El efecto de precedencia o ley del primer frente de onda es un efecto psicoacústico binaural . Cuando un sonido es seguido por otro sonido separado por un retardo de tiempo suficientemente corto (por debajo del umbral de eco del oyente), los oyentes perciben un solo evento auditivo; su ubicación espacial percibida está dominada por la ubicación del primer sonido que llega (el primer frente de onda ). El sonido retardado también afecta la ubicación percibida. Sin embargo, su efecto es suprimido por el primer sonido que llega.
El efecto Haas fue descrito en 1949 por Helmut Haas en su Ph.D. tesis. [1] A menudo se equipara con el efecto de precedencia subyacente.
Historia
La "ley del primer frente de onda" fue descrita y nombrada en 1948 por Lothar Cremer . [2]
El "efecto de precedencia" fue descrito y nombrado en 1949 por Wallach et al. [3] Demostraron que cuando dos sonidos idénticos se presentan en sucesión cercana, se escucharán como un solo sonido fusionado. En sus experimentos, la fusión se produjo cuando el retraso entre los dos sonidos estaba en el rango de 1 a 5 ms para los clics y hasta 40 ms para los sonidos más complejos, como el habla o la música de piano. Cuando el retraso fue más largo, el segundo sonido se escuchó como un eco.
Además, Wallach et al. demostraron que cuando los sonidos sucesivos provenientes de fuentes en diferentes ubicaciones se escuchaban fusionados, la ubicación aparente del sonido percibido estaba dominada por la ubicación del sonido que llegaba primero a los oídos (es decir, el primer frente de onda que llegaba). El segundo sonido que llegó tuvo solo un efecto muy pequeño (aunque medible) en la ubicación percibida del sonido fusionado. Designaron este fenómeno como el efecto de precedencia y señalaron que explica por qué la localización del sonido es posible en la situación típica en la que los sonidos reverberan en las paredes, muebles y similares, proporcionando así múltiples estímulos sucesivos. También señalaron que el efecto de precedencia es un factor importante en la percepción del sonido estereofónico.
Wallach y col. no varió sistemáticamente las intensidades de los dos sonidos, aunque citaron la investigación de Langmuir et al. [4] que sugirió que si el segundo sonido que llega es al menos 15 dB más alto que el primero, el efecto de precedencia se rompe.
El "efecto Haas" se deriva de un artículo de 1951 de Helmut Haas. [5] En 1951, Haas examinó cómo se ve afectada la percepción del habla en presencia de un único reflejo de sonido coherente . [6] Para crear condiciones anecoicas , el experimento se llevó a cabo en la azotea de un edificio independiente. Otra prueba se llevó a cabo en una habitación con un tiempo de reverberación de 1,6 ms. La señal de prueba (voz grabada) se emitió desde dos altavoces similares en ubicaciones a 45 ° a la izquierda y a la derecha a 3 m de distancia del oyente.
Haas descubrió que los humanos localizan las fuentes de sonido en la dirección del primer sonido que llega a pesar de la presencia de un solo reflejo de una dirección diferente. Se percibe un solo evento auditivo . Un reflejo que llega más tarde de 1 ms después del sonido directo aumenta el nivel percibido y la amplitud (más precisamente el ancho percibido de la fuente de sonido). Una sola reflexión que llega dentro de los 5 a 30 ms puede ser hasta 10 dB más fuerte que el sonido directo sin ser percibida como un evento auditivo secundario ( eco ). Este lapso de tiempo varía con el nivel de reflexión. Si el sonido directo proviene de la misma dirección en la que mira el oyente, la dirección del reflejo no tiene un efecto significativo en los resultados. Una reflexión con frecuencias más altas atenuadas expande el lapso de tiempo en que la supresión de eco está activa. [ aclaración necesaria ] El aumento del tiempo de reverberación de la sala también amplía el intervalo de tiempo de supresión de eco. [7]
Apariencia
El efecto de precedencia aparece si los frentes de onda subsiguientes llegan entre 2 ms y unos 50 ms más tarde que el primer frente de onda. Este rango depende de la señal. Para el habla, el efecto de precedencia desaparece para retrasos superiores a 50 ms, pero para la música, el efecto de precedencia también puede aparecer para retrasos de unos 100 ms. [8]
En los experimentos de adelanto-retraso con dos clics, los efectos de localización incluyen aspectos de suma de localización , dominio de localización y supresión de discriminación de retraso . En general, se considera que los dos últimos son aspectos del efecto de precedencia: [9]
- Localización sumatoria: para retardos de tiempo inferiores a 2 ms, los oyentes solo perciben un sonido; su dirección está entre las ubicaciones de los sonidos de adelanto y retraso. Una aplicación para la localización sumatoria es la estereofonía de intensidad , donde dos altavoces emiten la misma señal con diferentes niveles , lo que da como resultado la dirección del sonido localizado entre ambos altavoces. La dirección localizada depende de la diferencia de nivel entre los altavoces.
