — кривой 2 [30]. Справа от этих кривых громкость звука стано-
вится независимой от длительности сигнала.

Рассматривая кривые процесса нарастания для таких музыкаль-
ных инструментов, как скрипка (см. рис. 2.8) или орган (см.
рис. 2.14) совместно с кривыми рис. 4.8, можно заметить,-что слух
на начальном этапе значительно видоизменяет характер кривых на-
растания гармонических составляющих данных инструментов. Все

они для слуха растут с большей скоростью, чем в действительности,
и опережающие гармоники дополнительно подчеркиваются за счет
интегрирующего эффекта. Слух не разрушает своеобразную картину
процесса нарастания, характерную для каждого натурального источ-
ника звука, а делает ее более четкой. И эта четкость, как показы-
вает эксперимент, очень влияет на тембр звучаний.

Инерционность слуха выража-
ется и в том, что, как это видно по
графику рис. 4.9, для определения
высоты тона слуху требуется не-
которое зависящее от частоты вре-
мя.,Это время, особенно для низ-
.ких частот, находится в пределах
того начального этапа звучания,
которое связано с восприятием
тембра. Отсюда можно предполо-
жить, что инерционность может
повлиять на окраску звучания.

Рис. 4.10. Различия в уровнях AZ. и во времени прихода Дт— йвух сигналов, -ири которых звуки сливаются (1) или создают эхо (2)

При прекращений сигнала он
будет восприним^аться слухом как
постепенно затухающий со ско-
ростью примерно 10 фон за 150-f-
-т-300 мс. Это время, называемое

постоянной времени слуха, изменяется в зависимости от характера
сигнала и его уровня интенсивности. Замедленное затухание вос-
принятого звука приводит к тому, что идущий за ним с опозданием
ца время меньше 50 мс второй звук, одинаковый по уровню, будет
маскироваться первым и казаться его продолжением. Если первый
звук по громкости больше второго, его маскирующее действие будет
происходить при времени запаздывания, большем 50 мс. Различие
во времени запаздывания, при котором будет происходить слияние
звуков, отличающихся, по уровню на AZ/, показано на рис. 4.10,
(кривая 7).

Таким⁴образом, затухание, обусловленное слухом, накладываясь
на затухание самого сигнала, делает этот процесс несколько более
продолжительным. Это усиливает взаимную маскировку звуков я
способствует. слитному восприятию одинаковых по тональности сиг-
налов, звучащих с интервалами в пределах до 150мс. Явление слит-
ного восприятия усиливается еще и тем,'что значительная часть
повторных сигналов, обусловленных отражением энергии от поверх-
ностей помещения, становятся при восприятии неотделимыми от
исходных сигналов и повышают их общую громкость. Все это не-
одинаково сказывается на качестве.воспринимаемого звучания. Так,
при длительном затухании быстрая речь будет терять четкость, а
распевные звуки органа приобретут дополнительную красоч-
ность. Отсюда следует, что переходные процессы тесно связаны с
другим временным параметром звучания — его темпом.

Временные процессы имеют большое значение при игре несколь-
ких инструментов в унисон. Некоторое различие во времени атаки

ж затухания, в длительности звука каждого, из инструментов, кото-
рые неизбежны при такой игре, создают-особую выразительность и
тембральную насыщенность совместного звучания. Это хорошо об»
наруживается_г например, при унисойном звучании скрипок.

Опыты показывают, что при длительном воздействии сигнала
чувствительность слуха постепенно снижается^ и тем больше, чем вы-
ше громкость звука (см. рис. 4,8). Обнаруживаемое снижение чув-
ствительности связано с реакцией слуха на перегрузку, т. е. с- есте-
ственной _¥вго адаптацией. После паузы чувствительность слуха вос-
станавливается, поэтому новые сигналы кажутся очень громкими.

Сказанное позволяет сформулировать ряд общих положений.

1. Слух суммирует звуковую энергию, поступающую от источни-
ка, в течение 50 мс. Это способствует слиянию звучаний отдельных
источников в единое звучание ансамбля, связывает его с акустикой
помещения.,

2. Нарастание и спадание громкости, воспринимаемой слухом, не
соответствует ходу временных процессов для реальных сигналов.
Это несоответствие — один из факторов, определяющих тембр зву-
чания.

3. Тембр звучания в некоторой мере зависит, от времени, необхо-
димого слуху для определения высоты звука.,

4. Тембр, являясь субъективным отображением сложности вос-
принимаемого звучания, не имеет количественной оценки и характе-
ризуется терминами качественного порядка (красивый, мягкий, соч-
ный и др.)._к