psychoakoestiekGeplaatst op juni 10, 2016 internet wel een beetje jolig geschreven maar dit doet ons brein:
Vandaag nemen we een kijkje in het hoofd van het gemiddelde luistervriendje. Ik wilde eerst mijn eigen hoofd gebruiken, maar de akoestiek daarvan viel tegen: veel galm en lege ruimtes. Hoe dan ook, vandaag komen de beginselen van de psycho-akoestiek aan de orde, de wetenschap die probeert te achterhalen waarom (en hoe) we horen wat horen.
De reden hiervoor is simpel: mijn eigen onwetendheid nieuwsgierigheid. Een paar weken terug tikte ik een paar bijzonder kleine luidsprekers op de kop, die vanwege fysieke beperkingen (zie de postings over luidsprekers) geen laag (kunnen) weergeven. Volgens de fabrikant komt er nog 80 Hertz uit, maar volgens mij niet. Als ze onder de 100 Hertz iets doen vind ik het knap.
Hoe dan ook: de eerste paar minuten dat ik naar die luidsprekers luister denk ik: ‘dat klinkt nergens naar’. Maar na die paar minuten klinkt het steeds beter. Blijkbaar passen mijn hersenen zich aan. Sterker nog, op een gegeven moment dacht ik: ‘lekker basloopje!’ Wat knap is, want fysiek gesproken werden veel noten waarschijnlijk niet eens weergegeven, alleen de harmonischen van die noten. En die grijze massa tussen mijn oren is blijkbaar in staat daar toch wat van te maken en mij te overtuigen dat ik die noten wél hoorde. Daarom dus deze posting.
Zoals met alles ontkom ik er helaas niet aan wat theorie te misbruiken. Daarbij ga ik uit van een niet-bestaande persoon, namelijk de gemiddelde luisteraar. Ieders gehoor is natuurlijk uniek, maar ik heb geen zin 8 miljard verhalen te schrijven. De gemiddelde luisteraar dus. Die hoort tonen met een frequentie zo tussen de 20 en 20.000 Hertz, ongeveer 10 octaven. Het stembereik van Bruce Dickinson dus, in z’n gloriejaren. De geluidsdrempel begint bij 0 dB, het maximale volume dat we kunnen horen is in theorie onbeperkt, maar op een gegeven moment scheuren je trommelvliezen of gebeuren er andere nare dingen. Bij langdurige blootstelling aan harde geluiden, zeg zo boven de 100 dB, raakt je gehoor sowieso beschadigd.
FrequentiebereikZelfs als je heel voorzichtig bent geweest met je oren neemt het frequentiebereik dat je kunt horen af als je oud(er) wordt. Met name de hoge tonen verdwijnen. Dat hoeft geen ramp te zijn: eigenlijk zit de belangrijkste muzikale informatie in het gebied tussen de 80 en de 5- of 6.000 Hertz. Voor het normaal kunnen functioneren is alles boven die 6.000 Hertz overbodig. Maar het zijn meestal de overbodige zaken die het leven de moeite waard maken…
RichtingBehalve hoe hoog een toon is, en hoe hard, kunnen we ook horen waar die toon vandaan komt. Ten minste, als beide oren werken. Stel dat iemand links achter je staat en tegen je praat. Het geluid komt iets eerder aan in het linker oor dan in het rechter oor. Let wel: je hebt het over milliseconden. Toch berekenen je hersenen aan de hand van dat kleine verschil dat er iemand links achter je staat.
Voor dat ‘richtinghoren’ zijn nog twee factoren van belang: het intensiteitsverschil en het frequentieverschil. Het intensiteitsverschil houdt in dat in het oor dat gericht is op de geluidsbron de intensiteit, het volume, groter is dan in het afgewende oor (hoofdschaduw). Bij het frequentieverschil werkt het hoofd zelf als een soort scherm. De klank bereikt het afgewende oor met een ander frequentiespectrum dan het oor dat het dichtst bij de bron is. Hoe dat richtinghoren precies werkt staat hier uitgebreid beschreven, waar ik ook het plaatje heb geleend.
ToonhoogteWat ons gehoor ook kan is verschillen in toonhoogte waarnemen. De nauwkeurigheid daarvan is ongeveer 2 Hertz, dat wil zeggen dat we het verschil tussen 1.001 en 1.002 Hertz in theorie niet kunnen waarnemen. Behalve als die twee tonen tegelijkertijd worden weergegeven, dan kunnen we wél heel nauwkeurig een verschil horen. De twee tonen ‘zweven’ ten opzichte van elkaar en ons gehoor is erg gevoelig voor die zweving. Op die manier kan een gitarist zijn snaren stemmen (of met een digitaal stemapparaat. Of, nog beter: je laat het door een roadie doen. Heb je meteen een zondebok als het optreden mislukt). Als je diezelfde twee tonen niet tegelijk maar achter elkaar laat horen is het weer bijna onmogelijk verschil te horen. Blijkbaar is ons geheugen voor tonen nogal beperkt. Dat heeft ook behoorlijke gevolgen voor het vergelijken van audio-apparatuur. Het zou zomaar kunnen dat de verklaring van waargenomen verschillen tussen apparatuur, kabels etc. meer op psychiatrisch psychologisch gebied ligt dan op techisch vlak.
