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Fundamentos de Áudio

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by

Guilherme Lima

on 24 February 2016

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Fundamentos de Áudio
Prof. Guilherme Lima
O que é Som?
Propriedades do Som
Altura
Amplitude
Duração
Timbre
Envelope
Altura
Amplitude
http://onlinetonegenerator.com/
É a propriedade do som que o caracteriza como grave ou agudo.
Ela está relacionada com a frequência da onda sonora.

A amplitude do som é a propriedade que define um mais forte ou mais fraco em relação a outro som.
Duração
Assim como a intensidade e a altura, é possível identificar a duração de um som ao comparar dois ou mais sons. Pode ser medida em segundos ou através de notação musical.
Timbre
Permite conhecer a origem da fonte sonora.
Às vezes dois sons têm a mesma altura, a mesma duração e a mesma intensidade, mas podem ter timbres diferentes. Por exemplo: a nota sol tocada no piano tem um timbre diferente se for tocada na flauta.

http://falstad.com/
http://www.sonicvisualiser.org/
Envelope
O envelope sonoro é a articulação da duração e representa a forma do som.
Aula 1 - Propriedades do Som
Fundamentos de Áudio
Aula 2 - Ondas Sonoras
Prof. Guilherme Lima
Hertz
É a unidade usada para medir eventos periódicos, como oscilações (vibrações) ou rotações por segundo
Hertz = CPS
Frequência x Notas Músicais
Bandas de Frequência
http://www.independentrecording.net/irn/resources/freqchart/main_display.htm
Escala Diatônica
Pitágoras descobriu que dividindo uma corda em diferentes frações como 1/2, 1/3, 1/4 e 1/5 eram obtidas diferentes aturas.

A frequência da nota é inversamente proporcional ao comprimento da corda, sendo que quanto menor a corda, maior a frequência obtida.
Ciclo das Quintas
Escala Temperada
Ressonância
Ressonância é a tendência de um sistema oscilar em máxima amplitude em certas frequências conhecidas como frequências ressonantes ou frequências naturais do sistema.
Instrumentos Musicais
Idiofones
Membranofones
Cordofones
Aerofones
Eletrofones
Sistema Excitador

Sistema Ressoador

Sistema Radiante

Fourier
Podemos pensar em em um instrumento músical como um conjunto de osciladores de grande complexidade.
Gama Dinâmica
Qualidade do Instrumento
Facilidade de reprodução dos sons.
Boa resposta mecânica.
Estabilidade de afinação.
Uniformidade tímbrica.
Velocidade do Som
Se trata da velocidade que a onda sonora se propaga em determinado meio. Diferentes meios proporcionam diferentes condições de propagação.
http://www.sengpielaudio.com/calculator-speedsound.htm
Distância = Velocidade x Tempo

ou

Tempo = Distância ÷ Velocidade
Exercícios
Num passeio ao "vale do eco", um turista percebe que o primeiro eco de seu grito é ouvido 4 segundos após a emissão. Sendo a velocidade do som no ar igual a 344 m/s, determine a que distância dele se encontra o obstáculo refletor.
Exercícios
A coruja é um animal de hábitos noturnos que precisa comer vários ratos por noite.
Um dos dados utilizados pelo cérebro da coruja para localizar um rato com precisão é o intervalo de tempo entre a chegada de um som emitido pelo rato a um dos ouvidos e a chegada desse mesmo som ao outro ouvido. Imagine uma coruja e um rato, ambos em repouso; num dado instante, o rato emite um chiado. As distâncias da boca do rato aos ouvidos da coruja valem d1 = 12,780 m e d2= 12,746 m. Sendo assim d1 é a distância da boca do rato até o ouvido direito da coruja e d2 é a distância até o ouvido esquerdo.
Sabendo que a velocidade do som no ar é de 344 m/s, calcule o intervalo de tempo entre as chegadas do chiado aos dois ouvidos da coruja.
No exercício a seguir vamos ouvir a 3 músicas diferentes, 2 escolhidas por mim e 1 escolhida por vocês. Faça a análise de cada música prestando atenção aos detalhes de cada elemento e as propriedades que vimos em aula, comentando sobre altura, intensidade, duração e timbre.
Frequência e Comprimento de Onda
Comprimento = Velocidade ÷ Frequência
ou
Frequência = Velocidade ÷ Comprimento
Esticando uma corda de um violão enquanto ele é tocado, o som se torna:

a) mais agudo e a freqüência das vibrações diminui

b) mais grave e a freqüência das vibrações aumenta

c) mais agudo e a freqüência das vibrações aumenta

d) mais grave e a frequência das vibrações diminui
O ouvido humano é capaz de ouvir sons entre 20Hz e 20.000Hz aproximadamente. A velocidade do som no ar é aproximadamente 344 m/s. O som mais grave que o ouvido humano é capaz de ouvir tem comprimento de onda de:

A) 1,7 cm
b) 58,8 mm
c) 17 m
d) 6.800 m
e) 6.800 km
Sabendo que a velocidade do som é 344 m/s, qual seria a frequência em Hertz de uma onda com 20 centímetros de comprimento?

Depois de obter este resultado, digamos que você disparou este som na direção de um obstáculo que está a 34 metros de distância. Após quanto tempo o eco deste som poderá ser escutado?
Fundamentos de Áudio
Aula 3 - Decibéis
Prof. Guilherme Lima
Amplitude Sonora
Como Escutamos?
Peak x RMS
Peak (pico) indica o valor máximo de amplitude atingido pela onda, seja no momento positivo ou negativo.

RMS (root means square) indica o valor médio de amplitude ao longo de um determinado período de som.
Para descobrir a diferença em decibel entreduas potências:
p = 10log (P2 ÷ P1)
Qual é o comprimento de onda para um som de:
100 Hz
200 Hz
500 Hz
1000 Hz
Qual é a frequência de um som com comprimento de onda de:
10 m
5 m
2 m
50 cm
dBu x dBV
Áudio Digital
Sample Rate
Teorema de Nyquist
Fundamentos de Áudio
Aula 4 - Audição e Psicoacústica
Prof. Guilherme Lima
http://www.phys.unsw.edu.au/jw/hearing.html
Curva de Audibilidade
Curva de Audibilidade
Comprimento de Onda x Cóclea
Curvas de Ponderação
Curva A
Curva A
Curva C
Curva C
Por conta disso, sempre que ouvimos um som mais forte em questão de amplitude, percebemos melhor seus detalhes, e consequentemente, gostamos mais.
Nível de Monitoração
http://www.aes.org/technical/documentDownloads.cfm?docID=65
dBVU
dBVU
Paradoxo da Fundamental Ausente
Efeito Doppler
Localização
A localização dos sons que acontecem ao redor é realizada em dois níveis de percepção, que denominamos ITD e IDL.
Interaural Time Difference
Interaural Level Difference
Exemplos
Gravação Binaural
http://www.kallbinauralaudio.com/samples/
Ilusão do Glissando
http://deutsch.ucsd.edu/psychology/pages.php?i=205
Efeito McGurk
Falling Bells
Fundamentos de Áudio
Aula 5 - O Som no Ambiente
Prof. Guilherme Lima
Como o som se propaga?
Reflexão
Reflexão
Reflexão
Refração
Reverberação
http://www.acs.psu.edu/drussell/demos/RT60/RT60.html
Difração
http://www.launc.tased.edu.au/online/sciences/physics/diffrac.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/diffrac.html
Reflexão
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