Jak funguje zvuk. Pochopení procesu a mechaniky zvuku

Od hudby, kterou posloucháme, přes filmy, které sledujeme, až po telefonní hovory – zvuk hraje v našem každodenním životě velkou roli. Zamysleli jste se však někdy nad skutečnou mechanikou zvuku? V tomto článku se budeme zabývat mechanikou zvuku, včetně toho, jak reproduktory vytvářejí zvuk, jak fungují reproduktory a zda je lidský sluch analogový nebo digitální.

Abychom mohli pochopit zvukový proces, musíme nejprve pochopit myšlenku zvuku. Vibrace vznikají, když se nějaký předmět pohybuje sem a tam, což způsobuje, že se podobně pohybují i okolní částice vzduchu. Z vibrací vzniká zvuk. Zvukové vlny, které jsou výsledkem těchto vibrací, pak zachycují naše uši a vnímají je jako zvuk, který se šíří vzduchem.

Zdroj zvuku, například hudební nástroj nebo mikrofon, je místem, kde začíná zvukový systém. Transdukce je proces, při kterém se zvukové vlny zdroje mění ze zvukových vln na elektrické signály. K této přeměně se používá mikrofon, protože má membránu, která vibruje v reakci na zvukové vlny. Když se membrána pohybuje, cívka v magnetickém poli k ní připojená vytváří elektrický signál, který simuluje zvuk.

Po přeměně na elektrický signál lze se zvukem manipulovat a zesílit jej. Zesilovač přijímá elektrické signály a zvyšuje jejich výkon, aby jimi mohly být poháněny reproduktory. Poté reproduktory přijímají zesílené impulsy a transformují je zpět na zvukové vlny.

Elektromagnetismus je mechanický koncept, který reproduktory využívají k vytváření zvuku. Zvuk vytváří kmitací cívka, drátěná cívka umístěná uvnitř reproduktoru a připojená k membráně. Permanentní magnet uvnitř reproduktoru je ovlivňován magnetickým polem, které vzniká při průchodu elektrického signálu ze zesilovače kmitací cívkou. V důsledku tohoto kontaktu se kmitací cívka a membrána rozkmitají a vytvoří zvukové vlny, které jsou analogické původnímu zvukovému vstupu.

Reproduktory naopak fungují tak, že zesilují zvuk, který reproduktory vydávají. Jsou vyrobeny tak, aby poskytovaly hlasitější a silnější zvuk, a obsahují mnoho reproduktorů. K tomu slouží větší měniče, přizpůsobené skříně a špičkové obvody, které zvládnou vyšší výkon, to vše reproduktory využívají.

Promluvme si konečně o tom, zda je lidský sluch analogový, nebo digitální. Lidský sluchový systém je ze své podstaty analogový. Dokážeme rozpoznat jemnosti a složitost různých zvuků, protože naše uši jsou stavěny na příjem a zpracování neustálého kolísání zvukových vln. Aby mohl být zvuk uložen, přenášen a zpracován, je v současné zvukové technice často převáděn do digitálního formátu. Analogová zvuková vlna se převádí tak, že se periodicky vzorkuje a každý vzorek se vyjádří jako digitální hodnota. Navzdory rozšířenému používání digitálního zvuku je náš biologický sluchový systém stále primárně analogový.

Závěrem lze říci, že zvuk vzniká jako výsledek několikastupňového procesu, který zahrnuje převod zvukových vln na elektrické signály, jejich zesílení a reprodukci reproduktorem. Složitost zvuků, které si užíváme, a technologií, které nám je zprostředkovávají, můžeme ocenit, pokud máme základní představu o tom, jak zvuk funguje.

FAQ
Jak se zvuk dostává do mozku?

Zvuk prochází od zdroje k vašemu mozku několikastupňovým složitým procesem.

Nejprve, když nějaký předmět vibruje, například když člověk mluví nebo hraje na hudební nástroj, vznikají zvukové vlny. Tyto zvukové vlny procházejí při průchodu atmosférou řadou stlačení a ztenčení.

