Тон шепарда в обратном направлении. Звуковые иллюзии
Такой звукоряд создает иллюзию бесконечно повышающегося или понижающегося тона, в то время как на самом деле его высота в целом не меняется.
Акустическая иллюзия может быть создана путем наложения серии восходящих или нисходящих последовательностей звуков (см. Рис. 1). В наглядном виде конструкция выглядит так: каждый квадрат на рисунке изображает ноту. Квадраты, расположенные один над другим - это один тон Шепарда. Ноты, звучащие одновременно, находятся на расстоянии октав друг от друга. Цвет каждого квадрата отображает громкость ноты. Фиолетовый цвет соответствует самой маленькой громкости, зеленый - самой большой. Громкости распределены по нормальному закону , где вершина колокола гауссовой кривой находится в районе ноты до 5 октавы. Каждая последовательность звуков плавно вступает и плавно затихает, так что на фоне звучания других последовательностей уловить ее начало и конец на слух невозможно. Описанный лад Шепарда с дискретными звуками (нотами) называется дискретным ладом Шепарда . Иллюзия более убедительна, если между нотами остаются небольшие паузы (отрывистое исполнение, стаккато , вместо слитного легато). Жан Клод Рисе впоследствии создал версию лада с непрерывным изменением высоты звуков Шепарда, получившую название непрерывного лада Рисе или глиссандо Шепарда-Рисе . При правильном исполнении оно создает иллюзию непрерывно повышающегося или понижающегося тона. Рисе также создал похожую иллюзию с непрерывно ускоряющимся или замедляющимся ритмом.
Применение лада Шепарда в музыке
Несмотря на трудности воссоздания иллюзии акустическими инструментами, Джеймс Тени, работавший с Роджером Шепардом в Bell Labs в начале шестидесятых годов XX века , сочинил музыкальное произведение с использованием данного феномена под названием К Анне (For Ann) . Произведение, в котором частота двенадцати сгенерированных компьютером синусоидальных волн, разделенных близкими, но не равными интервалами, непрерывно увеличивается от ноты ля инфразвукового диапазона (за порогом слышимости) до ноты ля ультразвукового диапазона (также за порогом слышимости), было впоследствии переложено для двенадцати смычковых инструментов . Эффект электронного произведения состоит как из иллюзии бесконечно повышающегося тона Шепарда, так и из звуковых «переливов» и «мерцаний», вызванных сверхвысокими частотами на грани слышимости, а также невозможности сосредоточиться на каком либо одном из множества одновременно звучащих тонов. Тени также предложил переработать произведение, обозначив время вступления каждого инструмента с таким расчётом, чтобы отношение частот следующих друг за другом тонов подчинялось правилу золотого сечения . В таком случае тон, возникающий при их одновременном звучании, будет совпадать со следующим появляющимся тоном.
Эффект, напоминающий лад Шепарда, находится в Фантазии и фуге соль минор для органа Баха . Во второй трети Фантазии имеется нисходящая басовая линия, обыгрывающая аккорды , следующие по квинтовому кругу . Постепенное добавление новых регистров к звучанию органа создает похожую на лад Шепарда иллюзию бесконечно понижающегося тона, хотя на самом деле бас перескакивает октавы. В середине третьего этюда Шопена содержатся похожие на лад Шепарда музыкальные фразы. В своей книге Гёдель, Эшер, Бах: Эта бесконечная гирлянда (Godel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid) Дуглас Хофштадтер объясняет, как можно использовать лад Шепарда в конце Бесконечно возрастающего канона (Endlessly Rising Canon) Баха для создания модуляции без перехода на октаву выше. Мартовские воды (Waters of March) Антонио Карлоса Жобима имеют нисходящую оркестровку , напоминающую лад Шепарда и призванную изобразить непрерывный ток воды в океан.
