¿Qué es el tono virtual?

Por lo que entiendo, el tono virtual es un concepto que se supone que explica el fenómeno de la "falta fundamental". Específicamente,

Se dice que un sonido armónico tiene una fundamental faltante cuando sus sobretonos sugieren una frecuencia fundamental pero el sonido carece de un componente en la frecuencia fundamental misma. El cerebro percibe el tono de un tono no solo por su frecuencia fundamental, sino también por la periodicidad que implica la relación entre los armónicos superiores. Fuente: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Missing_fundamental

¿Alguien puede explicar qué son los tonos virtuales y cómo esto explica por qué ocurre el fenómeno fundamental faltante?

Respuestas (2)

Cuando una persona escucha una combinación de sonidos que se encuentran en muchos múltiplos precisos o casi precisos de una frecuencia común, y no son múltiplos comunes de una frecuencia más alta, la persona a menudo percibirá un sonido en esa frecuencia común, cuyo timbre estará influenciado por la combinación de frecuencias por encima de ella. Este efecto se puede experimentar incluso si la amplitud del sonido en la frecuencia común es cero.

Tenga en cuenta que es posible percibir múltiples tonos distintos simultáneos que son múltiplos de una frecuencia común si los propios tonos individuales tienen una firma armónica distinta. Por ejemplo, si se escucha la siguiente combinación de frecuencias (amplitudes expresadas linealmente)

Freq 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10k
     1.0  1.5  0.33 0.75 0.20 0.50 0.14 0.38 0.11 0.30

uno probablemente percibiría una combinación de sonidos armónicamente ricos a 1000Hz y 2000Hz. Aunque todas las frecuencias son múltiplos de 1000 Hz, las que también son múltiplos de 2000 Hz serían mucho más fuertes. Si en cambio uno hubiera escuchado la siguiente combinación de frecuencias:

Freq 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10k
     0.0  0.5  0.33 0.25 0.20 0.17 0.14 0.12 0.11 0.10

uno percibiría un solo sonido armónicamente rico a 1000 Hz aunque no haya contenido de frecuencia allí, porque no hay otra frecuencia más alta cuyos múltiplos sean más dominantes que los otros múltiplos de 1000 Hz.

En los casos en que los sonidos estén sujetos a distorsión armónica, el proceso agregará contenido espectral en frecuencias que son sumas y diferencias de múltiplos de las frecuencias originales. Si el ejemplo anterior de 1000 Hz estuviera distorsionado, por ejemplo, porque todos los múltiplos de las frecuencias originales también son múltiplos de 1000 Hz, el proceso generaría contenido espectral a 1000 Hz. Los acordes de potencia de una guitarra utilizan este principio, ya que las tres cuerdas tienen tonos en una proporción de 2:3:4, generando así una fundamental una octava por debajo de la cuerda más baja. Aunque el tono virtual se mejora con la distorsión electrónica, no se requiere tal distorsión. Algunos órganos de tubos tienen topes de 2 2/3 'y 1 3/5' cuyos tubos tienen un tercio y un quinto de la longitud del tope principal de 8 '; algunos agregan una parada de 1 1/7 'que es una séptima parte de la longitud. Si uno comienza a tocar una línea de melodía usando esas paradas en combinación con la parada de 8' y luego apaga la parada de 8', se puede percibir que la melodía continúa en su tono original, incluso sin ningún contenido de frecuencia allí. En algunos órganos, especialmente aquellos con la parada de 1 1/7', es posible escuchar el tono apropiado sin tener que ser conducido a él, pero con solo las paradas de 2 2/3' y 1 3/5' el efecto no t trabajo tan bien.

"no se requiere tal distorsión": una forma de verlo es que la distorsión se produce en nuestros oídos ( music.stackexchange.com/questions/26834/… )
@Dave: Sospecho que ese es el caso, pero carezco de la experiencia para emitir un juicio sobre tales afirmaciones. La percepción sensorial es extraña en muchos sentidos, y muchos procesos sensoriales "casi" se ajustan a ciertos modelos físicos agradables y fáciles, pero tienen anomalías que sugieren que los procesos detrás de ellos son probablemente bastante diferentes de lo que sugerirían los modelos.

Cuando se le presenta un sonido de tono (relativamente) complejo, más allá de la simple extracción de frecuencia, su cerebro realiza un procesamiento adicional para identificar patrones armónicos, es decir, conjuntos de frecuencias donde todas ellas son múltiplos enteros de alguna frecuencia fundamental. Esta es una parte importante de nuestra percepción del tono. Debido a este procesamiento complejo, no siempre existe una relación obvia entre el contenido espectral de un sonido determinado y el tono que le asigna un oyente.

Hay técnicas para combinar sonidos ( tonos combinados y otros) de modo que los oyentes asignen un tono más bajo a la combinación resultante que cualquiera de los sonidos individuales; la fundamental del tono del sonido combinado no está físicamente presente. Este "efecto fundamental faltante" es algo sorprendente ya que para la mayoría de los sonidos, es la frecuencia del armónico más bajo lo que determina el tono percibido.

"Tono virtual" parece ser un término acuñado por algunos teóricos de la música en sus intentos de describir algunas características de la percepción del sonido (musical), por ejemplo, el grado de consonancia, y es consistente con el bien conocido fenómeno fundamental faltante. Esta teoría incluye la idea de que el cerebro intenta asignar un "tono virtual" a los sonidos, buscando relaciones entre los componentes espectrales. Que yo sepa, este término sólo se aplica a las ideas que se basan en las presentadas originalmente por Terhardt en la década de 1970, es decir, refleja una escuela o enfoque particular para este tipo de análisis.