Primele sunete sunt de 2,5-3 luni. Buzzing: a-aa, y-y, sh-i, boo-y, hei, etc. 4 luni. Svirel: al-le-e-ly, aty-ay etc. 7-8.5 luni. Băie, pronunță silabe: baba, da, da etc. 8,5-9,5 luni. Băutul modulat: repetă silabele cu o varietate de intonații .. 9,5-1 an 6 luni. Cuvinte: mama,

Celulele care percep sunete sunt localizate într-o capsulă membranoasă - o cohleă, ascunsă adânc în craniu. Un melc este un tub înfășurat în spiral umplut cu lichid. Împreună cu organul echilibrului - trei canale semicirculare - cohleea formează așa-numitul labirint. Fereastra ovală face legătura cu cochlea de urechea medie, o cavitate osoasă situată în vestibulul cohleei. Această fereastră este acoperită cu un film subțire din piele. Reacționează la orice vibrații ale aerului prinse de auriculă și prinse în canalul auditiv extern. Să vorbim mai multe despre cum se întâmplă acest lucru.

În primul rând, vibrațiile aerului fac ca timpanul să vibreze - cea mai subțire placă care blochează canalul auditiv extern. Mai departe, vibrația este transmisă prin intermediul micilor osicule auditive: ciocanul, incusul și scenele. Aceste oase, ca un pod, se întind de-a lungul întregii urechi medii, conectând timpanul cu cohlea. Deci, se dovedește că filmul care acoperă fereastra ovală reacționează la orice vibrații din aer. Mai departe, vibrațiile sunt transmise fluidului care umple cochlea. Valurile care se rostogolesc de-a lungul ei irită celulele auditive ale urechii interne. Creierul ridică acești stimuli și recunoaște sunetele din ei. La cele spuse adăugăm același lucru pe care l-am spus despre viziune. Natura ne-a furnizat două urechi, astfel încât să putem determina de unde a venit sunetul. Deci, avem nu numai viziunea spațială, ci și auzul volumetric. În același loc, în labirint, lângă cohleă, se întind trei canale semicirculare: unul orizontal și două verticale, unul dintre ele curbat înainte și celălalt lateral. Astfel, canalele sunt situate în trei planuri reciproc perpendiculare. Acesta este aparatul vestibular, sau organul echilibrului.

Undele sonore care călătoresc prin aer vor parcurge o cale dificilă înainte de a le percepe. În primul rând, acestea pătrund în auriculă și vibrează timpanul, care închide canalul auditiv extern. Oculele auditive duc aceste vibrații la fereastra ovală a urechii interne. Filmul care acoperă fereastra transmite vibrațiile fluidului care umple melcul. În cele din urmă, vibrațiile ajung la celulele auditive ale urechii interne. Creierul percepe semnale și recunoaște zgomote, sunete, muzică, vorbire în ele.

Atunci când o persoană schimbă poziția corpului, canalele semicirculare - tuburile arcuite se mișcă și cu el, în timp ce lichidul care le umple este inerțial, nu ține pasul cu mișcările noastre și, prin urmare, se mișcă relativ la pereții canalului. Celulele speciale - receptorii monitorizează mișcarea lichidului în canalele semicirculare. Ei raportează tot ceea ce a fost observat creierului, iar creierul procesează informațiile primite. Celulele receptoare ale organului de echilibru sunt cufundate în fluidul care umple urechea internă. Înregistrează oricare dintre mișcările ei și notifică cerebelul despre ele, care colectează și colectează toate aceste mesaje. După aceea, toate organele corpului primesc informațiile necesare și diverse ordine, care ajută o persoană să mențină echilibrul. Rezultatele sunt raportate imediat la creierul mare.

În urechea internă, organul auzului (cohleea) și organul de echilibru (labirint) sunt situate aproape unul de altul. În cohleă, o peliculă subțire - membrana transformă undele sonore în mișcare de undă a fluidului. Undele de fluid, printr-un mecanism complex, excită celulele auditive. Labirintul situat în spatele melcului surprinde orice mișcare umană.

