ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНАЯ ПРИСТАВКА «СПЕКТР-10»

Приставка «Спектр-10» служит для цветового сопровождения звука, воспроизводимого с грампластинки или магнитной ленты, работает совместно с магнитофонами н электрофонами всех моделей. В усилительном тракте приставки сигнал разделяется на три частотные полосы. От сформированных трех сигналов идет управление свечением трех групп ламп накаливания, на которые надеты светофильтры из цветного стекла — красные иа нижний ряд, зеленые—на средний и синие — на верхний. Свет ламп проходит через общий рассенватель, и цвета смешиваются. Чтобы рельефнее проявились цветовые оттеики, приставку следует устанавливать в наименее освещенном углу комнаты.

Принципиальная электрическая схема цве-томузыкальной приставки «Спектр-10> приведена на рис. 1. Сигнал от магнитофона или электрофона через соединительный шнур и входной разъем X1 подается на предварительный усилитель, собранный на четырех транзисторах V1.

Рис. 1. Схема цветомузыкальной приставки «Спектр-10».

Далее через разделительный трансформатор 77 сигнал поступает иа три активных полосовых фильтра, собранные на транзисторах V6, V7, V8 и V10. Сформированные три сигнала детектируются (V11, R44, С28; V12, R45, С29; V13, R46, С30). Затем через переменные

резисторы R36, R39 и R42 сигналы подаются на входы ключевых каскадов, выполненных на транзисторах V14, V15 н V16. Параллельно коллекторным цепям этих транзисторов включены управляющие электроды тиристоров V26, V27 и V28. Таким образом, три сигнала управляют открытием тиристоров. В разрыв анодной цепи каждого из них включена параллельно соединенная группа из трех ламп накаливания (Н1~. Н9). Тнрнсторы управляют яркостью свечения этих ламп в зависимости от частоты и амплитуды входного сигнала, чем н создается цветовая гамма. Среднюю яркость

свечения каждой группы ламп накаливания можно установить с помощью резисторов R36, R39 и R42.

Десятая лампа накаливания НЮ—белая. Яркость ее света зависит от проводимости тиристора V29, угол открытия которого может быть выбран резистором R54, н от общего сигнала, поданного с отдельной обмотки трансформатора Т2 в протнвофазе относительно управления лампами Н1…Н9.

Разъем Х2 включается в сеть. Приставка потребляет не более 100 Вт, ее чуветвительность по входу не менее 100 мВ.

Цветомузыкальные устройства

Четырехканальная цветомузыкальная установка на транзисторах

Схема цветомузыки, принцип работы установки основан на разделении спектра звукового сигнала по частоте. Для достижения большего разнообразия и богатства цветового рисунка вместо широко распространенной трехцветной системы в ней применена четырехцветная (красный, желтый, синий и фиолетовый).

Схема цветомузыки

Спектр входного сигнала распределяется между каналами примерно следующим образом: красный — до 400 Гц, желтый — 400…3000 Гц, синий — 3000…6000 Гц, фиолетовый — выше 6000 Гц. Подключают установку непосредственно к выходу усилителя ЗЧ. параллельно громкоговорителю.

Сигнал звуковой частоты поступает в каналы установки через эмиттерный повторитель на транзисторе VI. Уровень сигнала регулируют переменным резистором R2.

Все четыре канала одинаковы по схеме и отличаются только номиналами конденсаторов частотоизбирательных цепей (конденсаторы малой емкости ЗС4 и 4С4 могут и не потребоваться, так как примерно такова же паразитная емкость монтажа).

Переменные резисторы 1R4 — 4R4 предназначены для плавного регулирования уровня сигнала раздельно в каждом канале. Это позволяет подобрать оптимальную насыщенность цвета в каналах, а также, если необходимо, создать постоянную засветку (фон) желаемого цвета при малых сигналах и в паузах.

Рис. 1. Схема четырехканальной цветомузыкальной установки на транзисторах.

Усилители полосных сигналов собраны на трех транзисторах. Два из них (в  красном канале 1V1, 1V2) работают в каскадах предварительного усиления, третий (1V3) — в выходном каскаде.

Нагрузками усилителей являются лампы накаливания h2—Н24. Использование в каждом канале ламп на разные напряжения позволило получить плавное изменение яркости свечения при резких изменениях сигнала.

Сочетание ламп указанное на схеме, обеспечивает при малых уровнях входного сигнала воспроизведение цветового фона, получаемого благодаря слабому свечению ламп с большой инертностью (Н4 — Н6, Н10 — Н12 и т. д.) и вместе с тем резкое увеличение яркости при сильных вспышках входного сигнала за счет ламп h2 — Н3, Н7 — Н9 и других, которые вспыхивают в этом случае с перекалом (из-за малой длительности вспышек это не опасно).

Детали

Питается установка от сети переменного тока через стабилизированный выпрямитель, обеспечивающий на выходе напряжение 26…30 В при токе нагрузки 4…5 А.

При монтаже транзисторы предоконечных и выходных каскадов (1V2, 1V3, 2V2, 2V3 и т. д.) необходимо установить на теплоотводы с эффективной площадью охлаждающей поверхности не менее 300 см2.

Налаживание

Налаживание установки сводится к подбору резисторов цепей смещения первых каскадов предварительных усилителей (1R3, 2R3 и т. д.) по началу зажигания ламп при минимальном сигнале на входе и к подбору конденсаторов частотозадающих цепей так, чтобы полосы соседних каналов несколько перекрывались.

Источник: Борноволоков Э. П., Фролов В. В. — Радиолюбительские схемы.

Схема цветомузыки на светодиодах — простые решения

Схема цветомузыки на светодиодах — чем же они так привлекательны…

Преимущества светодиодов перед лампами накаливания в цветомузыкальных приставках — неоспоримы:

• более широкий цветовой спектр
• более насыщенный цвет
• разнообразные исполнения
• низкое потребление
• высокая скорость срабатывания

В данной статье мы будем рассматривать, как можно «заставить» светодиоды мигать от источников звуковой частоты, используя простые схемы.

Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы будем рассматривать на конкретных примерах.

Самая простая схема цветомузыки на светодиодах ( точнее на одном светодиоде)

Настоящая схема цветомузыки — самая простая и для ее повторения Вам необходим светодиод, транзистор и резистор:

R (резистор) — 1K;

VT (транзистор) — КТ3102, КТ315

В качестве питания подойдет любой источник с постоянным током в 9В. Цветомузыкальная установка будет выдавать вспышки в такт исполняемой музыки. Для того, чтобы схема заработала, достаточно подключить источник питания и подать на выход звук. Надолго Вашего терпения этой «цветомузыки» не хватит, т.к. мигание будет проходить надоедливо и только в зависимости от громкости исполняемой музыки. Но на то она и простейшая схема. При сильно большом уровне громкости светодиод будет практически постоянно гореть, при маленькой громкости, вспышки будут очень редки (невидимые), либо вообще отсутствовать.

Простейшая цветомузыка на светодиодах

Предыдущая схема хоть и простая, но в действительности — негодная ни для чего. В схеме, которую покажем ниже, используется три канала для разделения звуковых частот. Для этого мы будем использовать фильтры из конденсаторов и резисторов. Они будут пропускать только определенную частоту, и соответственно мигать под определенные частоты.

Питание схемы происходит от постоянного тока 9В, как в предыдущей схеме. Во время работы происходит засвет одного или двух светодиодов каждого из каналов.

Основным компонентом являются транзисторы КТ315 (КТ3102). С их помощью собраны три независимых усилительных каскада. В их нагрузку включаются светодиоды разного свечения.

Для предварительного усиления используется трансформатор понижающего типа. Входной сигнал поступает на вторичную обмотку, выполняющую следующие функции:

• гальваническая развязка двух устройств;
• усиление звука линейного выхода.

Сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. каждый из фильтров работает в определенной частоте, зависящей от от номиналов резисторов и конденсаторов.

Через фильтры идут следующие частоты:

• до 300 Гц
• 300-6000 Гц
• более 6000 Гц

Каждый из фильтров имеет подстроечный резистор, что позволит нам задавать равномерное свечение всех светодиодов, вне зависимости от музыки.

На выходе схемы три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Схема простой цветомузыки без использования разделительного трансформатора

Если у Вас низковольтный источник питания, то трансформатор (в предыдущей схеме) можно заменять на однокаскадный транзисторный усилитель.

Это связано с тем, что гальваническая связь не имеет более никакого смысла. Ну и естественно, использование трансформатора удорожает конструкцию цветомузыки.

Простой усилитель состоит из уже известного нам транзистора КТ3102, конденсаторов, предназначенных для отсекания постоянной составляющей и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером.

Подстроечным резистором можно получить более сильный сигнал.

Выше мы рассмотрели самые простые схемы цветомузыки на светодиодах. Теперь перейдем к более серьезным схемам на микросхемах. Да, они тяжелее, но и качество устройства будет на порядок выше.

Цветомузыка на микросхемах NE555 и CD4017

Схема состоит из использования микросхемы NE555, выполняющей роль астабильного мультивибратора для обеспечения тактовых импульсов для CD4017.

Для каждого тактового импульса, получаемого на тактовом входе (pin14) интегральная схема CD4017, выходы Q0-Q9 (см. схему контактов CD 4017) запускаются один за другим выборочно. Скорость, с которой будут загораться светодиоды зависит от частоты тактовых импульсов, генерируемых NE555.

• Соберите схему на печатной плате хорошего качества или общей плате.
• Микросхемы должны быть установлены на держателях.
• Скорость работы светодиодов можно регулировать путем изменения R2.
• Конденсатор С1 должен быть рассчитан на 15В.
• Использование различных цветных светодиодов может привести к лучшему визуальному эффекту.

Рассмотренные выше схемы — наиболее распространенные, для самостоятельной сборки цветомузыки. На просторах интернета можно найти еще много других. но общий принцип будет аналогичным. По мере необходимости — будем дополнять. В первую очередь будем рассматривать цветомузыку на светодиодных лентах, но это чуть позже…

Все для звуков.Для аудио.Схема спектроанализатора.Цветомузыки

Светомузыка на операционных усилителях

Скорее всего, вы и без меня это прекрасно знаете, но давайте все же проясним. Светомузыкой (или цветомузыкой) называют устройство, которое заставляет разноцветные огоньки от ламп или светодиодов мигать в такт музыке. Что из этого следует? То, что это устройство — отличный хобби-проект на выходные. Это как совместить приятное с полезным и потом еще раз с приятным.

Есть разные подходы к созданию светомузыкальных устройств. Например, можно сделать автомат, который включает лампы в заранее описанной последовательности. Или можно сделать примитивную схему на одном транзисторе, реагирующую на амплитуду входного сигнала (громкость музыки). Но чаще всего радиолюбители видят светомузыку как анализатор спектра. Как раз последний вариант и рассмотрим (также в форме видео).

Устройство, которое я собрал, построено на операционных усилителях LM358. Полностью аналоговая схема. Это непохоже на то, что я обычно собирал, и для меня этот проект был интересным «учебным упражнением». Он начался с чужой схемы (автор Collin Cunningham), найденной на сайте jameco. Общая структура у нее была вполне понятной уже с первого взгляда. Но подробностей и расчетов там не было, а сопровождающее видео лишь коротко объясняло то, что я и без него понял. Так что план работ нарисовался такой: сначала провести анализ исходной схемы, затем модифицировать под свои требования, потом «бег по граблям» (т.е. отладка собранного), ну и под конец — черкануть эту статейку.

