Все разновидности шума в звукодизайне: от белого до черного…. Чем полезен белый шум: например, шум водопада

Мы постоянно слышим шум в жизни: от транспорта, приборов, людей и от много чего другого. Но мало кто знает, что шум не бывает просто шумом, особенно в музыке. В звукодизайне используется около 11 его разновидностей: белый, розовый, красный, синий, фиолетовый, серый, оранжевый, зелёный и чёрный (в трёх вариациях). В данной статье мы подробно рассмотрим с моими аудиопримерами все их вариации, а также моменты применения в музыкальном творчестве.

Что такое вообще звуковой шум? Любой звук состоит из «синусоид» - единичной звуковой вибрации. Когда мы слышим кларнет или пение артиста, в них все синусоиды имеют слаженную структуру с красивой гармонией и взаимопорядком. Шум, в отличие от музыкального звука, практически дисгармоничен, но в нём все же есть некоторая структурированность, которая позволяет поделить его на несколько категорий. Вообще, цветовая идентификация шума полностью эквивалентна цветам волн, входящих в состав белого света. Взгляните на радугу: от красного до фиолетового. Красный свет преобладает в низкочастотном спектре, фиолетовый - в высокочастотном. С шумом всё так же. Все звуковые эффекты, кроме «чёрного», были получены на синтезаторе Moog Modular , то есть никаких проблем в их создании у вас не должно возникнуть.

Белый шум.

Спектр белого шума

Так же, как и белый свет содержит в себе весь спектр. Его практически каждый слышал по старым радио во время поиска радио-канала или в телевизорах во время отключения сигнала. Спектр белого шума ровный на всем его протяжении. В музыке он используется чаще, чем вам кажется: от мягкой подкладки к основному звуку, до создания «песчаных» пэдов и необычных синтезированных басов. Белый шум идет как основа для создания других разновидностей шумов, кроме чёрного.

Розовый шум.

Спектр розового шума

В отличие от белого, имеет большое количество низких частот с плавным спадом в 3дб\октава. Содержит в себе часть «красного». Розовый шум - это одна из самых известных в звук.дизайне разновидностей. Его используют для создания звука ветра и всего, что с ним связанно.

Красный шум.

Спектр красного (коричневого) шума

Он так же известен в музыкальном сообществе и его можно спокойно разместить на второе место после «розового». Иногда его называют «коричневым» из-за того, что он по хаотичности имеет сходство с эффектом броуновского (брауновского) движения, а так как браун (Brown) с английского переводится как «коричневый», то часто встречается и такой вариант. Красный шум, в отличие от розового, уже имеет более крутой спад в 6дб\октава. По звучанию он более теплый, чем «белый» и работа с ним более приятна слуху. Все звуки волн океана, шум от водопада, прибои и т.д. - это прямая работа с данной категорией.

Синий шум.

Спектр синего шума

Это зеркальное отражение розового шума. Его спектральная плотность увеличивается на 3 дб\октава. Применяется так же при создании звука водопадов в отдаленности от источника, а так же в синтезировании рабочего барабана.

Фиолетовый шум.

Спектр фиолетового шума

Зеркальное отражение «красного». Его частотный диапазон увеличивается на 6дб\октава. На слух очень резок, от чего является самым основным по созданию и эмулированию звуков рабочего барабана и хай-хэта. Использовался в TR -808, 909, 303..

Серый шум.

Спектр серого шума

Наиболее редкий в звукодизайне. Имеет спад посередине из-за того, что образуется от сложения спектра красного и фиолетового шумов. Обладает интересным психоакустическим эффектом - человек, слушая его, не замечает частотную «дырку» в центре. Мозг сам дополняет отсутствующую спектральную картину. Применяется в создании синтезированных звуков, при которых центральная частотная полоса должна быть свободна.

Оранжевый шум.

Спектр оранжевого шума

Квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью, частотные группы которого располагаются на частотах музыкальных нот. Вот такое вот определение… Хотя, на деле все очень и очень просто - это шум любых духовых инструментов, к примеру, сопрано-дудка:

Так же оранжевый шум является неотъемлемой частью шумо-резонансного синтеза, который получают методом эквализации белого шума, пропуская его через фильтры с резонансными характеристиками. Вот, как пример:

Зелёный шум .

Это повседневный «звук» города, прогулочных парков и т.д. За основу берется розовый либо красный шум, с ярко выделенной областью частот в 500гц и со срезом высоких частот. Применяется для эмуляции всех возможных звуков города.

Черный шум.

Под этим названием, скрывается очень много всяких понятий, но я возьму только те, что связаны с музыкой и звуком напрямую.

