Det har pratats om efterklangstid och i samband med tidiga reflexer. Det är egentligen två helt väsensskilda fenomen som inte bör förväxlas med varandra.
Efterklangstiden är en rumsegenskap och beror helt och hållet på volymen i rummet. Större rumsvolym ger längre efterklangstid.
Sedan har vi absorptionen i rummet som kommer in och kortar ned efterklangstiden. Det innebär att man kan få samma efterklangstid i olika stora rum. Man kan även få kortare efterklangstid i ett större rum men med tillräckligt stor mängd absorption kan efterklangstiden T60 bli kortare än i ett mindre rum med mindre mängd absorption i.
De tidiga reflexerna beror dels på ljudkällans avstånd till begränsningsytorna som bildar rummet, dels på observatörens position till samma begränsningsytor i rummet, där observatörens avstånd till begränsningsytorna är den helt dominerande faktorn. Det är observatörens koordinatsystem och referensram man använder. Ju mindre rum desto högre är sannolikheten att de tidiga reflexerna kommer tidigare, men ju mindre avstånd observatören har till begränsningsytorna desto tidigare infinner sig de tidiga reflexerna och det är inte volymsberoende.
Tidiga reflexer definieras entydigt som den första reflexen från respektive begränsningsyta d v s i ett vanligt normalt rum är de från golv, tak och respektive vägg. Det blir totalt 6 stycken tidiga reflexer. Ibland kallas dessa 6 stycken tidiga reflexer för första reflex. Första reflex är definitionsmässigt således
inte första förstareflex.
Man skiljer helt och hållet på efterklang kontra första reflexer.Diagram kan se ut enligt följande bilder nedan. Det man dock skall ha helt klart för sig är att definitionen på T=0 sekunder är inte samma för efterklangsmätning kontra tiden för de tidiga reflexerna.
T=0 är, vid efterklangsmätning d v s T60 i rum, den tidpunkten som är en begynnelsetid för utstrålat ljud i rummet d v s utstrålad ljudenergi.
Beroende på mätningens utförande kan det istället för impulsmätning vara en vald tidpunkt efter det att man anser att ljudenergin har fyllt rummet helt i alla vinklar och vrår.
Använder man högtalare så tillför man således en viss mängd elektrisk energi till högtalarna som överför energin till mekanisk energi i högtalarelementen som överför denna mekaniska energi till akustisk energi till rummet.
Då mäter man ljudtrycket SPL i lämpliga positioner eller i lämplig position och det görs efter mättnad i rummet. SPL kan exempelvis vara 110 dB eller 100 dB. Därefter avslutar/avbryter man tillförd energi och håller ett öga på hur energin minskar i nivå i tiden, d v s i det här fallet då ljudtrycket i SPL har fallit 60 dB efter en viss uppmätt tid. Det kan vara totala ljudtrycket eller ljudtrycket vid vissa respektive frekvenser. Då fås ett T60 diagram som funktion av frekvens och tid.
Detta går bra i stora rum där rumsresonanser inte kommer in över ungefär 20 Hz, typ i konsertsalar. I bostadsrum kommer rumsresonanser in i bilden och dominerar mätresultat på T60 under schroederfrekvensen.
För tidiga reflexer gäller att t=0 är direktljudets tid vid mätpunkt d v s hos observatören i dennes referensramverk/Inertialsystem, då det handlar om att bestämma de tidiga reflexernas ankomsttid hos observatören i form av tidsfördröjning i förhållande till direktljudet.
Det är observatörens referensram som även benämns Frame of Reference eller Inertialsystem.
Det som alla vill åskådliggöra med sina bilder nedan är att det blir en rak fallande linje i det som kallas Decay och tillhör reverberation, d v s efterklang.
Problemet med samtliga kurvor är att de egentligen inte förklarat något som helst. Det saknas information. Varför blir det just en
rak fallande sluttande linje? Varför inte exponentiellt fallande? Eller på något annat sätt fallande?
Jo, det har sin förklaring i att Y-axeln visar Amplitud och den ges en logaritmisk skala där enheten är i dB och X-axeln som visar Tiden har getts en linjär skala där enheten är sekund.
Det är enkom under denna explicita förutsättning med valda skalor på referensaxlarna, där uppmätt/simulerad Decay blir en rak fallande/sluttande linje.
Efterklangstiden T60 definieras som att Decay-kurvan skall ha fallit 60 dB i rummet. Tiden till mättnad åskådliggöres i bild 2 nedan.
Vid efterklangsmätning är det ofta ljudenergi man vill mäta. Energi är effekt multiplicerat med tid.
För att kunna göra detta så måste man först fylla hela rummet med ljudenergi som jag tidigare nämnt.
