energía sonora por fuera del rango audible - ?· actas de eccom. vol. 2 nº 1, “la experiencia...

Download Energía sonora por fuera del rango audible - ?· Actas de ECCoM. Vol. 2 Nº 1, “La Experiencia Musical:…

Post on 03-Oct-2018

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Actas de ECCoM. Vol. 2 N 1, La Experiencia Musical: Cuerpo, Tiempo y Sonido en el Escenario de Nuestra Mente. 12 ECCoM. Isabel C. Martnez, Alejandro Pereira Ghiena, Mnica Valles y Matas Tanco (Editores). Buenos Aires: SACCoM. pp. 208-215 | 2015 | ISSN 2346-8874 www.saccom.org.ar/actas_eccom

    Registro de instrumentos musicales en alta resolucin

    Energa sonora por fuera del rango audible

    Jorge Petrosino e Ianina Canalis

    Universidad Nacional de Lans

    Resumen Segn el conocimiento establecido en los libros de percepcin y acstica, el lmite mximo en frecuencia que el ser humano es capaz de percibir es cercano a los 20 kHz. El anlisis espectral de los distintos instrumentos musicales se realiza en dicho rango de frecuencias, asumiendo de forma implcita que all se concentra la totalidad de su energa sonora. En las ltimas dcadas se han publicado diversos trabajos que sugieren que en determinadas condiciones es posible percibir frecuencias superiores a los 20 kHz (Ashihara, 2007; Canalis, Petrosino, 2014). Por otra parte la existencia de formatos digitales de alta resolucin de audio permite el registro de sonidos superando ampliamente dicho umbral. A pesar de estos resultados es difcil hallar trabajos con informacin sobre componentes de frecuencia de instrumentos musicales que exceden el rango audible tradicional. En este trabajo se presentan mediciones espectrales realizadas entre 20 Hz y 40 kHz de diferentes instrumentos musicales, enfocndonos en el anlisis de aquellos que son utilizados en nuestra regin. Nuestros resultados confirman la existencia de niveles significativos de energa en la zona de altas frecuencias.

    Resumo De acordo com o conhecimento estabelecido nos livros relacionados percepo e acstica, a frequncia mxima que os seres humanos podem perceber perto de 20 kHz. As medidas de anlise espectral dos diferentes instrumentos musicais so feitas nessa faixa de freqncias, implicitamente assumindo que toda a energia do som concentrada l. Nas ltimas dcadas, vrios estudos sugerindo que, sob certas condies, possvel perceber frequncias acima de 20 kHz (Ashihara, 2007; Canalis, Petrosino, 2014). Alm disso, os

    formatos digitais alta resoluo permitem a gravao de sons amplamente ultrapassando esse limiar. Apesar destes resultados, difcil encontrar informaes sobre os componentes de instrumentos musicais que vo alm da rea tradicional de distribuio de freqncias audveis. Neste estudo medidas espectrais entre 20 Hz e 40 kHz de diferentes instrumentos musicais so apresentados. Enfatizando a anlise daqueles que so usados em nossa regio. Nossos resultados confirmam a existncia de nveis significativos de energia nas altas freqncias.

    Abstract According to the established knowledge in books about perception and acoustics, the maximum frequency that humans can perceive is close to 20 kHz. The spectral analysis of musical instruments is made in this range, implicitly assuming that their entire sound energy is concentrated in those frequencies. In recent decades, several studies have been published suggesting that under certain conditions it is possible to perceive frequencies above 20 kHz (Ashihara, 2007; Canalis, Petrosino, 2014). Moreover, the existence of high-resolution digital audio formats allow recording of sounds surpassing this threshold. Despite these results, it is difficult to find information on the frequency components of musical instruments that exceed the traditional audible range. In this paper we present spectral measurements of different musical instruments between 20 Hz and 40 kHz, focusing on the analysis of those instruments that are widely used in our region. Our results confirm the existence of significant levels of energy in the high frequencies.

  • Petrosino y Canalis p. 208 | 2015 | ISSN 2346-8874

    Fundamentacin

    Los estudios sobre el anlisis espectral de

    instrumentos musicales que se encuentran

    disponibles en libros y artculos acadmicos

    cubren el rango de frecuencias que alcanza los

    20 kHz. Prcticamente no hay datos dispo-

    nibles sobre las caractersticas de los compo-

    nentes de frecuencia que superen dicho

    umbral. La nica informacin que hemos

    hallado al respecto ha sido generada por James

    Boyk (1997) en un artculo con un sugestivo

    ttulo que afirma que existe vida por encima de

    los 20 kHz. Boyk sostiene que en cada familia

    de instrumentos musicales existe al menos un

    miembro que produce energa hasta los 40 kHz

    o ms.

    Resulta posible comprender esta falta de inte-

    rs basndose en dos cuestiones principales.