Независимо обнаруженная версия лада Шепарда появляется в начале и конце альбома 1976 года День на скачках (A Day At The Races) рок-группы Queen . Произведение состоит из множества гармонирующих электрогитарных партий , следующих друг за другом вверх по ладу, так что верхние ноты постоянно исчезают, а нижние постоянно появляются. Эхо (Echoes) , 23-минутная песня рок-группы Pink Floyd , завершается возрастающим тоном Шепарда. Глиссандо Шепарда-Рисе находится в конце песни Управляемый тайной (Ruled by Secrecy) рок-группы Muse . Лад Шепарда фигурирует также в затихающей фортепьянной коде Последней капли (A Last Straw) из опуса Роберта Вайетта 1974 года Хуже некуда (Rock Bottom) .
Примером использования лада Шепарда в современной культуре может служить эпизод с бесконечной лестницей из видеоигры Супер Марио 64 (Super Mario 64) , во время которого звучит эта иллюзия. Однако это не совсем настоящий лад Шепарда, так как состоит всего из трех нот в пределах одной октавы, и переход к третьей ноте не всегда воспринимается в нужном направлении.
Примечания
Ссылки
- Аудио-иллюзии (англ.)
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Тон Шепарда" в других словарях:
Тон Шепарда, названный так по фамилии его создателя Роджера Шепарда, это звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Повышающийся или понижающийся тон Шепарда называется… … Википедия
Тон Шепарда, названный так по фамилии его создателя Роджера Шепарда, это звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Повышающийся или понижающийся тон Шепарда называется… … Википедия
Тон Шепарда, названный так по фамилии его создателя Роджера Шепарда, это звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Повышающийся или понижающийся тон Шепарда называется… … Википедия
Тон Шепарда, названный так по фамилии его создателя Роджера Шепарда, это звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Повышающийся или понижающийся тон Шепарда называется… … Википедия
Тон Шепарда, названный так по фамилии его создателя Роджера Шепарда, это звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Повышающийся или понижающийся тон Шепарда называется… … Википедия
Тон Шепарда, названный так по фамилии его создателя Роджера Шепарда, это звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (звуки расположены по октавам). Повышающийся или понижающийся тон Шепарда называется… … Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Иллюзия (значения). Иллюзия (лат. illusio заблуждение, обман) искажённое восприятие реально существующего объекта или явления, допускающее неоднозначную интерпретацию. Иллюзии… … Википедия
Иллюзия (лат. illusio заблуждение, обман) извращённое восприятие реально существующего объекта. Иллюзии могут возникать у психически здоровых людей (физические, физиологические иллюзии, метаморфопсии). Разновидности иллюзий физические связаны с… … Википедия
Концепт арт к Half Life 2 Игровая серия Half Life Первое появление … Википедия
Шепарда . Такой звукоряд создает иллюзию бесконечно повышающегося или понижающегося тона, в то время как на самом деле его высота в целом не меняется.
Также известна ещё одна звуковая иллюзия, которую можно назвать обобщением тона Шепарда. В ней звук состоит из серии наложения гармоник по принципу чисел Фибоначчи (1-я, 2-я, 3-я, 5-я, 8-я, 13-я и т. д.). Если извлекать такую форму волны через каждые 9 полутонов (например: до, ля-бемоль, ми, и далее), то вне зависимости от начальной высоты тона их высокочастотные составляющие будут одинаковыми гармонически и накладываться друг на друга, создавая эффект, что у звука высокие гармоники не двигаются, а остаются на месте. Но если играть пооктавно, то создаётся эффект, что высокочастотная составляющая при повышении октавы начинает «потихоньку сползать» вниз.
