Fonaments

Classe 2: Introducció al so


No es poden comprendre el fonaments del so digital sense uns coneixement bàsics del que és el so en general. Per aquesta raó, començarem per descriure breument els aspectes físics i matemàtics de les ones sonores que, junt amb les seves conseqüències psicològiques, són la base de tota experiència acústica.


1.1. Que es el so?

El que entenem per so és fruitd'una complexa interacció entre un objecte vibrant, un mitjà transmissor (freqüentment l'aire), l'oïda i el cervell. Per que aquesta vibració sigui audible, l'objecte emissor ha d'oscil·lar aproximadament entre uns 20 i uns 20.000 cops per segon. Al oscil·lar, l'objecte desplaça l'aire que el rodeja, comprimint i descomprimint periòdicament les molècules d'aire, i modificant per tant de formaperiòdica (generalment), la pressió d'aquest mitjà. Donat que les molècules desplaçades empenten a les contigües, la variació periòdica de la pressió es propaga originant el que anomenen ones sonores. Quant aquestes ones arriben a l'oïda, el cervell interpreta les variacions de pressió com a so.
El silenci no ve necessàriament donat per l'absència de pressió en el aire que circumda l'oïda, sinó perla constància (no-variació) d'aquesta pressió.


1.2. Característiques dels sons musicals
Per descriure un so musical s'utilitzen tres termes lligats a sensacions sonores: alçada, timbre, i intensitat. Tot so té una durada i, al llarg d'aquesta qualsevol d'aquests tres paràmetres pot variar (els sons naturals no són mai perfectament estables o constants). L’evolució de la intensitat del so alllarg del temps dona lloc a l’anomenada “envolupant d’amplitud”. Sovint es distingeixen 3 parts en aquesta corba: atac, part estable i extinció (tot i que els sons percussius no presenten part estable.

L'alçada i la freqüència
L'alçada està directament relacionada amb la freqüència, però els dos termes no són sinònims. De fet, molts sons (com els percussius) no tenen una alçada definida.Mentre la freqüència és una propietat física indissociable de tot allò que oscil·la, la alçada és una qualitat subjectiva que l'oïda percep amb alguns sons, els anomenats periòdics. Cal doncs que la freqüència d'oscil·lació no variï (o variï poc) al llarg del temps, tal com s'aprecia a la figura, perquè puguem percebre aquest fenomen d'alçada.

Figura 1.1. Representació d'una ona periòdica.

Quanvisualitzem un so amb l'ordinador, el que veiem és la variació de pressió del aire al llarg del temps. Quan el so és periòdic, la forma d'aquesta variació es repeteix clarament. Cal tenir en compte que aquestes variacions poden ser molt ràpides: per exemple, el fragment de la figura, correspon tan sols a 0,035 segons de so.
La freqüència d’un so s’expressa en Hercis o “cicles per segon” (1Hz =1cps).


El timbre
El timbre és una sensació que depèn, entre d’altres factors, de la forma de la ona sonora. El timbre podria definir-se com el "color" d'un so. És el que ajuda a caracteritzar i distingir diferents tipus d'instruments, o a que reconeixem a les persones per la seva veu.
Figura 1.2. Fragments de tres sons de la mateixa alçada (La de 440 Hz) en un clarinet (A), un saxofon (B)i una ona sinusoïdal pura (C).

La figura mostra tres sons amb la mateixa alçada però timbres diferents. La alçada és la mateixa perquè el període (o tamany del fragment que es repeteix) és idèntic en els tres casos, mentre que la forma d'aquestes oscil·lacions, que determina el timbre, és clarament diferent. Aquestes diferencies de forma venen donades perquè les ones dels sons naturals són méscomplexes i vibren amb varies freqüències simultànies. A la natura, no existeixen sons purs com el del gràfic C; aquests només poden obtenir-se amb mitjans electrònics.

La intensitat
La intensitat física d'un so ve donada per el quadrat de la amplitud d'aquestes oscil·lacions. Les intensitats de diferents sons poden variar, per increïble que sembli, en varis milions d'ordres de magnitud (es...