Опубликовано: 15.01.2019  
   

Шумы и их применение

Шумы играют важное значение как в саунддизайне, так и при создании различных треков. Рассмотрим какие бывают виды шумов и где они применяются.

Шумы

Белый шум имеет одинаковую мощность в равных полосах пропускания. Например, полоса пропускания 10 Гц между 20 Гц и 30 Гц содержит такое же количество звуковой мощности, что и полоса пропускания 10 Гц между 10000 Гц и 10 010 Гц.

Для слуховой системы человека белый шум звучит намного ярче, чем можно было бы ожидать от «плоского» спектра. Это потому, что человеческий слух воспринимает частоты в логарифмическом масштабе (октавы), а не в линейном масштабе.

Спектр белого шума

Многие из вас слышали белый шум при поиске радиостанции или в телевизорах во время отключения сигнала (правда, сейчас всё переходит на цифровое вещание и там будет цифровой звук, а у него есть свои плюсы и минусы).

Представленный сигнал (в ссылке) — это сигнал из некоррелированных выборок, таких как числа, генерируемые генератором случайных чисел. Когда возникает такая случайность, сигнал будет содержать все частоты в равной пропорции, и его спектр станет плоским.

Большинство генераторов белого шума используют равномерно распределенные случайные числа, потому что их легко генерировать. Некоторые более дорогие генераторы полагаются на распределение Гаусса, поскольку оно представляет собой лучшее приближение многих реальных случайных процессов. Оба представленных файла будут звучать одинаково, и будут иметь одинаковый плоский спектр. Они будут отличаться только распределением уровней выборки.

Применение белого шума

  • Белый шум используется в музыке довольно часто в виде различных пэдов, синтезированных басов, подкладок. Кроме этого из него образуют различные другие шумы, о которых пойдёт речь далее.
  • Используется в качестве эталонного тона для проверки частотных характеристик: воспроизводите белый шум через вашу систему и проверяйте его выход с помощью анализатора линейного спектра (FFT). Ответ должен оставаться неизменным при усреднении по времени.
  • Также может быть использован для измерения неблагоприятных воздействий комнаты
  • В медицинских целях белый шум используется для маскировки шума в ушах , жужжания, звонка или свиста в ухе, возникающего без какого-либо раздражителя.

 

Розовый шум — это случайный сигнал, отфильтрованный для получения равной энергии на октаву. Чтобы поддерживать постоянную энергию в октавах, спектральная плотность должна уменьшаться с увеличением частоты (f). Это объясняет, почему розовый шум иногда называют «шум 1 / f». В пересчете на децибелы это уменьшение соответствует 3 дБ на октаву в спектре величин.

Для слуховой системы человека, которая обрабатывает частоты логарифмически, предполагается, что розовый шум звучит одинаково на всех частотах и ​​поэтому наилучшим образом приближается к среднему спектральному распределению музыки.

Спектр розового шума

Однако на практике получается, что наши уши более чувствительны к определенным частотам, например, в диапазоне 2–4 кГц. Розовый шум, несмотря на его равномерное распределение частот в логарифмической шкале частот, будет восприниматься как окрашенный, с заметным пиком, воспринимаемым около 3 кГц. Сглаживание шума воспринимаемым способом создаст серый шум.

Применение розового шума

  • Розовый шум в музыке один из самых популярных в саунддизайне. С его помощью создаются различные эффекты, самый простой, например, звук ветра.
  • Может использоваться как эталонный сигнал для проверки частотной характеристики
  • Может помочь при сведении материала
  • Также может быть использован для измерения неблагоприятных воздействий помещения
  • В медицинских целях розовый шум используется для лечения гиперакуза , повышенной чувствительности к нормальным звукам окружающей среды или для маскировки звона в ушах , звон в ухе, возникающий без какого-либо стимула.

 

Коричневый шум — это случайный сигнал, который был отфильтрован, чтобы генерировать большинство энергии на низких частотах. Его плотность мощности обратно пропорциональна f ^ 2 и уменьшается на 6 дБ на октаву. Коричневый шум производит намного более теплый тон, чем белый шум (0 дБ / октава) или розовый шум (-3 дБ / октава).

Каждая октава содержит столько же энергии, сколько две октавы над ней. Например, полоса пропускания 20 Гц между 20 Гц и 40 Гц (одна октава) будет содержать ту же мощность звука, что и полоса пропускания 120 Гц между 40 Гц и 160 Гц (следующие две октавы).

 Спектр коричневого (красного) шума

«Коричневое» — это название происходит от «коричневого» движения, а не от цвета. В броуновском движении последующие образцы имеют более высокую вероятность оставаться близко друг к другу, чем далеко уходить. Этот процесс естественным образом отфильтровывает более высокие частоты. Броуновский шум также называют красным шумом. Этот цвет исходит от видимого света, который становится красным, когда применяется аналогичное спектральное распределение.