Спектр на линейной шкале
Конструкция лада Шепарда
Акустическая иллюзия может быть создана путём наложения серии восходящих или нисходящих последовательностей звуков (см. рис. 1). В наглядном виде конструкция выглядит так: каждый квадрат на рисунке изображает ноту. Квадраты, расположенные один над другим - это один тон Шепарда. Ноты, звучащие одновременно, находятся на расстоянии октав друг от друга. Цвет каждого квадрата отображает громкость ноты. Фиолетовый цвет соответствует самой маленькой громкости, зелёный - самой большой. Громкости распределены по нормальному закону , где вершина колокола гауссовой кривой находится в районе ноты до 5 октавы. Каждая последовательность звуков плавно вступает и плавно затихает, так что на фоне звучания других последовательностей уловить её начало и конец, не имея хорошо развитого музыкального слуха, почти невозможно. Описанный лад Шепарда с дискретными звуками (нотами) называется дискретным ладом Шепарда . Иллюзия более убедительна, если между нотами остаются небольшие паузы (отрывистое исполнение, стаккато , вместо слитного легато). Жан Клод Рисе впоследствии создал версию лада с непрерывным изменением высоты звуков Шепарда, получившую название непрерывного лада Рисе или глиссандо Шепарда - Рисе . При правильном исполнении оно создает иллюзию непрерывно повышающегося или понижающегося тона. Рисе также создал похожую иллюзию с непрерывно ускоряющимся или замедляющимся ритмом.
Применение лада Шепарда в музыке
Несмотря на трудности воссоздания иллюзии акустическими инструментами, Джеймс Тени, работавший с Роджером Шепардом в Bell Labs в начале шестидесятых годов XX века , сочинил музыкальное произведение с использованием данного феномена под названием К Анне (For Ann) . Произведение, в котором частота двенадцати сгенерированных компьютером синусоидальных волн, разделенных близкими, но не равными интервалами, непрерывно увеличивается от ноты ля инфразвукового диапазона (за порогом слышимости) до ноты ля ультразвукового диапазона (также за порогом слышимости), было впоследствии переложено для двенадцати смычковых инструментов . Эффект электронного произведения состоит как из иллюзии бесконечно повышающегося тона Шепарда, так и из звуковых «переливов» и «мерцаний», вызванных сверхвысокими частотами на грани слышимости, а также невозможности сосредоточиться на каком либо одном из множества одновременно звучащих тонов. Тени также предложил переработать произведение, обозначив время вступления каждого инструмента с таким расчётом, чтобы отношение частот следующих друг за другом тонов подчинялось правилу золотого сечения . В таком случае тон, возникающий при их одновременном звучании, будет совпадать со следующим появляющимся тоном.
Эффект, напоминающий лад Шепарда, находится в Фантазии и фуге соль минор для органа Баха . Во второй трети Фантазии имеется нисходящая басовая линия, обыгрывающая аккорды , следующие по квинтовому кругу . Постепенное добавление новых регистров к звучанию органа создает похожую на лад Шепарда иллюзию бесконечно понижающегося тона, хотя на самом деле бас перескакивает октавы. В середине третьего этюда Шопена содержатся похожие на лад Шепарда музыкальные фразы. В своей книге Гёдель, Эшер, Бах : Эта бесконечная гирлянда (Godel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid) Дуглас Хофштадтер объясняет, как можно использовать лад Шепарда в конце Бесконечно возрастающего канона (Endlessly Rising Canon) Баха для создания модуляции без перехода на октаву выше. Мартовские воды (Waters of March) Антонио Карлоса Жобима имеют нисходящую
Звуковые иллюзии могут возникать у абсолютно здоровых людей под влиянием стрессового состояния, волнения, необычных условий. В каждом конкретном случае, психологи находят соответствующее объяснение.
Это могут быть звуковые барьеры, или, как их называют учёные, звуковые "зеркала", искажение, связанное с различной длиной звуковой волны. Существует несколько известных звуковых иллюзий, которые каждый здоровый человек может самостоятельно испытать на себе.
Скрытые ступеньки
Звуковая иллюзия, названная "скрытыми ступеньками", была открыта Дианой Дойч (Diana Deutsch’s), профессором психологии, которая очевидно доказывает, что человеческий мозг может группировать вместе расположенные рядом ноты.