Auzul este unul dintre simțurile importante pentru toți locuitorii planetei, cu ajutorul său multe animale determină locația inamicului lor. Toate dezastrele naturale sunt, de asemenea, însoțite de anumite sunete care nu sunt întotdeauna accesibile urechii umane, dar la care animalele răspund inconfundabil. O persoană este înconjurată constant de sunete, multe dintre ele trec de conștiință. Audierea este reglată în așa fel încât numai semnalele vitale sunt clar percepute de creier, nu foarte importante sunt ignorate. Sunetele pot afecta percepția în moduri diferite, unele sunt plăcute, altele sunt enervante, multe dintre ele contribuie la crearea unor imagini vizuale în imaginație.

Caracteristici ale percepției sunetelor

Corpul uman este complex, iar urechea nu face excepție. Structura organelor auditive vă permite să transformați și să transmiteți sunete pentru recunoaștere creierului, toate aceste procese apar mai ales în lobii temporari. Creierul determină volumul, tonul, direcția de origine și alte caracteristici ale sunetului. Situația este evaluată pe baza informațiilor primite de la ambele urechi în același timp. Anumite tipare de sunete deja recunoscute sunt stocate în ureche, datorită cărora este asigurată sortarea corectă a informațiilor și determinarea sursei sale originale.

Se știe că rata de recunoaștere a sunetelor familiare (voci ale persoanelor dragi, semnale de pericol) este mult mai mare decât cea a sunetelor necunoscute. Odată cu deficiența de auz, creierul începe să primească date inexacte, ceea ce duce la erori în recunoașterea informațiilor. Nu numai organele corespunzătoare sunt responsabile de auz, ci și creierul, recunoașterea corectă a sunetelor se realizează numai datorită activității coordonate a acestor organe.

Structura organelor auditive

Analizorul auditiv este format din patru părți:

1. Urechea exterioară, această categorie include următoarele organe: timpan, auricule, canalul auditiv. Membrana timpanică este utilizată pentru izolarea canalului urechii de mediul ambiant. Canalul urechii are o lungime de 2,5 cm, curbat și acoperit cu glande care secretă ceară de urechi și părul mic. Canalul urechii are funcția de a menține nivelul necesar de temperatură și umiditate în interiorul urechii.
2. Urechea mijlocie - acest concept include o componentă a analizorului auditiv, organul este situat în spatele timpanului și este umplut cu aer, este conectat la nazofaringe prin tubul Eustachian. Tubul Eustachian este un canal cartilaginos îngust, normal închis, care se deschide la înghițire, după care spațiul este umplut cu aer. În interiorul urechii medii se află trei mici osicule: malele, incusul și etrierul. Malleusul se conectează la etrier, care se conectează la cohleea din urechea internă. Timpul este în mișcare constantă sub influența sunetelor, vibrațiile sale sunt transmise osicilor auditive.
3. Urechea internă este formată din mai multe structuri, numai cohleea este responsabilă de auz. Melcul și-a luat numele de la forma sa în spirală, organul este echipat cu trei canale umplute cu fluide limfatice. Compoziția lichidului din canalul mijlociu diferă semnificativ de celelalte. Organul din Corti situat în urechea medie este direct responsabil de auz, acesta este format din mii de fire minuscule care prind vibrațiile create de fluidul care se deplasează de-a lungul canalului. În același loc, sunt generate impulsuri electrice, transmise cortexului cerebral. Fiecare celulă de păr reacționează la un anumit sunet, atunci când moare, o persoană încetează să mai perceapă sunetul pentru care a fost responsabilă.

