Tsutomu Oohashi - Efeito dos sons hipersónicos

Muito se debate sobre a importância ou não dos sons acima dos 16KHz ou mesmo dos 20KHz. Será importante, será audível ou perceptível?

Este estudo cientifico foi em busca da resposta, e a conclusão é interessante, mesmo que algo controversa.



http://en.wikipedia.org/wiki/Hypersonic_effect

http://www.arraytherapeutic.com/library/articles/HypersonicEffectBody-Ear%20study.pdf


http://jn.physiology.org/content/83/6/3548


Mais sobre o tema e sobre o homem.


https://www.brh.co.jp/en/seimeishi/journal/049/talk_index.html

http://www.sidianersatzvanes.com/supplemental/dr-tsutomu-oohashi/

Esta questão tem sido muito batida sobretudo por aqueles que procuram justificar a superioridade dos ficheiros de alta-resolução.

Mas eu analisei uma quantidade razoável de samples de ficheiros de alta-resolução de diversas proveniências e foram raras as vezes em que havia "vida" acima dos 25kHz.
E quando havia de facto som ultra-sónico (ou seja, inaudível) que parecia relacionado com o programa musical aos 25-30kHz, a intensidade andava nos -90dB, -80dB na melhor das hipóteses; ou seja, era duplamente inaudível.


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Por outro lado, os ficheiros DSD apresentam uma quantidade crescente de "lixo" ultra-sónico que pode provocar instabilidade nos amplificadores:


Esse "lixo" é visível mesmo quando em conversões/transferências para CD:



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Quais são as razões para que as gravações não contenham som acima dos 20kHz?


A primeira é simples: a maior parte dos microfones começa a perder sensibilidade acima dos 15kHz:




Duas excepções:



A segunda tem a ver com a gama de frequências dos instrumentos:


Reparem por exemplo que a nota musical mais aguda do piano tem uma frequência de 4.186Hz e a do piccolo, a pequena flauta que produz a nota mais aguda de qualquer instrumento, não ultrapassa os 5kHz; acima disso são harmónicos.



Julgo que isso se deve ao facto de que o ouvido humano começa a perder sensibilidade quanto mais aumenta a frequência do som, como se pode ver nas curvas isofónicas (qual é o sentido de criar notas que não ouvimos, ou que têm uma sonoridade desagradável):


Escutem por exemplo um tom puro de 10kHz (atenção ao volume para não "fritarem" os tweeters):



Claro que o som produzido por um instrumento não é puro mas composto por harmónicos, tons múltiplos da frequência fundamental que são produzidas em consonância com esta, mas esses harmónicos são (quase?) sempre de menor intensidade, como por exemplo na trompete:


Como se pode ver, aos 20kHz a intensidade do som (harmonicos) já se encontra 25dB abaixo do tom de maior intensidade que julgo ser a fundamental, e os 30kHz a -35dB.
Experimentem aqui o que significa 36dB de gama dinâmica:

http://www.audiocheck.net/testtones_dynamic.php


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Em seguida há a questão da absorção atmosférica.
Numa sala de concertos com uma temperatura de 21ºC e 30% de humidade relativa, a atenuação a 17kHz é de 0,5dB por metro (a 5kHz é praticamente nula).
Ora se os microfones estiverem suspensos na boca de cena para simular uma perspectiva natural semelhante à da plateia, a uma distância de p.ex. 12 metros da trompete, um som de 20kHz irá sofrer uma atenuação acrescida de 6dB.

Essa é aliás uma das razões porque os instrumentos soam estranhos (para quem os ouviu ao vivo) quando se utilizam microfones próximo destes (uma técnica chamada close-micing).

Reparem no espectrograma destas gravações da 2L.NO, considerada como uma das editoras de topo no que toca a alta-resolução:

Piano Solo


Concerto para violino e orquestra

Neste último exemplo há de facto energia acima dos 20kHz mas a cor azul forte representa uma intensidade de -100dB, inaudível até nos melhores sistemas instalado nas salas mais silenciosas...


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Para terminar, temos a questão dos tweeters de cúpula rígida que produzem uma ressonância entre os 25 e os 35kHz que por vezes atinge uma intensidade absurda de 20dB (pico no lado esquerdo do gráfico):

Monitor Audio RS6


B&W CM5


Aerial 10T


Quem é que no seu perfeito juízo gostaria de excitar tais vibrações?

Mas é possível que as distorções produzidas por tais ressonâncias tenham efeitos na gama audível e sejam a razão porque algumas pessoas ouvem de facto a maior extensão nos agudos dos ficheiros de alta-resolução...o "lixo" passa a ser audível.

A única forma eliminar esse efeito é atenuando o extremo agudo, mas aí as colunas deixam de reproduzir sons acima dos 30kHz, pelo menos com intensidade relevante:

Vivid Giya G3


Wilson Sophia Series 3


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Não nego que o registo e a reprodução de frequências ultra-sónicas (e porque não também as sub-sónicas) possa ser interessante de um ponto de vista da fidelidade ao som real.
Mas existem tantos problemas por resolver na gravação e reprodução de sons audíveis que me parece um exercício de futilidade...tão típica dos audiófilos, aliás, esta preocupação com o acessório.

R

Eu não sei se o estudo do homem tem como finalidade justificar algo, ou a mera busca da verdade, mas pelo menos nos testes efetuados, parece que "confirmar" que seja percetível.

No artigo científico que linkaste está escrito que "None of the subjects recognized the HFC (high-frequency components above the audible range) as sound when it was presented alone."

Diz também que se verificou maior actividade cerebral quando o som audível era acompanhado de componentes ultrasónicos do que sem estes.

E que a "Psychological evaluation indicated that the subjects felt the sound containing an HFC to be more pleasant than the same sound lacking an HFC", mas aqui entramos no domínio da subjectividade.

Segundo os autores do estudo, "The speaker system was designed by one of the authors (T. Oohashi) and manufactured by Pioneer Co., Ltd. (Tokyo, Japan). This sound reproduction system had a flat frequency response of over 100 kHz. The level of the presented sound pressure was individually adjusted so that each subject felt comfortable; thus the maximum level was approximately 80–90 dB sound pressure level (SPL) at the listening position."; será mesmo?
Gostava de ver uma avaliação técnica do sistema.

ricardo onga-ku escreveu:

No artigo científico que linkaste está escrito que "None of the subjects recognized the HFC (high-frequency components above the audible range) as sound when it was presented alone."

Exatamente, parece-me um estudo onde tudo foi feito e depois mencionado.

Mas a conclusão era de que a a maioria gostou mais do som onde as altas frequências estava presentes com as restantes, mesmo que individualmente tivesse sido impercetível.

O mundo do som e do áudio. Tanto por descobrir, e provavelmente, o que falta descobrir será o mais importante.

António José da Silva escreveu:

ricardo onga-ku escreveu:

No artigo científico que linkaste está escrito que "None of the subjects recognized the HFC (high-frequency components above the audible range) as sound when it was presented alone."

Exatamente, parece-me um estudo onde tudo foi feito e depois mencionado.

Mas a conclusão era de que a a maioria gostou mais do som onde as altas frequências estava presentes com as restantes, mesmo que individualmente tivesse sido impercetível.

O mundo do som e do áudio. Tanto por descobrir, e provavelmente, o que falta descobrir será o mais importante.

Sem dúvida: falta descobrir porque raio é que a indústria, depois de alcançado um nível tão elevado de fidelidade, ainda continua a gravar, produzir e masterizar tão mal...

Creio que a figura ilustra a complexidade do circuito e motivos sobejos para algumas idiosincrasias oscilatórias

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