Первый вариант данной тематики - это отсутствие вообще какого-либо звука, то есть тишина, и под этим имеется в виду не просто тишина из ваших динамиков, а полная безмолвная тишина (), которую можно получить в специальных акустических камерах.
Второй вариант - это шум с очень низкими и динамически резкими частотами, по типу землетрясения или обрушения здания.

Но первые две разновидности к музыке не имеют отношения, а вот третий уже ближе к нашей теме - это именно то, что используют звукодизайнеры при синтезе:

Спектр черного шума

Чёрный шум (который является разновидностью чёрного звука) - это спектр шума, который находится за слышимой областью частот. То есть его мы не услышим. Вы тогда зададитесь вопросом: а как же он применяется в музыке? И тут я вам поведаю очень интересную историю из моего детства: мой папа как-то решил мне спаять для акустической гитары примочку, и начал рассказывать о том, как в своей юности он с друзьями изготавливал для своей музыкальной группы разные диковинные эффект-аппараты. Одним из которых, был генератор модуляции для бас-гитары. Это генератор выдавал звук, который человек не мог услышать (чёрный звук), но смешивая его со звуком бас-гитары, все становилось по-другому: появлялись некоторые звуковые оттенки, которых доселе не было. Именно этот эффект используется при синтезе звука с «чёрным шумом», да и вообще со всеми «чёрными» звуками.

Вот вам, как пример: возьмём синусоиду 440 гц и будем её модулировать чёрным шумом (в данном случае я использовал псевдо-чёрный шум - звуковая волна близкая к нему, на слух минимальная разница), но вводить его будем постепенно:

Чёрный звук при частотной модуляции обладает некоторыми интересными свойствами: при модулировании, даже неслышимой уху звуковой волны, частотный спектр от данного синтеза выйдет в слышимый диапазон. Возьмём синусоиду на 20Кгц (её вы не услышите) и начнём постепенно модулировать её чёрным шумом:

Наше сообщество в

Цвета шума - математическая абстракция, приписывающая сигналу определённый исходя из свойств и параметров этого сигнала. Одним из таких свойств, с помощью которого можно различать виды шума, может быть (распределение мощности по ). Эта абстракция широко используется в отраслях техники, имеющих дело с шумом ( , и т. д.).

Многие из следующих определений рассматривают спектр сигнала на всех частотах.

Определения

Цветовые соответствия различных типов шумового сигнала определяются при помощью аналогичных типов электромагнитного сигнала. То есть, если шумовой сигнал называется «синим», то соответсвующий электромагнитный сигнал с длинами волн видимого света будет иметь синий цвет.

Белый шум - это сигнал с гладким частотным спектром на всех частотах. Другими словами, такой сигнал имеет одинаковую в любой полосе частот. К примеру полоса сигнала в 20 герц между 40 и 60 герц имеет такую же мощность, что и полоса между 4000 и 4020 герц. Неограниченный по частоте белый шум возможен только в теории, так как в этом случае его мощность бесконечна. На практике сигнал может быть белым шумом только в ограниченной полосе частот.

Розовый шум Частотный спектр является гладким в масштабе. То есть мощность сигнала в полосе частот между 40 и 60 герц равна мощности в полосе между 4000 и 6000 герц. Спектральная плотность такого сигнала по сравнению с белым шумом затухает на 3 на каждую . То есть его спектральная плотность обратно пропорциональна частоте.

Синий шум Синий шум - вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву в ограниченной полосе частот. То есть его спектральная плотность пропорциональна частоте.

Серый шум Термин относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую громкость для человеческого уха на всём диапазоне частот.

	10 секунд серого шума (описание )

Глоссарий Федерального стандарта 1037C по телекоммуникациям даёт определения белому, розовому, синему и чёрному шуму.

Основные «цвета» шумов

Цветовые соответствия различных типов шумового сигнала определяются с помощью графиков (гистограмм) спектральной плотности, то есть распределения мощности сигнала по частотам .

Белый шум

Другие

Существуют и другие, «менее официальные» цвета:

Оранжевый шум

Оранжевый шум - квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах музыкальных нот .

Красный шум

Красный шум - может быть как синонимом броуновского или розового шума, так и обозначением естественного шума, характерного для больших водоёмов - морей и океанов, поглощающих высокие частоты. Красный шум слышен с берега от отдалённых объектов, находящихся в океане.

Зелёный шум

Зелёный шум - шум естественной среды. Подобен розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц .

Чёрный шум

Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:

Примечания

См. также

Литература

Yellott, John I. Jr., «Spectral Consequences of Photoreceptor Sampling in the Rhesus Retina.» Science, том 221, стр. 382-385, 1983.