Căi auditive

Traiectul auditiv este o colecție de fibre care conduc impulsurile nervoase de la cohleă până la centrele pre-auditive, datorită cărora creierul percepe sunet. Aceste centre auditive sunt localizate în lobii temporari ai creierului, timpul necesar pentru ca sunetul să călătorească prin urechea exterioară spre creier este de 10 milisecunde.

Cum auzim

Undele sonore călătoresc mult înainte de a fi recunoscute de creier. Vibrațiile aerului provoacă vibrația timpanului, după care sunetul este transmis osicilor auditive care se întind prin întreaga ureche mijlocie, conectând cohlea și timpanul. În următoarea etapă, vibrațiile sunt transmise fluidului care umple cohlea, care irită celulele urechii interne. Creierul ridică acești stimuli și recunoaște vorbirea, zgomotele, muzica etc. Pentru direcția din care provine sunetul, sunt responsabile canalele semicirculare, situate în labirint în trei zone perpendiculare între ele. Aceste canale se mai numesc aparat vestibular sau organ de echilibru.

Când poziția corpului se schimbă, canalele semicirculare se mișcă și ele, lichidul inerțial care le umple, datorită inerției, nu ține pasul cu mișcările și deplasările în raport cu pereții canalului. Receptorii speciali monitorizează toate mișcările de fluid, informațiile despre toate observațiile se duc către creier.

Celulele receptoare ale aparatului vestibular sunt cufundate în lichidul intern de umplere, informațiile despre toate mișcările intră în cerebel, în care toate datele sunt colectate și comparate. După aceea, comenzile sunt trimise către toate sistemele corpului pentru a menține echilibrul. Informații despre rezultate se duc la creier.

Factorii individuali

O persoană are o capacitate uimitoare de a percepe nu numai sunetele, ci și intonația. Concluziile despre acest sau acel sunet sunt formate pe baza propriilor sentimente, următorii factori influențează percepția:

• sensibilitate;
• susceptibil;
• caracteristici ale sistemului nervos central.

Copiii mici recunosc un străin tocmai prin intonație, acest lucru se datorează faptului că gândirea emoțional-figurativă domină la bebeluși, orice vorbire este percepută în primul rând emoțional. Intonația vă permite să determinați starea de spirit a unei persoane, cât de trist sau vesel este. Mecanismul de recunoaștere a intonației se bazează pe subconștient, o persoană nici nu se gândește la asta.

Multe femei acordă mai multă importanță intonării vorbirii, decât conținutului acesteia. În primul rând, se acordă atenție nu ceea ce a spus interlocutorul, ci modul în care a spus, întrucât sensul unei propoziții pronunțate diferit. Trebuie menționat că nu toți oamenii au capacitatea de a recunoaște corect informațiile, uneori propriile emoții pot fi atribuite interlocutorului. Bărbații sunt mai puțin sensibili și emoționali, pentru ei conținutul frazei are o importanță deosebită și nu intonația.

Sistemul auditiv uman este un mecanism complex și, în același timp, foarte interesant aranjat. Pentru a ne imagina mai clar că există sunet pentru noi, trebuie să înțelegem ce și cum auzim.

În anatomia umană, se obișnuiește împărțirea urechii umane în trei componente: urechea exterioară, urechea medie și urechea internă. Urechea externă include auriculă, care ajută la concentrarea vibrațiilor sonore, și canalul auditiv extern. Unda sonoră, care intră în auriculă, trece mai departe de-a lungul canalului auditiv (lungimea sa este de aproximativ 3 cm, iar diametrul său este de aproximativ 0,5) și intră în urechea medie, unde lovește timpanul, care este o membrană subțire translucidă. Timpul transformă o undă sonoră în vibrație (amplificând efectul unei unde sonore slabe și slăbind de la una puternică). Aceste vibrații sunt transmise prin oasele atașate de timpan - ciocanul, incusul și scările - în urechea internă, care este un tub ondulat cu fluid de aproximativ 0,2 mm în diametru și aproximativ 4 cm lungime. Acest tub se numește cochlea. În interiorul cohleei, există o altă membrană numită membră bazilară, care seamănă cu un șir lung de 32 mm de-a lungul căruia se află celule sensibile (mai mult de 20 de mii de fibre). Grosimea șirului la începutul melcului și la vârful acestuia este diferită. Ca urmare a acestei structuri, membrana rezonează în diferite părți ca răspuns la vibrațiile sonore de diferite înălțimi. Astfel, sunetul de înaltă frecvență afectează terminațiile nervoase situate la începutul cohleei, iar vibrațiile sonore de joasă frecvență afectează terminațiile la vârful său. Mecanismul de recunoaștere a frecvenței vibrațiilor sonore este destul de complicat. În general, constă în analiza locației terminațiilor nervoase afectate de vibrații, precum și în analiza frecvenței impulsurilor care intră în creier de la terminațiile nervoase.