Вот то, что получилось у меня:

Результат во многом похож на исходник, структура такая же — входной буфер, затем активные фильтры с ключами на выходе. Основные изменения — это добавление защиты от обратной полярности (переполюсовки) питания, и усиление выхода по току, поскольку я задумывал подключать к каждому каналу по светодиодной ленте длиной до 2 метров. Еще поменял некоторые номиналы, и убрал потенциоментры подстройки чувствительности каналов.

А теперь давайте разбираться, как схема работает и какие элементы на что влияют.

Через разъем J2 на устройство подается питание, конденсатор C2 его как бы фильтрует, а элементы R1, D1 и Q1 — это защита от переполюсовки на N-канальном полевом транзисторе. R1 ограничивает ток заряда затвора. D1 — необязательный стабилитрон на 12 В для случаев, когда напряжение питания или скачки в нем могут превысить максимальное V_GS транзистора.

Такая схема защиты много где рассматривалась, есть статьи и на английском, и на русском. Если питание подать наоборот, то транзистор Q1 закрыт и ток через устройство не идет. Если питание подать в правильной полярности, то в первые моменты после включения ток пойдет через паразитный диод MOSFET-а, и потенциал на истоке (source) будет чуть выше минуса/земли — примерно на 0.7 вольта (падение на паразитном диоде). Получается, что V_GS (gate-source) становится близким к напряжению питания, и если для данного транзистора этого достаточно, то он открывается, и весь ток начинает идти через канал вместо паразитного диода. Конечно, можно было обойтись одним диодом, но способ с полевиком лучше, особенно при больших токах или батерейном питании. Сопротивление открытого канала полевика R_DS(on) составляет несколько миллиом (mΩ), благодаря чему на полевике меньше падает напряжение и, следовательно, он меньше греется.

Разъемы J1 и J3 — это аудиовход и сквозной аудиовыход, можно спокойно менять местами. Сигнал берется только из одного канала (левого), но левый и правый каналы у большинства песен похожи, так что решение вполне адекватное. Ко входу я обычно подключаю телефон или плеер, а к выходу — компьютерные колонки или наушники (у меня со стороны светомузыки разъем WF с шагом 2.54 мм, но это на вкус и цвет). Клеммник J4 предназначен для подключения обычных 12-вольтовых светодиодных лент. Одна из клемм — напряжение питания, общее для всех лент, остальные три клеммы — выходы нижних ключей (коллекторы). Но не будем забегать вперед, вернемся в левую часть схемы.

C1, R4, RV1, R5 и U1A образуют входной буфер. Как я понимаю, перед ним стоят две задачи. Первая — усилить входной сигнал, потому что мы имеем дело с размахом в десятки милливольт на входе, и то если врубить погромче. Вторая — спрятать входные импедансы фильтров от проигрывателя, почему я и назвал эту часть буфером. Резисторы R4, RV1 и R5 задают коэффициент усиления. Конденсатор C1 изолирует по постоянному току выход проигрывателя и вход буфера. Если ставите на место C1 электролитический кондер, то ставьте его плюсом к R4.

Чем больше номинал C1, тем лучше будут проходить низкие частоты, но бесконечно его увеличивать нет смысла, разумно выбрать что-нибудь в пределах 0.1..10 мкФ.

Операционник U1A включен как инвертирующий усилитель переменного напряжения (AC-coupled). Инвертирующий усилитель имеет низкое входное сопротивление (здесь примерно равное R4), и еще переворачивает сигнал относительно напряжения на неинвертирующем входе. Тут может возникнуть вопрос: разве не лучше поставить неинвертирующий усилитель? Оказалось, что нет. В инвертирующем усилке все-таки есть пара привлекательных вещей. Во-первых, его проще переделать под переменное напряжение — нужно буквально добавить один конденсатор на входе, в то время как неинвертирующуему обвес нужен чуток побогаче. Во-вторых, в аудио входе низкое (в разумных пределах) входное сопротивление может быть достоинством, потому что оно грузит и давит помехи. Ну а что касается инверсии сигнала, то она в нашем случае никак не мешает — тут нам важна только частота.

Практика показала, что большой коэффицент усиления здесь не нужен. В исходной схеме с номиналами 1 МОм и 47 кОм коэффициент усиления был чуть больше 20 (опустим минус). У меня светомузыка отлично работала при усилении всего лишь в 2..3 раза. Если сделать коэффициент усиления слишком большим и включить музыку на большой громкости, то светомузыка «уйдет в перегруз» и каналы будут постоянно светиться.

Для работы инвертирующего усилителя нужна средняя точка, смещение или опора — кому как больше нравится. За эту часть отвечают R2, R3, C3 и U1B. Резисторы R2 и R3 образуют делитель, который и задает напряжение средней точки. Конденсатор C3, конечно же, поставлен для фильтрации высокочастотных помех. Операционник U1B включен как повторитель, и все, кому нужно это напряжение смещения, получают его с выхода U1B (цепь GNDREF). Не обязательно делить напряжение питания ровно пополам — смещение может быть любым, в разумных пределах.

Когда U1A получает напряжение смещения, по логике работы инвертирующего усилителя входной сигнал (между C1 и R4) должен подняться на то же напряжение смещения. Поэтому я и сказал ставить C1 плюсом к R4, если он полярный — на эти грабли я уже наступил. При обратном включении электролитический конденсатор имеет большую утечку, то есть у него проклевываются свойства резистора, из-за которых я словил интересный эффект в виде нежелательной постоянной составляющей. Вход смещался чуть ниже средней точки, в усилителе эта ошибка умножалась на минус много и выход улетал в космос. Прежде чем я нашел источник ошибки, я какое-то время умудрялся обходить эту проблему, пропорционально уменьшив R4 и R5, а так же понизив коэффициент усиления и среднюю точку (чем она ниже, тем сложнее выходу «дотянуться до потолка»).

Сигнал с выхода буфера проходит через конденсатор C4, который убирает из него постоянную составляющую (если она там как-то появилась), и попадает на входы трех активных полосовых фильтров, благодаря которым светомузыка реагирует на ноты разной высоты. R6, R9, C5, C6 и U2A составляют фильтр на 3 кГц, так же есть фильтры на 670 и 140 Гц. Все три имеют одинаковую топологию, которая называется Infinite Gain Multiple Feedback (IGMF), или Multiple Feedback Bandpass (MFB). Как и многие другие активные фильтры, по сути это инвертирующие усилители с частотно-зависимой обратной связью. Можно было поставить фильтры и с другой топологией, но у IGMF-фильтров есть интересное свойство — очень узкая полоса пропускания с ярко выраженным пиком на центральной частоте.

Частоту фильтра можно посчитать по несложной формуле. Но учтите, что у этого фильтра есть другие занимательные характеристики — ширина полосы пропускания и коэффициент усиления на центральной частоте. Замена одного резистора в готовом фильтре влияет на все три характеристики одновременно, что ограничивает возможности перенастройки.

Говоря о перенастройке, следует кое-что упомянуть. В некоторых источниках IGMF-фильтр изображается с дополнительным резистором на землю, который ставится после первого резистора на входе. В исходной схеме это был резистор номиналом 680 Ом, который ставился в каждом канале. Основная функция этого резистора — изменить в некоторых пределах центральную частоту, при этом не сильно влияя на другие параметры. Ставить его не обязательно, фильтр работает и без него. На практике, с ним у меня получилось даже хуже — когда я выключал музыку, канал высокой частоты (4.8 кГц) превращался в генератор. По этой причине я и не добавил лишние резисторы в конечную схему и ВЧ-канал у меня получился настроенным на 3 кГц. Предолагаемая причина этого явления — превышение параметра Gain Bandwidth Product (GBWP) у LM358. С текущими номиналами все три фильтра имеют очень большой коэффициент усиления на рабочих частотах — 280 раз. Если умножить 280 на 4.8 кГц, то результат будет немного больше, чем GBWP из даташита. Но это не значит, что LM358 нужно выкидывать — если нужны частоты выше, то попробуйте перерасчитать фильтры, чтобы коэффицент усиления у них был меньше, а скомпенсировать это можно увеличением усиления на входном буфере.

Дальше фильтры должны как-то управлять ключами. Если бы база транзистора была подключена к фильтру просто через один резистор, то каналы горели бы почти всегда, потому что выход фильтра поднят относительно минуса питания на уровень средней точки. Поэтому в этой схеме все сделано немного по-другому.

В высокочастотном канале перед базой транзистора стоят C11, D2, R12, C14, R15, R20, в других каналах схема аналогичная. Конденсатор C11 убирает постоянную составляющую. Диод D2 срезает нижнюю половину сигнала, а еще он вместе с конденсатором C14 образует пиковый детектор — это такая схема, которая запоминает максимальный уровень напряжения. Когда вход пикового детектора начинает падать, оно становится ниже, чем на кондесаторе С14. Диод D2 становится обратно смещеным и ток не пропускает, так что из C14 заряд может утекать только в одну сторону — в базу. Ну ладно, на самом деле он еще может разряжаться на R15 — этот резистор с большим сопротивлением специально добавлен, чтобы канал светомузыки не горел слишком долго после того, как музыка закончилась.

Тот факт, что диод D2 не пропускает ток, создает некоторые проблемы для разделительного кондесатора C11 — он заряжается в одну сторону, но не может разрядиться в другую, из-за чего переменный сигнал смещается вниз. Для частичного решения этой проблемы в схеме стоит резистор R12 — благодаря нему какой-никакой обратный ток все же может идти через кондесатор. Смещение уменьшится, но не исчезнет, потому что сопротивление 39 кОм все равно довольно сильно ограничивает этот обратный ток.

Смещение будет меньше, если уменьшить сопротивление на пути обратного тока или вообще поставить диод. Но возможно, это повлечет другие изменения в схеме или как-то изменит поведение светомузыки — я пока об этом не задумывался. На данный момент я просто сделал как в исходной схеме и оставил 39 кОм.

Осталось сказать только про R20 — понятно, что он должен ограничивать ток базы. Однако, в исходной схеме никакого резистора последовательно с базой не было, так что может он и не нужен. Я поставил его как предосторожность, ну и чтоб посадочное место на плате было для экспериментов.

Тут возникает вопрос: какой ток пойдет через базу транзистора? Резистора базы в исходной схеме не было, но есть еще кондесатор C11, который включен последовательно. Он имеет импеданс, зависящий от частоты, а частота для конкретного фильтра известна. Но есть еще нюанс в виде пикового детектора.

В общем, тут я решил, что лучше обратиться к помощи qucs и посмотреть на поведение схемы в динамике. В моем понимании картина сложилась следующая:

• Когда на входе нарастающий сигнал, а конденсатор пикового детектора не заряжен, диод смещен в прямом направлении и через него идет ток — часть в кондер, часть в базу. В такие моменты база получает всплески примерно по 5-20 мА.
• Когда входной сигнал спадает, диод закрыт и база транзистора поджирает из конденсатора. Ток при этом гораздо меньше, потому что переход база-эмиттер — тоже как бы диод, а напряжения на конденсаторе в такие моменты уже не хватает, чтобы полноценно этот диод открыть.
• Постепенные «проседания» следующих порций тока на графике связаны с недоразрядом разделительного кондесатора через резистор 39 кОм (который R12), что явно не помогает транзистору открываться в полную силу.

