¿Qué contribuye a la aspereza de un sonido?

Sé que esto es un poco subjetivo con respecto a lo que es la aspereza. Entonces, imagine el sonido de una onda sinusoidal, podría decir que este es el sonido más puro o más limpio que existe.

Ahora contraste eso con una onda de diente de sierra, es bastante áspera, aunque si agrega algo de AM o FM, entonces la aspereza de una onda de diente de sierra (o cualquier onda) aumentará.

Ahora, lo que es interesante es que una onda de diente de sierra tiene más armónicos que la onda sinusoidal, esto es obvio, sin embargo, considere que también es más áspera que una onda cuadrada, y cuando pasa de una onda sinusoidal a una cuadrada a una sierra, agrega más armónicos, y la rugosidad general aumenta. De hecho, FM introduce una cantidad impía de bandas laterales, y la aspereza parece aumentar rápidamente.

Sin embargo, ahora considere los sonidos del ruido blanco, que es una distribución equitativa de frecuencias bajas a altas. Esto no es áspero en absoluto, por lo que muestra que la distribución de frecuencias de un sonido solo se correlaciona con la aspereza, pero de ninguna manera es una causa directa.

¿Cuál es, sin embargo, la causa directa de la aspereza de un sonido? ¿Cuál es el único factor del que surge la aspereza?

Esta es realmente una pregunta abierta, especialmente porque la "aspereza" es cualitativa. Las ondas de diente de sierra y cuadradas cuentan con componentes de frecuencia extremadamente alta, así que tal vez eso es lo que buscas. Alternativamente, el clipping/overdrive masivo puede conducir a una aspereza de otro tipo. El ruido blanco, por cierto, tiene fase frente a frecuencia no correlacionada, mientras que un diente de sierra bien controlado tiene un comportamiento de fase frente a frecuencia muy específico para mantener la forma de la forma de onda.
No estaría de acuerdo en que el ruido blanco "no es nada áspero". Simplemente, ¡ normalmente es más tranquilo !
La rudeza debe estar en el oído del oyente, porque creo que el ruido blanco es el sonido "más rudo" posible que existe.
@Todd Wilcox, es interesante que algunas personas usen máquinas de ruido blanco para calmarse y dormir. ¿Quizás el ruido blanco no es tan áspero? No conozco la ciencia de las formas de onda, pero tal vez se trate más de una distribución desigual o aleatoria de frecuencias.
Quizás el 'envoltorio' también deba ser considerado. Para mí, un tono áspero que se desvanece en lugar de ser repentino parece menos áspero. Además, tal vez si el cambio armónico durante la duración de un tono ocurre de manera aleatoria/desigual, podría hacer que el sonido sea áspero... o al menos molesto.
@MichaelCurtis Creo que el comentario de leftaroundabout sobre el nivel de ruido blanco es relevante para explicar por qué las personas pueden sentirse tranquilas con el ruido blanco. La mayoría de las máquinas de ruido blanco son muy silenciosas. Además, no estoy seguro de que la "aspereza" o la falta de ella esté relacionada con el uso del ruido blanco como ayuda para dormir. En cambio, creo que es una combinación del ruido blanco que enmascara otros sonidos y el oído/cerebro compensando el ruido blanco, creando así una ilusión auditiva de silencio. Si calibra un altavoz con ruido blanco a 70 - 80 dB SPL-A, es probable que no le parezca un sonido agradable.
@Todd Wilcox, ese es un buen punto sobre el volumen. Pero casi cualquier sonido puede volverse desagradable si es lo suficientemente alto. Usando las muestras en esta página como punto de referencia, public.wsu.edu/~jkrug/MUS364/audio/Waveforms.htm , el diente de sierra me molesta más que el ruido blanco. Entonces, mi respuesta personal a los sonidos está de acuerdo con la premisa del OP. Desearía haber entendido correctamente la acústica para poder aventurarme a responder por qué es esto.
Lo que creo que el problema principal aquí es nuestro uso del lenguaje, aunque no es culpa; Esta es una discusión muy secular y, por lo tanto, es muy difícil categorizar todas y cada una de las sensaciones. Creo que la aspereza que experimento es prácticamente la misma para todos, solo que nuestras definiciones varían.

Respuestas (2)

El término aspereza auditiva fue introducido por primera vez por Hermann von Helmholtz en 1885. En general, a mi entender, un alto nivel de aspereza auditiva se define como la posesión de:

  • Parciales de alta relación (armónicos alejados de la fundamental).

  • Fluctuaciones de amplitud del espectro (siendo muy importante la velocidad).

  • Inestabilidad de tono.

De wikipedia:

De acuerdo con la teoría psicofísica, la aspereza de un sonido complejo (un sonido que comprende muchos parciales o componentes de tono puro) depende de la distancia entre los parciales medida en anchos de banda críticos. Cualquier par de parciales simultáneos de aproximadamente la misma amplitud que estén separados por menos de un ancho de banda crítico produce rugosidad asociada con la incapacidad de la membrana basilar para separarlos claramente.

Desde aquí :

Psicofisiológicamente, la sensación de aspereza puede vincularse a la incapacidad del mecanismo de análisis de frecuencia auditivo para resolver entradas cuya diferencia de frecuencia es menor que el ancho de banda crítico y a la inestabilidad resultante o "cosquilleo" periódico (Campbell y Greated 1994: 61) del sistema mecánico (membrana basilar) que resuena en respuesta a tales entradas.

Y desde aquí :

La sensación auditiva de aspereza se puede describir como un atributo auditivo que representa una secuencia rápida de eventos auditivos breves. Con respecto a sus características subjetivas, estos eventos como tales están mal definidos; lo que importa es que ocurran en rápida sucesión. Rápido significa que, para ser percibido como rugosidad, el intervalo de tiempo entre eventos sucesivos debe ser inferior a unos 30 ms. Cuando el intervalo de tiempo es superior a unos 30 ms, los eventos se perciben como eventos individuales, por ejemplo, como picos de un patrón oscilante de sonoridad-tiempo.

Cuando los eventos auditivos son evocados físicamente por un tren periódico de impulsos sonoros, la magnitud de la aspereza (brevemente denominada aspereza) depende esencialmente de (1) la forma de los impulsos individuales; y (2) en la frecuencia del pulso. Para una frecuencia de pulso fija, la rugosidad aumenta cuando los impulsos se acortan en duración. Para una duración de impulso determinada, la aspereza disminuye cuando aumenta la frecuencia del pulso (p. ej., Miller y Taylor 1948a, Fastl 1976d, 1977f).

Entonces, la aspereza de hecho es una percepción auditiva que representa la estructura temporal de un sonido, aunque de una manera "integrada en el tiempo". La estructura del tiempo se representa auditivamente sin aprehensión consciente de los eventos individuales.

Hay mucho más que decir al respecto, pero mi experiencia en esto es muy limitada. Quizá alguien con más experiencia pueda ampliar este tema.

Muchas cosas: baja tasa de muestreo, baja profundidad de bits, introducción de elementos "ruidosos" como los que mencionaste. Creo que el principio general de "aspereza" que describe caería dentro del tema de la " falta de armonía ".

¿Qué contribuye a la aspereza de un sonido?
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