I tanti Colori del Suono
E poi, in una categoria a parte, ci sono i rumori colorati. A differenza del botto incoerente di un tamburo o di una voce urlante, questi suoni sono un segnale continuo, ma non sono esattamente piacevoli. La parola “rumore” deriva in realtà da una parola latina per nausea; in ingegneria audio, il termine descrive qualsiasi informazione indesiderata che interferisce con il segnale desiderato, come statica alla radio.
Il rumore bianco puro suona come quel sibilo “shhh” che accade quando la TV o la radio sono sintonizzate su una frequenza inutilizzata. È una miscela di tutte le frequenze che gli umani possono sentire (circa 20 Hz a 20 kHz), sparate casualmente con uguale potenza a ciascuna—come 20.000 toni diversi che suonano tutti allo stesso tempo, mescolati insieme in uno stufato sonoro in continua evoluzione e imprevedibile.
Gli altri colori sono simili al rumore bianco, ma con più energia concentrata all’estremità alta o bassa dello spettro sonoro, che cambia sottilmente la natura del segnale. Il rumore rosa, ad esempio, è come il rumore bianco con il basso alzato. È un suono “shhh” con un basso rombo mescolato, come il ruggito morbido di un temporale.
Il rumore rosa suona meno duro del rumore bianco perché gli umani non sentono linearmente. Sentiamo in ottave, o il raddoppio di una banda di frequenza, il che significa che percepiamo tanto spazio sonoro tra 30-60 Hz come tra 10.000-20.000 Hz. Siamo anche più sensibili alle frequenze più alte (da uno a quattro kHz, che è circa la frequenza di un bambino che piange, suona più forte), quindi il rumore bianco, che ha la stessa intensità anche ai toni più alti, può sembrare troppo luminoso alle nostre orecchie. L’energia nel rumore rosa scende della metà quando la frequenza raddoppia, quindi ogni ottava ha la stessa potenza, che suona più equilibrata.
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Negli ultimi anni, il rumore rosa è diventato il beniamino dello spettro del rumore, detronizzare il bianco come in-vogue opzione generatori di suono per il sonno o la concentrazione. Nel 2013, uno studio pubblicato sulla rivista Neuron ha scoperto che il rumore rosa ha aiutato i partecipanti a raggiungere un sonno più profondo; negli ultimi anni, vari blog sulla salute lo hanno pubblicizzato come la chiave per un riposo notturno migliore.
Il pattern inverso del rumore rosa, chiamato anche rumore 1/f, può essere applicato anche a molti sistemi al di fuori del suono. Se prendi l’ascesa e la caduta della marea, per esempio, e la scomponi in forme d’onda tracciate su un grafico, seguirà 1/f, che sembra essere il punto medio esatto tra pura casualità e movimento correlato. Si scopre che gran parte del nostro mondo opera in questo punto dolce tra caos e controllo: Il pattern pink noise è stato trovato nella maggior parte dei generi musicali, le lunghezze di tiro nei film di Hollywood, la struttura del DNA, l’ascesa e la caduta della marea, il flusso del traffico e le variazioni del mercato azionario. Il mondo è fondamentalmente inondato di rosa.
Il rumore marrone o “browniano”, una versione più profonda del rosa, in realtà non prende il nome dal colore; il nome deriva dal fatto che il segnale imita il modello di “camminata casuale” prodotto dal movimento browniano, o il movimento casuale delle particelle nel liquido. Il suono (da non confondere con il mitico rumore “brown note”) è un rombo più profondo e basso, un po ‘ come le onde dell’oceano o i forti venti.
Il rumore blu, che ha più energia concentrata nella fascia alta dello spettro sonoro, è esattamente l’opposto: suona come il sibilo di uno spruzzo d’acqua, un rumore stridente acuto, senza toni bassi. È essenzialmente l’inverso del rumore rosa: con il rumore blu, la frequenza e la potenza aumentano alla stessa velocità, quindi ogni ottava ha tanta energia quanto le due ottave sottostanti combinate.
Poiché le frequenze acute del rumore blu sono più difficili da discernere per l’ascoltatore, gli ingegneri del suono lo usano per un processo chiamato dithering audio, che aggiunge intenzionalmente rumore a un segnale per ridurre al minimo le distorsioni che appaiono durante il processo di produzione. L’aggiunta di rumore randomizza gli errori, contribuendo a smussare gli spigoli.
Il rumore grigio suona lo stesso ad ogni frequenza; come il rosa, è calibrato per suonare più bilanciato all’orecchio umano. Non esiste un singolo esempio di rumore grigio, perché ogni essere umano ha una curva uditiva leggermente diversa. In medicina, è usato per trattare l’iperacusia, una maggiore sensibilità ai suoni normali, o tinnito, un ronzio nell’orecchio.
Il rumore bianco, rosa e blu sono gli unici colori ad avere definizioni ufficiali nello standard federale delle telecomunicazioni,mentre il marrone e il grigio hanno accettato significati in alcuni settori. Nel frattempo, gli altri colori dell’arcobaleno del rumore sono stati definiti solo in modo informale. Il rumore verde, ad esempio, è stato descritto come un segnale con più energia concentrata nel mezzo dello spettro sonoro; con una gamma di frequenze limitata intorno a 500 Hz, presumibilmente simula il rumore ambientale della natura. Il rumore arancione è talvolta descritto come un rumore scontroso e cacofonico come un ensemble stonato. Violet noise è semplicemente una versione più intensa del blu, con ancora più energia concentrata nelle più alte frequenze udibili.
E c’è un altro colore di rumore dato un significato ufficiale: nero. E ‘ una densità spettrale di circa zero potenza ad ogni frequenza. Se il bianco è tutte le frequenze contemporaneamente, il nero è il colore del silenzio.