Man måste således först mätta hela rummet med ljudenergi. Se bild 2. Då har man uppnått det tillstånd som man kan kalla Steady State.
Därefter stänger man av tillförd ljudenergi och registrerar hur ljudenergin i rummet minskar med tiden. Då fås decay-kurvan. Är rummet mättat så är de tidiga reflexerna för länge sedan helt överspelade.
De tidiga reflexerna kommer innan rummet är mättat och innan någon efterklang ens kunnat uppstå.
Så, det handlar egentligen om två helt skilda mätningar och företeelser. Dessa olika företeelser skiljer hörseln åt från varandra på ett häpnadsväckande sätt.
Tidiga reflexer är en typ av mätning medans efterklang är en helt annan typ av mätning.
De kräver oftast nästan två helt olika mätutrustningar, eller i vart fal två helt olika mätinställningar för respektive mätning.
Det intressanta är att hörseln hos observatören är just en sådan mätutrustning/mätinstrument som kan separera tidiga reflexer från efterklang på ett minst sagt häpnadsväckande sätt.
Varje enskild tidig reflex behandlas separat av hörseln d v s separat från varandra d v s detaljanalys sker och därefter sker en syntes d v s summering till en och endast en upplevelse som upprepas kontinuerligt i tiden.
Efterklangen behandlas däremot i stort sett som en summerad mängd som egentligen inte kan detaljanalyseras av hörseln. Den behandlas direkt som en syntes och egentligen filtreras/maskeras bort av direktljud inkl tidiga reflexer.
Denna maskeringseffekt är ett synnerligen intressant kapitel och behöver sin egen analys. Den är svårare och mer genomgripande än som ryms i detta inlägg, men inte desto mindre oväsentlig.
Man befinner sig i tidsdomän med tiden på X-axeln. Men eftersom ljudenergins avklingning inte är frekvenslinjär så behövs även ett åskådliggörande i frekvensdomän för att mer kunna förstå lokalens akustiska skeende.
Antingen gör man en 3-dimensionell bild där man inför en Z-axel för frekvens. Eller så kan man visa en skara kurvor.
En fördel med att välja skalorna för att åskådliggöra denna raka decay-linje d v s att få en linje d v s att gå in i ett Mode som är linjärt, är att man kan mäta T30 istället för T60. Vid T30 har amplituden fallit 30 dB SPL.
Då behöver man inte ha så hög dynamik på mätförfarandet d v s man mäter ovan brusgolvet. Se bild nedan. Man börjar mätningen efter att man anser att man kommit förbi området med tidiga reflexer d v s vid -5 dB där det linjära området börjar. Då parametern T30 har mätts upp och getts korrekt värde, så multiplicerar man helt enkelt T30 med en faktor 2 för att få T60. Detta kan göras med linjär kurva på decay.
Om man istället koncentrerar sig på de tidiga reflexerna, så syns dessa tydligare i bilderna nedan.
Det finns en total och entydig parameter gällande reflexer som är den enskilt dominanta parametern vid hörande och det är korrelationen/korrelationsfaktorn mellan reflexer och direktljudet.
Hela hörseln är uppbyggd för att detektera korrelation. Det är, som jag ser det, den enskilt viktigaste parametern inom akustiken och psykoakustiken. Tyvärr är det också den parameter som det nästan aldrig talas om.
De tidiga reflexerna har ofta en korrelationsfaktor överskridande 0,9 d v s 90 %. Efterklangsreflexerna, d v s sena reflexer har en korrelationsfaktor med direktljudet som ligger under 0,15 d v s under 15%.
Det är den enskilt viktigaste faktorn för hörselns funktion. Man skulle nästan kunna säga att det är den enda faktorn som ligger till grund för människans hörande då det inte handlar om frifält. Det betyder att det därmed inte existerar någon annan faktor eller parameter.
Så enkelt är det dock inte. Men, till min förvåning är att den inte nämns oftare vilket är ett entydigt och klart bevis på att ljud och hörsel ännu inte har förståtts och där kunskapen inte ens ligger i närheten av någon som helst förståelse för hörselns problematik och vad ljud egentligen är för något. Så ser jag på saken.
Men, forskning efter år 2010-2015 verkar gå mot vissa och klara genombrott.
Det betyder att de senaste vetenskapliga böcker som skrivits gällande hörseln ger helt ny och väsentlig information, d v s om bokens copyright är efter år 2019/20. Inom skolundervisningen och i utbildningslitteratur kommer ny info först om 20-40 år. Det verkar ta den tiden för undervisningsmaterial. Det handlar då om 1 - 2 generationers tidsfördröjning efter att kunskapen först kommit i dagen.