На модели у меня получилось так, что при установившемся сигнале с фильтра (когда конденсатору уже не надо сильно перезаряжаться) средний ток через базу будет порядка 0.1 мА. Если предположим, что бета транзистора равна 100, то средний ток коллектора будет 0.01 А. Отрезки светодиодных лент, которые я собирался подключать, потребляют от 0.35 до 0.7 А. Неувязочка получается…

В таких условиях на место выходного ключа напрашивается составной транзистор Дарлингтона. Здесь он собран из Q2, Q5 и R21. На место самого мощного в паре (Q5) я поставил первый попавшийся NPN с максимальным I_C=1A. В моем случае это BCX55/56. Недостаток составного транзистора в виде увеличенного напряжения база-эмиттер (V_BE) слишком сильно здесь мешать не будет — благодаря большому напряжению питания и огромному коэффициенту усиления фильтров пиковому детектору все еще достаются кусочки сигнала, с которыми можно работать.

Последний фрагмент, который осталось рассмотреть — неиспользованный операционник U2B. LM358 включает в себя по 2 операционника на корпус, мне понадобилось 5. Лишние операционники принято включать как повторитель какого-либо напряжения, чтобы их входы не болтались в воздухе и чтобы сошедший с ума операционник не влиял на работу своего соседа по кристаллу. Обычно я сажаю неинвертирующий вход на землю (и в этот раз тоже), но вообще в схемах с однополярным питанием более правильно будет сажать его на середину питания или другое напряжение, которое вписывается в Common Mode Voltage Range.

Итоги

В результате собранная мной светомузыка работает вполне так красиво, мне нравится. Нужно только выставить громкость и усиление в разумных пределах, ну и учитывать особенности музыки, которую вы собираетесь слушать. Наиболее зрелищные результаты я получил на чиптюне и электронике. С металом получается менее динамично, но это ожидаемо — звук в этом жанре обычно очень плотный, спектр такой, что фильтры практически всегда найдут, на что среагировать. В итоге от метала каналы горят практически постоянно.

Еще забавный факт, что практически в любой песне, которую я включал, светомузыка успешно находила басы и верхние частоты, но средний канал срабатывал не везде и не всегда. Если будете собирать что-то похожее, попробуйте добавить больше каналов или рассчитать фильтры на другие частоты. Также можно попробовать вернуть потенциометры перед фильтрами, которые были в исходной схеме, но убраны в моей.

Все, экскурсию по схеме можно считать завершенной. Буду рад, если эта статья смогла помочь вам разобраться в каких-то частях этой схемы или если вам было интересно сравнить свои догадки с моими.

Схема пятиканальной цветомузыкальной установки » Вот схема!

А если учесть что их общая мощность может достигать 1 кВт, понятно какой мощный и громоздкий потребуется трансформатор. Поэтому, несмотря на соображения, данная ЦМУ построена с тиристорным выходом и упрощенным однополупериодным выпрямителем для питания ламп.

ЦМУ имеет пять частотных каналов, разделение частотного спектра на каналы производится при помощи пяти активных полосовых фильтров, выполненных на операционных усилителях. Такие фильтры отличаются высокой добротностью, высоким коэффициентом передачи и узкополосностью. В результате удалось четко разделить спектр на пять полос, хотя при использовании обычных LC или RC фильтров редко удается реально получить более трех полос.

Рассмотрим на примере первого канала на операционном усилителе А1. Коэффициент передачи фильтра полностью зависит от соотношения R7/R6 и мало зависит от емкостей конденсаторов С2 и С3. При том частота настройки фильтра полностью зависит от номиналов этих конденсаторов. В результате все пять фильтров имеют практически одинаковые схемы и большинство деталей одинаковые, за исключением этих двух емкостей.

Входной сигнал с линейного или телефонного выхода аппаратуры поступает на предварительный эмиттерный повторитель на транзисторе VT1. Высокое входное сопротивление этого каскада, а также наличие резисторов R2 и R3 на его входе приводит к тому, что вход ЦМУ оказывает минимальное воздействие на сигнал на выходе аппаратуры.

В эмиттерной цепи VT1 параллельно включены пять переменных резисторов R4, R11, R18, R25, R32, при помощи которых производится регулировка уровня сигнала, поступающего на вход каждого из частотных каналов.

Затем следует пять полосовых фильтров, фильтр на А1 имеет полосу с центральной частотой 90 Гц, фильтр на А2 имеет полосу с центральной частотой 500 Гц, фильтр на A3 — с частотой 1800 Гц, на А4 — 4000 Гц, и последний на А5 — 7500 Гц. Добротность фильтров установлена таким образом, чтобы на тех частотах, где наступает существенный спад в АЧХ предыдущего (по частоте) фильтра, наблюдался подъем АЧХ последующего фильтра.

Таким образом полосы, в зонах спада АЧХ несколько перекрывают друг друга, и это дает возможность сохранить непрерывность АЧХ всего устройства в целом. С выхода фильтра сигнал поступает на транзисторный каскад, управляющий работой тиристора. Между ОУ и этими транзисторами включены разделительные конденсаторы, исключающие влияние постоянных составляющих которые могут быть на выходе ОУ на работу выходного каскада. Пороги открывания тиристоров можно установить подстроечными резисторами, включенными в эмиттерные цепи VT2-VT6.

Схема источника питания показана на рисунке 2.

Напряжение для питания ламп (пульсирующее 180В) получается при помощи однополупериодного выпрямителя на VD1 непосредственно из сетевого напряжения. Если лампы будут иметь мощность более 100 Вт нужно включить параллельно VD1 еще 2-3 таких же диоды в том же направлении и установить их на радиатор.

Двуполярное напряжение +/- 9В для питания ОУ и других каскадов получается при помощи понижающего маломощного трансформатора Т1. Трансформатор используется готовый, с одной вторичной обмоткой не имеющей отводов, поэтому двуполярное напряжение получается при помощи двух однополупериодных выпрямителей на VD2 и VD3, один из которых выпрямляет положительную полуволну, а второй отрицательную. С23 и С22 служат для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Двуполярное напряжение может быть от +/- 6В до +/- 12В.

Монтаж частично объемный, частично на пяти платах. Каждый полосовой фильтр монтируется на отдельной печатной плате (рисунок 3), на этом рисунке показана плата для фильтра на ОУ А1, платы для других фильтров точно такие же.

Рис.3 (Печатная плата)

Эмиттерный повторитель на VT1 монтируется объемным способом на выводах резисторов R4, R11, R18, R25, R32 и на контактах входного разъема. Тиристоры установлены на на небольших радиаторах из металлических пластин, одновременно выполняющих роль выходных клемм для подключения ламп.

Корпус сделан из древесно-стружечных плит с декоративным покрытием. Тиристоры КУ202Н можно заменить на другие КУ202 с буквами от К до Н.Операционные усилители К553УД1А можно заменить на К140УД6, К140УД7 (при этом цепи коррекции исключаются).

| Радуга Музыка

Описание продукта

Rainbow Music родился из этого любопытства, задавая простые вопросы о связях сверху и снизу и ища наиболее элегантный и простой ответ.

По сути, все во Вселенной, от огромных галактик до мельчайших атомов и далее, все связано посредством вибрации. Все вибрирует или колеблется, даже мы. Возьмите орбиту Земли вокруг Солнца.Земля путешествует вокруг Солнца, преодолевая огромные расстояния или протяженность, и делает это регулярно или часто, то есть каждые 365 дней. То же самое можно сказать и о том, как Луна путешествует вокруг Земли и делает это чаще, каждые 28 дней.

Эти два понятия пространства и времени связаны и пропорциональны, чем больше частота, тем короче длина.

В науке это известно как длина волны и частота и применяется от очень большого до очень маленького.

Вооружившись этим самым основным пониманием, нам просто нужно сейчас найти естественные отношения между всеми вещами, и одна из них — естественные отношения между звуком и цветом.

Если мы посмотрим на наиболее общепринятую точку зрения на эти две природные силы (свет / звук), вот что вы увидите.

Сначала посмотрим на свет.

Так что же такое ТГц, спросите вы? Ну, Гц означает циклы (колебания) в секунду, 1 Гц — это 1 цикл в секунду, а (T) в ТГц означает «миллиард», то есть 400-484 миллиарда циклов в секунду. Это действительно быстро! Циклы в секунду называются частотой, как показано на диаграмме.

Итак, каждый цвет (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, (индиго) и фиолетовый) имеет свою частоту. Если частота меняется, цвет меняется.

Хорошо, теперь давайте посмотрим на звук и, в частности, на Harmonic Sound.

Как и световые частоты, для того, чтобы Note A стал Note A, он должен находиться в определенном диапазоне около 440 Гц. Мы не всегда настраивались на 440 Гц. Фактически, в древние времена мы настраивали A на 432 Гц, а затем равномерно распределяли тоны как вверх, так и вниз.

Мы считаем, что настройка A 432 Гц является более естественной точкой настройки, но для данного обсуждения это не имеет большого значения.

Потратьте минуту и ​​сравните Частоты Музыкальных нот здесь с Частотами света выше.

Давайте объединим их вместе, подключив музыку к цвету.

Из таблицы слева видно, что Частоты Звуков и Частоты Света представляют собой идеальную естественную связь.Немного сдвиньте звук или цвет, и они больше не будут тем звуком или цветом.

Случайность это или совпадение, мы категорически не говорим. Они являются естественной гармонией друг друга.

Сходства просто завораживают!

В радуге выделено 7 основных цветов.

Красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый

и 7 целых тонов в Music.

A, B, C, D, E, F, G

Есть 5 точек перехода между 7 цветами.

Красно-оранжевый, желто-зеленый, зелено-синий, индиго-фиолетовый, фиолетовый — не видно

, а на музыкальной шкале есть 5 плоских / острых нот.

A # / B , C # / D ♭ , D # / E ♭ , F # / G ♭ и G # / A ♭

Всего 7 нот и цветов и 5 переходов и цветов имеют в сумме 12

Разница между видимым светом (ТГц) и гармоническим звуком (Гц) составляет ровно 1 миллиард или 12 нулей или 10 ¹²

Сходство продолжается еще больше, если вы присмотритесь, тем более, когда используется настройка 432 Гц, создавая идеальный стык между ними, что ведет к естественной математике и геометрии.

Таким образом, можно легко сказать, что красный цвет такой же, как у ноты A, только с другой высотой тона. И, конечно же, это относится и ко всем остальным нотам.

Это базовое понимание дает нам большую свободу исследовать связь между небом и землей и дает нам инструменты, позволяющие создавать музыку из нашего естественного окружения. Тогда не должно быть большим сюрпризом, что у инструмента диджериду, аборигенного австралийца, базовая высота звука D (зеленый). Например. см. Игра «Зеленые деревья» (D) Зеленый.

Это понимание продолжает расширяться, ограниченное только воображением и способностью вмешиваться в естественную среду, в то же время имея возможность создавать произведения искусства, которые не только красиво выглядят, но также имеют гармоничные звуки или мелодию.

Вот лишь несколько простых примеров, которые наши дети могут выучить и применить, чтобы придать большую глубину и смысл тому, что они изучают и делают. Они в простой форме иллюстрируют всего несколько способов, которыми теперь могут быть связаны визуальное искусство, мода и музыка.

Соединяя музыку с цветом через искусство и моду

Это подводит нас к вопросу: почему так важна связь музыки с цветом? Лучший способ ответить на этот вопрос — дать определение Rainbow Music в общих чертах.

Что такое радужная музыка?

