سمع الانسان من حيث الفريكونسي والدينامك رنج

كل ماتحتاج معرفته عن Sample Rate و Bit Depth في ما يخص التسجيل، المكس والماسترنج في انتاج الموسيقى والاغاني.

لا يمر شهر علي دون ان يصلني سؤال عن هذا الموضوع او اني ادخل في جدال حوله في مجموعات الفيسبوك، خصوصاً عندما تلفت نظري بعض المنشورات مثل “اعمل على سامبل ريت 96KHz للحصول على نفس جودة المحترفين!” أو “السامبل ريت تعني جودة الصوت!” … الحقيقة النقاشات العلمية على السوشيل ميديا مضيعة للوقت، لزحمة المحتويات واختفائها بعد وقت قصير جداً مما يصعب ارشفتها والرجوع لها هذا غير المداخلات العشوائية من بعض الاشخاص ممايجعل الامر كله عبارة عن مجهود ضائع.

لهذا سوف اضع في هذا الشرح كل ما يحتاج معرفته الشخص الذي يعمل بالانتاج الموسيقي بشكل مبسط وسلس دون الدخول بتعقيدات اكاديمية.

علماً ان هذا هو فقط الجزء الاول وسوف اكتب فيه عن سمع الانسان من حيث الفريكونسي والدينامك رنج، ثم الجزء الثاني سوف اشرح السامبل ريت والبت دبث، ثم الجزء الثالث والاخير سوف اشرح افضل الاستخدامات للسامبل ريت والبت دبث. لنبدا…

الجزء الأول


سمع الانسان من حيث عرض مجال الفريكونسي

الانسان بافضل الحالات يسمع من 20 هرتز إلى 20000 هرتز، الـ20 هرتز تمثل بداية الصوت المنخفض سب بيس والـ20000 تمثل نهاية المجال للانسان ونهاية استقباله لاي فريكونسيات عالية (تربل).

كل ماتقدم الانسان بالعمر يبدأ مجاله السمعي ينخفض تدريجياً لعدة عوامل منها الطبيعي ومنها العادات الخاطئة. الاطفال لديهم قدرة افضل في سماع هذا المجال لكن مع قدرة اقل على فهمه، مع بلوغ الانسان يبدأ يفقد المجال تدريجياً لكنه بالمقابل اصبح يميز ويعرف الاصوات.

غالبية البالغين بالكاد يستطيعون السماع لغاية 18000 هرتز بافضل الظروف، في حين المسنين بالكاد يستطيعون السماع لغاية 15000 هرتز بافضل الظروف.

هذا كان في مايخص عرض مجال الفريكونسي اما الدينامك (اي الصوت المنخفض مقارنة باعلى صوت ممكن نتحمل نسمعه) ايضاً للانسان حدود طبيعية في قدرتة على سماع وفهم وتحمل الدينامك.

 

سمع الانسان من حيث طول مجال الدينامك

للانسان قدرة على الاستماع لاصوات ضمن مجال في حدود ~ 140 dB SPL وهنا ال SPL تعني Sound Pressure Level اي معدل ضغط الصوت، ويستخدم مقياس SPL في وصف معدل ارتفاع الاصوات المحيطة بنا بشكل عام، مثلا اجمالي الضجيج بداخل مطعم او قاعة عرس او الصوت الناتج عن طرق المطرقة…الخ.

امثلة على معدل ضغط الصوت بمقياس dB SPL :

  • صوت غرفة التسجيل باستديو (فائق التجهيزات) فارغة ~ 10 dB SPL
  • صوت غرفة التسجيل باستديو (متوسط التجهيزات) فارغة ~ 20 dB SPL
  • صوت غرفة نوم هادئة اثناء الليل ~ 30 dB SPL
  • صوت محادثة بين شخصين ~ 60 dB SPL
  • صوت الخلاط بالمطبخ ~ 90 dB SPL
  • صوت حفل موسيقي ~ 110 dB SPL
  • صوت اقلاع الطائرة ~ 120 dB SPL
  • صوت اطلاق الرصاص ~ 140 dB SPL

من خلال هذا الجدول نستطيع فهم وتخيل كيف سوف تكون الاصوات ومعدل ضغطها على الاذن من خلال SPL.

