Ανάμεσα στη μουσική, τα podcast, τα παιχνίδια και την απεριόριστη παροχή διαδικτυακού περιεχομένου, οι περισσότεροι άνθρωποι περνούν ώρες την εβδομάδα φορώντας ακουστικά. Ίσως σκέφτεστε ένα νέο ζευγάρι για τις γιορτές, αλλά με τόσες πολλές επιλογές στην αγορά, μπορεί να είναι δύσκολο να κάνετε τη σωστή επιλογή.
Είμαι επαγγελματίας μουσικός και καθηγητής μουσικής τεχνολογίας που σπουδάζει ακουστική. Η δουλειά μου διερευνά τη διεπαφή μεταξύ των επιστημονικών, καλλιτεχνικών και υποκειμενικών ανθρώπινων στοιχείων του ήχου. Κατά την επιλογή των σωστών ακουστικών, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη και οι τρεις πτυχές. Τι κάνει λοιπόν ένα πραγματικά καλό ζευγάρι;
Τι ακριβώς είναι ο ήχος;
Στη φυσική, ο ήχος αποτελείται από δονήσεις αέρα που αποτελούνται από μια σειρά από ζώνες υψηλής και χαμηλής πίεσης. Αυτοί είναι οι κύκλοι ενός ηχητικού κύματος.
Μετρώντας τον αριθμό των κύκλων που συμβαίνουν ανά δευτερόλεπτο, προσδιορίζεται η συχνότητα ή το ύψος του ήχου. Υψηλότερες συχνότητες σημαίνουν υψηλότερα τόνους. Οι επιστήμονες περιγράφουν τις συχνότητες σε Hertz, έτσι ένας ήχος 500 Hz περνάει από 500 πλήρεις κύκλους χαμηλής και υψηλής πίεσης ανά δευτερόλεπτο.
Η ένταση ή το πλάτος ενός ήχου καθορίζεται από τη μέγιστη πίεση ενός κύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο πιο δυνατός είναι ο ήχος.
Για την παραγωγή ήχου, τα ακουστικά μετατρέπουν ένα ηλεκτρικό ηχητικό σήμα σε αυτούς τους κύκλους υψηλής και χαμηλής πίεσης που τα αυτιά μας ερμηνεύουν ως ήχο.
Το ανθρώπινο αυτί
Τα ανθρώπινα αυτιά είναι απίστευτοι αισθητήρες. Ο μέσος άνθρωπος μπορεί να ακούσει ένα ευρύ φάσμα φωνών και διαφορετικών εντάσεων. Πώς λειτουργεί το αυτί;
Όταν ο ήχος εισέρχεται στο αυτί σας, το τύμπανο του αυτιού σας μετατρέπει τις δονήσεις του αέρα σε μηχανικές δονήσεις των μικροσκοπικών οστών του μέσου αυτιού. Αυτές οι μηχανικές δονήσεις γίνονται υγρές δονήσεις στο εσωτερικό σας αυτί. Στη συνέχεια, τα ευαίσθητα νεύρα μετατρέπουν αυτές τις δονήσεις σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία ο εγκέφαλός σας ερμηνεύει ως ήχο.
Αν και οι άνθρωποι μπορούν να ακούσουν ένα εύρος τόνου από περίπου 20 Hz έως 20.000 Hz, η ανθρώπινη ακοή δεν ανταποκρίνεται εξίσου καλά σε όλες τις συχνότητες.
Για παράδειγμα, εάν ένα βουητό χαμηλής συχνότητας και ένα πουλί υψηλότερου τόνου έχουν την ίδια ένταση, θα αντιλαμβάνεστε ότι το βουητό είναι πιο ήσυχο από το πουλί. Γενικά, το ανθρώπινο αυτί είναι πιο ευαίσθητο στις μεσαίες συχνότητες παρά στους χαμηλούς ή υψηλούς τόνους. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό μπορεί να οφείλεται σε εξελικτικούς παράγοντες.
Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν ότι η ευαισθησία της ακοής ποικίλλει και ειλικρινά δεν θα χρειαστεί ποτέ να λάβουν υπόψη αυτό το φαινόμενο – εξαρτάται απλώς από το πώς ακούν οι άνθρωποι. Αλλά είναι σημαντικό για τους μηχανικούς ακουστικών να εξετάσουν πώς διαφέρει η ανθρώπινη αντίληψη από την καθαρή φυσική.
Πώς λειτουργούν τα ακουστικά;
Τα ακουστικά – και οι μεγαλύτερες εκδόσεις που εδράζονται πάνω από τα αυτιά σας και τα μικρά ακουστικά – είναι απλώς μικρά ηχεία. Για να το θέσω απλά, τα ηχεία κάνουν το αντίθετο από αυτό που κάνουν τα αυτιά σας: μετατρέπουν τα ηλεκτρικά σήματα από το τηλέφωνο, το πικάπ ή τον υπολογιστή σας σε δονήσεις αέρα.
Τα περισσότερα ηχεία αποτελούνται από τέσσερα εξαρτήματα: έναν σταθερό μαγνήτη, ένα πηνίο σύρματος που κινείται μπρος-πίσω γύρω από αυτόν τον μαγνήτη, ένα διάφραγμα που ωθεί τον αέρα και μια ανάρτηση που συγκρατεί το διάφραγμα.