Rainbow Music — это программа ускоренного сенсорного обучения. Он исследует и выражает естественные гармонические отношения между светом и звуком, цветами радуги, музыкальными нотами и аккордами.Он приносит пользу в живописи, искусстве, сочинении собственной музыки, моде и дизайне, здоровье, танцах и науках, включая математику, геометрию и астрономию. Не требует знания музыки и не имеет возрастных ограничений. Он предназначен для всех.

Заключение

Это величайший подарок, который мы можем сделать вам, и он не в ответах на вопросы, которые мы можем задать, а в вопросах, которые вы задаете, и в пути, который вы предпринимаете, чтобы найти эти ответы. Во многих отношениях музыка является побочным продуктом этого фундаментального понимания, поскольку у вас уже есть все необходимое, чтобы исследовать и открывать для себя это.Нам потребовались годы, чтобы воплотить эти идеи в единую Музыкальную программу, и мы не хотим, чтобы это было для вас долгим путем, на самом деле мы создали Rainbow Music как кратчайший путь на вашем пути к музыке. Мы призываем вас не забывать о ее происхождении и ценить то, что Rainbow Music — это средство или мост, а не пункт назначения. Мы надеемся, что через Радужный мост мы сможем дать вам сияющий свет, который поможет вам заново открыть для себя корни музыки и использовать это для воссоединения с вашим прошлым, настоящим и будущим во всех формах художественного и творческого самовыражения.Музыка и многие другие формы творческого искусства использовались на протяжении тысячелетий для создания сильных и тесно связанных культур, а также для включения и участия во многих цветах жизни. Ваша роль среди них — наслаждаться цветком во всей его красоте и несовершенстве и быть готовым поделиться им со всеми, кого сможете.

Цвет звука — Калькулятор изменения высоты звука

Color Music — введение

ЦВЕТНО-МУЗЫКАЛЬНОЕ КОЛЕСО СЭРА ИЗААКА НЬЮТОНА.

Цвета спектра, как они появились в «Оптике» 1704 года, показаны в последовательности от красного до фиолетового, как клинья между музыкальными нотами.
Эта диаграмма описывает идеализированную музыкальную систему как метафорическую основу для недавно открытых чистых цветов солнечного света.См. —
МУЗЫКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ: К 300-летию «Оптики» Ньютона

Буквы по окружности цветомузыкального колеса сэра Исаака Ньютона обозначают музыкальные ноты дорийского лада. Они эквивалентны ряду белых нот на клавиатуре, начиная с D. Это единственная шкала белых нот, которая демонстрирует симметрию, поскольку полутоновые интервалы EF и BC равноудалены от начальной точки D. Цветные оранжевый и индиго. эти меньшие интервалы расположены друг напротив друга относительно горизонтальной оси симметрии DOs.Чтобы подчеркнуть его музыкальную отсылку к дорианской моде, инструкции Ньютона по построению диаграммы начинались с радиуса OD, а не с OA в соответствии с обычным математическим протоколом.

Красный, как цвет с наименьшей «преломляемостью» (т.е. с самой низкой степенью преломления), следует сразу за D, нотой с самой низкой частотой. По мере того, как спектр поднимается по музыкальной шкале, основные цвета — красный, желтый и синий, знакомые художникам и из которых можно смешивать большинство других цветов, — начинаются с нот D, F и A: они составляют, соответственно, основные трезвучие шкалы D, достаточное для определения аккорда и тональности ре минор.Один цикл цветомузыкального колеса охватывает звуковую подъединицу, октаву, и можно было бы сделать много оборотов, до тех пор, пока не будут достигнуты пределы слышимого диапазона. Но одного путешествия достаточно, чтобы увидеть весь видимый спектр, от красного до фиолетового. Соединив концы спектра в круг, Ньютон создал впечатление повторяющегося цикла чистых цветов, эквивалентного музыкальной октаве. Плавное сочетание фиолетового через фиолетовый и красный усилит иллюзию, хотя фиолетовый и красный никогда не встречаются в естественном спектре.

Ньютон всегда был прагматиком и использовал диаграмму для практических целей. Он имел в виду вычисление компонентов любого сочетания чистых цветных огней: радиус OY (как показано выше) был нарисован для демонстрации процедуры определения пропорционального состава цвета в точке z. (Математический метод определения центров тяжести с тех пор с успехом использовался при вычислении значений цвета.) Конструкцию Ньютона можно было бы даже применить более быстро: с окрашенными спицами и шпинделем, вставленным через центр колеса, он может стать топом.При достаточно быстром вращении его цвета сливались бы вместе, чтобы приблизиться к белому цвету, из которого они были получены. Но Ньютон, , «Раскрашивая верх (например, как мальчики играют) в разные цвета» , смог получить этим методом только «грязный» цвет, сравнимый с сухой смесью живописных пигментов.

«Я не побоюсь признаться вам, что я брезгую не замечать даже нелепых экспериментов и думаю, что» мальчишеские игры «иногда заслуживают изучения философов.»

Так писал Роберт Бойль, уважаемый современник Ньютона и член-основатель Лондонского королевского общества. Простые игрушки, такие как волчок, стали инструментами расследования в руках нового поколения натурфилософов, ищущих понимания физических явлений. В конце концов, у волчка была значительная родословная, поскольку Плиний и Птолемей описывали его использование в древности. В начале VI века Боэций сравнил смешение цветов с производством звука: вибрирующая струна посылала по воздуху быструю последовательность импульсов, создавая иллюзию непрерывной ноты.

«Это как если бы кто-то тщательно вылепил конус — который люди называют« вершиной »- и применил к нему одну полосу красного или другого цвета и раскрутил его как можно быстрее, тогда весь конус кажется окрашенным в красный цвет, не потому, что все так, а потому, что скорость красной полосы подавляет прозрачные части, и они не могут появиться ».

Но, пожалуй, наибольшего успеха техника достигла в середине 19 века. Джеймс Клерк Максвелл использовал усовершенствованный, откалиброванный цветной колпачок для исследования нормального цветового зрения, а также цветовой слепоты; он также часто радовал детей, демонстрируя меняющиеся цвета на своем волшебном волчке.Вскоре после этого Герман фон Гельмгольц сбалансировал противоположные цвета на вращающемся диске, что привело к радикальным уточнениям диаграммы Ньютона — даже ее круговая геометрия была изменена до знакомой формы языка современных диаграмм цветности. «Вихрь философов» стал учебным инструментом в начале 1920-х годов, когда Людвиг Хиршфельд Мак изготовил столешницы в Веймарском Баухаусе: на его устройстве можно было крутить семь разноцветных листов, чтобы продемонстрировать теории смешения цветов Гете, Шопенгауэра, Безольд и другие.В свое время топы Hirschfeld Mack были настоящим источником дохода для Баухауза и производятся до сих пор. Принципы, которые они иллюстрируют, демонстрируются во многих современных музеях, где вращающиеся цветные диски демонстрируют оптическую иллюзию смешения цветов.

Вершины были не единственными игрушками, привлекавшими серьезное внимание отцов современной науки. Бойль, опять же, прокомментировал «восточные» цвета радуги, нарисованной на поверхности «Сферические пузыри, которые мальчики делают и играют с ними» .Конечно, Ньютон последовал его примеру, сделав точные наблюдения за цветом пузырей в «Оптике». Поскольку видение было верой (тогда, как и сейчас), экспериментаторы по всей Европе пытались повторить успех Ньютона с «знаменитым феноменом цвета» . Ученые писали (или даже путешествовали) с континента в Англию, чтобы узнать, как солнечный свет разделяется на цвета с помощью призмы. К таким экспериментам относились серьезно, как к части исследовательских методов натурфилософии. Их много обсуждали в новых научных академиях Европы 17-го века, чьи сети корреспонденции сообщали новости о любых событиях.

Музыкальная наука также играла видную роль в науке начала 17 века. Галилео Галилей из Италии был одним из первых, кто соединил резонанс музыкального инструмента с нотами, которые мы слышим в уме, посредством измеренных импульсов давления, передаваемых через воздух. Те же вопросы, касающиеся музыки и акустики, обсуждались в молодом Королевском обществе в начале 1660-х годов. Приглашенного музыканта приглашали изложить свою теорию настройки, после чего участники могли удалиться в музыкальную таверну, чтобы послушать практический пример.Или можно провести простой эксперимент. Для одной такой демонстрации потребовались две лютни: соломка была помещена поперек струны одной из них, а соответствующая струна натянута на другой, на небольшом расстоянии. Когда соломка на нетронутой лютне смещалась, считалось, что колебания в воздухе заставляли струну сочувственно резонировать. Одно и то же явление было известно давно — теперь было другое объяснение. В предыдущие века духи работали, создавая магические связи между подобными вещами на всем протяжении неба и земли.Два подхода — научный и магический — сосуществовали на протяжении всего 17 века, и люди обычно подписывались под обоими.

Диаграмма слева была скопирована из «Коронации природы», елизаветинского текста по алхимии, не кем иным, как Исааком Ньютоном. Он назвал его Философским камнем — целью и действующим принципом алхимии — и написал рядом пронумерованные инструкции по раскраске для черного, зеленого, синего, желтого и красного цветов. В оригинальной рукописи он появился как первая фигура по имени Хаос; центральный диск окружен семью меньшими дисками, каждый из которых разделен семиконечной звездой.Знаки семи наиболее известных небесных тел (планет Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, а также Солнце и Луна) назначены точкам каждой звезды и вписаны в кольца вокруг каждого диска. Архетипические силы семи планет окружают четыре элемента: землю, воду, воздух и огонь в центре. Из этих ингредиентов происходит Великая Работа алхимии. Использование оккультного символизма кажется противоречащим современному глазу, особенно со стороны человека, который установил наше понимание Солнечной системы.Но Ньютон верил в возможности алхимии, если полмиллиона слов, которые он написал на эту тему, можно считать чем-то особенным. На одном уровне планетные знаки были просто обычными символами известных металлов; Например, Венера была медью, а Сатурн — свинцом. Семь металлов — свинец, олово, железо, медь, ртуть, серебро и золото — были основными материалами любого алхимика, и для Ньютона они были преобразованы жизненным духом. Под кодовым названием «магнезия», «ртутный дух», «световое тело» и т. Д. Он был ответственен за весь рост и разложение и представлял волю Бога в основе всей материи.

Ясно, что Ньютон доверял невидимым силам, в том числе гравитации, которые действовали на расстоянии каким-то таинственным образом. Он провел историческую параллель между математическими законами, которые управляли музыкой и гравитацией; Точно так же отношения между музыкальными нотами и между цветами описывались одинаковыми соотношениями. Поскольку нельзя исключить символическую интерпретацию его работы, мы можем найти прототип цветомузыкального колеса Ньютона в его изображении философского камня.Оккультная диаграмма имеет форму гептаграммы с семью кругами, образующими вершины; каждый круг также разделен на семь сегментов точками звезды. Как в целом, так и по частям изображение философского камня является формальным образцом для цветного диска. Последний разделен на семь музыкальных нот, включающих семь «простых» цветов — красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. (И в тексте «Opticks» формальная ассоциация цвета с музыкой, как вы уже догадались, встречается семь раз.) Выбранные для приближения к спектру, наблюдаемому Ньютоном, цвета струились на землю в свете солнца. Свет, как цвет, был ближе к тайне природы, чем другие земные операции «вульгарной химии». Символическая функция цветовой музыки, интерпретируемая в рамках более широких семи основанных на системе систем, расширяется и включает метафизические связи с металлами, планетами и многим другим.

