소리의 물리적 요소

듣는 능력은 우리 주변의 세계에 대한 정보를 제공하는 데 중요합니다. 소리는 물체가 주위의 공기를 진동시킬 때 생성되며,이 진동은 공간을 통과하는 파동으로 표현 될 수 있습니다. 예를 들어,나뭇가지가 나무에서 떨어져서 땅에 닿으면,나뭇가지가 땅에 닿았을 때 나뭇가지의 공기 압력이 변하고,그 결과 공기의 진동이 충돌로 인해 발생하는 소리를 만들어냅니다. 많은 사람들이 깨닫지 못하는 한 가지는 음파는 물리적 특성을 가지고 있으므로 발생하는 환경에 의해 영향을 받는다는 것입니다. 공간의 진공 상태에서,예를 들어,진정한 진공 상태에서 진동하고 음파를 일으킬 수있는 것이 없기 때문에 소리가 발생할 수 없습니다. 소리의 가장 중요한 두 가지 물리적 특성은 주파수와 진폭입니다. 주파수는 음파가 진동하는 속도이며 소음의 피치를 결정합니다. 낮은 주파수의 소리는 튜바 또는 큰 개 짖는 소리와 같은 낮은 피치를 가지고있는 동안 높은 주파수의 소리는,플루트 또는 새 지저귐처럼 높은 피치를 가지고있다. 음파의 진폭은 공기를 통해 여행 할 때 진동의 강도로 생각할 수 있으며 소리의 인식 된 음량을 결정합니다. 그림 1 에서 볼 수 있듯이 음파의 피크가 작 으면 소리가 더 조용한 것으로 인식됩니다. 피크가 큰 경우,소리가 크게 보일 것입니다. 심지어 바다의 파도와 같은 음파를 생각하는 데 도움이 될 수 있습니다. 당신이 아직도 물 속에 서서 다리 근처에 조약돌을 떨어 뜨리면,그것은 당신에게 많은 영향을 미치지 않는 작은 파동(작은 파동)을 일으킬 것입니다. 당신이 폭풍우 치는 날씨 동안 바다에 서 있다면,큰 들어오는 파도가 당신을 허물고 충분히 강한 수 있습니다! 다만 물 파도의 크기 그리고 힘 같이,음파의 크기 및 힘은 당신이 듣는 무슨을에 큰 효력이 있을 수 있다.

음파는 우리 주변의 환경과 매혹적인 방식으로 상호 작용합니다. 당신은 이제까지 구급차가 접근하고 통과 할 때와 비교하여 거리에있을 때 구급차의 사이렌이 다른 소리 방법을 발견 했습니까? 이것은 소리가 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 시간이 걸리고 음원의 움직임이 파도의 주파수와 상호 작용하여 사람이 그것을 듣는 데 도달하기 때문입니다. 구급차가 멀리 떨어져 있으면 사이렌의 주파수는 낮지 만 구급차가 접근함에 따라 주파수가 증가합니다.이 현상은 도플러 효과(그림 2 참조)로 알려진 현상입니다.

그러나 소리는 거리뿐만 아니라 다른 물체에도 영향을받습니다. 누군가가 다른 방에서 당신을 위해 호출 된 시간을 다시 생각. 당신은 아마 그 또는 그녀가 당신 바로 옆에있을 때보다 다른 방에서 그들을 듣는 것이 더 어렵다는 것을 알아 차렸을 것입니다. 당신 사이의 거리가 사람이 다른 방에있을 때 듣기 어려운 유일한 이유는 아닙니다. 음파가 환경에 있는 목표에 의해 흡수되기 때문에 사람은 또한 듣기 단단하다;더 멀리 당신을 부르는 사람은,거기 목표 더 당신 2 사이에서 있다,그래서 음파의 더 적은 결국 당신의 귀를 도달한다. 그 결과로,소리는 사람이 시끄럽게 고함칠 때라도,조용한 숨막히는 것처럼 보일지도 모른다.

귀의 구조

우리의 귀는 외이,중이 및 내이라고하는 세 가지 주요 부분으로 분리 된 복잡한 해부학 적 구조입니다. 외이는 귀의 유일하게 보이는 부분이며 주로 환경에서 외이도로 유입되는 소리에 사용됩니다. 거기에서 소리는 중이로 이동하여 고막과 세 개의 작은 뼈를 진동시킵니다.이 뼈는 소리 에너지를 내이에 전달합니다. 에너지는 달팽이관에 의해 받아지는 내이에 이동하는 것을 계속합니다. 달팽이관은 달팽이 껍질 모양의 귀 내의 구조이며,소리 에너지를 감지 할 수있는 감각적 인”유모 세포”가 존재하는 코르티 기관을 포함합니다. 달팽이관이 소리를 받으면,이 유모 세포에 의해 감지 된 신호를 증폭시키고 청각 신경을 통해 뇌로 신호를 전송합니다.