Ušní bubínek začne vibrovat poté, co zvukové vlny proniknou do vašeho vnějšího ucha a dosáhnou ho. Tři drobné kůstky ve středním uchu známé jako kostičky (kladívko, záušnice a stapes) poté přijímají vibrace bubínku. Kůstky zesilují a přenášejí zvukové vlny do vnitřního ucha.

Hlemýžď je spirálovitý orgán umístěný ve vnitřním uchu. Četné malé vláskové buňky jsou stimulovány v důsledku pohybu tekutiny uvnitř hlemýždě v důsledku zvukových vibrací. Tyto vláskové buňky převádějí mechanické vibrace na elektrické signály.

Sluchový nerv pak přijímá elektrické signály z vláskových buněk a přenáší je do mozku. Sluchová kůra, oblast mozku zodpovědná za zpracování zvuku, přijímá impulsy ze sluchového nervu.

Elektrické signály jsou ve sluchové kůře dekódovány, což umožňuje slyšet a chápat zvuk. Tato interpretace bere v úvahu řadu zvukových charakteristik, včetně výšky, hlasitosti a polohy.

Celkově lze říci, že aby se zvuk dostal od svého zdroje do mozku, musí být mechanické vibrace přeměněny na elektrické signály, které jsou následně odeslány do mozku a zpracovány, abyste mohli zvuk slyšet a vnímat.

Jak se vytváří zvuk pro filmy?

K vytvoření zvuku pro filmy se používá náročný postup zvukového designu a mixáže. Zahrnuje řadu kroků a odborníků, jako jsou mixéři, zvukoví designéři a střihači zvuku. Zde je obecné vysvětlení, jak se vytváří zvuk k filmům: Předprodukční fáze: V této fázi zvukový designér úzce spolupracuje s režisérem a dalšími důležitými tvůrci, aby pochopil cíle pro zvuk filmu. Hovoří o vhodné náladě, tónu a zvukových efektech. 2. Produkce: Zvuková režie se skládá ze dvou částí: 1: Pomocí špičkových mikrofonů a nahrávacích zařízení nahrává produkční zvukař během natáčení dialogy a další zvuky na place. To zaručuje přesný a vysoce věrný zvukový záznam. 3. Střih zvuku: Po natáčení začne střihač zvuku upravovat pořízený zvuk. Kromě přidání dalších zvukových efektů, jako jsou kroky, otevírání dveří a motory aut, také odstraní veškeré rušivé zvuky v pozadí a synchronizuje dialogy s pohyby rtů herců.

4. Foley: Umělci, kteří se specializují na foley, replikují nebo rozšiřují zvuky, které je náročné natočit, například kroky na různých površích, pohyby látek nebo jedinečné zvuky předmětů. Při sledování filmu plní tyto úkoly a zároveň napodobují potřebné zvuky pomocí různých povrchů a rekvizit. Za účelem vytvoření finálního mixu míchač při opětovném nahrávání integruje všechny upravené a rozšířené zvukové složky, jako je hudba, zvukové efekty a konverzace. Mění prostorové rozmístění, úroveň hlasitosti a celkovou vyváženost tak, aby vznikl zvukový zážitek, který je pohlcující a soudržný. Pro zlepšení děje a vytvoření realistického prostředí vytvářejí a zařazují zvukaři určité zvukové efekty. To obnáší vytváření zvuků pro různé efekty, jako jsou výbuchy, počasí, nadpozemské bytosti a další.

7. Hudební kompozice: Pro zlepšení emocionálního účinku a nálady filmu skládá skladatel buď novou hudbu, nebo vybírá z již existujících skladeb. Do zvukového mixu pečlivě začlení hudbu tak, aby ladila se zvukovými efekty a dialogy.

8. Finální mix a mastering: Míchač při opětovném nahrávání vytvoří finální mix spojením všech zvukových složek, jako jsou dialogy, zvukové efekty a hudba. Aby byla zachována konzistence na různých přehrávacích zařízeních, včetně kin a domácích kin, je tento mix následně masterován.

Spolupráce a komunikace mezi zvukovým týmem, režiséry a dalšími tvůrci jsou v těchto fázích nezbytné pro vytvoření zamýšleného zvukového zážitku z filmu.