Музыкальные интервалы и цифровые технологии обработки звука
При выполнении ряда задач цифровой обработки звука, вероятно, потребуется использовать музыкальные, а не технические параметры, характеризующие высоту тона. Например, при переносе записанного музыкального пассажа в новую тональность удобнее, по-видимому, оперировать не частотой, а привычными музыкальными параметрами; без сомнения, настройки к примеру “вверх на тон” и “из тональности D (“ре мажор”) в тональность Е (“ми мажор”)” куда понятнее, чем “пропорция частот тонов” и уж тем более
“абсолютное изменение частоты в герцах”. В технике цифровой обработки звука в качестве стандартного интервала чаще всего используется полутон — стандартный интервал (ступень) между соседними звуками хроматической гаммы, т.е. музыкальный интервал между соседними нотами фортепианной октавы (включая как белые, так и черные клавиши). Если необходима повышенная точность, каждый полутон делится на сто центов.
Если в приложении значения параметра указываются в герцах, а не в музыкальных единицах высоты тона, не остается ничего другого, кроме как вручную переводить их в соответствующие ноты, чтобы оперировать терминами музыкальной гармонии. К счастью, на этот случай в Интернете вы найдете массу справочных таблиц и калькуляторов. В некоторых приложениях, например в Cycling ’74 Max/MSP (www.cycling74.com), предусмотрен даже автоматический перевод из одних единиц в другие. Все они базируются на общепризнанной музыкальной системе — 12-ступенном равномерно-темперированном строе. В большинстве случаев достаточно помнить о том, что удвоение частоты соответствует повышению высоты музыкального тона на октаву. Например, звук частотой 1500 Гц на октаву выше звука частотой 750 Гц.
Как мы различаем громкость
Как и в случае высоты тона, расчет относительной громкости звука представляет собой непростую задачу, что объясняется особенностями нашего слухового восприятия.
Понятия “амплитуда” и “громкость” часто используются в одном и том же смысле, но, хотя это и родственные понятия, означают они не одно и то же. Амплитуда — это относительная мера, характеризующая как физические свойства звука (величина колебаний давления воздуха относительно его нормального, в отсутствие звука, значения), так и относительный уровень звукового сигнала (как цифрового, так и аналогового). С другой стороны, громкость — это субъективная характеристика, зависящая от конкретных особенностей слухового восприятия. Мы ощущаем громкость благодаря особенностям строения нашего слухового аппарата и алгоритму обработки мозгом звуковой информации.
Человеческий слух способен воспринимать акустические сигналы в широчайшем диапазоне амплитуд. В акустике в качестве параметра, характеризующего амплитуду звуковой волны, используется уровень звукового давления. Измерять его в абсолютных единицах было бы крайне неудобно, потому что диапазон чувствительности человеческого слуха к мощности звука невероятно широк — он составляет примерно десять триллионов к одному. Числа с огромным количеством нулей — вещь не очень удобная, и для регулировки громкости нам нужна более удобная шкала.