ПРОСТО ПРОФЕССИОНАЛИЗМ

Цвета шума

Цвета шума - система терминов, приписывающая некоторым видам шумовых сигналов определённые цвета исходя из аналогии между спектром сигнала произвольной природы (точнее, его спектральной плотностью или, говоря математически, параметрами распределения случайного процесса) и спектрами различных цветов видимого света.

Эта абстракция широко используется в отраслях техники, имеющих дело с шумом (акустика, электроника, физика и т. д.).

Белый шум - это сигнал с равномерной спектральной плотностью на всех частотах и дисперсией, равной бесконечности. Является стационарным случайным процессом.

Другими словами, такой сигнал имеет одинаковую мощность в любой полосе частот. К примеру полоса сигнала в 20 герц между 40 и 60 герц имеет такую же мощность, что и полоса между 4000 и 4020 герц. Неограниченный по частоте белый шум возможен только в теории, так как в этом случае его мощность бесконечна. На практике сигнал может быть белым шумом только в ограниченной полосе частот.

Розовый шум

Спектральная плотность розового шума определяется формулой ~1 / f (плотность обратно пропорциональна частоте). Равномерно в любых частотах. Например, мощность сигнала в полосе частот между 40 и 60 герц равна мощности в полосе между 4000 и 6000 герц. Спектральная плотность такого сигнала по сравнению с белым шумом затухает на 3 децибела на каждую октаву.

Пример розового шума - звук пролетающего вертолёта. Розовый шум обнаруживается, например, в сердечных ритмах, в графиках электрической активности мозга, в электромагнитном излучении космических тел.
Иногда розовым шумом называют любой шум, спектральная плотность которого уменьшается с увеличением частоты.

Синий (голубой) шум

Синий шум - вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональна частоте и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. На слух синий шум воспринимается более резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать розовый шум; их спектры зеркальны.

Броуновский (красный) шум

Спектральная плотность красного шума пропорциональна 1/f², где f - частота. Это означает, что на низких частотах шум имеет больше энергии, даже больше, чем розовый шум. Энергия шума падает на 6 децибел на октаву. Акустический красный шум слышится как приглушённый, в сравнении с белым или розовым шумом. Спектр красного шума (в логарифмической шкале) зеркально противоположен спектру фиолетового.
На слух броуновский шум воспринимается более «тёплым», чем белый.

Фиолетовый шум

Это вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть органичен по частоте. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру красного.

Серый шум

Термин серый шум относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую громкость для человеческого уха на всём диапазоне частот. Спектр серого шума получается, если сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. В спектре серого шума виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческое ухо воспринимает серый шум точно так же, как и белый.

Существуют и другие, «менее официальные» цвета:

Оранжевый шум - шум с конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах музыкальных нот.

Зелёный шум - шум естественной среды. Подобен розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц.

Чёрный шум
Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:

-Тишина
Шум со спектром 1/f, где > 2. Используется для моделирования различных природных процессов. Считается характеристикой "природных и искусственных катастроф, таких как наводнения, обвалы и т. п."

-Ультразвуковой белый шум (с частотой более 20 кГц), аналогичный т. н. «черному свету» (с частотами слишком высокими, чтобы его можно было воспринимать, но способному воздействовать на наблюдателя или приборы). Шум, спектр которого имеет преимущественно нулевую энергию за исключением нескольких пиков.

Звуковые волны имеют разную природу, а следствием их хаотичного колебания является шум.

Мы всегда сталкиваемся с шумами в повседневной жизни, будь это звуки авто, дождя, метро, моря, ветра. Существует разнообразное множество видов шумов. Их различают даже по цвету.

Шум белого цвета – это «ежедневный шум». Сюда входят:

шум моря;
звучание дождя;
ночные шорохи;
журчанье реки;
шум автомагистрали;
гул поездов.

Он не является негативным для человека, но непрерывное влияние звуков разной частоты может послужить причиной к повышению или понижению давления, боли в области головы. Для отдельных людей белый шум является неотъемлемым условием крепкого сна. Большинство не способно окунуться в ночные сны, в случае если отсутствует известное «ш-ш-ш» на фоне. Отчего замещение ежедневных звуков так пленительно влияет на людей? Бывает ли других цветов шум?

Мысль о смене одного шума другим, может показаться, на первый взгляд, нелепой. Есть ли в этом толк? «Я не могу уснуть из-за мешающих звуков, включу-ка я посторонние шумы». Удивительно. И тем не менее большинство людей заверяют, что не готовы полноценно засыпать без описываемого шума. А некоторые компании готовы предложить вам купить приспособление, воссоздающее приспособленные шумы для крепкого сна. Что происходит с нашим телом в эти моменты?

Суть краткого ответа состоит в следующем: шум белого цвета является комфортным для отдельных индивидов.

