jueves, 3 de noviembre de 2016

El sonido en el mundo real

El sonido en el mundo real.   David Huron (profesor del MIT)

Lo que nosotros llamamos sonidos son en realidad una colección de componentes de frecuencias llamados parciales.Cada parcial tiene una frecuencia de vibración única. Los parciales existen porque la mayoría de los objetos vibrantes, vibran en más de una forma simultánea, arriba abajo, derecha izquierda, adelante atrás, sentido horario y anti horario.
La unidad de frecuencia es el hertz (Hz), 1 hertz es un ciclo de movimiento por segundo.

Cuando caminamos, la cabeza se mueve hacia arriba y hacia abajo 2 veces por segundo, su frecuencia es alrededor de 2 Hz. Este movimiento de la cabeza genera un sonido, pero su frecuencia es muy baja para el oído humano. Golpear una puerta, genera un rango de vibración mucho más veloz, puede producir un sonido formado por digamos 6 parciales, cuyas frecuencias pueden ser 48 Hz, 119 Hz, 142 Hz, 703 Hz, 972 Hz y 1488 Hz, cada una de estas frecuencias surgen de diferentes modos de vibración .

Dependiendo de la fuente Sonora, los parciales pueden ser múltiplos de alguna frecuencia básica, por ejemplo parciales de 101 Hz, 202 Hz, 303 Hz, 404Hz, 505Hz, tienen como frecuencia fundamental 101, al ser todos múltiplos de este. Cuando los parciales tienen frecuencias que están integradas en múltiplos se llaman armónicos. Todos los armónicos son parciales, pero no todos los parciales son armónicos, golear la puerta genera parciales, pero no armónicos.
Instrumentos como la batería, campanas, gong, timpani, platillos, vibráfono, marimba producen sonidos inarmonicos. ( no obedecen a una serie armónica )
El viento, mar, lluvia, ruidos producen sonidos aperiodicos.

En el mundo real los sonidos afectan el tímpano de modo que este vibre imitando las vibraciones de la fuente Sonora. A través de las neuronas sensoriales en la membrana basilar el órgano auditivo se comunica con el cerebro.
Una nota del piano puede generar 20/30 parciales, estos parciales son transmitidos a través del aire al tímpano, de ahí a los huesos del oído interno, hacia la membrana estimulando diferentes partes en base a las frecuencias bajas, medias y altas, luego el nervio coclear intenta separar cada componente parcial, cuando la membrana basilar logra aislar exitosamente un parcial, decimos que el parcial fue resuelto.
De todas formas la mayoría de los parciales no logran ser resueltos, por estar muy juntos en vibración, provocando que el oído no logre separarlos.
Para un sonido aislado como puede ser una nota de una trompeta, la membrana basilar puede llegar a resolver de 5 a 10 parciales, los parciales no resueltos, contribuyen aún a la percepción  del sonido, pero como un grupo.
Para un acorde tocado por una orquesta pueden producirse cientos de parciales, pero el oído humano resolverá solo de 25 a 30 parciales.
El cerebro toma todos estos parciales (componentes de frecuencia ) y los reagrupa en algo que se llama imagen auditiva.
¿Porque el cerebro humano no identifica los parciales y en cambio los reagrupa en imágenes auditivas?
El cerebro resuelve problemas prácticos en el mundo real, interpreta sensaciones y filtra los contenidos hasta la información más importante, es comida?, hay peligro? De dónde viene ese sonido? Que lo causó?
Para el ser humano, a nivel de adaptación , es más util percibir sonidos que frecuencias, percibimos la bocina del tren, no sus parciales de frecuencia.
El sistema auditivo está diseñado para reconocer objetos que producen sonidos,en vez que sus modos individuales de vibración. El acierto evolutivo aquí es crear imágenes auditivas que representen al objeto sonoro en el mundo real.
No siempre lo conseguimos, por ejemplo 12 violinistas tocando unísono no evocan 12 imágenes auditivas en nuestras mentes. La mente hace una escena auditiva de un gran súper instrumento.
Otro fenómeno sucede con él stereo y el mono.
Un sonido que nos llega desde la derecha golpea primero nuestro oído derecho y enseguida el izquierdo, el cálculo del retraso y la compensación  da información al cerebro de intensidad y localización. El cerebro usa un sentido intraural. Ahora bien , escuchando música en el estero, tenemos las sensaciones de escuchar un parlante a la derecha y otro a la izquierda, sin embargo al destapar el parlante vemos que cada uno tiene un woofer y un tweeter y nosotros no tenemos la percepción de estar escuchando 4 fuentes sonoras separadas.
Si escuchamos un disco donde la voz está en el centro, el piano hacia la izquierda y el bajo hacia la derecha, estamos interpretando 3 fuentes sonoras "virtuales" que no existen en el mundo real, en el mundo real siguen siendo 4 fuentes emisoras (1 woofer y 1 tweeter por cada parlante)
Escuchar un Cd en mono provoca la pérdida de las referencias de localización de la fuente sonoras y de la reagrupación de todos los parciales emitidos. El cerebro se esfuerza para asignar componentes de frecuencias a las fuentes sonoras sin el beneficio de la localización.
En la mezcla de una grabación de por ejemplo batería, bajo, guitarra, teclados, y voz el ingeniero y el productor eligen cuidadosamente que imagen de escena auditiva comunicar en el oyente, para que al reproducirlas en su casa, escuchen espacios coherentes, definidos y de suficiente claridad para que el cerebro traduzca la música en una experiencia placentera.

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