Немного анатомии (устройство уха- коротко и ясно)
Немного анатомии (устройство уха– коротко и ясно):
Снаружи мы видим так называемое внешнее ухо. Ничего особенного нас тут не интересует. Затем идет канал – примерно 0.5 см в диаметре и около 3 см в длину. Далее – барабанная перепонка, к которой присоединены кости – среднее ухо. Эти косточки передают вибрацию барабанной перепонки далее – на другую перепонку, во внутреннее ухо – трубку с жидкостью, около 0.2 мм диаметром и еще целых 3-4 см длинной, закрученная как улитка. Смысл наличия среднего уха в том, что колебания воздуха слишком слабы, чтобы напрямую колебать жидкость, и среднее ухо вместе с барабанной перепонкой и перепонкой внутреннего уха составляют гидравлический усилитель – площадь барабанной перепонки во много раз больше перепонки внутреннего уха, поэтому давление (которое равно F/S) усиливается в десятки раз.
Во внутреннем ухе по всей его длине натянута некая штука, напоминающая струну – еще одна вытянутая мембрана, жесткая к началу уха и мягкая к концу. Определенный участок этой мембраны колеблется в своём диапазоне, низкие частоты – в мягком участке ближе к концу, самые высокие – в самом начале. Вдоль этой мембраны расположены нервы, которые воспринимают колебания и передают их в мозг, используя два принципа:
Первый – ударный принцип. Поскольку нервы еще способны передавать колебания (бинарные импульсы) с частотой до 400-450 Гц, именно этот принцип влоб используется в области низкочастотного слуха. Там сложно иначе – колебания мембраны слишком сильны и затрагивают слишком много нервов. Ударный принцип немного расширяется до примерно 4 кГц с помощью трюка – несколько (до десяти) нервов ударяют в разных фазах, складывая свою пропускную способность. Этот способ хорош тем, что мозг воспринимает информацию более полно– с одной стороны, мы всё таки имеем легкое частотное разделение, а с другой – можем еще смотреть сами колебания, их форму и особенности, а не просто частотный спектр. Этот принцип продлен на самую важную для нас часть – спектр человеческого голоса. Да и вообще, до 4 кГц находится вся наиболее важная для нас информация.
Ну и второй принцип – просто местоположение возбуждаемого нерва, применяется для звуков более 4 кГц. Тут уже кроме факта нас вообще ничего не волнует – ни фаза, ни скважность.. Голый спектр.
Таким образом, в области высоких частот мы имеем чисто спектральный слух не очень высокого разрешения, а для частот близких к человеческому голосу – более полный, основанный не только на разделении спектра, а еще и на дополнительном анализе информации самим мозгом, давая более полную стереокартину, например. Об этом – ниже.
Основное восприятие звука происходит в диапазоне 1–4 кГц, в этом же диапазоне заключено человеческий голос (да и звуки, издаваемые большинством важных нам процессов в природе). Корректная передача этого частотного отрезка – первое условие естественности звучания.
