Audio Introductie Geluid is een trilling van deeltjes, die zich voortplant in lucht of in een ander medium, zoals water. Een andere definitie: geluid is een voortschrijdende verandering van luchtdruk. Een bepaald geluid onderscheidt zich van een ander geluid door een verschil in luidheid, toonhoogte en timbre. Wat betekenen al deze begrippen? Dat lees je in dit syllabusje. Geluid, een voortschrijdende luchtdrukverandering, kan je je voorstellen als rimpels in een wateroppervlak nadat je er een steen hebt in gegooid. In een geluidsgolf wordt een luchtdeeltje eerst samengedrukt, daarna uitgetrokken, om daarna opnieuw samengedrukt te worden: dat is wat we één cyclus noemen. Of nog: één trilling. Het luchtdeeltje blijft gedurende zo een cyclus rond zijn plaats trillen. Het is de golf van luchtdrukverschillen die zich voortbeweegt, niet de luchtdeeltjes zelf. Net zoals in het wateroppervlak de rimpeling zich naar de waterrand begeeft, terwijl de waterdeeltjes zelf rond hun oorspronkelijke plaats heen en weer deinen. Luchtdrukveranderingen kunnen we omzetten in elektrische golven of signalen. Het toestel waarmee we dat doen, heet een microfoon. Vervolgens kunnen we deze signalen opslaan als golfvorm - een waveform. Deze waveform is een weergave van de luchtdruk fluctuaties die op een bepaalde plaats zijn opgetekend. Hieronder zie je drie verschillende geluidjes als golfvorm voorgesteld. De horizontale lijnen geven de normale luchtdruk weer. Boven de horizontale lijn verhoogt de luchtdruk, onder de lijn vermindert de luchtdruk. Radio 2JOU oktober 2004 koen.vlecken@plantijn.be Audio Introductie p.1
Eén cyclus (hier in het blauw weergegeven) wordt ook één trilling genoemd. Een luchtdeeltje onder normale druk wordt samengedrukt (verhoogde luchtdruk), daarna komt het terug onder normale druk, vervolgens wordt het ontspannen (verlaagde luchtdruk), en tenslotte komt het opnieuw in normale luchtdruk. In de tekening hierboven zie je in totaal 4 cycli afgebeeld. Muziek fluctueert in ordelijke en zichzelf herhalende patronen, noise daarentegen produceert willekeurige, chaotische golfpatronen. Hierboven zie je links een geluidsgolf van een akoestische gitaar (muziek), ernaast die van een cimbaalslag (noise). Radio 2JOU oktober 2004 koen.vlecken@plantijn.be Audio Introductie p.2
Luidheid Elk verschillend geluid heeft een verschillend golfpatroon. Dit verschillend golfpatroon geeft aan een bepaald geluid zijn unieke eigenschappen. Drie eigenschappen volstaan om een geluid te definiëren: luidheid, toonhoogte en timbre oftewel loudness, pitch en timbre. Luidheid, of loudness, is de waarneming van de sterkte of zwakte van een geluidsgolf. We spreken ook van een hoog of laag volume. Luidheid is het gevolg van de hoeveelheid geproduceerde drukverschillen: hoe groter de drukverschillen, des te luider een geluid klinkt. Hoe kleiner de drukverschillen, des te zachter een geluid klinkt. In audiomontage software worden de begrippen luidheid, loudness, volume en amplitude door elkaar gebruikt. Ze slaan immers allemaal op hetzelfde. Toch is er een belangrijk onderscheid: luidheid, loudness en volume slaan op de menselijke waarneming ("hoe hard of zacht klinkt een geluid"), terwijl amplitude op de fysisch meetbare waarneming slaat ("de grootte van de luchtdrukverschillen"). De maateenheid van amplitude is decibel (db). De decibel schaal is een logaritmische schaal met grondtal 10. Dat wil zeggen dat met elke 10 db die erbij komt, een geluid dubbel zo luid zal zijn. Een geluid van 82 db klinkt dubbel zo luid als een geluid van 72 db. En 92 db is dan weer dubbel zo luid als 82 db. Radio 2JOU oktober 2004 koen.vlecken@plantijn.be Audio Introductie p.3