А сейчас развернутый ответ. Шум белого цвета является стационарным звуком. Он состоит из многоспектральных элементов. Они одинаково размещены по целому спектру вовлеченных частот.

Что-нибудь ясно? Давайте представим концерт с большим числом музыкантов. Любой из них играет по ноте. Подобный ансамбль воспроизводит в одно и то же время многочисленные звуки, которые доступны нашему уху. Это представляет собой шум белого цвета.

Бывает так, что вы пробуждаетесь от шума, его вины здесь нет. Вас будит появившаяся несогласованность и модификация звукового тона. Шум белого цвета блокирует аналогичные острые перемены, словно защищает вас от внезапных или неприятных звуков.

«Самый элементарный вариант состоит в том, что наш слух всегда находится в рабочем состоянии, даже во время сна», - поясняет Сэт Горовиц, автор книг. Потому и многие люди выбирают слушать шум белого цвета, создаваемый любым механизмом, а не интенсивный, а затем спадающий храп мужа.

Это действительно похоже на истину. Если вдруг вам не по душе конкретно шум белого цвета, то попытайтесь слушать звуки прочих тонов.

В прикладных областях шум розового цвета известен как фликкер-шум. Звучание пролетающего вертолета – это яркий пример шума такого типа. Он обладает прекрасным лечебным эффектом при депрессиях и неврозах. Недавние исследования выявили, что если фильмы построены на закономерностях розового шума, то они являются более притягательными для кинозрителей, так как отвечают рисунку разделения внимания людей.

Анализ, который провел профессор Jue Zhang из Университета Пекина, выявил, что шум наиболее привлекательным наименованием «розовые шумы» может помочь окунуться в сон намного стремительнее.

Розовые шумы - это вид звука, в котором все октавы обладают равной мощью, или полностью согласованными частотами. Вообразите себе звук дождя, падающего на асфальт или ветра, который шелестит листву деревьев.

Шумы других цветов

Коричневый шум похож на звучание водопада. Знаменит он тем, что вступая в резонанс с органами человека, коричневый шум создает нарушение деятельности ЖКТ. При ярко выраженной насыщенности шум может причинить вред людям.
Шум синего цвета согласно звуковым чувствам наиболее резкий, чем шум белого цвета. Данный вид образуется вследствие изменений розового шума.
В мире не существует не только шума синего, но и фиолетового цвета. Возникает он благодаря спектральному анализу шумов коричневого и белого цвета.
Уникальность шума серого цвета состоит в том, что в целом диапазоне частот он содержит идентичную громкость для ушей людей. Спектр шума серого цвета возникает при сочетании шумов коричневого и белого цвета. Человек расценивает его аналогично белому.
Апельсиновый или шум оранжевого цвета обладает весьма трудным изложением с научной точки зрения. Но произвести его достаточно легко – вручите детям пластиковые сопрано-дудки и позвольте им погреметь.
Шум красного цвета присущ для водных ресурсов. Такого рода звук мы слышим от отдаленных объектов, которые есть в океане с берега.
Шумом природный среды является зеленый шум.
Черный шум – это то, чего иногда нам не хватает в городской суете: черный шум – это тишина.

Бесспорно, далеко не все в восторге от шума такого типа. Отдельные люди, напротив, становятся восприимчивее к фоновым звучаниям. Вероятно, кто-то из нас воспринимает бесконечный шум, как умиротворяющий поток, а кто-то выхватывает из него резкие отдельные ноты.

Влияние звуков на людей зависит от:

степени шума;
его характеристик и диапазона;
периода воздействия;
резонансных явлений.
состояния самочувствия;
личных особенностей людей и приспособленности организма.

Негативное воздействие шума проявляется во влиянии на эмоциональную установку, мотивацию, инициативу, бывает, но обычно никак не выражается в ухудшении работы, но тем не менее причиняет неудобство людям.

Могут быть неприятными шипение, колеблющийся шум, грохот и скрип; они уменьшают способность быстро и четко осуществлять координированные движения.

Мощный шум вызывает проблемы в распознавании цвета, способности определить время и расстояние, уменьшает качество зрения, изменяет визуальное восприятие.

В период с 18-45 мы способны с меньшими проблемами выдержать мощные шумы, чем более молодые или, наоборот, пожилые люди. Женщины намного лучше мужчин переносят шумы. Если вы обладаете повышенным давлением, то мощный шум будете переносить тяжелее, чем люди, у которых оно в норме. С другой стороны, в обычном жизненном пространстве люди не воспринимают обычные шумы. Без звуков человек существовать не может.

Если вокруг человека слишком тихо и спокойно, то это негативно воздействует на эмоциональный фон, ведь такого рода тишина непривычна для любого из нас.