Exempel: Tar man t.ex. en stor symfoniorkester eller ännu hellre en mindre orkester med akustiska instrument där varje instrument har sin explicita position i rummet och har lyssnare/observatörer i sina explicita givna positioner så anländer dels direktljud till respektive lyssnares respektive öra/trumhinna, dels första reflexer till respektive öra/trumhinna dels första reflexer till respektive öra/trumhinna.
Egentligen är det dock helt ointressant med tidpunkt vid öra eller vid trumhinna.
Det är tidpunkten för första initiala nervimpulserna från hårcellerna till CNS som sätter hörselns tidsdomän, vilket är från direktljudet.
Det är från denna punkt som allt efterkommande ljud synkroniseras i CNS och hjärna. Det är direktljudets första nervimpulser/aktionspotentialer samt de första reflexernas initiala nervimpulser/aktionspotentialer som ger en mycket dominant informationsmängd till hörseln.
Så, varje enskilt akustiskt musikinstrument i symfoniorkestern ger sitt respektive direktljud samt sina respektive förstareflexer.
Hörseln kan nu analysera och detektera respektive musikinstruments direktljud och dessutom analysera och detektera respektive musikinstruments första reflexer dels i tiden och dels dessas riktningar samt summera respektive musikinstruments direktljud med reflexer som ger varje respektive musikinstrument dess specifika klang. Utan korrelation fungerar inte detta alls. Allt fallerar och blir till ett sammelsurium som en efterklangssvans. Denna svans hörs förövrigt efter slutackordet då direktljudet upphört och korrelationen är borta.
Mycket mer finns att säga gällande detta och speciellt hur hörseln handskas med respektive första reflex som tillhör respektive direktljud och hur hörseln kan totalseparera allt som egentligen redan summerats på respektive trumhinna. Har man 20 olika musikinstrument som t.ex. violiner, (första violiner, andra violiner), viola, cello, kontrabas, klarinett, flöjt, oboe, fagott, valthorn, trombon, tuba, trumpet, slagverksinstrument, harpa, gitarr, piano, celesta, saxofon, röster/sång, osv. så kan hörseln segregera varje ton och frekvens från varje instrument på respektive instruments direktljud samt dessutom segregera varje enskilt instruments respektive första reflex och summera respektive instruments reflexer korrekt på respektive instruments direktljud. Det är en smått ofattbar sorteringsprocess där varje ton känns igen och kan sorteras korrekt i CNS och hjärna.
Varje instruments klang separeras för sig korrekt. Men inte nog med det, varje instruments tidiga reflexer bär på en för hörseln viktig information gällande varje instruments position i rummet och i förhållande till varandra i konsertsalen. Resultatet blir en upplevd 3D-ljudbild med separata musikinstrument i en akustisk miljö som kan höras och detekteras, inte enbart 3D utan med ett akustiskt rumsperspektiv med s.k. Vanishing point/flyktpunkt. Detta kan enkom ske med akustisk konvergens.
Utan detta fås istället en rätvinklig parallellepiped, som inte ger konvergens mot ett djup d v s ett akustiskt perspektiv på korrekt sätt.
Bilden nedan är 3D, men utan perspektiv. Akustiskt korrekt perspektiv är nästintill ouppnåeligt inom gängse normal stereo.
På trumhinnorna är allt ljud blandat som om ljudet gått genom en blender. Sedan går ljudinformationen vidare genom 3 benbitar och vidare till en inkompressibel vätska i inneröron och sedan vidare mot hårceller som delar upp hela konkarongen i olika frekvensband och frekvenser som därefter likriktas. Det finns inga negativa ljudinformationer i nervsystemet, som t.ex. en sinustons peak to peak.
Efter allt detta segregeras varje enskild ton från varje enskilt instrument och varje infallsvinkel till lyssnaren från varje respektive musikinstruments förstareflexer från väggar, golv och tak och varje instrument får sin egen respektive specifika korrekta reflex tilldelad och summerad till sitt respektive specifika direktljud och allt sker momentant, kontinuerligt och synkront mellan höger och vänster inneröron i mikrosekundsområdet!!! Det är tamejf-n ett mirakel. Hur är det ens möjligt, men så är det.
MvH
Peter
VD Bremen Production AB + Ortho-Reality AB; Grundare av Ljudbutiken AB; Fd import av hifi; Konstruktör av LICENCE No1 D/A, Bremen No1 D/A, Forsell D/A, SMS FrameSound, Bremen 3D8 m.fl.
Jättebra! Stort tack. Jag har läst en gång och skall läsa igen. Har jag därefter frågor, så postar jag frågorna i din medlemstråd.
Eller kanske en kombo med ett sänkt innertak?
Vem bryr sig. Verkligheten är nu med en förhoppning om en bättre verklighet imorgon.