소리와 뇌

귀는 환경으로부터 소리를 받는 역할을 하지만,이러한 소리를 인지하고 이해하는 것은 바로 뇌이다. 뇌의 청각 피질은 측두엽이라고 불리는 영역 내에 위치하며 소리를 처리하고 해석하는 데 특화되어 있습니다(그림 3 참조). 청각 피질은 인간이 환경에서 음성뿐만 아니라 다른 소리를 처리하고 이해할 수있게합니다. 청각 신경의 신호가 청각 피질에 도달하지 못하면 어떻게 될까요? 사람의 청각 피질은 뇌 손상으로 인해 손상 될 때,사람은 때때로 소음을 이해할 수 없게됩니다;예를 들어,그들은 말되는 단어의 의미를 이해하지 못할 수도 있고,두 개의 서로 다른 악기를 구별 할 수 없을 수도 있습니다. 두뇌의 다른 많은 지역이 또한 소리의 지각 도중 활동적이기 때문에,청각 피질에 손상을 가진 개인은 소리에 수시로 아직도 반작용할 수 있습니다. 이 경우 뇌가 소리를 처리하더라도 이러한 신호에서 의미를 만들 수 없습니다.

이쪽이나 저쪽에서 소리가 들리나요?

인간의 귀뿐만 아니라 다른 동물의 귀의 중요한 기능 중 하나는 환경에서 외이도로 소리를 퍼널 할 수있는 능력이다. 외이 퍼널 소리가 귀에 들리지 만,이것은 소리가 머리 쪽에서 나오는 경우에만 가장 효율적입니다(직접 앞이나 뒤에서 소리가 아닌). 알 수없는 소스에서 소리를들을 때,인간은 일반적으로 소리가 위치 할 수있는 곳으로 귀를 가리 키도록 머리를 돌립니다. 사람들은 종종 당신이 차에 있고 구급차를 듣고 사이렌이 어디에서 오는지 찾기 위해 머리를 움직일 때와 같이 그것을 깨닫지 않고 이것을합니다. 개와 같은 일부 동물은 인간보다 소리를 찾는 데 더 효율적입니다. 때로는 동물(예:일부 개 및 많은 고양이)도 물리적으로 소리의 방향으로 귀를 움직일 수 있습니다!

인간은 소리가 어디서 오는지 판단하기 위해 두 가지 중요한 신호를 사용한다. 이러한 단서는 다음과 같습니다: (1)소리가 먼저 치는 귀(청각 간 시간 차이라고도 함)및(2)각 귀에 도달 할 때 소리가 얼마나 큰지(청각 간 강도 차이라고도 함). 개가 몸의 오른쪽에 짖는다면,당신은 그 방향으로 돌고 보는 데 아무런 문제가 없을 것입니다. 이것은 짖는 소리에 의해 생성 된 음파가 왼쪽 귀를 치기 전에 오른쪽 귀를 쳤기 때문에 오른쪽 귀에 소리가 커지기 때문입니다. 소리가 오른쪽에서 올 때 소리가 오른쪽 귀에 더 크게 들리는 이유는 무엇입니까? 왜냐하면,당신의 집안에 있는 물체처럼,당신을 부르는 사람의 소리를 차단하거나 흡수하는 물체처럼,당신 자신의 머리는 당신을 향해 이동하는 음파를 차단하는 단단한 물체이기 때문이다. 소리가 오른쪽에서 올 때,당신의 머리는 당신의 좌 귀를 명중하기 전에 음파의 어떤을 막을 것이다. 그 결과 소리가 오른쪽에서 더 크게 인식되어 소리가 어디에서 왔는지 알 수 있습니다.

재미있는 활동을 통해 탐색 할 수 있습니다. 당신의 눈을 감고 부모님이나 친구를 징는 세트,키,주위에 어딘가에 머리. 이 작업을 여러 번 수행 할 때마다,다음,키의 위치를 가리 키도록 눈을 열고 당신이 얼마나 정확 참조하십시오. 기회는 이다,이것은 너를 위해 쉽다. 이제 한쪽 귀를 덮고 다시 시도하십시오. 하나의 귀만 사용할 수 있으면 작업이 더 어렵거나 올바른 위치를 가리키는 데 덜 정확하다는 것을 알 수 있습니다. 이것은 당신이 당신의 귀 중 하나를 숨막히게했기 때문에 각 귀에 도달하는 소리의 타이밍 또는 강도에 대한 신호를 사용하는 능력을 약화 시켰습니다.게임 및 영화의 몰입형 오디오

오디오 엔지니어는 3 차원 오디오(3 차원 오디오)를 만들 때 우리가 소리를 찾는 데 도움이 되는 모든 신호를 고려해야 하며,이러한 신호를 사용하여 특정 위치에서 오는 소리를 인식하도록 유도해야 합니다. 3 차원 오디오와 헤드폰과 스피커(예를 들어,두 헤드폰)를 통해 전송 하는 물리적 사운드 소스의 제한 된 수는 비록 오디오 더 많은 위치에서 오는 것 처럼 보일 수 있다. 3 차원 오디오 엔지니어는 음파가 당신의 머리의 모양과 귀의 위치에 따라,당신을 도달하는 방법을 설명하여이 위업을 수행 할 수 있습니다. 예를 들어,오디오 엔지니어가 당신 앞에서 약간 오른쪽으로 오는 것처럼 보이는 사운드를 만들고 싶다면 엔지니어는 먼저 오른쪽 헤드폰에서 재생을 시작하고 왼쪽에 비해이 헤드폰에서 약간 더 크게 소리를 신중하게 디자인합니다.