Există o întreagă știință care studiază caracteristicile psihologice și fiziologice ale percepției umane a sunetului. Această știință se numește psihoacusticii... În ultimele decenii, psihoacustica a devenit una dintre cele mai importante ramuri în domeniul tehnologiei sunetului, deoarece, în principal, datorită cunoștințelor din domeniul psihoacusticii au dezvoltat tehnologiile moderne ale sunetului. Să analizăm cele mai elementare fapte stabilite de psihoacustică.

Creierul primește informații de bază despre vibrațiile sonore în regiune până la 4 kHz. Acest fapt se dovedește a fi destul de logic dacă avem în vedere că toate sunetele de bază vitale pentru o persoană sunt situate în această bandă spectrală, până la 4 kHz (voci ale altor oameni și animale, zgomotul apei, vântului etc.). Frecvențele peste 4 kHz sunt auxiliare numai pentru oameni, lucru confirmat prin multe experimente. În general, se acceptă în general că frecvențele joase sunt „responsabile” pentru inteligibilitatea, claritatea informațiilor audio, iar frecvențele înalte sunt responsabile pentru calitatea subiectivă a sunetului. Aparatul auditiv uman este capabil să distingă componentele de frecvență ale sunetului în intervalul de la 20-30 Hz la aproximativ 20 KHz. Limita superioară indicată poate varia în funcție de vârsta ascultătorului și de alți factori.

În spectrul sonor al majorității instrumentelor muzicale, se observă cea mai proeminentă în componența frecvenței de amplitudine. O cheamă frecvență fundamentală sau ton de bază... Frecvența fundamentală este un parametru de sunet foarte important și iată de ce. Pentru semnalele periodice, sistemul auditiv uman este capabil să distingă pasul. Așa cum este definit de organizația internațională de standarde, sunet este o caracteristică subiectivă care distribuie sunetele pe o anumită scară de la mic la mare. Tonul perceput este influențat în principal de frecvența pitchului (perioada de oscilație), iar forma de undă sonoră generală și complexitatea acesteia (forma perioadei) pot influența de asemenea. Pasul poate fi determinat de sistemul auditiv pentru semnale complexe, dar numai dacă tonul fundamental al semnalului este periodic (de exemplu, în sunetul unui pop sau al unei fotografii, tonul nu este periodic și, prin urmare, urechea nu este capabilă să-și estimeze tonul).

În general, în funcție de amplitudinile componentelor spectrului, sunetul poate dobândi culori diferite și poate fi perceput ca ton sau cum zgomot... Dacă spectrul este discret (adică există picuri pronunțate pe graficul spectrului), atunci sunetul este perceput ca un ton, dacă există un vârf sau ca consonanţă, în cazul prezenței mai multor vârfuri pronunțate. Dacă sunetul are un spectru continuu, adică amplitudinile componentelor de frecvență ale spectrului sunt aproximativ egale, atunci un astfel de sunet este perceput de ureche ca zgomot. Pentru a demonstra un exemplu ilustrativ, puteți încerca să „efectuați” experimental diverse tonuri muzicale și consoane. Pentru a face acest lucru, este necesar să conectați mai multe generatoare de ton pur la difuzor printr-un adaos ( oscilatoare)... Mai mult, pentru a face acest lucru în așa fel încât a fost posibilă ajustarea amplitudinii și frecvenței fiecărui ton pur generat. Ca urmare a lucrărilor efectuate, va fi posibil să amestecați semnale de la toate oscilatoarele în proporția dorită, și astfel să creați sunete complet diferite. Dispozitivul învățat va fi cel mai simplu sintetizator de sunet.