Nog even terugkomend op toonhoogte: er is een beperkte groep mensen met een zogenaamd absoluut gehoor. Net zoals dat met de rondvaartboot van de Beatles in 1964 ging, waar als je alle verhalen (‘ik was erbij!’) moet geloven zo’n 14 miljoen mensen meevoeren, zijn er heel veel mensen die claimen een absoluut gehoor te hebben. Hoe dan ook: een absoluut gehoor houdt in dat je een toon hoort en zonder eerst een bekende toon te hebben gehoord kunt zeggen welke toon het is. Handig voor muzikanten bijvoorbeeld, hoewel transponeren (van toonsoort veranderen) lastig wordt als je een soort ingebouwde toonvork hebt. Mensen met een absoluut gehoor zijn beter in staat verschillen in toonhoogte waar te nemen dan mensen die geen absoluut gehoor hebben.
MaskeringEen ander zwak punt van ons gehoor is dat tonen wegvallen door andere tonen, ‘maskering’. Probeer maar eens een gesprek te voeren in een drukke kroeg. Meestal versta je maar half wat de anderen zeggen en knik je maar wat. Vaak eindigt dat in het betalen van de hele rekening of ander ongerief. Of zou dat alleen met mijn vrienden zo zijn?
Als je datzelfde gesprek, op hetzelfde volume, in een stille huiskamer zou voeren heb je geen enkele moeite alles te verstaan. Of je het WILT horen is natuurlijk een andere vraag.
Maar ook tonen die bijna dezelfde frequentie hebben kunnen elkaar verdringen. De zwakste toon ‘verdwijnt’ als het ware. Terwijl, zoals ik hierboven al overschreef, twee tonen van bijna dezelfde frequentie en dezelfde intensiteit juist opvallen: je neemt het toonverschil goed waar.
Ten slotte heeft ons gehoor moeite met twee (korte) tonen die kort achter elkaar worden weergegeven (pulsen). De zwakste toon verdwijnt dan. Zelfs als die zwakste toon vóór de luidere toon komt! Blijkbaar heeft onze grijze massa toch wat tijd nodig om tonen te verwerken en te herkennen. Dat gegeven ligt aan de basis van diverse technieken om geluid te comprimeren, de zogenaamde audiocompressie. In deze digitale tijden een enorm belangrijk onderwerp waar ik zeker nog een keer op terugkom.
PerceptieAl met al heb ik nog steeds niet verklaard waarom/hoe mijn hersenen me lage tonen laten horen die er niet zijn. De verklaring daarvoor is de perceptie, het proces van het verwerven, registreren, interpreteren, selecteren en ordenen van zintuiglijke informatie. Met andere woorden: wat je hersenen daadwerkelijk doen met wat ze (in dit geval) horen.
Elk zintuig heeft zijn eigen hersengebied(je), waarin de zintuigelijke prikkels worden verwerkt. Hierbij gaat het vooral om de zogenaamde elementaire kenmerken zoals klanken, toonhoogte en dergelijke. En daarna wordt het heel ingewikkeld, want nu komt de hogere waarneming aan de orde en komen we op het terrein van de psychologie. Daar is enorm veel over geschreven en het merendeel spreekt elkaar tegen (waarom moet ik nu aan kabeldiscussies denken?). Maar er is wel overeenstemming over het idee dat de hogere waarneming gestuurd wordt door kennis van de buitenwereld. In mijn geval zou dat betekenen dat mijn hersenen het laag aanvullen omdat ze weten hoe het hoort te klinken. Net zoals je woorden kunt herkennen als je alleen de klinkers ziet. Dat impliceert dat iemand die nog nooit een basgitaar heeft gehoord die lage tonen niet zou horen, of misschien is ‘waarnemen’ een beter woord. Of zouden je hersenen ‘weten’ dat ze alleen maar de harmonischen horen en aan de hand daarvan ‘uitrekenen’ wat er ontbreekt, ook al kennen ze het instrument niet?
Goed, snel afronden maar. Het wordt redelijk speculatief en het was juist de bedoeling met een duidelijk antwoord te komen. Ik weet nu ook weer waarom ik lang, lang geleden gestopt ben met mijn studie psychologie. Maar ik durf wel te stellen dat ons gehoor bij lange na niet zo nauwkeurig is als velen/sommigen denken. Dat komt door de fysieke oorzaken zoals ze hierboven staan én door de werking van onze hersenen. Of, zoals in mijn geval, het non-werken van de hersenen. Ondanks dat: veel luisterplezier!
Maar ik durf wel te stellen dat ons gehoor bij lange na niet zo nauwkeurig is als velen/sommigen denkendat onderschrijf ik geheel, en daarom is de enige antwoord daarop , meten is weten.
ook al willen onzen oren en brein soms een andere kant op.
meten is juist een stabiele basis, als je brein weer eens misleid, kan de wetenschap helpen dat je setup correct staat afgesteld.
man o man, pfffffffffffffff.........................................................................