Этот текст я написал как комментарий к одному из бесконечных "аудиосрачей" в Дзене. Писал, что думал, честно и откровенно, то, что накопилось в результате собственного опыта.
Про мою аппаратуру - почитать тут, кому же интереснее котуны - смотреть тут
Теперь собрал текст в виде этой статьи, где "на пальцах" пытаюсь довести мое частное мнение о том, как устроен слух.
Итак, то, как мы слышим, как я считаю, состоит из ТРЕХ частей
1 часть.
Физический преобразователь акустических волн в электро\магнитные (нервные) импульсы.
Это наше ухо, барабанная перепонка, молоточек-наковаленка и в конце - улитка с волосками разного размера. Длина волоска определяет диапазон звуковых волн, на который он реагирует. К луковице волоска подведен нерв , преобразующий его колебание в нервные импульсы для мозга.
Все, на этом модель слуха, на коей построена наша аппаратура, заканчивается. Инженеры измеряют и стремятся подать сигнал только на эту часть слухового тракта. "Мозг же дело темное и исследованию не подлежит"(с).
Более того, для любого настройки (измерения) по понятным причинам ВСЕГДА используются упрощенные сигналы, т.е. лишь часть реально существующего спектра сигнала.
Поясню: лишь в середине 1980х установлено, что в улитке к каждому(!) волоску прикреплена микромышца, своеобразная ООС, корректирующая их чувствительность. Именно её усталость вызывает звон в ушах после рок-концерта. Именно её напряжение позволяет слышать звуки в гигантском диапазоне (до 140 дБ) - без неё амплитуда колебания волосков в таком диапазоне превышала бы диаметр головы.
Но - незнание этого факта не помешало разработать стандарты Hi-Fi.
Вывод: наши стандарты конструирования МОГУТ отличаться от реалий жизни и этого мы можем вполне НЕ замечать. До поры..
2 часть.
Обработчик нервных импульсов (сигналов) в головном мозге.
Его работу можно разделить на бессознательную и сознательную. Финальная обработка звука - с участием нашего сознания, т.е. то, чем занимается кора головного мозга - будет описана в 3й части.
А бессознательной (или до-сознательной) обработкой звука занимается мозжечок - древний орган, находящийся внутри мозга, занимающий лишь 10% от его веса, но при этом содержащий более 50% (60 миллиардов) от общего числа нейронов нашего мозга.
Работа мозжечка вполне измеряема - мы осознаем звук через 35-175 миллисекунд после того, как он дошёл до уха. Еще 180- 500 миллисекунд требуется уху\мозгу на то, чтобы настроиться на прием данного звука, достичь наилучшей чувствительности.
Про "до-сознательную обработку в мозжечке" пока не всё ясно, но можно отметить следующее:
Во-первых, как и весь наш мозг, мозжечок "настроен" на наименьшее напряжение при работе. Лентяй. Это из-за того, что мозг жрет энергии более всего в организме (в пике до 25%), и физиологически наш организм старается меньше свой же мозг использовать. :)
Отсюда - работа мозга с шаблонами, паттернами или как их там называть. Имеем в аудио и, особенно, в зрительных областях - для упрощения и ускорения обработки информации.
Пример: если мы что-то послушали и идентифицировали - все, создается звуковой шаблон: "скрипка" или "голос жены" и т.д. И затем, если входной сигнал совпадает с имеющимся шаблоном, в мозг уже идет не оригинал(!), а "восстановленная копия".
Привет слепым прослушивателям.
Поясню: для слепых прослушиваний надо а) тренировать слух и б) идти только по нарастанию качества звучания. Иначе - в мозг идет "восстановленная копия" от предыдущего прослушивания и мгновенно получаем - "а нет же разницы".. Если в тесте вы читаете такую фразу - "эксперта" в печку. Разница должна быть отмечаема всегда.
Доказательство работы с шаблонами - т.н. факт корреляционного приема, когда известный вам человек (напр., жена) произнес что-то неразборчиво.
Первая ваша реакция - переспросить: "Что?"
Но если повтора передачи не происходит, мозг через 1-2 секунды на основе паттернов известного ему голоса восстановит (да, с ошибками) переданную информацию и фраза "сама всплывет в голове" - "хлеба купи.."
Таким образом, повторю, в наше сознание передаются не сами звуки, а некие паттерны или их комбинации типа "жена играет на скрипке".
Во-вторых - этот мозжечок работает не с одним, а с 2мя ушами, разность в их сигналах дает нам направление, размер и скорость движения объекта. Это качество совершенствовалось веками, мартышек, что плохо ориентировались в окружающих звуках, слопали хищники.
Поэтому мозг реагирует на изменения фазы (что полностью отрицалось до 1990х) как на разницу сигналов между ушами. При этом с какими-то чудовищно малыми величинами\скоростями (Алдошина писала, я цифры забыл..кажется, наносекунды какие-то).
С инженерной точки зрения - это импульсная характеристика. Реакция на узкий одиночный импульс. Видели ее в характеристиках бытовой аудио аппаратуры? И я нет. А спецы говорят, что она НАПРЯМУЮ показывает качество звучания.
