Ugrás a tartalomhoz

Általános pszichológia 1-3. – 1. Észlelés és figyelem

Csépe Valéria, Győri Miklós, Ragó Anett

Osiris Kiadó

Hangszín

Hangszín

A hangszín minden bizonnyal a hangok legfontosabb szubjektív tulajdonsága. A hangszín teszi ugyanis lehetővé, hogy a környezet hangjait megkülönböztessük egymástól, és ezáltal felismerjük a tárgyakat a hangjuk alapján. Ennek ellenére a hangszín észleléséről nagyon keveset tudunk.

A hangszín a hangok minőségére vonatkozik, és a következőképpen definiálhatjuk. A hangszín a hangok azon tulajdonságára vonatkozik, amely mentén az azonos hangossággal, hangmagassággal és hosszúsággal rendelkező komplex hangok megkülönböztethetők egymástól. Egyszerűbben fogalmazva, a hangszín az a jellemző, amely különbözővé teszi a zongora és a szaxofon vagy két ember beszédhangját. Hangszínről csak a komplex hangok esetében beszélhetünk, és fizikai értelemben a különböző frekvenciatartományokban található hangenergia eloszlása, vagyis a hang spektrális tartalma határozza meg. Ha emlékszünk, a komplex hangok alaphangból és felharmonikusokból állnak. A spektrális tartalom lényegében arra vonatkozik, hogy hány és milyen típusú harmonikusokat tartalmaz egy adott hang.

A hangok eddig tárgyalt szubjektív jellemzői, a hangosság és a hangmagasság, egydimenziósnak tekinthetők. A hangok hangosságuk és hangmagasságuk alapján egyetlen skálán sorba rendezhetők, halktól a hangosig, illetve mélytől a magasig. Ezzel szemben a hangszín többdimenziós: a hangok hangszín alapján történő osztályozásához több kategóriára is szükség van. Valójában a hangszín kutatásának egyik fő kérdése, hogy pontosan hány dimenzióra van szükség ahhoz, hogy a hangokat a minőségük alapján megkülönböztessük egymástól.

A problémák ott kezdődnek, hogy nehéz pontosan meghatározni a hangszín dimenzióit, hiszen hogyan tudnánk leírni a zongora és a hegedű hangja közötti különbséget? Több próbálkozás is történt valamilyen többdimenziós skálarendszer létrehozására. Von Bismarck (1972, idézi Pap 2002) sok különböző hangszínű hang hasonlóságát ítéltette meg, és az eredményeket különböző statisztikai módszerekkel dolgozta fel. Két alapvető hangszín- jellemzőt talált: az élességet és a kompaktságot. Az élesség elsősorban a hang frekvenciájához és hangerejéhez kapcsolódott, a kompaktság viszont egy olyan dimenzió volt, ami jól elkülönítette a zajokat és a zenei hangokat. Ezenkívül olyan kategóriákat talált még, mint a teltség, színesség és érdesség.

A hangszínt a spektrális tartalmon kívül azonban egyéb, időben változó jellemzők is befolyásolják. Túlzott leegyszerűsítés lenne azt állítani, hogy a zongora és a hegedű hangja csak annyiban tér el egymástól, hogy eltérő frekvenciatartományokban tartalmaznak hangenergiát.

9.12. ábra. Két hangszer burkológörbéjének illusztrálása: a) cintányér, b) fuvola. Az ábrán a vastag vonal jelzi a burkológörbét, amely pontosan követi a hang amplitúdójának változását

Valójában a környezeti hangok folyton változnak, és a legritkább esetben maradnak statikusak. A legfontosabb hangszínt befolyásoló tényezők a hang burkológörbéje, valamint a hangkezdet és a hangvégződés (lásd 9.12. ábra). Ezek a jellemzők gyakorlatilag a hangerő folyamatos váltakozásából származnak, hiszen a hangkezdet és a hangvégződés is felfogható úgy, mint a hangerő megváltozása (0-ról, illetve 0-ra).

Azt, hogy ezek a dinamikai jellemzők mennyire fontosak, a következő példával illusztrálhatjuk. A régebbi elektromos orgonák (szintetizátorok) a valódi hangszerek hangját csak a spektrális jellemzők lemásolásával utánozták. Ha hallottunk már a hatvanas évekből származó, elektromos orgonán játszott dalokat, akkor tudjuk, hogy ezek az utánzott hangok egyáltalán nem hasonlítottak az eredeti hangszer hangjára, és valójában sípszerűen szóltak. A mai modern szintetizátorok és főként az elektromos zongorák már szinte teljesen hűen képesek visszaadni a hangszerek hangját. Ennek többek között az az oka, hogy a modern szintetizátorok használják a burkológörbe és a hangkezdet megváltoztatását, míg a régiek erre nem voltak képesek. Vagyis az igazán élethű hangzás elérése érdekében nem csak a hangok spektrális tartalmát, hanem idői és hangerőváltozását is modellezni kell.

ÖSSZEFOGLALÁS

  1. A pszichoakusztika tudománya azzal foglalkozik, hogy hogyan észleljük a hangok hangosságát, hangmagasságát és hangszínét, és hogy milyen viszonyban vannak egymással a hangok fizikai jellemzői és ezek szubjektív észlelése.

  2. A hangosság észlelését elsősorban a hang erőssége (amplitúdója) határozza meg, de ezenkívül számos egyéb tényező is befolyásolja, köztük a hang frekvenciája.

  3. A hangosság észlelésének tartományát a hallhatósági függvény írja le, amely az egyes frekvenciák esetén mérhető abszolút hallási küszöböket ábrázolja.