- Dominio de la localización: para retrasos entre 2 y 5 ms, los oyentes también perciben un sonido; su ubicación está determinada por la ubicación del sonido principal.
- Supresión de la discriminación de rezagos: para retrasos cortos, los oyentes son menos capaces de discriminar la ubicación del sonido rezagado.
Para retardos de tiempo superiores a 50 ms (para voz) o unos 100 ms (para música), el sonido retardado se percibe como un eco del primer sonido que llega. Ambas direcciones de sonido están localizadas correctamente. El retardo de tiempo para percibir ecos depende de las características de la señal. Para señales con características de impulso, los ecos se perciben para retardos superiores a 50 ms. Para señales con una amplitud casi constante, el umbral de eco se puede mejorar hasta diferencias de tiempo de 1 a 2 segundos.
Una apariencia especial del efecto de precedencia es el efecto Haas. Haas demostró que el efecto de precedencia aparece incluso si el nivel del sonido retardado es hasta 10 dB más alto que el nivel del primer frente de onda. En este caso, el rango de retardos, donde funciona el efecto de precedencia, se reduce a retardos entre 10 y 30 ms.
Aplicaciones
El efecto de precedencia es importante para escuchar en habitaciones cerradas. Con la ayuda de este efecto, sigue siendo posible determinar la dirección de una fuente de sonido (por ejemplo, la dirección de un altavoz) incluso en presencia de reflejos en la pared .
Sistemas de refuerzo de sonido
Los hallazgos de Haas se pueden aplicar a sistemas de refuerzo de sonido y sistemas de megafonía . La señal de los altavoces colocados en ubicaciones distantes de un escenario puede retrasarse electrónicamente en una cantidad igual al tiempo que tarda el sonido en viajar por el aire desde el escenario hasta la ubicación distante, más entre 10 y 20 milisegundos y reproducirse a un nivel de hasta 10 dB más fuerte que el sonido que emana del escenario. La primera llegada de sonido de la fuente al escenario determina la localización percibida, mientras que el sonido ligeramente posterior de los altavoces retardados simplemente aumenta el nivel de sonido percibido sin afectar negativamente la localización. En esta configuración, el oyente localizará todo el sonido desde la dirección del sonido directo, pero se beneficiará del nivel de sonido más alto, que ha sido mejorado por los altavoces. [10]
Extracción de ambiente
El efecto de precedencia se puede emplear para aumentar la percepción del ambiente durante la reproducción de grabaciones estéreo. [11] Si se colocan dos altavoces a la izquierda y a la derecha del oyente (además de los altavoces principales) y se alimentan con el material del programa con un retraso de 10 a 20 milisegundos, los componentes de ambiente de fase aleatoria del sonido se volverán lo suficientemente decorrelacionados que no pueden ser localizados. Esto extrae de manera efectiva el ambiente existente de la grabación, mientras deja los sonidos "directos" de primer plano que aún parecen provenir del frente. [12] [13]
Decodificación de audio multicanal
El efecto se tuvo en cuenta y se aprovechó en la psicoacústica del decodificador Fosgate Tate 101A SQ, desarrollado por Jim Fosgate en consulta con Peter Scheiber y Martin Willcocks , para producir una espacialidad y direccionalidad mucho mejor en la decodificación matricial de 4-2-4 ( SQ cuadrafónico ) de audio.