Цвета здесь дали ключ к старому значению, prisca sapientia (древняя мудрость), которую Ньютон считал утраченной для мира со времен египтян и халдеев.Ноты можно интерпретировать как музыку сфер, космическую гармонию, знакомую по пифагорейцам и Платону, где каждой из семи планет был назначен музыкальный тон. Планеты (и связанные с ними металлы) иногда тоже получали цвета, кульминацией чего стала система геральдики, сформулированная в средние века. И, иногда, прямые связи цветов с музыкальными нотами или звуками были сделаны, в основном в книгах по магии и оккультным искусствам. Единство цвета и музыки, представленное как наука, вызвало философский обзор, в котором все явления могут быть синтезированы в единое целое.Ньютон искал тайный, божественный порядок, который должен быть раскрыт путем тщательного изучения мира природы. Помимо консультаций со своими сверстниками, он искал ключи к разгадке в Библии, избранных мифах, алхимической литературе и в учебниках естественной магии — увесистых фолиантах, в которых перечислялось значение всего, что вы хотите назвать, и отношения между ними. Без этого подхода, который кажется таким странным и избыточным, небольшую диаграмму спектра Ньютона можно было бы по-прежнему считать первой точной круговой диаграммой цветов.Как бы то ни было, наука вытеснила ее и склонна замалчивать музыкальные аналогии под ковер как досадное пятно на репутации великого человека.

О цветомузыкальном коде Ньютона сегодня редко вспоминают, как о том, что он когда-то представлял. Сокращение названий цветов, ROY G BIV, часто используется как мнемоника, чтобы научить детей цветам радуги. В противном случае закодированная ассоциация цвета с музыкой (а также с чакрами, эмоциями и т.п.) сохраняется на периферии общества в целостных движениях Новой Эры.Соответствие тогда проявляется как неоспоримое убеждение, и, несмотря на очевидное сходство, какое-либо ньютоновское происхождение редко признается. Но следует помнить, что 17 век был эпохой, отличной от нашей; Натурфилософы могли придерживаться множества верований, которые нам кажутся противоречащими друг другу. Фрэнсис Бэкон, вдохновляющая фигура в начале научной революции в Англии, был одним из них. Он надеялся на утопическое будущее, в котором можно было бы использовать высший вид магии для систематического исследования причин вещей.Во многих отношениях Бэкон предвосхитил будущее направление науки, даже включив аналогию между цветом и музыкой:

«Удовлетворение цвета символизирует удовольствие уха любого отдельного тона … И оба эти удовольствия, радость глаза и уха, суть не что иное, как результат равенства, хорошей пропорции и соответствия».

В своей воображаемой стране Новой Атлантиды Бэкон описал науку, которая может передавать звук на большие расстояния в «стволах и трубах» и создавать музыкальные гармонии с «слайдами звуков» , разделенных менее чем на четверть тона.В «перспективных домах» делали искусственные радуги; Прозрачные устройства изолировали цвета «не в радугах, как в драгоценных камнях и призмах, а сами по себе». Хотя Ньютону не хватало тех технологических чудес, которые предвидел Бэкон, он смог разделить призматические цвета с помощью геометрии и поместить их в более ортодоксальную музыкальную среду. С тех пор радуга стала основой для изучения физических цветов — настолько, что чуть более чем через столетие после первой публикации «Оптики» поэт Китс стал протестовать против чрезмерных притязаний интеллектуалов на это явление природы.

Историки, антропологи и другие специалисты с тех пор приложили значительные усилия, пытаясь распутать путаницу мифа, магии и науки, но очевидная несовместимость мистицизма и материализма поражает сегодня западных мыслителей. На арене науки активно обсуждаются вопросы о природе человеческого сознания, включая веру в Бога. Большинство исследователей совершенно правильно считают мистические проблемы излишними по сравнению со строгими требованиями лабораторной науки, хотя теоретики вошли в моду указывать на любые метафизические последствия.Некоторые неврологи описывают работу человеческого разума как полностью биологическую, сводя способность к религиозным чувствам к простым химическим функциям мозга. Третьи возражают против исследований (например, влияния молитвы на показатели выздоровления в больнице), утверждающих, что работают сторонние агентства. Что бы ни говорили о нынешнем разрыве между разумом и верой, жюри все еще остается открытым. Западную философию с самого начала беспокоили даже более простые вопросы, касающиеся окончательного способа, которым мозг организует сенсорные впечатления, как наш разум расшифровывает мир вокруг нас.

За последние тридцать лет физиологические исследования человеческого мозга и связанные с ними поиски компьютеризированного искусственного интеллекта пролили новый свет на работу мысли. Неврологи, надеясь найти ключи к пониманию, отслеживают реакции на сенсорные стимулы по нервным путям. Пока неясно, соответствуют ли фиксированные паттерны мозговой активности определенным цветам или определенным музыкальным звукам. В любом случае, у большинства из нас будет небольшая повседневная потребность в этих сложных данных: мы учимся с самого раннего возраста формировать наше восприятие в более или менее полезные картины мира.Так что обычно внимание науки привлекают патологии и любые другие аномалии, встречающиеся на этом пути. Синестезия — это одна из разновидностей, часто включающая зрение и слух, при которой некоторые люди могут испытывать цветные галлюцинации при прослушивании музыки. Эти видения предполагают, что на каком-то уровне в глубине мозга наши восприятия могут перекрываться и способны синтезировать мультичувственные реакции.

Заманчиво увидеть в феномене синестезии подлинный источник цветовой музыки, хотя и окутанный призрачным смыслом и формалистическими интерпретациями, переданными историей.Действительно, нынешнее понимание синестезии возродило интерес к предполагаемым связям между музыкой и цветом, поскольку они используются в искусстве. Таким образом, исследования синестетов в конце 1800-х годов послужили фоном для серьезной перестройки эстетических взглядов в начале 20-го века. Однако ортодоксальная цветная музыка медленно адаптируется даже к самым фундаментальным сдвигам в научном мышлении: она, вероятно, окажется устойчивой к любым новым биологическим императивам, основанным на неврологии синестезии.

Проблемы, лежащие в основе схемы Ньютона, возникли в XIX веке в связи с новыми достижениями в науке о свете и новым пониманием теории цвета. Этот левиафан естественных наук середины века, Герман фон Гельмгольц, расширил предыдущие исследования Томаса Янга, Джеймса Клерка Максвелла и других, очертив новое положение науки в 1856-67 годах своим «Справочником по физиологической оптике». Традиционный набор праймериз живописцев — красный, желтый и синий — был дополнен набором дополнительных — красным, зеленым и сине-фиолетовым, известным как праймериз Юнга-Гельмгольца.Тональный диапазон, от самого темного до самого светлого, стал более четким. В частности, в спектре выделялись пары дополнительных цветов, таких как красный и сине-зеленый; Гельмгольц считал их совокупный эффект гармоничным и сравнивал их с согласными музыкальными интервалами. В конце концов он продемонстрировал, что любая такая пара сама по себе может воссоздать белый свет, если нарисовать его на вращающемся диске.

Гельмгольца очень увлекла цветомузыкальная аналогия: как автор книги «Об ощущении тона как физиологической основе теории музыки» (1863) и как пианист с отцом, который рисовал, он прекрасно разбирался в ней. положение для оценки цветовой музыки.В главе 19 книги II своего Руководства «Простые цвета» Гельмгольц построил цветомузыкальную гамму. Нота G была привязана к линии А фраунгофера (темная полоса вдали от темно-красного цвета). Поднимаясь по шкале от G до g, белые ноты фортепиано будут примерно совпадать с темно-красным, красным, оранжевым, желтым, зеленовато-синим, индиго-синим фиолетовым и ультрафиолетовым. Лично Гельмгольц предпочитал гамму A, поэтому ее основной аккорд A, C # и E наиболее точно соответствовал его аддитивным основным оттенкам красного, зеленого и сине-фиолетового.

В своих эпохальных работах по оптике и акустике Гельмгольц описал стимулирующие эффекты цвета и музыки аналогичными словами. Хотя он разделил спектр «по принципу музыкальной гаммы, потому что это казалось лучшим методом по физиологическим причинам» , Гельмгольц оставался в лучшем случае двойственным отношением к цветовой музыке. Он понял, что его собственная схема не дает предпочтительных цветов для аккорда в ля мажоре: нота E выровнена с индиго-синим, а не с идеальным сине-фиолетовым основным.Но он приберег свою самую резкую критику для цветомузыкальных кодов других, как «принудительные музыкальные аналогии» , заключая, что:

«Во всяком случае, ясно, что в так называемой цветовой гармонии не следует ожидать таких абсолютно определенных отношений, которые характерны для музыкальных интервалов».

«ФОРТЕПИАННАЯ КЛАВИАТУРА / ОЗЕРО» ,
Франтишек Купка, 1909.

В одном из очень редких примеров крупной живописи, непосредственно основанной на цветомузыкальном коде, чешский художник Франтишек Купка отдал дань уважения Гельмгольцу в «Фортепианной клавиатуре / озере».Внизу холста изображена рука, играющая мажорный аккорд ля-мажор, который является основным для схемы Гельмгольца, в то время как сами цвета почти полностью представляют собой тональные разновидности основных цветов Юнга-Гельмгольца, красного, зеленого и сине-фиолетового. Купка был заядлым ученым-любителем, посещал лабораторные занятия в Сорбонне и вскоре был назначен членом Чешской академии искусств и наук. Его записи показывают, что он был знаком с «Справочником по физиологической оптике» Гельмгольца, стандартным учебником, который в то время переиздавался в Париже в третий раз.Приняв найденный им цветомузыкальный код, Купка решил проигнорировать оговорки Гельмгольца относительно его достоверности — которые, в любом случае, были похоронены в примечаниях в конце главы «Простые цвета».

Сюжет картины взят из предыдущей картины Купки, изображающей сцену посадки. Это был удачный выбор, поскольку волны в воде можно было рассматривать как метафору волновой природы звука и света. Эта тема была важна для ученых XIX века не только потому, что она опровергла корпускулярные теории света Ньютона, но и потому, что благодаря работе Максвелла по электромагнитным полям теория волн могла быть применена к другим явлениям, таким как магнетизм и рентгеновские лучи.Волновые теории также были жизненно важны в оккультных кругах, к которым принадлежал Купка: вся реальность, включая духовную сферу, считалась взаимосвязанной посредством вибраций, согласно теософским убеждениям, которые пронизывали европейское авангардное мышление на рубеже веков.

«Фортепианная клавиатура / Озеро» стала поворотным моментом в карьере Купки, ознаменовав отход от реализма и переход к чистой абстракции. Необычное устройство в нижней части произведения, где клавиши пианино отделяются и поднимаются к верхнему краю картины, пришлось многократно использовать повторно.Вскоре это стало целым мотивом для абстрактных полотен, в том, что стало известно как его стиль «Вертикальные плоскости». Некоторые из этих отметин в центре картины Купки имеют аномальный желтый цвет, и общие цвета могут, на самом деле, быть немного обманчивыми. Зеленый кажется (по крайней мере, в репродукциях) смесью синего индиго с чистым желтым, который оставляет свой след в нескольких мазках чистейшего пигмента. Дань Купки праймериз Юнга-Гельмгольца действительно могла быть создана с помощью палитры красного, желтого и синего цветов — традиционных праймериз художников.