الجدير بالذكر انه لغاية ~ 80 dB SPL نحن بامان لكن اي شيء اعلى من هذا المعدل سوف يكون هناك حد اقصى من حيث مدة الاستماع لهذا الضغط، مثلاً على ضغط 100 dB SPL نستطيع الاستماع لغاية 30 دقيقة كحد اقصى اما على 120 dB SPL نستطيع الاستماع لمدة 30 ثانية فقط وإلا سوف نعرض سمعنا للضرر الدائم، للعلم اي ضرر ناتج عن هذا الاستماع الضار هو ضرر دائم لا يمكن علاجه ولهذا السبب يلزم جميع الموظفين بالمصانع والمطارات على ارتداء واقي للسمع.

الانسان الان يسمع مجال طوله 140 ديسبل تقريباً لكن هناك مايسمى بالـ Threshold of pain اي معدل الالم في السماع وهذا المعدل الطبيعي يصل 120 dB SPL اي ان الانسان سوف يتالم ان كان الضغط في اذنه يساوي 120 dB SPL.

لكن معدل الالم ينخفض ويرتفع بناء على الفريكونسي المسموع، حيث ان اذن الانسان حساسة اكثر لفريكونسيات الميد رنج وتحديداً عند نقطة 3000 هرتز هذه النقطة يكون فيها سمعنا في اقوى قوته وينخفض باتجاه البيس وينخفض باتجاه التربل … ماذا يعني هذا؟

يعني اذا كان هناك صوت بمجال فريكونسي 3000 هرتز سوف يكون معدل الالم عند الانسان هو 120 dB SPL ، اما اذا كان هناك صوت بمجال فريكونسي 20 هرتز سوف يكون معدل الالم هنا اعلى ويصل إلى تقريباً 140 dB SPL، ايضاً اذا كان هناك صوت بمجال 20000 هرتز سوف يكون معدل الالم ايضاً يصل إلى تقريباً 140 dB SPL … لماذا هذا الفرق؟

لان قدرة السمع تختلف من فريكونسي إلى فريكونسي، ذكرنا ان اكثر فريكونسي يتحسس له الانسان في مجال الميد رنج وتحديداً في نقطة 3000 هرتز، لكن اذن الانسان اقل حساسية في الفريكونسيات العالية جداً او المنخفضة جداً ضمن المجال الذي يسمعه الانسان من 20 هرتز إلى 20000 هرتز.

هذا مايعرف بشكل اكاديمي بـ Fletcher-Munson Curve وهنا صورة توضيحية له

fm-curve
Fletcher-Munson Curve

الخط الاحمر في الاعلى يعني معدل ضغط الصوت الذي سوف يشعرنا بالالم، والخط الاحمر في الاسفل هو اقل معدل ضغط يمكن ان نسمعه، ونلاحظ من خلال الرسم فان معدل ضغط الصوت يختلف حسب الفريكونسي، وان اكثر فريكونسي نستطيع استماعه حتى وان كان منخفض جداً في قوة ضغطه هو 3000 هرتز وفي نفس الوقت عندما يرتفع الصوت سوف نتحسس ونتالم من نفس هذا الفريكونسي قبل غيره.

ماذا لو قلبنا خط Threshold of pain بشكل عامودي كهذا

fm-curve-rev

الان بعد ان قلبنا الصورة الخط الاحمر في الاسفل هو خط معدل الالم، تخيل ان هذا الخط هو شكل الرسم في ايكولايزر او فريكونسي انالايزر.