Pateador de Haas
Muchos diseños de salas de control LEDE ("extremo en vivo, callejón sin salida") presentaban los llamados "kickers de Haas": paneles reflectantes colocados en la parte posterior para crear reflejos especulares que se pensaba que proporcionaban un área de escucha estéreo más amplia o aumentaban la inteligibilidad. [14] Sin embargo, lo que es beneficioso para un tipo de sonido es perjudicial para otros, por lo que los kickers de Haas, como los techos de compresión , ya no se encuentran comúnmente en las salas de control. [15]
Ver también
Referencias
- ^ "Referencia de audio profesional" . Consultado el 18 de abril de 2020 .
Después de la tesis doctoral de Helmut Haas presentada en la Universidad de Göttingen, Göttingen, Alemania como "Über den Einfluss eines Einfachechos auf die Hörsamkeit von Sprache"; traducido al inglés por el Dr. Ing. KPR Ehrenberg, Building Research Station, Watford, Herts., Inglaterra Biblioteca Comunicación núm. 363, diciembre de 1949; reproducido en los Estados Unidos como "La influencia de un solo eco en la audibilidad del habla", J. Audio Eng. Soc., Vol. 20 (marzo de 1972), págs. 145-159.
- ^ Cremer, L. (1948): "Die wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik", Bd. 1. Hirzel-Verlag Stuttgart.
- ^ Wallach, H., Newman, EB y Rosenzweig, MR (1949). "El efecto de precedencia en la localización del sonido", The American Journal of Psychology, 62, 315-336.
- ↑ Langmuir, I., Schaefer, VJ, Ferguson, CV y Hennelly, EF (1944). "Un estudio de percepción binaural de la dirección de una fuente de sonido", OSRD Report 4079, PB número 31014, Oficina de Servicios Técnicos, Departamento de Comercio de los Estados Unidos.
- ^ Haas, H. (1951). "Uber den Einfluss eines Einfachechos auf die Horsamkeit von Sprache", Acustica, 1, 49–58.
- ^ Arthur H. Benade (1990). Fundamentos de acústica musical . Publicaciones de Courier Dover. pag. 204. ISBN 978-0-486-26484-4.
- ^ Haas, H. "La influencia de un solo eco en la audibilidad del habla", JAES Volumen 20 Número 2 págs. 146-159; Marzo 1972
- ^ Blauert, J .: Audición espacial: la psicofísica de la localización del sonido humano; Prensa del MIT; Cambridge, Massachusetts (1983), capítulo 3.1
- ^ Litovsky, RY; Colburn, HS; Yost, WA; Guzmán, SJ (1999). "El efecto de la precedencia" (PDF) . La Revista de la Sociedad Americana de Acústica . 106 (4 Pt 1): 1633–16. doi : 10.1121 / 1.427914 . PMID 10530009 .
- ^ Audio, NTi . "Cómo configurar un evento de sonido en vivo" (PDF) . www.nti-audio.com .
- ^ Madsen, E. Roerbaek (octubre de 1970). "Extracción de información ambiental de grabaciones ordinarias" . Revista de la Sociedad de Ingeniería de Audio . 18 (5): 490–496.
- ^ Katz, Bob (marzo de 1988). "Extracción vs Generación" . Stereophile .
- ^ Katz, Bob (2007). Dominar el audio: el arte y la ciencia . Taylor y Francis. págs. 229-237. ISBN 978-0240808376.
- ^ Davis, Patronis "Ingeniería de sistemas de sonido", Focal Press; 3a edición (20 de septiembre de 2006)
- ^ Philip Newell "Diseño de estudio de grabación", Focal Press; 2a edición (22 de diciembre de 2007)
Otras lecturas
- Floyd Toole "Sound Reproduction", Focal Press (25 de julio de 2008), Capítulo 6
- Blauert "Audición espacial - Edición revisada: La psicofísica de la localización del sonido humano", The MIT Press; Rev Sub edition (2 de octubre de 1996)
- Litovsky y col. (1999), "El efecto de precedencia" J. Acoustic. Soc. Am., Vol. 106, núm. 4