    Una referida a los lmites de percepcin respec-

    to de esas altas frecuencias y la otra a las

    caractersticas tcnicas de la mayora de los

    sistemas de registro y reproduccin del sonido

    generado por los instrumentos musicales.

    En las ltimas dcadas han sido publicados

    algunos estudios que vuelven a poner en

    cuestin los lmites mximos de frecuencias

    audibles.

    Por una parte, se han llevado a cabo

    experimentos utilizando tonos puros que

    sugieren que es posible percibir frecuencias de

    hasta 25 kHz con intensidades del orden de los

    110 dB SPL (Ashihara, 2007; Canalis y

    Petrosino, 2014).

    En forma complementaria, los trabajos de

    Oohashi (2000) y Nishiguchi (2007) sugieren

    que las componentes ultrasnicas de determi-

    nados sonidos compuestos pueden provocar

    efectos perceptivos dando lugar a cierta acti-

    vidad en la corteza cerebral diferente a la que

    se produce cuando dichos componentes se

    encuentran ausentes. Tanto Oohashi como

    Nishiguchi han afirmado en sus trabajos que

    ciertas personas que no son capaces de

    percibir tonos puros de frecuencias elevadas

    por encima del umbral de audicin pueden sin

    embargo detectar las diferencias al comparar la

    presencia o ausencia de componentes ultra-

    snicos cuando estos estn asociados a otros

    componentes que se encuentran dentro del

    rango audible.

    Oohashi utiliz en sus primeros estudios

    grabaciones de alta resolucin de msica

    game-ln, argumentando que esa clase de

    instrumentos musicales contienen una impor-

    tante proporcin de energa de alta frecuencia.

    En dichos estudios publica diagramas espec-

    trales de este tipo de instrumentos.

    La posibilidad de distinguir entre registros de

    sonido con frecuencias de muestreo elevadas

    (Super Audio CD o DVD-Audio) comparadas

    con muestreos de 48 kHz fue estudiada por

    Meyer y Moran (2007). Sus conclusiones sugie-

    ren que no es posible detectar entre la

    reproduccin de una muestra en 24 bits y 96

    kHz y una versin de la misma muestra en 18

    bits y 48 kHz. Sin embargo, el equipamiento

    reportado en sus pruebas no permita repro-

    ducir frecuencias por encima del rango audible,

    por lo que sus conclusiones no resultan nece-

    sariamente incompatibles con los trabajos de

    Oohashi.

    Teniendo en cuenta la ausencia de informacin

    completa y accesible sobre la energa sonora

    en el rango ultrasnico de diferentes instru-

    mentos musicales, los indicios de que en cier-

    tos casos podran percibirse componentes que

    superan el rango audible tradiciones, sumado a

    la disponibilidad actual de sistemas de registro

    y reproduccin del sonido en alta resolucin

    otorga sentido y fundamento a la realizacin de

    un anlisis comparativo de distintos instru-

    mentos, incorporando algunos de uso tpico en

    nuestra regin.

    Objetivos

    1. Obtener informacin que permita comparar

    los espectros de emisin sonora de distintos

    instrumentos musicales en un rango que se

    extieenda hasta los 40 kHz, incluyendo

    instrumentos de amplio uso en nuestra

    regin sobre los que no se poseen registros

    espectrales ampliados

    2. Determinar para cada instrumento analizado

    la proporcin de energa por encima de 20

    kHz, comparada con el nivel de energa

    sonora total.

    Mtodo

    Registro de los instrumentos

    seleccionados

    Se realizaron registros de sonidos de charango,

    bandonen, acorden, violn, saxo, piano,

    bombo legero y platillo. Las grabaciones fue-

  • p. 209 | 2015 | ISSN 2346-8874 www.saccom.org.ar/actas_eccom

    ron realizadas con una placa de audio externa

    con capacidad de registrar sonidos de hasta 45

    kHz, teniendo especial cuidado en verificar que

    esta capacidad incluyera todas las etapas

    analgicas previas a la digitalizacin de las

    muestras. La captura del sonido fue realizada

    con un micrfono de medicin Earthworks M-30

    cuya respuesta es prcticamente plana hasta

    los 30 kHz, llegando hasta los 40 kHz con una

    cada de 3 dB.

    En todos los casos se procedi al registro de

    varios minutos con el micrfono ubicado a una

    distancia de un metro del instrumento. Los

    registros digitales se realizaron con una

    frecuencia de muestreo de 96 kHz y una reso-

    lucin de 24 bits.

    Cada grabacin fue posteriormente analizada

    utilizando software de edicin de audio que

    permitiese observar el espectro de las

    grabaciones para detectar aquellos fragmentos

    que pudieran tener mayor energa en alta

    frecuencia. Se seleccionaron una o dos

    muestras breves (menores a un segundo de

    duracin) de cada instrumento para la

    comparacin de espectros.

    Anlisis espectral

    Con el fin de obtener resultados comparables a

    las mediciones realizadas por Boyk (1997) se

    decidi que las representaciones espectrales

    fue