Для демонстрации этого эффекта проигрывают две мелодии, возрастающая и убывающая по тону, при этом ноты оказываются для ушей человека различными по восприятию. Например, одно ухо может слышать, как бы вперемешку - сначала первая нота первой мелодии, потом вторая ноту второй мелодии.
Мозг большей части слушателей группирует высокие и низкие ноты вместе, поэтому разными ушами человек слышит убывающую, возрастающую последовательность звуков (одним ухом) и наоборот, возрастающую, убывающую - другим ухом.
Правша слышит правым ухом первым - возрастающий тон, левша - всё наоборот. Из всего этого сумбурного набора нот и тонов, мозг выбирает подходящую мелодию, которую и воспринимает с его помощью наше сознание (звуковое восприятие).
Возрастающая последовательность
Открытие "возрастающей последовательности" или парадокса Шепарда принадлежит французскому композитору Жан-Клоду Риссе (Jean-Claude Risset), и выражается в том, что пары нот, следуя подряд, создают возрастающую звуковую иллюзию (как при нажатии клавиш на пианино слева направо).
В реальности же, повышение тона отсутствует, и если запустить эту мелодию бесконечное количество раз подряд, то человек так и будет воспринимать постоянное повышение тона, хотя этого не может быть, это звуковая иллюзия, созданная мозгом "самостоятельно".
Падающие колокола
Звуковая иллюзия, получившая название "падающие" колокола, состоит в том, что прослушанные в записи звуки колоколов "падают" с понижением высоты тона.
Однако, вслушиваясь внимательно, человек понимает, что тон, наоборот, увеличивается. То есть, начальная высота тона ниже, чем в конце.
Ускоряющиеся барабаны
Смысл иллюзии "ускоряющихся" барабанов выражается в том, что на самом деле они звучат одинаково, хотя кажется что темп постоянно возрастает. Слушайте внимательно!
Виртуальная парикмахерская
Иллюзия, называемая специалистами "виртуальной парикмахерской", представляет собой явление бинаурального эффекта, и заключается в способности человека и животного определять, с какой стороны от них расположен источник звука за счёт наличия у них двух ушей, выполняющих функцию приёмников звука (источник, расположенный впереди или сзади, определяется плохо и неточно).
Благодаря тому, что звук проходит до уха, расположенного ближе к его источнику, более короткий путь, звуковые волны в ушных каналах имеют разные фазы (время прохождения этой фазы) и амплитуду (силу) звуковых колебаний. Поэтому и восприятие звука разной высоты будет разное. Направление на источник звука для низких звуков (до 1500 колебаний/секунду) определяется сознанием человека наиболее точно и практически полностью по разности времени прохождения данной фазы звуковых волн.
А для высоких звуков, в связи с тем, что основное значение имеет различие в силе звучания у правого и левого уха, определение направления будет менее точным. Возможность определить направление звука возникает, благодаря тому, что различие фаз и интенсивности звуков, воспринимаемых ухом, ведёт к различию импульсов, которые поступают в центральную нервную систему от правого и левого уха.
Спичечный коробок
Не менее известен специалистам стереоэффект, разновидность звуковой иллюзии - "спичечный коробок". Чтобы достичь результата его возникновения, необходимо обязательно закрыть глаза.
Три ноты
Парадокс под названием "три ноты" исследовала также Диана Дойч (Diana Deutsch’s), в звуковой записи можно прослушать несколько сгруппированных нот, которые каждый из слушателей воспринимает по-разному.
Разница заключается в том, что одни их воспринимают, как понижающиеся тона, а другие - как повышающиеся. Известен этот феномен с древних времён, тогда его считали проделками дьявола.
Фантомные мелодии
Фантомными мелодиями называется звуковая иллюзия, которую можно создать при помощи некоторых мелодий, состоящих из быстрых проигрышей, и очень незначительно отличающихся друг от друга. При быстром проигрыше мелодий мозг способен "выделить" на скорости некоторые отдельные ноты и "скомпоновать" их в собственную мелодию.