Toonhoogte Het aantal cycli (of: trillingen) per seconde bepaalt de toonhoogte van een geluidsgolf. Hoe meer cycli er zijn per seconde, hoe hoger een bepaald geluid klinkt. Of: in een hoge toon trillen de luchtdeeltjes sneller dan in een lage toon. De begrippen toonhoogte, ook wel pitch genoemd, en frequentie worden door elkaar gebruikt. Ze betekenen hetzelfde, met dit belangrijk verschil: toonhoogte en pitch zijn de menselijke indrukken, terwijl frequentie een fysisch meetbaar aantal trillingen per seconde is. De frequentie van een geluid wordt aangeduid met Hertz, afgekort: Hz. Hertz staat voor "aantal trillingen per seconde". 100 Hz is bijvoorbeeld een zeer lage toon ( bass ), 10.000 Hz is een hoge toon ( treble ). Het menselijk oor neemt geluiden waar tussen de 20 Hz en de 20.000 Hz. Tonen buiten deze marges zijn niet hoorbaar en worden subsonisch (minder dan 20 Hz) en suprasonisch (meer dan 20.000 Hz) genoemd. Radio 2JOU oktober 2004 koen.vlecken@plantijn.be Audio Introductie p.4
Timbre In tegenstelling tot luidheid of amplitude, uitgedrukt in db, en toonhoogte, pitch of frequentie, uitgedrukt in Hz, is timbre moeilijk te definiëren. Timbre zegt iets over de klankkleur, de textuur, over de indrukken die je hebt van een geluid, maar die je niet kan meten. Een simpel voorbeeld van timbre is het verschil tussen een viool en een trompet die dezelfde noot spelen met eenzelfde luidheid. Een deel van het unieke timbre van een geluid vloeit voort uit de attack en decay van dat geluid. Attack en decay zijn het karakteristieke begin en einde van een geluid. Filters en effecten in audio programma's hebben een instelbare attack en decay. Je kan er de lengte, uitgedrukt in milliseconden, van het begin of het einde van een filter of effect mee instellen. Radio 2JOU oktober 2004 koen.vlecken@plantijn.be Audio Introductie p.5
Reflecties en akoestiek Zoals eerder gezegd, bewegen geluidsgolven zich voort zoals rimpelingen op een wateroppervlak, nadat je er een steen hebt ingegooid. Terwijl de golfjes zich naar de waterkant bewegen, zullen er steeds meer reflecties aan de waterrand ontstaan. De golfjes worden kleiner en de reflecties steeds complexer. Hetzelfde gebeurt met geluidsgolven. Vooraleer een geluid onze oren heeft bereikt, heeft het door de lucht gereisd en is het op verschillende objecten en wanden gebotst. We horen zelden een puur en direct geluid, dat niet gekleurd is door duizenden kleine reflecties. Behalve door reflecties, wordt geluid ook gekleurd door het materiaal waar het doorheen reist. Een voorbeeld: als je een stem hoort aan de andere kant van een houten wand, klinkt die anders dan dezelfde stem die rechtstreeks in je oor spreekt. Het dichte materiaal van een wand absorbeert alle hoge frequenties, waardoor je enkel nog de lagere frequenties hoort, een gedempt geluid. Reverb en delay Als je in een kathedraal spreekt, dan reflecteert je stem gedurende enkele seconden heen en weer tussen de wanden. Als je daarentegen in een concertzaal dicht bij een wand zit, en je luistert naar de muziek, dan hoor je de reflecties haast onmiddellijk, als deel van de decay van het originele geluid. Weerkaatsingen die onze trommelvliezen bereiken binnen de 40 milliseconden nadat we het originele, directe geluid hebben gehoord, heten reverb. Weerkaatsingen die langer dan 40 milliseconden na het originele, directe geluid komen, heten echo, of: delay. Reflecties mengen zich met het originele, directe geluid van een muzieknoot of een stem en creëren zo een heel andere geluidswaarneming dan het originele, "droge" geluid zonder toegevoegde reflecties. De begrippen wet en dry worden dikwijls gebruikt om geluid met of zonder reverb of delay te omschrijven. Geluiden die "wet" zijn, hebben veel reverb en dus een rijkdom aan kleine reflecties. Hoe meer reflecties, des te meer dichtheid, en des te meer een geluid "wet" is. Een "dry" geluid is als een muzieknoot of stem in een dicht bos, waar alle geluid geabsorbeerd wordt door de willekeurige oppervlaktes van bomen en struiken. En waar je dus weinig of geen reverb en delay hoort. Met effect processors en audio software kan je de akoestiek die je maar wil, nabootsen. Audio engineers gebruiken equalizing en reverb om een droge studio opname te doen klinken alsof de opnames gebeurd zijn in een kathedraal, een bepaalde concertzaal, een ondergrondse parkeergarage. Radio 2JOU oktober 2004 koen.vlecken@plantijn.be Audio Introductie p.6