Ο ηλεκτρομαγνητισμός δηλώνει ότι όταν ένα σύρμα τυλίγεται γύρω από έναν μαγνήτη και το ρεύμα στο σύρμα αλλάζει, το μαγνητικό πεδίο γύρω από το καλώδιο αλλάζει αναλογικά. Όταν το ηλεκτρικό σήμα από ένα τραγούδι ή ένα podcast ρέει μέσα από τα καλώδια σε ένα ζευγάρι ακουστικών, αλλάζει το ρεύμα και μετακινεί τον μαγνήτη. Στη συνέχεια, ο μαγνήτης μετακινεί τη μεμβράνη μέσα και έξω – όπως ένα έμβολο – πιέζοντας και συμπιέζοντας τον αέρα, δημιουργώντας παλμούς υψηλής και χαμηλής πίεσης. Αυτή είναι η μουσική που ακούτε.
Στην ιδανική περίπτωση, ένα ηχείο θα μετατρέψει τέλεια τα ηλεκτρικά σήματα εισόδου σε ηχητικές αναπαραστάσεις. Ωστόσο, ο πραγματικός φυσικός κόσμος έχει περιορισμούς. Πράγματα όπως το μέγεθος και το υλικό του μαγνήτη και του διαφράγματος εμποδίζουν ένα ηχείο να ταιριάζει απόλυτα με την έξοδό του με την είσοδό του. Αυτό οδηγεί σε παραμόρφωση και ορισμένες συχνότητες είναι πιο δυνατές ή πιο αθόρυβες από την αρχική.
Αν και κανένα ακουστικό δεν μπορεί να αναπαράγει τέλεια το σήμα, υπάρχουν αμέτρητοι τρόποι για να παραμορφώσετε αυτό το σήμα. Ο λόγος που δύο ακουστικά της ίδιας τιμής μπορεί να ακούγονται ή να έχουν διαφορετική αίσθηση είναι επειδή παραμορφώνουν τα πράγματα με διαφορετικούς τρόπους. Όταν οι μηχανικοί κατασκευάζουν νέα ακουστικά, πρέπει να λαμβάνουν υπόψη όχι μόνο το πώς η ανθρώπινη ακοή παραμορφώνει τον ήχο, αλλά και τους φυσικούς περιορισμούς κάθε ηχείου.
Προτίμηση ακροατή
Σαν να μην έφταναν όλες οι επιπλοκές των αυτιών και των ηχείων, οι ίδιοι οι ακροατές παίζουν μεγάλο ρόλο στο να αποφασίσουν τι κάνει ένα “καλό” ζευγάρι ακουστικών. Πτυχές όπως η ηλικία, η εμπειρία, η κουλτούρα και οι προτιμήσεις του είδους μουσικής επηρεάζουν το είδος της παραμόρφωσης συχνότητας που προτιμά κάποιος. Τα ακουστικά είναι τόσο θέμα προσωπικού γούστου όσο οτιδήποτε άλλο.
Για παράδειγμα, μερικοί άνθρωποι προτιμούν ακουστικά με μπάσο για μουσική hip-hop, ενώ οι ακροατές κλασικής μουσικής μπορεί να θέλουν λιγότερη παραμόρφωση συχνότητας. Αλλά δεν είναι μόνο η μουσική ή η ψυχαγωγική ακρόαση που πρέπει να ληφθεί υπόψη. Τα ακουστικά για άτομα με προβλήματα ακοής μπορούν να δώσουν έμφαση σε συχνότητες από περίπου 1.000 Hz έως 5.000 Hz για να βελτιώσουν την καταληπτότητα της ομιλίας.
Θα μπορούσατε σίγουρα να παίξετε ένα τραγούδι hip-hop μέσω ακουστικών που έχουν σχεδιαστεί για άτομα με προβλήματα ακοής, αλλά οι περισσότεροι άνθρωποι συμφωνούν ότι το αποτέλεσμα δεν θα ακούγεται πολύ καλό. Βεβαιωθείτε ότι τα ακουστικά που επιλέγετε ταιριάζουν στη χρήση που προορίζετε για να καθορίσετε τι ακούγεται καλό.
Τελικά, η επιστήμη του σχεδιασμού ακουστικών, η τέχνη των δημιουργών περιεχομένου και η ανθρώπινη εμπειρία διασταυρώνονται για να διαμορφώσουν την αντίληψη των «καλών» ακουστικών. Παρά όλες αυτές τις συγκινητικές πτυχές, υπάρχει ένας αλάνθαστος τρόπος για να μάθετε αν τα ακουστικά είναι καλά: επιλέξτε ένα καλό τραγούδι και βάλτε ένα ζευγάρι! Επειδή όταν όλα τα χαρακτηριστικά είναι ευθυγραμμισμένα, ένα καλό ζευγάρι ακουστικών μπορεί να σας δώσει την ευκαιρία να μεταμορφωθείτε μέσω του ήχου.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύτηκε από το The Conversation, έναν μη κερδοσκοπικό, ανεξάρτητο ειδησεογραφικό οργανισμό που σας φέρνει γεγονότα και αξιόπιστες αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας. Γράφτηκε από τον: Timothy Hsu, IUPUI
Διαβάστε περισσότερα:
Ο Timothy Hsu είναι μέλος της Ακουστικής Εταιρείας της Αμερικής και μέλος του διοικητικού συμβουλίου του Τμήματος της Ιντιάνα της Εταιρείας Μηχανικών Ήχου.