Купка воспроизвел круг «основных» цветов в своем «Творении в пластических искусствах» 1923 года, хотя он, очевидно, выступал за такое расположение еще в 1910 году. Не считая чешского письма и направления спектра против часовой стрелки (возможно, из-за обратному отпечатку ксилографии), он почти идентичен цветовому кругу Гельмгольца. Последний довольно ясно указал, как он получил аранжировку от более древнего цветомузыкального колеса Ньютона. Были внесены изменения и приведены причины, по которым Гельмгольц добавил искусственный фиолетовый цвет, чтобы соединить концы спектра красного и фиолетового, а желто-зеленые и зелено-синие сегменты были вставлены, чтобы расширить его середину.Его аранжировка послужила основой для многих существующих цветовых композиций, таких как система Манселла. Но ясно, что десять оттенков, которые он получил, уже нельзя было интерпретировать как цветомузыкальный код или распределить между семью нотами или двенадцатью полутонами музыкальной гаммы. Гельмгольц оправдал Ньютона за его акцент на индиго, обвиняя примитивные призмы, но в конце концов отклонил ROY G BIV следующим образом:

«Эти разделения более или менее капризны и во многом являются результатом простой любви называть вещи по именам.»

Возникли теории цветовой гармонии, конкурирующие с цветовой музыкой, которые больше не полагались на какие-либо спектральные эквиваленты музыкальной гармонии. Но Купку было не так-то просто отложить. Он нарисовал серию дань уважения дискам Ньютона множеством цветов радуги, подчеркнув, во всяком случае, живописные основные цвета — красный, желтый и синий. Как и другие мистики своего времени — он был духовным медиумом в юности, оставался интересоваться оккультизмом всю оставшуюся жизнь и, высшая тайна, был похоронен (местонахождение неизвестно) тайным обществом — он искал авторитета для веры в духовная связь между цветом и музыкой, проникая в прошлое и неизбежно находя Исаака Ньютона.

«ДИСКИ НЬЮТОНА» , Франтишек Купка, 1912.

Как и в случае с его более ранней «Фортепианной клавиатурой / озером», картины на дисках Купки послужили отправной точкой для погружения в абстракцию, на этот раз в его стиле круговых форм. Их колеблющиеся ритмичные линии превратились в первые большие абстрактные полотна, такие как картины «Аморфа», выставленные в Осеннем салоне 1912 года в Париже. После войны он систематически исследовал цвета с помощью серии под названием «Формы цветов», где каждый цвет ассоциировался с характерными линиями и формами.Эти работы часто были монохромными упражнениями в определенном цвете, с красными, желтыми и синими картинами в большинстве, а остальные были в оранжевых, зеленых или пурпурных второстепенных цветах.

На Купку, возможно, повлиял современный писатель-спиритуалист Клод Брэгдон, который считал, что все в этом мире, включая цвета, имеет свой аналог в определенной форме на другом уровне. Он считал, что астральный план существует в четвертом измерении, геометрическая уловка, над которой математики размышляли последние сто лет.Идея Брэгдона казалась многим привлекательной — пока Эйнштейн не объявил время четвертым измерением пространства-времени. (Эйнштейн также отказался от эфира, аристотелевского основного продукта как для физиков, так и для спиритуалистов, поскольку он не был необходим для распространения света.) Завершив цикл «Формы цветов», Купка по иронии судьбы смирился с тем, что не обнаружил оккультной связи между светом. и здравый, казалось бы, разочарованный всеми домыслами.

«Тем не менее, было бы полезно более осмотрительно взглянуть на аналогию, которую некоторые люди утверждают, что они видят между цветами и звуками, а не принимать все теории, выдвинутые по этому поводу, как евангельскую истину…. То есть хроматизм музыки и музыкальность красок имеют только метафорическую ценность. А жаль — в дыму исчезает еще одна иллюзия «.

По словам Джона Гейджа, в книге «Цвет и значение: искусство, наука и символизм» (продолжение его энциклопедической и бесконечно увлекательной книги «Цвет и культура») цветовая музыка остается одним из трех основных направлений цветовой гармонии на Западе. Две другие системы полагаются на упорядочение цвета в соответствии с его тоном — значения светлого и темного — или его контрастными оттенками — будь то основные или дополнительные.Цветомузыкальный код как таковой может оказаться в относительной безвестности, чтобы периодически всплывать в качестве руководящего принципа. Код Исаака Ньютона сохранился на протяжении веков как руководство к цветовой гармонии, если не как действительная научная гипотеза. Немногое то, что его форма видоизменяется: конечная цель кода Ньютона всегда была метафорической, чтобы преодолеть разрыв между метафизическими приоритетами и суровыми прерогативами экспериментальной науки.

Художники часто на словах придерживались некоторых принципов формальной цветовой гармонии, в том числе цветовой музыки, хотя немногие придерживались их как буквальной практики.Материальные ограничения живописи в конечном итоге ограничивают полезность более сложных цветовых схем, которые требуют идеальных спектральных цветов и рассчитанных эффектов цветовой насыщенности и тональных вариаций. Пигменты редко бывают спектральными оттенками, и, в любом случае, строгие наборы цветов не учитывают нюансы, которые требуются большинству художников. Тем не менее, научные теории предоставили некоторые вдохновляющие живописные идеи, а связанные с ними технологии, безусловно, предоставили художнику новые цветные игрушки.

Лучшее понимание работы некоторых художников-визуалов может быть достигнуто, если учесть иногда едва уловимое влияние цветовой музыки. Признаки этого могут быть очевидны на картине, или утверждения и записи художника могут выявить его присутствие. (В последнем случае существует разная степень убежденности, от необоснованного энтузиазма до вопиющего саморекламы, опирающегося на популярные моды на цветную музыку.) В редких случаях художник сознательно подчиняется предписаниям цветовой музыки.Затем можно определить, как традиционные проблемы цветовой музыки сочетаются с интересами той или иной эпохи. Работы двух австралийских художников 20-го века иллюстрируют этот момент, а также любые другие: Рой Де Местр и Доменик Де Кларио скорректировали основы своих палитр и музыкальных исполнений соответственно, чтобы учесть правила цветомузыкального кода. При этом оба поддержали метафизическую позицию культурных клик — и оба были удивительно вознаграждены за это.

В 1919 году сиднейский художник Рой Де Местр выставил картины, основанные на цвето-музыкальном коде: пресса была очень внимательна, и мир искусства Австралии наградил его одной из своих первых стипендий для путешествий. Де Местр вернулся к цветомузыкальной живописи после 1930 года, когда он переехал в Англию. Там он способствовал развитию современной британской живописи и считал молодого художника Фрэнсиса Бэкона одним из своих сверстников. Де Местра также признал как интеллектуальный и эстетический наставник писатель-эмигрант Патрик Уайт.
См. ЦВЕТНАЯ МУЗЫКА В АВСТРАЛИИ: Демистификация Де Местра

В конце 20-го века мельбурнский художник Доменик Де Кларио соединил цветомузыкальный код с йогой, терапией и мистицизмом в соответствии с влияниями Нью Эйдж. Де Кларио тоже получил официальное признание, австралийское правительство предоставило ему студии в Италии и Нью-Йорке: дважды его приглашали в Shaker Village в штате Мэн, в последний раз на празднование летнего солнцестояния 1998 года.В настоящее время он является адъюнкт-профессором изящных искусств в университете Монаша.
См. ЦВЕТНАЯ МУЗЫКА В НОВОМ ВРЕМЕНИ: Демистификация De Clario

При любом исследовании цветовой музыки для современной эпохи вышеперечисленные художники хорошо служат нам: Де Местр, потому что он написал несколько картин, которые пытались с помощью цветомузыкального кода передать музыку на холст, и Де Кларио за обильные ноты, которые у него есть. поставляются, чтобы связать различные произведения искусства с лежащей в основе целостной системой убеждений.Здесь ставится под сомнение не эстетические достоинства их работ, а теоретическая основа, которую выдвигает каждый художник. С небольшими вариациями цвета и ноты Де Кларио и Де Местра были теми, которые рекомендовал Исаак Ньютон более трех столетий назад. Этим они пытались оправдать свою работу; Цветовая музыка играет ключевую роль в понимании и оценке их усилий.

Их систематизированное понимание цвета и музыки может показаться обедненным по сравнению с нашими собственными, более интимными реакциями, когда разум и вера явно попираются в процессе.Значение цветовой музыки становится все более ослабленным по мере того, как меняются приоритеты западного общества — некогда благородное занятие, кажется, отнесено к маргинальному занятию, обреченному на то, чтобы стать простым историческим раритетом. Но это настойчиво: предполагаемое соответствие цвета музыке было подтверждено снова и снова, в самых разных обличьях. Это имело значение во многих культурах задолго до того, как Ньютон придумал свою схему, и, без сомнения, снова появится в будущем. Эти эссе могут не объяснить ваши собственные предпочтения к определенным мелодиям или любимым цветам, а также то, почему многие из нас обнаруживают определенное родство в творческих процессах музыки и изобразительного искусства.Тем не менее, я надеюсь показать, как и то, и другое можно связать в обществе в целом, и что поиск цветной музыки — это действительно цивилизованное занятие.

Вернуться к началу

ДОМ

Преобразование звука в цвет

Что касается темы Spectrum в этом месяце, я решил понимать это слово буквально в применении к цвету и рассмотреть его отношение к звуку. Толчком к этому решению послужил мой разговор с коллегой, ныне покойным звукорежиссером Стиллвиндом Боренштейном, около тринадцати лет назад.Он объяснил интерес тем, что, поскольку и звук, и цвет могут быть выражены или измерены по частоте, кто-то должен отобразить эту взаимосвязь, чтобы можно было увидеть, какой цвет был A #, или услышать, как звучит зеленый цвет. По общему признанию, мы выпили несколько напитков в ходе этого обсуждения, и я не позаботился когда-либо сделать то глубокое погружение, которое хотел Стилвинд.

С годами я постепенно осознавал, что наша революционная идея была описана в книгах по нейропсихологии, была реализована более века назад и что люди продолжают уточнять и исследовать эти отношения.Нам даже не удалось связать цвет и звук с двумя очень крутыми синтезаторами, которые мы использовали; один из которых был автором нашего коллеги!

Чтобы почтить память Стилвинда и погрузиться глубже, я хотел, наконец, воспользоваться моментом и исследовать взаимосвязь между цветом и звуком, а также множество способов сопоставления спектра одного с другим.

Синестезия

На протяжении сотен лет исследователи искали связь между звуком и цветом. Действительно, знаменитый семицветный спектр Исаака Ньютона (РОЙ Г.BIV) сейчас широко признан неверным, и возникло предположение, что индиго был включен только потому, что Ньютон так сильно чувствовал, что количество цветов в цветовом спектре должно соответствовать количеству нот в западной музыке, чтобы быть правильным. ^я

Есть предположение, что у Ньютона было уникальное состояние, известное как синестезия, при котором взаимосвязаны отношения между двумя или более чувствами: цвет может иметь определенный запах, музыкальные интервалы могут иметь определенный вкус, буквы или дни недели могут иметь определенный вкус. иметь соответствующий цвет. ⁱⁱ По данным Американской психологической ассоциации, синестезия поражает каждого человека из двух. ⁱⁱⁱ Хотя синестезия может принимать разные формы, существуют тысячи случаев, когда люди «слышат» цвет, то есть они могут видеть определенное музыкальное произведение, аккорд или гамму как синие или зеленые. Интересно, что цвета не обязательно одинаковы для людей с синестезией, приравнивающей звук к цвету: один может видеть ре-мажор синим, другой — зеленым, красным или желтым.