Применение коричневого (красного) шума

  • Коричневый шум используется для проверки фазовых проблем сабвуфера. Для правильной интеграции вашего сабвуфера в вашу аудиосистему, сабвуфер должен находиться в фазе с другими драйверами в точке кроссовера: подрегулируйте фазу вашего сабвуфера, пока он не произведет наименьший бас, затем измените его полярность, и все готово.
  • В медицинских целях коричневый шум используется для лечения гиперакуза , повышенной чувствительности к нормальным звукам окружающей среды или для маскировки звона в ушах , звон в ухе, возникающий без какого-либо стимула

 

Синий шум — это случайный сигнал, который был отфильтрован, чтобы генерировать более высокие энергии на более высоких частотах. Его плотность мощности пропорциональна частоте и увеличивается на 3 дБ на октаву. Если присмотреться, то он представляет зеркальное отражение розового шума.

 Спектр синего (лазурного) шума

Синий шум содержит много энергии на самых высоких частотах: каждая октава содержит столько же энергии, сколько две октавы под ней!

Синий шум также называют лазурным шумом. Эти названия происходят от видимого света, который превращается в эти цвета, когда применяется аналогичное спектральное распределение.

Применение синего (лазурного) шума

  • Синий шум хорошо подходит для сглаживания, процесса, в котором шум преднамеренно применяется к сигналу для рандомизации ошибок квантования во время преобразования глубины в битах. Этот процесс называется размывание или формирование шума
  • Применяется при создании различных звуков в саунддизайне (водопады в отдаленности от источника, различные синтезированные звуки, например рабочий барабан)
  • В медицинских целях синий шум иногда используется для маскировки звона в ушах , жужжания, звонка или свиста в ухе, возникающего без какого-либо стимула.

 

Известен как дифференцированный белый шум, поскольку он является результатом дифференцирования сигнала белого шума. Фиолетовый шум генерирует очень высокие энергии на более высоких частотах. Его плотность мощности пропорциональна f ^ 2 и увеличивается на 6 дБ на октаву. Если присмотреться, то он представляет зеркальное отражение коричневого (красного) шума.

Фиолетовый шум генерирует много энергии на самых высоких частотах: каждая октава содержит столько же энергии, сколько четыре октавы под ней!

Для нашего слуха он очень яркий и звучит очень резко.

Спектр фиолетового шума

Применение фиолетового шума

  • Также как и синий он может применяться к сигналу для рандомизации ошибок квантования во время преобразования глубины в битах.
  • Так как звук довольно резкий и яркий, является основным при создании и эмуляции рабочего барабана и хай-хэта (можно вспомнить всем известные звуки TR-808, 909 и т. п.)
  • В медицинских целях фиолетовый шум иногда используется для маскировки шума в ушах, жужжания, звонка или свиста в ухе, возникающего без какого-либо стимула.

 

Хотя белый шум играет одинаково громко на всех частотах, он не дает слушателю такого ощущения ровности из-за психоакустики. Нужно пропустить белый шум через фильтр, который инвертирует нашу кривую частотной чувствительности, чтобы создать серый шум, шум, который кажется перцептуально плоским.

«Серый шум» — это общий термин. Применяемая кривая «сплющивания» шума зависит от конкретных порогов слышимости слушателя и звукового давления, при котором будет воспроизводиться серый шум. Наши уши чрезвычайно нелинейны, и восприятие различных частот зависит от общей громкости (кривые Флетчера-Мансона ). Например, на более низких уровнях чувствительность наших ушей к более низким и высоким частотам резко падает.

   Спектр серого шума

Применение серого шума

  • Применяется довольно редко, но может использоваться для субъективной проверки нейтральности звуковой системы
  • В музыке для создания синтезированных звуков, у которых центральная полоса должна быть свободна
  • Также в сфере здравоохранения серый шум иногда используется для маскировки шума в ушах , жужжания, звонка или свиста в ухе, возникающего без какого-либо стимула.

 

  • Оранжевый шум

Квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью, частотные группы которого располагаются на частотах музыкальных нот.

Если говорить более просто, то это шум различных духовых инструментов.

Спектр оранжевого шума

Применение оранжевого шума

  • С его помощью можно создавать интересные эффекты, например при шумо-резонансном синтезе (различная эквализация белого шума через фильтры с резонансными характеристиками)

 

  • Зелёный шум

Это звук, который мы слышим постоянно  — повседневный звук «города». Чтобы его создать, за основу берётся розовый или коричневый шум и выделяется область частот в районе 500 Гц и срезом высоких. Для этих целей и применяется в звуковом дизайне.

  Спектр зелёного шума

  • Чёрный шум

У него имеется несколько понятий.  Например, это либо отсутствие вообще звука (но не тишина из динамиков, а безмолвная тишина, как в специальных акустических камерах), либо шум с очень низкими и динамически резкими частотами (землетрясения или обрушения здания).

Если рассматривать его с музыкальной точки зрения, то в звукодизайне это спектр шума за гранью слышимой нами области частот. То есть мы его не слышим. Но он способен придавать другим звукам различные оттенки, придавая им новое интересное звучание.

                            Спектр черного шума

Экспериментируете!

Подписывайтесь на новости New Style Sound и RSS.

За репосты и лайки буду вам очень благодарен.

Похожие записи

Рассказать о New Style Sound друзьям:

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.