Čo je to zvuk?
Zvuk
Zvuk je všade okolo nás a je to všetko, čo je schopné vyvolať v uchu sluchový vnem, teda všetko čo počujeme. Frekvencia tohto vlnenia leží približne v rozsahu 20 Hz až 20 kHz (záleží na individuálnych danostiach človeka), mimo týchto hraníc človek zvuk nevníma.
Zdroj zvukového vlnenia sa nazýva zdroj zvuku a prostredie, v ktorom sa vlnenie šíri, nazývame vodič zvuku. Vodič zvuku, obvykle vzduch, sprostredkuje spojenie medzi zdrojom zvuku a prijímačom (teda detektorom), ktorým je obvykle ucho alebo technické zariadenia ( ako napr. mikrofón). Zvuky sa šíria v každom hmotnom prostredí ako napríklad vodou či pevnými látkami. Podľa schopnosti látky viesť, resp. pohlcovať zvuk hovoríme o dobrých a zlých vodičoch zvuku.
Zdrojom zvuku sú okrem telies s vlastným kmitaním aj umelé zdroje ako sú napríklad reproduktor, hlasivky, krídelká svrčka a pod., ktoré kmitajú tzv. vynúteným kmitaním.
Parametre zvuku
Európska únia stanovila zákonný limit dB (A) v priebehu 8 hodinového pracovného dňa. Pri prekročení tohto limitu je nutné prijať ochranné opatrenia. So stúpajúcou hladinou hluku sa znižuje doba, počas ktorej môžete v danom prostredí zostať.
Hluk je teda každý zvuk, ktorý vnímame ako nepríjemný alebo rušivý. Hluk dokonca môže viesť k stresovým symptómom, nepohodliu, bolesti a zvýšenému riziku srdcovej choroby. Škodlivý hluk je všade ako napr. hlasná hudba, rockový koncert, motoristický šport, streľba na terč alebo lov zvierat, dokonca aj kosenia trávnika. Aj keď sa tieto druhy hluku obvykle považujú za neškodné, predstavujú značné riziko a je vhodné aj pri týchto činnostiach zabezpečiť ochranu sluchu. Každý zvuk zvyšuje denné množstvo hluku, ktorému je vaše ucho vystavené, a preto je dôležité stále používať vhodnú ochranu sluchu.
Pri stanovení rizika poškodenia sluchu je nutné zvážiť tri dôležité faktory: dobu expozície, frekvenciu (Hz) a akustický tlak (dB). Doba expozície sa meria v priebehu 8 hodín a simuluje tak štandardné pracovné prostredie. Pri použití filtra A (dB A) sa berie do úvahy bežná tolerančná krivka ľudského ucha a robí sa pomerne presný odhad miery rizika.
Zafarbenie zvuku
Ďalšou dôležitou vlastnosťou zvuku, pokiaľ ide o to ako ho vníma ľudské ucho, je jeho zafarbenie (napr. tón c1, zahraný na husliach a ten istý tón zahraný na klavíri, ľudské ucho bez problémov odlíši). Pre ľudské ucho je to vlastne výsledné znenie zvuku a je určené obsahom vyšších harmonických frekvencií obsiahnutých vo zvuku.
Znamená to teda, že zvuk neobsahuje len vlastnú tzv. nosnú frekvenciu, ale aj ďalšie frekvencie vyššie od nosnej, ktoré po súčte s nosnou dávajú danému zvuku jeho charakteristické znenie, teda zafarbenie. (Vyššie harmonické frekvencie sú celočíselné násobky nosnej frekvencie.) Nosná frekvencia má najvyššiu hlasitosť, čo robí ostatné frekvencie výrazne tichšie.
Farba tónu je teda kvalita tónu, ktorá rozlišuje tóny podľa pôvodu ich vzniku. Rôzne farby tónov označujeme predovšetkým podľa pôvodu tónov. Rozoznávame tóny rôznych hudobných nástrojov, tóny mužských, ženských, alebo detských hlasov, alebo tóny klaksónov automobilov, sirén, píšťal. Okrem toho môžeme bližšie opísať sluchový vnem tónu.
Tóny môžu znieť jasne, temne, ostro, drsne, zastrene, duto, plno, zamatovo a pod. Ak znejú dva tóny tej istej hlasitosti a výšky vydávané dvomi rôznymi hudobnými nástrojmi, vnímame medzi nimi rozdiely, hovoríme, že majú rôznu farbu.
