تجربه کنید : صدای 3 بعدی و تحلیل علمی این پدیده - از دست ندید

شاید هیچ وقت به این فکر نکرده باشید که گوش ما چطور جهت صدا رو تشخیص میده، امروز میخوام یک کارگاه کوچک علمی در این زمینه براتون برگزار کنم، :-O

بطور خلاصه 3 عامل اصلی باعث تشخیص جهت صدا میشود:

1- اختلاف شدت صدایی که به گوش چپ یا راست میرسد

2- اختلاف زمانی رسیدن صدا به گوشها

3- شکل خاص لاله گوش

توضیح:

1- طبیعی است که گوشی که به سمت منبع صوتیست صدا را قویتر و گوشی که اصطلاحا در سایۀ صدا قرار میگیرد صدا را ضعیف تر میشنود.

2- اما موضوع مهم تر اختلاف زمانی رسیدن صدا به گوشهاست که با توجه به سرعت صدا و فاصله دوگوش و زاویه صدا، مقدار آن بین صفر (برای صداهایی که کاملا از روبرو و یا از پشت سر میرسند)، تا حداکثر 0.0009 ثانیه متغیر است. در واقع مغر انسان است که با استفاده از همین اختلاف زمانی بسیار کوچکی که بین رسیدن صدا از یک گوش تا گوش دیگر است (البته با کمک عامل اول) جهت صدا را تشخیص میدهد.

این اختلاف زمانی به ( Interaural Time Difference ITD) معروف است

در شکل هم میبینید که اختلاف بسیار کم است ( اختلاف دامنه موج به علت عامل اول و اختلاف ناچیز زمانی دو موج به علت عامل دوم یعنی سرعت صوت و فاصله گوشها)

3- شکل لاله گوش برای پیدا کردن موقعیت عمودی منبع صداموثره و به عوامل اول و دوم کمک میکنه. که البته برای هر کسی فرق میکنه و مغز هر کسی هم با توجه به شکل لاله گوش به اصطلاح کالیبره میشه. فکر کنم اگر با چیزی مثل خمیر مجسمه سازی شکل لاله گوش کسی رو تغییر بدیم کمی در تشخیص جهت صدا دچار مشکل بشه.

فایل صوتی زیر با عنوان Virtual barbershop در واقع با استفاده از همین اصل به ظاهر ساده، تهیه شده است. توجه داشته باشید که این فایل رو در یک جای خلوت و کم سر و صدا و با هدفون گوش بدهید. دقت کنید که گوشی های چپ و راست رو اشتباه نکنید.

Download: Virtual barbershop

ویدئوی زیر هم تصویری که در ذهن شکل میگیره رو نشون میده که با نرم افزار CATIA مدل سازی کردم.

روش تهیه چنین فایلی هم برخلاف تصور خیلی مشکل نیست و تکنولوژی خاصی نمیخواد. دو تا میکروفن یک کاناله برای هر گوش به فاصله 2 گوش ( مثلا 17 سانتیمتر) و اجرای تئاتر گونه تمام چیزهایی که میشنوید. و ضبط آنها، همین. بقیه کاها رو مغز انجام میده.

متن زیر مکالمات لویجی و مانوئل در این فایل است

Manuel - Hello there! Hello there! How are you? Yes, yes...You are here for the virtual haircut? Yes, yes...ok... I will go and get Luigi. He will come and cut your hair... I'm Manuel, just stay right there.
Manuel - Luigi? (Knock-knock) Oh Luigi? He's present here for your virtual haircut. You'd better come up.....
Luigi - Grazie* Manuel, I'm coming right now.

Manuel - He's coming up right now and me I'll go over here and play music, play the guitar because that's what I do here at the barbershop.

Luigi - Ah, it's so nice to see you. Welcome to the Starkey Cetera Barbershop and our virtual haircut. I'd like to start the demonstration by moving over to your right hand side and picking up this bag. If you just hold still for a second I'll put this bag over your head! Just like that. The bag over the top of the head...

And now, I'll take the bag off. There we go.

The only reason I did that it's because all of the fancy barbershop do that.

What you're listening to is I move to your right here and very quickly wash my hands

Trimmmm-Trimmm (the phone is ring) Manuueeellll could you get that please? Oh, thank you Manuel. Let me finish washing my hands here... just bear with a few more seconds.
Ah, yes... As I was saying, all we are doing is using your head as the listening point... and we have two microphones one on either side of the head, in the same position as where your left and your right ears are.

Your brain is doing all of the work, telling you where the sounds are coming from... ok...I'll go and get the scissors... Nice sharp

And now as I begin the clipping and I bring the clip close to your ear, very close to the right ear...follow me as I move around the back of the head... to the left ear...and up over the top of the head...okay. Now, you can get the same effect better with the electric razor, I'll first bring it to your right ear...And around the back... and on your left. I think that looks wonderful. Manuel, what do you think?

Manuel - Ah? Yes. Ah, yes...It looks wonderful Luigi! You do such nice work

Luigi - Oh, thank you so much Manuel.

Manuel - So fast too.

Luigi - Now, as I walk around I just want to tell you only once more that your ability to hear where I am as I walk around the room is simply the amazing power of your brain, calculating the tinny differences or cues in sound intensity and arrival time from two open ears and unlike any other hearing instrument, only one has the digital algorithm that negates on physical presence in the ear to fully restore those differences.
And that algorithm is called... CETERA.

Oh, thank you, thank you so much for stopping by the Starkey Virtual barbershop