А вот на популярную всюду АЧХ - слуху наплевать. Вернее, наплевать на ее провалы (поглощения звука), пики в АЧХ критически важны для слуха.
Простое доказательство - никто и никогда, глядя на АЧХ АС, не мог сказать, как будет звучать данная (исправная!) акустика. АЧХ же усилителей - меня вообще умиляют. Скорость нарастания напряжения у использованных ОУ - куда более важная для них характеристика.
Итак, повторю: временные соотношения в звуковом сигнале для слуха гораздо важнее амплитудных. Но - измеряются гораздо сложнее.
UPD: не про звук, но всё-таки - сходная модель обработки информации используется и нашим зрением. Вот картинка с Эйнштейнами, да?
А теперь - прищурьте глаза. Видите? наш мозг "дорисовал" нам эти портреты, использовав устойчивый видео-паттерн "глаза-нос-усы-ухо-растрепанные волосы-галстук=Эйнштейн", при этом начисто игнорируя реальность...
Возвращаемся к звуку.
3 часть.
Собственно сознание, то "я", что сидит у нас в голове.
Как тут эти паттерны влияют на сознание - не могу сказать. Не знаю.
Ясно только одно - чем менее звуковая информация "восстановлена" через паттерны (т.е чем более звук "живой", "натуральный", "детальный", "прозрачный" и пр. - кстати, это не аудиофильский бред, а термины, используемые музыкантами. Их этому учат.), тем менее мы устаем при прослушивании и тем сильнее влияет на нас слушаемое. Скорее всего, мозг не тратя энергию на восстановление сигналов, может лучше сконцентрироваться на тех эмоциях, что в них заложены.
Второй привет - любителям слушать МП3.. В метро.. Безумцы..
мало того, что вы сажаете слух в шуме. Мозг, не получая от МП3-консервов эмоций (да еще если вы - ну наверняка! - одновременно "тупите в телефон"), начинает воспринимать музыку как мешающий раздражитель и - начинает отстраиваться от неё. Чем больше "музыки из телефона" - тем меньше она вас трогает. И тем сильнее она должна "бумкать" чтобы таки привлечь ваше внимание.. и т.д. Замкнутый круг с закреплением в мозгу игнорирования мелких музыкальных нюансов, реакцией лишь на примитивы типа "колбасит - не колбасит". Как итог - все то же "нет различий".
Тема передачи эмоций совсем темная. Голимая эзотерика, но я нашел пример.
Можно отрицать, что существует некая эмоциональная передача - мол, все это выдумки аудиофилов (только осциллограф! только хардкор!), но вот вам реальный пример который слышали\видели многие:
Программа "Голос-дети", её первые выпуски. Помните, массой в финал выходили дети или после аварии или с тяжелой болезнью. Из-за жалости зрителей? Да, конечно и по этому.
Но главное - такие дети в исполнение песни вкладывали личные переживания (а они у них были ого-го какие!!) и эту эмоцию, этот нерв - мы легко считывали через звук. У некоторых детей - и через видео тоже.
Все помнят, всех пробрало - "я свободен..боли больше нет..".
А прочие детишки - лишь тю-тю-тю, сю-сю-сю и умиление мам и бабушек.. Так что эмпатический канал передачи эмоций в музыке реален :)
Итог.
или - "ну ты, пейсатель, а чо сказать-то хотел?". Охотно повторю медленными буквами:
Между аудио записью, (которую, кстати, профессиональные музыканты отбирают из множества дублей не по правильности звучания - профи не лажают - а по максимальной эмоциональности исполнителя), и нашим сознанием, стоит наш же мозг, устройство слуха которого "заточено", в первую очередь, на скорость обработки звуков.
При этой ускоренной обработке мы теряем часть микродинамики в звучании, которая, очевидно, хоть и несет большую часть тонких эмоций, но менее важна для мозга, чем скорость и направление приближения хищника (мартышку выше помните?).
Процесс потери происходит незаметно (но утомительно) для слушателя и может закрепляться привычкой прослушивания музыки как фона и\или в негодных условиях.
Этим свойством слуха\мозга охотно пользуются производители аппаратуры для снижения её себестоимости - "если нет разницы, зачем платить больше?".
Что и вызывает бесконечные аудиосрачи в Интернетах...
Собственно, у меня - все, доставайте тапки - кидаться :))
П.С. Кстати, поэтому мы закрываем глаза, когда слушаем хорошую музыку - выключаем видео-канал, оставляя процессору в голове больше ресурсов на аудио-обработку..
П.П.С. Такая же тема была в эру кинескопных телевизоров - "все телики показывают одинаково, зачем переплачивать?". А они показывали по-разному (один сюжет, конечно же). Споров было... но почему-то во всех магазинах дорогие телики с хорошей картинкой не ставили рядом с фиговыми. Чтоб разницу не замечали и - разбирали дешёвые.. на них маржа у магазина выше. А потом пришли ЖК - и все стали смотреть этот хлам.. зато большой и тонкий.
П.П.П.С. мои статьи в ВК
- простая акустика и усилитель
- домашний HiEnd своими руками
и Главная моя работа - Наска-цикл