Rozdelenie zvukov
Rozdelenie z hľadiska vzniku zvuku:
- Prirodzený zvuk môžeme chápať ako zvuk pochádzajúci z prirodzeného, fyzikálneho zdroja (zvuky prírody, ľudská reč, hluk mesta, hudba produkovaná klasickými hudobnými nástrojmi a pod.).
- S rozvojom techniky sa vytvorili nové možnosti získavania zvuku. Dôležitú úlohu tu zohráva počítač a iné zvukové zariadenia, a to nie len ako prostriedok na digitalizáciu prirodzených zvukov, ale aj ako nástroj na vytváranie umelých (syntetických) zvukov prostredníctvom tzv. zvukovej syntézy (napr. komponovanie hudby podľa sémantickej reprezentácie založenej na notách, MIDI). Výsledok procesu syntézy je teda syntetický (digitálny) zvuk, ktorý musí byť prehraný, počuteľný, a tak doručený poslucháčovi.
Rozdelenie z hľadiska formy zvuku:
- Reč je dominantnou formou komunikácie medzi ľuďmi. Ľudský hlas je mnohotvárny, má rôznu intenzitu, zafarbenie, prízvuk, melodiku a rýchlosť. Pre každého človeka sú tieto faktory typické a jedinečné, pretože závisia od pohlavia, od fyzického a psychického stavu človeka, od schopností hlasového aparátu a ďalších faktorov.
- Nerečové (neverbálne) zvuky (hudba, šum, zvukové signály a pod.) sa od reči značne líšia, nesú v sebe zložitú sémantiku. (Podrobnejšie sa s hudbou a ruchmi budeme zaoberať neskôr.)
Rozdelenie z hľadiska spracovania a uchovania zvuku vychádza z metód, akými je zvuk vytváraný, zaznamenávaný alebo prehrávaný:
- Analógový zvuk je v širšom slova zmysle akýkoľvek zvuk, ktorý vzniká a je zosilňovaný pomocou nedigitálnych a nepočítačových zariadení, alebo pochádza z iného prirodzeného zdroja. Je teda spracovaný a zaznamenaný analógovým rekordérom na analógové médium (LP, MC).
- Digitalizovaný zvuk je analógovo spracovaný a zaznamenaný zvuk prevedený pomocou prevodníka na digitálny (prirodzený zvuk nahraný do počítača alebo na CD, napr. súbory typu .wav). Digitálny zvuk je syntetický zvuk vytváraný použitím počítača a zodpovedajúceho softvéru na digitálne médium (CD, MD, DVD); v rôznych formátoch (.cda, .wma, .mp3, .ogg., ...). Hlavnými reprezentantmi digitalizovaného a digitálneho zvuku sú MIDI súbory a digitalizované vzorky.
MIDI je jednou z najvýkonnejších hudobných pomôcok, podporujúcich kreativitu. Skratka MIDI označuje digitálne rozhranie hudobnej elektroniky (Musical Instruments Digital Interface). Jadrom každého MIDI systému je syntetizátor (často je ním počítač), ktorý prijíma správy a generuje na ich základe hudbu.
Zvukové spektrum
- delíme na niekoľko frekvenčných pásiem ich hranice však nie sú pevne dané.
- nízke tóny (basové) - zvuky hromu a výstrelov, údery na bubon, zvuky basy, frekvencie cca 20 Hz - 170 Hz
- stredné tóny - reč, ruchy ulice, dávajú zvuku energiu (ľudské ucho je citlivé práve na túto spektrálnu oblasť), frekvencie cca 300 Hz - 5,5 kHz
- ľudský hlas - narába zo základným tónom okolo 400 Hz. Tento sa môže meniť polohou jazyka, zubov, pier v rozsahu asi od 175 Hz do 3700 Hz. Na túto časť zvukového spektra je ľudské ucho najcitlivejšie.
- vysoké tóny - píšťala, frekvencie cca 6 kHz až 20 kHz
Príklady frekvencií bežných zvukov:
- 10 Hz - dunenie v zemi, zemetrasenie
- 20 Hz - najnižšia počuteľná frekvencia
- 27 Hz - najnižší tón na klavíri
- 50 Hz - nízky hlas speváka
- 80 Hz - nízky hlas muža
- 263 Hz - stredná nota na klavíri
- 400 Hz - spektrum ženskej reči
- 1000 Hz - základný tón
- 4186 Hz - najvyššia nota na klavíri
- 10000 Hz - sykavky
- 20000 Hz - najvyššia počuteľná frekvencia