O caracteristică foarte importantă a sistemului auditiv uman este capacitatea de a distinge două tonuri cu frecvențe diferite. Testele experimentale au arătat că, în intervalul 0 până la 16 kHz, auzul uman este capabil să distingă până la 620 de gradări de frecvență (în funcție de intensitatea sunetului), în timp ce aproximativ 140 de gradații sunt cuprinse între 0 și 500 Hz.

Perceptia tonului pentru tonurile pure este, de asemenea, afectata de intensitatea si durata sunetului. În special, un ton pur scăzut va apărea și mai scăzut dacă intensitatea este crescută. Situația opusă este observată cu un ton pur de înaltă frecvență - creșterea intensității sunetului va face ca tonul perceput subiectiv să fie și mai mare.

Durata sunetului afectează tonul perceput într-un mod critic. Astfel, o sondare foarte scurtă (mai mică de 15 ms) a oricărei frecvențe va părea urechii ca doar un clic puternic - urechea nu va putea distinge tonul pentru un astfel de semnal. Pasul începe să fie perceput numai după 15 ms pentru frecvențele din banda 1000 - 2000 Hz și numai după 60 ms - pentru frecvențele sub 500 Hz. Acest fenomen se numește inerția auzului ... Inerția auzului este asociată cu structura membranei bazilare. Exploziile de sunet pe termen scurt nu pot face membrana să rezoneze la frecvența dorită, ceea ce înseamnă că creierul nu primește informații despre tonul sunetelor foarte scurte. Timpul minim necesar pentru recunoașterea tonului depinde de frecvența semnalului sonor, mai precis, de lungimea de undă. Cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât lungimea de undă a sunetului este mai scurtă, ceea ce înseamnă că cu atât mai rapid sunt stabilite vibrațiile membranei bazilare.

În natură, aproape că nu întâlnim tonuri pure. Sunetul oricărui instrument muzical este complex și este format din mai multe componente de frecvență. Așa cum am spus mai sus, chiar și pentru astfel de sunete, urechea este capabilă să stabilească tonul sunetului lor, în conformitate cu frecvența tonului fundamental și / sau a armonicilor sale. Cu toate acestea, chiar și în același ton, sunetul unei vioară, de exemplu, este diferit de ureche de cel al unui pian grandios. Acest lucru se datorează faptului că, pe lângă tonul sunetului, urechea este capabilă să evalueze caracterul general, culoarea sunetului, timbru. Timbre sonor se numește o astfel de calitate a percepției sunetului, care, indiferent de frecvență și amplitudine, vă permite să distingi un sunet de altul. Timbrul sunetului depinde de compoziția spectrală generală a sunetului și de intensitatea componentelor spectrale, adică de forma generală a undei sonore și nu depinde de tonul fundamental al tonului. Fenomenul de inerție a sistemului auditiv are un impact semnificativ asupra timbrei sunetului. Acest lucru se reflectă, de exemplu, în faptul că este nevoie de aproximativ 200 ms pentru a recunoaște timbre.

Volumul sunetului este unul dintre acele concepte pe care le folosim în fiecare zi, fără să ne gândim ce sens fizic are. Volumul sunetului - aceasta este caracteristică psihologică percepția sunetului, care determină senzația puterii sunetului. Volumul sunetului, deși este rigid legat de intensitate, crește disproporționat față de creșterea intensității semnalului sonor. Volumul este afectat de frecvența și durata semnalului sonor. Pentru a judeca corect relația dintre senzația sunetului (zgomotul său) și iritarea (nivelul puterii sunetului), trebuie avut în vedere faptul că schimbarea sensibilității aparatului auditiv uman nu respectă exact legea logaritmică.

