¿Por qué puede ' t la voz humana produce un tono de Shepard?

Question

Audio de un shepard tono en youtube.

Entonces, ¿qué es un Shepard tono?

Un Shepard tono, nombrado después de que Roger Shepard, es un sonido que consta de un superposición de ondas sinusoidales separados por octavas. Cuando se juega con el tono base del tono en que se mueven hacia arriba o hacia abajo, lo que se conoce como la escala de Shepard. Esto crea la ilusión auditiva de un tono que continuamente se asciende o desciende en el tono, sin embargo, que en última instancia parece para obtener no más alto o más bajo. (wikipedia).

Una simulación por computadora Shepard tono va en y en y en....... Nunca se termina, literalmente. Nos sentimos (nuestro cerebro percibe) que la amplitud o la frecuencia o lo que sea está aumentando gradualmente, pero después de algún tiempo, sentimos que el tono está repitiendo de nuevo a partir de un mismo punto. Así, la frecuencia de la señal cambia periódicamente como una onda sinusoidal.

Pero, ¿por qué nosotros, la voz humana no puede producir ese tono? Cuánto nos esforcemos, no podemos producir. Esto puede ser debido al agotamiento o la capacidad de los pulmones. Nuestra voz se parece conseguir saturado después de un cierto límite más que no podemos producir el sonido. Por qué? Si la frecuencia de la señal cambia periódicamente como una onda sinusoidal, debemos ser capaces de seguir produciendo el tono desde donde empezamos. Pero no, esto no sucede. Por qué?

PS - mi terminología puede estar equivocado. Así que siéntase libre de editarlo.

Answer 1

La voz humana produce un cuadro de la frecuencia fundamental y sus armónicos debido a que el mecanismo es como la de un oscilador de relajación. Sin embargo, tenemos un control limitado sobre la amplitud relativa de los armónicos (tenemos algunos - que es cómo vamos a cambiar el "color" de un tono cantamos, y el sonido de las vocales).

Con el fin de producir la escala de Shepard, usted necesita ser capaz de controlar la amplitud relativa de los diferentes armónicos - especialmente la relación de la menor de dos armónicos. A un grado limitado, lo hacemos cuando hacemos un cambio de la vocal para cantar con el "oo" sonido de tener pocos "muy alto" armónicos, mientras que el "ah" tiene un montón. Por ejemplo, desde el hyperphysics sitio web de esta imagen:

mostrando que hay una gran cantidad o el contenido de armónicos en la voz. Pero no se trata de "uniformemente distribuida" - así que si usted fuera a caer por una octava, usted está creando un sonido que es suficientemente diferente que realmente no da la sensación de que usted tiene una "eterna" de la escala.

Sospecho que el problema más importante es que queremos volver a introducir la menor armónica con un lento aumento de la amplitud, de modo que la nota "devuelve a los de menor rango", sin necesidad de comparecer a ir allí. Pero el mecanismo de las cuerdas vocales es demasiado simple para lo permiten.

Por cierto, cuando sopranos cantar notas muy altas, muchas personas pierden la capacidad de distinguir lo vocal cantando desde los armónicos están más separados, y el oído distingue entre vocales mediante la estimación de la forma de la frecuencia de la envolvente en el rango de hasta unos pocos kHz; cuando hay muy pocos armónicos en ese rango, la forma no puede ser determinado. La "alta C" (C7) tiene una frecuencia de 2093 Hz, por lo que podría ser sólo un par de armónicos disponible para averiguar el sonido. Que hace que las vocales en el más alto registro difícil de distinguir.

Answer 2

lo he programado algunos shepard tonos e incluso un generador de voz.

La voz humana no puede hacer que el sonido por la misma razón que una sola o incluso 3 trumbones no lo podía hacer. si usted tenía 12 trumbones posiblemente podría ponerlos en un sistema de rueda de manera que el tono de cada uno es mayor y cuando la parte superior de que uno llega a la parte superior está silenciado y enviar hasta el tono más bajo. Tal vez alguien ha construido un mecánico pastor de tono, pero lo dudo, y para emular el sonido con la voz requerirían varios cantantes. En general, es un efecto digital no es un instrumento acústico.

La voz humana es un sonido monofónico generador (excepto para el tibetano tántrico voz) con uno de los principales canales de salida, la boca, y algunas más bajo de volumen de los canales de salida, es decir, las mejillas, la garganta y la nariz, todo proviene de una sola caja de la voz.

Es la naturaleza polifónica de la pastora tono que confunde el oído dándole demasiadas armónicos definir claramente en el tono en un momento dado, es similar a una cuerda de 12 o 20 notas, una muy amplia gama de tonos.

Un shepard tono requiere múltiples osciladores cambiar la afinación o varios estática de las oscs de ir a través de varios filtros. La que yo he encontrado en youtube es especialmente bueno porque utiliza alrededor de 50 sines con suave ataques por lo que es difícil distinguir el sonido de la siguiente.

La voz humana no puede hacer algo similar porque tendría que generar al menos una docena de armónicos controlados simultáneamente por un básico de shepard tono de ilusión, los tonos que están igualmente espaciados y cíclico en la naturaleza, es decir, la menor tono de la amplitud aumenta a medida que el tono más alto disminuye.

Los seres humanos apenas puede hacer un tono bajo y un tono alto simultáneamente y de forma independiente, por lo que el tono de uno puede ser controlada con precisión en relación a la siguiente, y el volumen se puede controlar precisamente la relativa a la siguiente. La caja de la voz, ciertamente, no puede producir múltiples armónicos de la igualdad de volumen y de tono constante espaciado y controlar su volumen.

También la voz humana luchas para producir un único y claro cuidadosamente tono de registro, y múltiples cuidadosamente controlado señales antes o después de filtrado son necesarios.

El voicebox tendría que tener varios independiente de los resonadores.