Уже проведено огромное количество исследований и анализа композиторов с синестезией и того, как это состояние влияет как на их сочинения, так и на их подход к письму. Интересно, насколько разнообразно восприятие этих композиторов. Например, у Римского и Александра Скрябина было много долгих дискуссий об их синестезии и небольшом сходстве и многих различиях между слышимыми ими цветами, ^iv , и, как вы можете видеть, они резко расходятся, за исключением того, что ре мажор желтый.

Интересно, что сопоставив цветовые ассоциации Скрябина с циклом квинт, мы видим почти идеальный цветовой градиент:

Синестезия — удивительное состояние, в котором, по мнению многих, сочетаются цвет и звук. Но как насчет остальных из нас? Чем больше я начинал думать о звуке и цвете, тем больше я понимал, что отношения уже являются такой огромной частью инструментов, которые мы используем ежедневно.

Спектральные представления звука

Это действительно редкий день, когда вы не взаимодействуете с цветом, поскольку это применимо к звуку. Независимо от того, микшируете ли вы, проектируете или записываете, всегда есть визуальное представление того, что мы слышим, помимо созданных сигналов. Измерители уровня в наших DAW, промежуточном программном обеспечении и других инструментах описывают градиент от зеленого к красному для обозначения амплитуды. Я не понимаю, почему переход от зеленого к красному так часто используется в качестве средства передачи звуковой информации. Возможно, это простой способ увидеть различия.Может быть, это так укоренилось в межкультурном контексте из-за схожих элементов, таких как светофоры. Или, возможно, в случае громкости красный цвет для отсечения означает, что звук слишком горячий, но в этом случае я ожидал бы прохладного синего цвета для более тихих звуков. (Действительно, многие приложения позволяют настраивать цвета по своему вкусу). Помимо амплитуды, окраска уже несколько десятилетий используется в средствах спектрального анализа, который долгое время служил удобным способом визуализации частотного содержания звука.

От инструментов для творчества, таких как SpectraLayers и Iris, до программного обеспечения для очистки и восстановления звука, такого как RX, цвет помогает нам читать, что происходит в наших звуках. Например, возьмите это изображение формы волны в приемнике пожарной машины, проезжающей мимо с ревом сирен:

Мы действительно можем видеть основную частоту и гармоники сирены по всему спектру частот. Естественно, спектральный анализ исключительно полезен для восстановления и очистки звука, потому что вы можете увидеть, где возникают возможные проблемные области, но удивительно, сколько аудиоинформации передается через спектральное изображение формы волны.

Reaper, набирающая популярность DAW, предоставляет некоторые уникальные инструменты, позволяющие визуализировать и редактировать спектральную информацию из ваших треков. Spectral Edits сродни облегченной версии RX, позволяющей вам видеть спектральный график ваших звуков и вносить изменения в это спектральное содержимое, в то время как Spectral Peaks окрашивает ваши формы волны на основе доминирующего частотного содержания звука во времени. Вы даже можете сместить цветовой градиент по частотному спектру, поэтому, если вы чувствуете, что низкие частоты звучат более красными или синими, вы можете соответствующим образом отрегулировать настройку.Обе эти спектральные характеристики дают нам еще больше способов увидеть звуковую информацию за нашими формами волны.

Synthesizers

Помимо повседневного использования цвета при анализе звука, размышления о звуке и цвете также напомнили мне некоторые синтезаторы, которые принимают информацию о цвете и преобразуют ее в звук.

MetaSynth все еще развивается для Mac и был (насколько мне известно) оригинальным синтезатором преобразования цвета в звук.Я помню, как впервые услышал об этом и поиграл с ним примерно в 1999 году, и этот новый подход к созданию звука с помощью рисования заставил меня восхищаться часами. Концепция MetaSynth была новой, но довольно интуитивной: звуки состоят из пикселей. Чем ярче пиксель, тем громче звук. Цвет используется для описания панорамирования: слева — зеленый, красный — справа, желтый — в центре. Рисование выполняется на 2-мерной сетке с осью X, представляющей время, и осью Y, представляющей шаг. Вот достойное репрезентативное изображение того, как это выглядит:

Вы также можете провести спектральный анализ изображения в Metasynth и преобразовать его в рисунок, совместимый с Metasynth.Так что если вы когда-нибудь хотели «услышать», как звучит ваша любимая фотография кошки в Интернете, вам повезло.

В то же время, когда мы со Стиллвиндом провели первоначальное обсуждение, мы сели рядом с программистом, который создал аналогичную программу для ПК. Николас Фурнель создал AudioPaint в начале 2000-х как аналогичный эксперимент со звуком и изображением. Подобно MetaSynth, AudioPaint анализирует пиксели и преобразует их в звук. Как описывает это Фурнел, «изображение фактически обрабатывается как большая сетка частот / времени.Каждая линия изображения представляет собой осциллятор, и чем выше изображение, тем выше разрешение по частоте. В то время как вертикальное положение пикселя определяет его частоту, его горизонтальное положение соответствует его временному смещению. По умолчанию цвет пикселя используется для определения его панорамирования, красный и зеленый компоненты управляют амплитудой левого и правого каналов соответственно (чем ярче цвет, тем громче звук), а синий компонент не используется. Действие каждого компонента можно изменить в разделе «Маршрутизация» окна «Настройки звука».Начиная с версии 2.0, AudioPaint может также преобразовывать компоненты цвета в значения HSB и использовать оттенок, насыщенность и яркость вместо красного, зеленого и синего ».

Эта статья началась как прогулка по переулку памяти, но быстро превратилась в изучение исследований, а затем открываю глаза, чтобы вспомнить все инструменты, которые мы используем ежедневно, включая цвет, чтобы помочь нам лучше понимать звук. Неудивительно, что, если у нас несколько органов чувств, мы должны использовать их совместно, чтобы лучше передавать информацию.Хотя синестезия — уникальное состояние, такие аспекты, как окрашивание звука с помощью спектрального анализа, делают именно это; передавать то, что мы слышим, визуально и позволять нам узнавать больше информации о звуке, чем мы можем услышать в одиночку.

________________________________________

Список литературы

и. Питер Пешич, Музыка и создание современной науки , (MIT Press, 2014)

ii. Оливер Сакс, Musicophilia (Knopf, 2007), стр.166

iii. Сири Карпентер, «Повседневная фантазия: мир синестезии», Monitor on Psychology , март 2001 г.

Not Just White Noise: The Many Colors of Sound

Белый шум — не единственный звуковой оттенок: розовый, синий, серый и коричневый влияют на слушателей по-разному.

Большинству людей знаком белый шум, тот статический звук кондиционера, который убаюкивает нас, заглушая любой фоновый шум.

За исключением технических случаев, завихрение вентилятора или жужжание переменного тока вовсе не является белым шумом. Многие из звуков, которые мы ассоциируем с белым шумом, на самом деле являются розовым, шумом, коричневым, зеленым или синим. В аудиотехнике существует целая радуга шумовых цветов, каждый со своими уникальными свойствами, которые используются для создания музыки, помощи в расслаблении и описания естественных ритмов, таких как сердцебиение человека. Если вы знаете, что искать, вы можете начать замечать цвета шума, которые составляют звуковую среду вокруг нас.

Если вы разложите звуковую волну, вы можете разбить ее на две основные характеристики: частоту, то есть скорость, с которой форма колеблется в секунду (один герц — это одна вибрация в секунду), и амплитуда (иногда измеряемая как «мощность». ) или размер волн. Типы шума названы по вольной аналогии с цветами света: например, белый шум содержит все слышимые частоты, так же как белый свет содержит все частоты в видимом диапазоне.

В музыкальных звуковых волнах частоты распределены с интервалами, которые мы считаем приятными для слуха, создавая гармоническую структуру, которая придает звуку уникальное качество тона или тембра.(Именно поэтому одна и та же нота звучит на флейте иначе, чем на скрипке.) Шумы , которые мы слышим каждый день — топот ботинок по полу, гудок машины на улице, звон клавиш — состоят из спорадические формы волны, случайное распределение частоты и амплитуды.

И затем, в отдельную категорию, есть цветные шумы. В отличие от непоследовательного удара барабана или крика голоса, эти звуки представляют собой непрерывный сигнал, но они не совсем приятные.Слово «шум» на самом деле происходит от латинского слова, обозначающего тошноту; в аудиотехнике этот термин описывает любую нежелательную информацию, которая мешает получению полезного сигнала, например статические помехи в радио.

Чистый белый шум звучит как шипящее «шшш», которое случается, когда телевизор или радио настроены на неиспользуемую частоту. Это смесь всех частот, которые люди могут слышать (примерно от 20 Гц до 20 кГц), которые генерируются случайным образом с одинаковой мощностью на каждой — например, 20000 различных тонов, играющих одновременно, смешанные вместе в постоянно меняющемся, непредсказуемом звуковом тушении.

Другие цвета похожи на белый шум, но с большей энергией, сконцентрированной либо в верхнем, либо в нижнем конце звукового спектра, что слегка изменяет характер сигнала. Например, розовый шум похож на белый шум с усиленными басами. Это звук «шшш» с примешанным тихим гулом, похожим на мягкий рев ливня.

Розовый шум звучит менее резко, чем белый шум, потому что люди не слышат линейно. Мы слышим в октавах или удвоении полосы частот, что означает, что мы воспринимаем столько же звукового пространства между 30-60 Гц, сколько между 10 000-20 000 Гц.Мы также более чувствительны к более высоким частотам (от 1 до 4 кГц, что примерно соответствует частоте плачущего ребенка, звучит громче всех), поэтому белый шум, который имеет такую ​​же интенсивность даже на самых высоких тонах, может звучать слишком ярко. до наших ушей. Энергия розового шума снижается наполовину при удвоении частоты, поэтому каждые октавы имеют одинаковую мощность, что звучит более сбалансировано.