Există mai multe unități pentru măsurarea volumului sunetului. Prima unitate este " fundal"(În notația engleză -„ fon "). Se spune că „nivelul volumului sonor este n fonic” dacă ascultătorul mediu estimează semnalul ca fiind egal cu o tonalitate cu o frecvență de 1000 Hz și un nivel de presiune de n dB. Fundalul, ca și decibelul, nu este în esență o unitate de măsură, ci o caracteristică subiectivă relativă a intensității sunetului. În fig. 5 prezintă un grafic cu curbe de sonoritate egală.

Fiecare curbă din grafic arată un nivel de sonoritate egal cu un punct de plecare la 1000 Hz. Cu alte cuvinte, fiecărei linii îi corespunde o anumită valoare de sonoritate măsurată în fundal. De exemplu, linia „10 de fundal” arată nivelurile semnalului în dB la diferite frecvențe percepute de ascultător ca fiind egale în sunet cu un semnal cu o frecvență de 1000 Hz și un nivel de 10 dB. Este important de menționat că curbele prezentate nu sunt de referință, ci sunt prezentate ca exemplu. Cercetările moderne arată clar că forma curbelor depinde destul de mult de condițiile de măsurare, de caracteristicile acustice ale încăperii și de tipul surselor de sunet (difuzoare, căști). Astfel, nu există un grafic de referință pentru curbele de zgomot egal.

Un detaliu important al percepției sunetului de către un aparat auditiv uman este așa-numitul pragul auditiv - intensitatea sunetului minim la care începe percepția semnalului. Așa cum am văzut, nivelurile de zgomot egal pentru o persoană nu rămân constante cu modificările de frecvență. Cu alte cuvinte, sensibilitatea sistemului auditiv depinde foarte mult atât de volumul sunetului, cât și de frecvența acestuia. În special, pragul auditiv nu este același la frecvențe diferite. De exemplu, pragul auditiv al unui semnal la o frecvență de aproximativ 3 kHz este puțin mai mic decât 0 dB, iar la o frecvență de 200 Hz - aproximativ 15 dB. Dimpotrivă, pragul durerii auzului depinde puțin de frecvență și variază între 100 și 130 dB. Graficul de prag auditiv este prezentat în Fig. 6. Rețineți că, deoarece acuitatea auzului se schimbă odată cu vârsta, graficul pragului auditiv din banda de frecvență superioară este diferit pentru vârste diferite.

Componentele de frecvență cu o amplitudine sub pragul auzului (adică cele situate sub graficul pragului de auz) sunt invizibile pentru ureche.

Interesant și extrem de important este faptul că pragul auditiv al sistemului auditiv, precum și curbele de sonoritate egală, nu sunt constante în condiții diferite. Graficele de mai sus ale pragului auditiv sunt valabile pentru tăcere. În cazul experimentelor pentru măsurarea pragului auditiv nu într-o liniște completă, ci, de exemplu, într-o cameră zgomotoasă sau în prezența unui fel de sunet de fundal constant, graficele vor fi diferite. Acest lucru, în general, nu este deloc surprinzător. Până la urmă, mergând pe stradă și discutând cu interlocutorul, suntem nevoiți să ne întrerupem conversația atunci când un camion trece pe lângă noi, deoarece zgomotul camionului nu ne permite să auzim interlocutorul. Acest efect se numește mascare de frecvență ... Motivul apariției efectului de mascare a frecvenței este modelul percepției sunetului de către sistemul auditiv. Un semnal de o anumită frecvență f m, puternic în amplitudine, provoacă tulburări puternice ale membranei bazilare într-un anumit segment al acesteia. Un semnal cu o frecvență f, care este aproape în frecvență, dar mai slab în amplitudine, nu mai este capabil să influențeze vibrațiile membranei și, prin urmare, rămâne „neobservat” de terminațiile nervoase și de creier.