При медленном проигрыше этой же композиции, подобная звуковая иллюзия не возникает, что объясняется возможностью сознания успеть воспринять все правильные части проигрышей.
Иллюстрацией к этому феномену может служить композиция Rustle of Spring, исполняемая быстро, в этом случае в сознании возникнет ложная мелодия, при медленном исполнении звуковая иллюзия исчезает.
Фантомные слова
Эта иллюзия была впервые продемонстрирована Дианой Дойча из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Запись похожа на перекрывающиеся последовательности повторяющихся слов или фраз, расположенных в разных точках пространства.
Слушая их, вы начинаете различать определённые фразы. Хотя на самом деле никаких фраз нет. Ваш мозг составляет их сам, с целью придать значение бессмысленному шуму.
Как молоды мы были.
С возрастом люди теряют способность слышать высокие частоты. Этот звук могут услышать только те, кто ещё не отпраздновал собственное совершеннолетие (хотя и среди людей постарше есть исключения, но они достаточно редки) - его частота 18000 Гц (кстати, ваша собака совершенно точно услышит этот звук).
Некоторые подростки устанавливают этот звук в качестве звонка мобильного телефона, так только они сами (и, конечно, их сверстники) могут услышать звонок. В некоторых странах этот звук очень громко включают в тех местах, в которых нежелательно появление молодёжи.
Стоунхендж
Очень интересна история гигантских камней, находящихся в Стоунхендже (Англия), они имеют удивительную способность создавать звуковые иллюзии, которые не являются миражами акустического характера. Открытие и обоснование этого явления принадлежит американскому исследователю Стивену Уоллеру - учёному археоакустику, который проводил исследования по поводу акустики знаменитого архитектурного ансамбля, возведённого в Южной Англии более 5000 лет назад.
Если два музыканта будут играть на трубе, стоя в центре данного сооружения, то возникает удивительный звуковой эффект - в некоторых местах вокруг музыкантов звуки их игры не слышны, наблюдатели "слышат" тишину. Уоллер объясняет это тем, что звуковые волны отражаются от камней и поглощают друг друга, в результате чего вокруг музыкантов образуется "магический круг" полной тишины.
Люди, приглашённые исследователем для проведения эксперимента, с завязанными глазами становились в центре этого круга, и слушали игру двух трубачей. Попадая в "мёртвую" звуковую зону, они переставали слышать звуки, и потом рассказывали, что им мерещилось препятствие (в реальности оно отсутствовало) между ними и трубачами.
Звуковые иллюзии для психически больных людей
Совершенно другие истоки и объяснения имеют звуковые иллюзии для психически больных людей. Как правило, звуковые иллюзии принимают форму криков, голосов и брани, подозрительного (для больного) шёпота, выстрелов и целых канонад, пения, оркестровой музыки. Иногда больной в неясном постороннем шуме может "слышать" отдельные разговоры, в которых принимают участие различные люди, иногда он "узнаёт" эти голоса, иногда ему слышится речь чужих ему людей. Эти звуковые иллюзии "выдумывает" больное сознание, выдавая совершенно посторонние звуковые раздражители за отчётливую речь.
Как и в других случаях проявления иллюзий различного типа врачи стараются отделять звуковые иллюзии от слуховых галлюцинаций. В первом случае имеет место мнимое ошибочное восприятие больным посторонних шумов, а во втором - придуманные мерещащиеся звуки. И в одном, и в другом случае есть объединяющее явление - все "разговоры" носят, как правило, обвинительный и осуждающий больного человека характер.
Редко, возникает явление, при котором звуковые иллюзии успокаивают больного и уговаривают его успокоиться. Обычно звуковые иллюзии усиливаются в шумной окружающей обстановке, когда большое количество звуко и шумов провоцирует сознание больного человека "слышать" разговоры. В случаях неправильного восприятия звуков возникает эффект звуковой иллюзии.