Project MUSE — Связь между цветом и музыкой

Леонардо, Том.11. С. 225-226. 0Pergamon Press Ltd. 1978 г. Напечатано в Великобритании. ВЗАИМОСВЯЗЬ ЦВЕТА И МУЗЫКИ * В. Гарнер ** Высота или частота средней C на фортепиано составляет примерно 250 колебаний в секунду, а частота C ниже (средний баритон) составляет 125 колебаний в секунду. Следовательно, этот диапазон, называемый октавой, составляет 125–250 колебаний в секунду. В октаве фортепьяно содержится 12 полутонов: C, C-диез, D, D-диез, E, F, F-диез, G, G-диез, A, A-диез, B и C. шкала используется, в которой ноты в шкале эквидистантны [1 1, общий интервал равен 10.416 полуколебаний в секунду. Следовательно, частоты: 125,0; 135,4; 145,8; 156,2; 166,6; 177,8; 187,5; 197,9; 208,3; 218,7; 229,1; 239,5; и 250,0. Спектр видимого света колеблется приблизительно от 0,4000 x 10-3 до 0,8000 x 10-3 мм. Для целей этого обсуждения частоты могут быть приняты как обратные длине волны, давая диапазон от 1,25 до 2,50 произвольных единиц. Умножение на 100 дает тот же диапазон частот, что и конкретная октава выбранного фортепиано, т.е.е. 125–250. Следовательно, есть основания для предположения, что глаз может «мыслить» октавами, как и ухо, и что возможно «перевести» октаву звука точно в октаву света. Это особенно верно потому, что глаз делит спектр на 12 различных цветов: красный, красно-оранжевый, оранжевый, оранжево-желтый, желтый, желто-зеленый, зеленый, зелено-синий, синий, сине-индиго, индиго, индиго-фиолетовый и фиолетовый; хотя многие люди не могут рассматривать индиго как отдельный цвет. На рисунке показана октава звука в зависимости от октавы света с использованием диапазона частотных единиц от 125 до 250 в каждом случае.Звуковой диапазон отмечен частотами каждой из 12 нот в данной октаве и указанными музыкальными нотами. Световой диапазон отмечен позициями точно таких же частот. В физике цвета цвет спектра обычно рассматривается с точки зрения длины волны, а не частоты, поэтому, кроме того, каждая указанная частота помечена длиной волны, соответствующей этой частоте. Использование общих цветовых границ в зависимости от длины волны, а именно 0.40-0,43 фиолетовый (V), 0,43-0,45 сине-фиолетовый (BV), 0,48-0,51 сине-зеленый (BG), 0,51-0,55 зеленый (G), 0,55-0,57 желто-зеленый (YG), 0,57-0,59 желтый (Y ), 0,59-0,63 оранжевого (0) и 0,63-0,80 красного (R), были добавлены цветовые позиции. Цвет может быть * перепечатан из J. SOC. красильщиков и колористов 91 313 (1975) с разрешения. Авторское право 1975 г. Обществом красильщиков и колористов. ** Quantings, Аппер-Борн-Энд, Бакингемшир, Англия. равнозначно определите как частоту или диапазон длин волн. Таким образом, можно прочитать на графике цвет, который должен соответствовать любой данной заметке.Например, нота G соответствует определенному оттенку сине-зеленого. Это обсуждение относится к чистым цветам спектра, а не к цветам красок художников, которые являются результатом вычитания цветов спектра из белого света. Следовательно, фраза «Боже, храни королеву» должна быть переведена в цвет. В первой строке этой мелодии есть ноты G-G-A-F # -G-A, и это можно перевести в «цветовую мелодию» как сине-зеленый, сине-зеленый, сине-фиолетовый, зеленый, сине-зеленый и сине-фиолетовый. Музыкальные ноты располагаются последовательно во времени, и с помощью проектора и слайдов цветовые ноты могут быть расположены аналогичным образом.Однако при более подробном рассмотрении предположения возникает множество проблем: (1) «Королева» может исполняться в двенадцати различных тональностях, по одной на каждый полутон, и звучать во всех них одинаково, за исключением того, что она «выше» или «выше» или «выше». ниже по высоте. Однако «цветовой тон» очень сильно варьируется в зависимости от «тональности». Мелодия для G maj. приведено выше. Для D maj. это красный, красный, желтый, темно-красный, красный, желтый. Для E maj. это желтый, желтый, зеленый, оранжево-красный, зеленый. Для маж …

волн и длин волн | Введение в психологию — Браун-Вайншток

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите важные физические характеристики волновых форм
• Покажите, как физические свойства световых волн связаны с восприятием
• Покажите, как физические свойства звуковых волн связаны с восприятием

И зрительные, и слуховые стимулы имеют форму волн.Хотя эти два стимула сильно различаются по составу, формы волн имеют схожие характеристики, которые особенно важны для нашего зрительного и слухового восприятия. В этом разделе мы описываем физические свойства волн, а также связанные с ними ощущения восприятия.

АМПЛИТУДА И ДЛИНА ВОЛНЫ

Две физические характеристики волны — это амплитуда и длина волны ([ссылка]). Амплитуда волны — это высота волны, измеренная от самой высокой точки волны (пика или гребня) до самой низкой точки волны (впадины).Длина волны относится к длине волны от одного пика до следующего.

Амплитуда или высота волны измеряется от пика до впадины. Длина волны измеряется от пика к пику.

Длина волны напрямую связана с частотой данной формы волны. Частота относится к количеству волн, которые проходят заданную точку в заданный период времени, и часто выражается в герцах (Гц) или циклах в секунду. Более длинные волны будут иметь более низкие частоты, а более короткие длины волн будут иметь более высокие частоты ([ссылка]).

На этом рисунке показаны волны разной длины / частоты. В верхней части рисунка красная волна имеет длинноволновую / короткую частоту. Двигаясь сверху вниз, длины волн уменьшаются, а частоты увеличиваются.

СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ

Видимый спектр — это часть более широкого электромагнитного спектра, который мы можем видеть. Как показывает [ссылка], электромагнитный спектр охватывает все электромагнитное излучение, которое происходит в нашей среде, и включает гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовый свет, видимый свет, инфракрасный свет, микроволны и радиоволны.Видимый спектр у людей связан с длинами волн от 380 до 740 нм — очень маленькое расстояние, поскольку нанометр (нм) составляет одну миллиардную часть метра. Другие виды могут обнаруживать другие части электромагнитного спектра. Например, пчелы могут видеть свет в ультрафиолетовом диапазоне (Wakakuwa, Stavenga, & Arikawa, 2007), а некоторые змеи могут обнаруживать инфракрасное излучение в дополнение к более традиционным световым сигналам (Chen, Deng, Brauth, Ding, & Tang, 2012). ; Hartline, Kass, & Loop, 1978).

Свет, видимый людям, составляет лишь небольшую часть электромагнитного спектра.

У человека длина волны света связана с восприятием цвета ([ссылка]). В пределах видимого спектра красный цвет ассоциируется с более длинными волнами, зеленый — промежуточным, а синий и фиолетовый — более короткими по длине волны. (Легко запомнить, что это мнемонический ROYGBIV: r ed, o range, y ellow, g reen, b lue, i ndigo, v iolet.) Амплитуда световых волн связана с нашим восприятием яркости или интенсивности цвета, при этом большие амплитуды кажутся ярче.

Различные длины волн света связаны с нашим восприятием разных цветов. (кредит: модификация работы Йоханнеса Альманна)

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ

Как и световые волны, физические свойства звуковых волн связаны с различными аспектами нашего восприятия звука. Частота звуковой волны связана с нашим восприятием высоты звука.Высокочастотные звуковые волны воспринимаются как высокие звуки, а низкочастотные звуковые волны воспринимаются как низкие звуки. Слышимый диапазон звуковых частот составляет от 20 до 20000 Гц, с наибольшей чувствительностью к тем частотам, которые попадают в середину этого диапазона.

Как и в случае с видимым спектром, другие виды обнаруживают различия в своих слышимых диапазонах. Например, куры имеют очень ограниченный слышимый диапазон от 125 до 2000 Гц. У мышей диапазон слышимости от 1000 до

Гц, а у белухи — от 1000 до 123000 Гц.Наши домашние собаки и кошки имеют слышимый диапазон примерно 70–45000 Гц и 45–64000 Гц соответственно (Strain, 2003).

Громкость данного звука тесно связана с амплитудой звуковой волны. Более высокие амплитуды связаны с более громкими звуками. Громкость измеряется в децибелах (дБ), логарифмической единице интенсивности звука. Типичный разговор коррелирует с 60 дБ; рок-концерт может регистрироваться на уровне 120 дБ ([ссылка]). Шепот на расстоянии 5 футов или шелест листьев — это нижний предел нашего слышимости; звучит, как оконный кондиционер, нормальный разговор и даже интенсивный транспорт или пылесос — в пределах допустимого диапазона.Однако существует вероятность нарушения слуха от 80 дБ до 130 дБ: это звуки кухонного комбайна, газонокосилки, тяжелого грузовика (на расстоянии 25 футов), поезда метро (на расстоянии 20 футов), живая рок-музыка и отбойный молоток. Порог боли составляет около 130 дБ при взлете реактивного самолета или стрельбе из револьвера с близкого расстояния (Dunkle, 1982).

На этом рисунке показана громкость обычных звуков. (кредит «самолеты»: модификация работы Макса Пфандла; кредит «толпа»: модификация работы Кристиана Холмера; кредит «блендер»: модификация работы Джо Броди; кредит «автомобиль»: модификация работы NRMA New Cars / Flickr; кредит «говорящий»: модификация работы Джой Ито; кредит «листья»: модификация работы Аурелиюса Валейши)

Хотя амплитуда волны обычно связана с громкостью, существует некоторая взаимосвязь между частотой и амплитудой в нашем восприятии громкости в пределах слышимого диапазона.Например, звуковая волна с частотой 10 Гц не слышна независимо от ее амплитуды. С другой стороны, звуковая волна с частотой 1000 Гц будет резко меняться с точки зрения воспринимаемой громкости по мере увеличения амплитуды волны.

Ссылка на обучение

Посмотрите это короткое видео, демонстрирующее, как частота и амплитуда взаимодействуют в нашем восприятии громкости.

Конечно, разные музыкальные инструменты могут воспроизводить одну и ту же ноту с одинаковым уровнем громкости, но при этом они звучат по-разному.Это называется тембром звука. Тембр относится к чистоте звука, и на него влияет сложное взаимодействие частоты, амплитуды и времени звуковых волн.

Ссылка на обучение

Посмотрите это видео, в котором представлена ​​дополнительная информация о звуковых волнах.

Сводка

И свет, и звук можно описать с помощью форм волн с такими физическими характеристиками, как амплитуда, длина волны и тембр.Длина волны и частота обратно пропорциональны, поэтому более длинные волны имеют более низкие частоты, а более короткие волны — более высокие частоты. В зрительной системе длина световой волны обычно связана с цветом, а ее амплитуда — с яркостью. В слуховой системе частота звука связана с высотой звука, а его амплитуда — с громкостью.

Вопросы для самопроверки

1.Как вы думаете, почему у других видов такие разные диапазоны чувствительности как к зрительным, так и к слуховым раздражителям по сравнению с людьми?

2. Как вы думаете, почему люди особенно чувствительны к звукам с частотами, попадающими в среднюю часть слышимого диапазона?

3. Если вы выросли с домашним животным, то наверняка заметили, что они часто слышат то, чего вы не слышите. Теперь, когда вы прочитали этот раздел, вы, вероятно, имеете некоторое представление о том, почему это может быть.Как бы вы объяснили это другу, у которого никогда не было возможности посещать такие занятия?

ответов

1. Другие виды эволюционировали так, чтобы лучше всего соответствовать своим конкретным экологическим нишам. Например, для выживания пчелы полагаются на цветковые растения. Видение в ультрафиолетовом свете может оказаться особенно полезным при поиске цветов. Как только цветок найден, ультрафиолетовые лучи указывают на центр цветка, где содержатся пыльца и нектар.Подобные аргументы можно привести в пользу инфракрасного обнаружения змей, а также в отношении различий в слышимых диапазонах у видов, описанных в этом разделе.

2. Здесь снова можно привести эволюционный аргумент. Учитывая, что человеческий голос попадает в этот средний диапазон, и важность общения между людьми, можно утверждать, что иметь слышимый диапазон, основанный на этом конкретном типе стимулов, вполне адаптивно.

Глоссарий

амплитуда высота волны

децибел (дБ) логарифмическая единица силы звука

электромагнитный спектр все электромагнитное излучение, которое происходит в нашей среде

частота Количество волн, которые проходят заданную точку за заданный период времени

герц (Гц) циклов в секунду; мера частоты

пик (также гребень) высшая точка волны

высота звука восприятие частоты звука

тембр чистота звука

впадина низшая точка волны

видимый спектр часть электромагнитного спектра, которую мы можем видеть

длина волны длина волны от одного пика до следующего пика