  4. A hangosság észlelésének különbségi küszöbét két módszerrel lehet mérni: a közvetlen nagyságbecsléssel és a hangossági szintek módszerével. A közvetlen nagyságbecslési módszer eredményei szerint hatványösszefüggés áll fenn a hang fizikai intenzitása és észlelt hangossága között. A hangossági szintek módszerének eredményei szerint a hangosság észlelését nemcsak a hang intenzitása, de a frekvenciája is befolyásolja: nagyon mély és nagyon magas hangoknak nagyobb intenzitással kell rendelkezniük, hogy ugyanolyan hangosnak halljuk őket, mint a közepes frekvenciájú hangoknak.

  5. A hangosság idegi kódolása egy lépcsőzetes kódolási mechanizmussal történik, amelyben a különböző válaszjellemzőkkel rendelkező idegrostok a hangerőtartomány különböző szintjeit kódolják.

  6. A halláskárosodás a hangosság észlelésének problémája; lehet vezetéses vagy érzékszervi-idegi. A halláskárosodás leggyakoribb fajtája az időskori halláscsökkenés, amely a magas frekvenciájú hangok iránti érzékenység fokozatos elvesztésével jár együtt.

  7. A hangmagasság észlelésének alapja a hallórendszer frekvenciaszelektív működése, amelyet zajelfedési kísérletekkel vizsgáltak. A kísérletek eredménye szerint egy célhangot olyan széles sávú zajjal lehet legjobban elfedni, amely a hangéhoz hasonló vagy azzal megegyező frekvenciát tartalmaz. Illetve, minél több frekvenciát tartalmaz a zaj, annál hatékonyabban fedi el a célhangot, de csak egy bizonyos határig, az úgynevezett kritikus sávig. E felett további frekvenciák hozzáadása a zajhoz már nem okoz nagyobb elfedést.

  8. A kritikus sávok jelenléte a hallórendszer hallásiszűrő-modelljét támasztják alá. Eszerint a hallórendszer úgy képzelhető el, mint a teljes hallható frekvenciatartományt lefedő és egymást átfedő sávszűröket tartalmazó készlet.

  9. A hallási szűrők haranggörbe alakúak, és sávszélességük 50 és 2000 Hz között változik: az alacsonyabb frekvenciák esetén a sávszélesség kisebb, a magasabb frekvenciák esetén pedig nagyobb. Emiatt a hallórendszer érzékenysége az alacsony és magas frekvenciák esetén eltérő.

  10. A hangmagasság észlelése a tiszta hangok esetében a frekvencián alapul, de több más tényező befolyásolja, például a hang hangossága és időtartama.

  11. Komplex hangok esetében még bonyolultabb a viszony a hangmagasság és a hang frekvenciája között. A hiányzó alaphang jelensége azt mutatja, hogy a hangmagasság észlelése nem az alaphanghoz kapcsolódik, mivel ennek eltávolítása nem okoz változást az észlelésben. Az alaphang nélküli felharmonikusok esetében észlelt hangmagasságot maradványhangnak nevezzük.

  12. A maradványhang észlelésének magyarázatára kétféle elmélet született. A mintázatfelismerő modellek szerint a komplex hangok magasságát az egyedi felharmonikusok magasságából származtatjuk valamilyen módon. Az idői modellek szerint viszont a hallóideg kisülési mintázata vezet a hangmagasság észleléséhez. A kettő egyesítéséből származó Moore-féle modell a hangmagasság-észlelési jelenségek széles körét tudja magyarázni.

  13. A hangszín teszi lehetővé a környezet hangjainak egymástól való megkülönböztetését. A hangszínt a hangok spektrális jellemzői (felharmonikusok száma és egymáshoz való viszonya) és időben változó tulajdonságai (amplitúdó-burkológörbe) határozzák meg.

KULCSFOGALMAK

abszolút küszöb, burkológörbe, egyenlő hangosságú szintvonalak, hallási szűrők, halláskárosodás, hallhatósági függvény, hangszín, hiányzó alaphang, idői modellek, közvetlen nagyságbecslés, kritikus sáv, maradványhang, mintázatfelismerő modellek, zajelfedés

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK

  1. Miért mondhatjuk azt, hogy a hallórendszer szerkezetének és működésének ismerete csak egyfajta megszorítást jelent arra vonatkozólag, hogy az emberek hogyan észlelik a hallási ingereket?

  2. Lehet-e az abszolút küszöb 0 dB SPL alatti?

  3. A modern hordozható mp3 vagy CD-lejátszóknál találkozhatunk előre meghatározott equalizer beállításokkal (pl. pop, rock, beszéd stb.). Miben különbözhetnek ezek, és mire jók?

  4. Miért nem okoz sokáig problémát a frekvenciaspecifikus halláscsökkenés a mindennapi életben?

  5. Mi a jelentősége annak, hogy a hallási szűrők az alacsony frekvenciák esetében kisebb sávszélességűek, mint magasabb frekvenciáknál?

  6. Mi a legfontosabb bizonyíték amellett, hogy a hangmagasság észlelése teljes mértékben szubjektív élmény?

  7. Hogyan lehetséges az, hogy a zongorán és a szaxofonon lejátszott zenei A hangot ugyanolyan hangmagasságúnak halljuk, noha a két hang spektrális összetétele nagymértékben eltér egymástól?

AJÁNLOTT OLVASMÁNYOK

Moore, B. C. J. 1997. An introduction to the psychology of hearing. 4th ed. Academic Press, San Diego.

Pap János 2002. Hang, ember, hang. Vince Kiadó, Budapest.