سوف نلاحظ بشكل بسيط لماذا اذن الانسان حساسة اكثر حول 3000 هرتز، ايضاً نلاحظ ان قدرتنا تبدأ من 20 هرتز وتستمر وترتفع إلى ان تصل إلى اقصى قوتها في 3000 هرتز ثم تبدأ بالنزول تدريجياً إلى ان تصل لـ 20000 هرتز ويحصل انخفاض حاد يفقدنا القدرة على استماع اي فريكونسيات ابعد من هذا المجال على اي حال تحت اي ضرف!

 

ارهاق الاذن Ear Fatigue

عند الاستماع لضغط صوت عالي لوقت معين تصاب الاذن بالارهاق ولتدافع عن نفسها تبدأ بصد الصوت الخارجي بطريقة إلى حد كبير جدأً تشبه الكمبريسور الذي نستخدمه بالمكس والماسترنج، مع هذا فان هذا الكمبريسور الطبيعي له قدرة تحمل معينة.

هل لاحظت اثناء الاستماع للموسيقى على الهيدفون بصوت مرتفع بعد وقت قصير تصبح الاصوات انعم عموماً مع فقدان القدرة على التمييز الدقيق للاصوات؟ هذا لسبب امرين ارهقت اذنك وتم تفعيل الكمبريسور الطبيعي هذا الذي بداخلها!

ولهذا ينصح جميع المحترفين العاملين بمجال الانتاج الموسيقي على المكسجة باقل ضغط صوت ممكن بحيث نستطيع العمل بتركيز وقدرة تمييز عالية لوقت اطول وهنا نتكلم تقريباً عن ~ 60 dB SPL اي كانك تتحدث مع شخص اخر، في حين ينصح تنفيذ عملية الماسترنج على معدل ضغط صوت في حدود ~ 85 db SPL (ان كان اكوستك الاستديو يسمح) لان هذا الضغط يعتبر افضل توازن طبيعي بين الاستماع لتفاصيل البيس الميدرنج والهاي فريكونسي.

يرجى الانتباه هنا ان مهندس الماسترنج يحتاج لوقت اقل بكثير من المكس لانهاء اغنية واحدة حيث ممكن جداً تنفيذ عملية الماسترنج كلها خلال 30 دقيقة وان كان العمل هو البوم كامل فيتم اخذ استراحة كل 30 دقيقة.

 

تلخيص للفقرة

اذاً عرفنا ماهو مجال سمع الانسان من حيث عرض مجال الفريكونسي ومن حيث طول مجال الديناميك، وكيفية ترابطهم مع بعض، وان هناك حدود طبيعية للانسان لا يمكن تجاوزها لا بسيدي ولا ببلو ري!

هذه الفقرة كانت اول مادة درسناها بالكلية في علم السايكو اكوستك، حاولت الخصها واسهلها قدر الامكان. لكن ما اهميتها؟ كل شيء من بعد الان هو معتمد على فهمنا لما سبق ذكره، مستحيل تفهم السامبل ريت والبت دبث اذا لم تستوعب السابق بشكل صحيح. وكل من يؤمن ان السامبل ريت تعني جودة ودقة الصوت هو لانه فوت دراسة هذه الاساسيات بهندسة الصوت.

الان نحن جاهزين للتعمق بالسامبل ريت والبت دبث، ونفهم كيفية عملهم وكيف الحدود الطبيعية في سمع الانسان لها ارتباط مباشر بها.

تابعوني بالجزء الثاني من هذه السلسلة خلال الاسبوع القادم ان شاء الله. اي سؤال حول المادة المشروحة يكون من خلال التعليقات بالاسفل وسوف اجيب عليها باذن الله.

 

فكرتان اثنتان على ”سمع الانسان من حيث الفريكونسي والدينامك رنج

  1. شكرا حزيلا أستاذ مصطفى، معلومات أحس أنها قيمة ولكن أعذرني فلم أستوعب السابق، بالمقابل أنا مهتم كثير بالموضوع هذا وأمنيتي أن أفهم هذا المجال منذ سنين طويلة. على كل حال سأكون من المتتبعين لك.

    إعجاب

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

w

Connecting to %s