Efectul de mascare a frecvenței este valabil pentru componentele de frecvență prezente în spectrul semnalului în același timp. Cu toate acestea, datorită inerției auzului, efectul de mascare se poate răspândi în timp. Deci, o componentă de frecvență poate masca o altă componentă de frecvență chiar și atunci când apar în spectru nu simultan, ci cu o anumită întârziere de timp. Acest efect se numește timpdespre deghizarea... În cazul în care tonul de mascare apare în timp mai devreme decât cel mascat, efectul se numește post-deghizare ... În cazul în care tonul de mascare apare mai târziu decât cel mascat (un astfel de caz este posibil și), efectul se numește pre-deghizare.

2.5. Sunet spațial.

O persoană aude cu două urechi și datorită acestui fapt este capabilă să distingă direcția de sosire a semnalelor sonore. Această capacitate a sistemului auditiv uman este numită efect binaural ... Mecanismul de recunoaștere a direcției de sosire a sunetelor este complex și, trebuie spus, că încă nu s-a pus capăt studiului și metodelor sale de aplicare.

Urechile unei persoane sunt distanțate la o anumită distanță de-a lungul lățimii capului. Viteza de propagare a unei unde sonore este relativ mică. Semnalul provenit de la sursa de sunet opusă ascultătorului ajunge în ambele urechi în același timp, iar creierul interpretează acest lucru ca locația sursei de semnal fie în spatele fie în față, dar nu în lateral. Dacă semnalul provine dintr-o sursă compensată din centrul capului, atunci sunetul ajunge într-o ureche mai repede decât în \u200b\u200bcealaltă, ceea ce permite creierului să interpreteze corespunzător acest lucru ca un semnal care vine din stânga sau din dreapta și chiar să determine aproximativ unghiul de sosire. Numeric, diferența de timp de sosire a semnalului în urechile stânga și dreapta, variind de la 0 la 1 ms, mută sursa imaginară a sunetului către urechea care percepe semnalul mai devreme. Această metodă de determinare a direcției de sosire a sunetului este utilizată de creier în intervalul de frecvențe de la 300 Hz la 1 kHz. Direcția de sosire a sunetului pentru frecvențe peste 1 kHz este determinată de creierul uman prin analizarea volumului sunetului. Cert este că undele sonore cu o frecvență mai mare de 1 kHz se descompun rapid în spațiul aerian. Prin urmare, intensitatea undelor sonore care ajung la urechile stângi și drepte ale ascultătorului diferă atât de mult încât permite creierului să determine direcția de sosire a semnalului prin diferența de amplitudini. Dacă sunetul se aude mai bine într-o ureche decât în \u200b\u200bcealaltă, atunci sursa de sunet se află pe partea urechii în care se aude cel mai bine. Un ajutor important în determinarea direcției de sosire a sunetului este capacitatea unei persoane de a-și îndrepta capul către o sursă a sunetului aparent pentru a verifica exactitatea definiției. Capacitatea creierului de a determina direcția de sosire a sunetului prin diferența de timp de sosire a unui semnal în urechea stângă și dreaptă, precum și prin analizarea sunetului semnalului este utilizată în stereophonies.

Cu doar două surse de sunet, puteți crea în ascultător senzația unei surse de sunet imaginar între două fizice. Mai mult, această sursă sonoră imaginară poate fi „poziționată” în orice punct al liniei care conectează două surse fizice. Pentru a face acest lucru, trebuie să redați o înregistrare audio (de exemplu, cu sunetul unui pian grandios) prin ambele surse fizice, dar faceți acest lucru cu ceva timp despreîntârzierea unuia dintre ele și diferența de volum corespunzătoare. Folosind în mod competent efectul descris, este posibil, cu ajutorul înregistrării audio pe două canale, să transmită ascultătorului o astfel de imagine cu sunetul pe care l-ar fi simțit el însuși dacă ar fi participat personal, de exemplu, la un concert. Această înregistrare cu două canale este numită stereofonic. Înregistrare cu un singur canal se numește monofonic.