비디오 게임과 영화는 3 차원 오디오의 이러한 트릭과 결합 될 때 더욱 몰입과 실제와 같은된다. 예를 들어,영화를 볼 때 영화관 내의 스피커 세트는 사운드 방향에 초점을 맞추어 보고 있는 것과 듣고 있는 것 사이의 일치를 허용할 수 있습니다. 예를 들어,영화를보고 있고 여배우가 화면 오른쪽에 전화 통화를하고 있다고 상상해보십시오. 그녀의 연설은 오른쪽 스피커를 통해 주로 재생 시작,하지만 그녀는 오른쪽에서 왼쪽으로 화면에 이동,소리가 점차 원활하게 그녀를 따라. 이 효과는 3 차원 오디오 효과를 가능하게하기 위해 꽉 동시성 작업 수많은 스피커의 결과이다.

가상현실(가상현실)은 가상 공간에서 보고 있거나 위치하는 위치에 따라 사운드의 방향을 변경하여 이러한 몰입감을 더 높은 수준으로 끌어올립니다. 가상 현실에서,정의에 의해,당신은 사실상 장면에 배치되며,시각 및 청각 경험은 모두 현실 세계의 경험을 반영해야합니다. 성공적인 가상 현실 시뮬레이션에서,당신의 머리 움직임의 방향과 어디에서 발생으로 오디오를 인식 위치를 결정 찾고 있습니다. 우주선에서 직접 보면 그 엔진의 소리는 바로 앞에서오고,하지만 왼쪽으로 회전하고 지금은 소리가 오른쪽에서 당신을 온다. 큰 개체 뒤에 이동 하 고 지금 가상 음파 개체를 직접 명 중 하 고 간접적으로 당신을 공격,소리를 완충 하 고 더 숨막히는 하 고 조용한 것 만들기.

결론

영화 및 비디오 게임 업계의 연구 과학자와 전문가들은 청각에 대해 더 많이 배우고 엔터테인먼트 경험을 향상시키기 위해 시뮬레이션 된 사운드를 사용했습니다. 일부 과학자들은 뇌가 소리를 처리하는 방법에 초점을 맞추고 다른 과학자들은 음파 자체의 물리적 특성을 분석합니다. 어떤 사람들은 다른 동물들이 어떻게 자신의 능력을 듣고 우리 자신과 비교하는지 조사하기도합니다. 차례로,영화 및 비디오 게임 산업의 전문가들은 영화 관람객과 게이머의 경험을보다 몰입 할 수 있도록하기 위해이 연구를 사용했다. 가상 환경에서 설계자는 가상 음파를 실제 음파처럼 동작시킬 수 있습니다. 비디오 게임을하거나 영화를 볼 때,이 경험을 만드는 데 들어간 연구와 시간을 당연시하는 것은 쉽습니다. 어쩌면 몰입 형 사운드 기술의 다음 발전은 당신과 음파와 청각 시스템이 어떻게 작동하는지에 대한 자신의 호기심으로 시작됩니다!

용어집

진폭:음파의 크기;그 소리의 감지 된 소리의 크기에 영향을 미치는 소리의 속성입니다.

피치:진동의 주파수 또는 속도의 함수로 경험되는 소리의 품질; 톤 또는 소리의 전하 또는 낮음의 인식 정도.

도플러 효과:소음과 관찰자의 근원이 서로를 향해 또는 멀리 이동함에 따라 음파의 주파수의 증가 또는 감소.

달팽이관:내이의(대부분)속이 빈 튜브로,보통 달팽이 껍질처럼 감겨져 있으며 청력의 감각 기관을 포함하고 있습니다.

청각 피질:청각을 통해 수신 된 정보를 처리하는 측두엽에 위치한 뇌 영역.

청각 간 시차: 두 귀에 의해 수신 된 소리의 도착 시간의 차이.

간 강도 차이:두 귀에 의해 수신 된 소리의 음량과 주파수의 차이.

3 차원 오디오:스테레오 스피커 또는 헤드폰에 의해 생성 된 것을 조작하는 데 사용되는 음향 효과 그룹으로,3 차원 공간의 어느 곳에서나 사운드 소스를 감지하여 배치합니다.

이해 상충 성명

저자는 연구가 잠재적 인 이해 상충으로 해석 될 수있는 상업적 또는 재정적 관계가없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다.