De fapt, o înregistrare stereo convențională nu este întotdeauna suficientă pentru a transmite un sunet spațial realist ascultătorului. Motivul principal pentru aceasta constă în faptul că semnalul stereo care vine la ascultător din două surse fizice de sunet determină amplasarea surselor imaginare numai în planul în care sunt localizate sursele de sunet fizice reale. Desigur, nu este posibil să „înconjoară ascultătorul cu sunet”. În mare, din același motiv, este o concepție greșită că sunetul surround este asigurat de un sistem quadrafonic (cu patru canale) (două surse în fața ascultătorului și două în spatele lui). În general, efectuând o înregistrare multicanal, nu reușim decât să transmitem ascultătorului sunetul în care acesta a fost „auzit” de echipamentul de recepție a sunetului (microfoane) plasat de noi și nimic mai mult. Pentru a recrea sunetul surround mai mult sau mai puțin realist, ei apelează la utilizarea unor abordări fundamental diferite, care se bazează pe tehnici mai complexe care simulează caracteristicile sistemului auditiv uman, precum și caracteristicile și efectele fizice ale transmiterii semnalelor sonore în spațiu.

Un astfel de instrument este utilizarea HRTF (funcția de transfer legată de cap). Prin această metodă (în esență o bibliotecă de funcții), semnalul audio poate fi convertit într-un mod special și poate oferi un sunet surround suficient de realist, conceput pentru a fi auzit chiar și cu căști.

Esența HRTF este acumularea unei biblioteci de funcții care descriu modelul psihofizic al percepției volumului sunetului de către sistemul auditiv uman. Pentru a crea biblioteci HRTF, se folosește un manechin KEMAR artificial (Knowles Electronics Manikin pentru Auditory Research) sau o „ureche digitală” specială. În cazul utilizării unui manechin, esența măsurătorilor este următoarea. Microfoanele sunt încorporate în urechile manechinului, cu ajutorul căruia se realizează înregistrarea. Sunetul este reprodus de surse localizate în jurul manechinului. În consecință, înregistrarea de la fiecare microfon este sunetul „auzit” de urechea corespunzătoare a manechinului, ținând cont de toate modificările pe care le-a suferit sunetul în drumul către ureche (atenuare și denaturare ca urmare a aplecării în jurul capului și reflectarea din diferite părți ale acestuia). HRTF-urile sunt calculate pe baza sunetului original și a sunetului „auzit” de manechin. De fapt, experimentele în sine constă în reproducerea diverselor semnale de sunet de test și reale, înregistrarea lor folosind o analiză manechin și în continuare. Baza funcțiilor acumulate în acest fel permite apoi procesarea oricărui sunet, astfel încât atunci când este redat prin căști, ascultătorul are impresia că sunetul nu provine de la căști, ci de undeva din jurul său.

Astfel, HRTF este un set de transformări pe care le semnalează un semnal sonor pe parcurs de la o sursă sonoră la sistemul auditiv uman. Odată calculate empiric, HRTF-urile pot fi folosite pentru a procesa semnale sonore pentru a simula schimbările reale ale sunetului în drumul său de la sursă la ascultător. În ciuda succesului ideii, HRTF are, desigur, părțile sale negative, dar, în general, ideea de a utiliza HRTF este destul de reușită. Utilizarea HRTF într-o formă sau alta subliniază o varietate de tehnologii moderne de sunet surround, cum ar fi QSound 3 D (Q3 D), EAX, Aureal3 D (A3 D) și altele.