> затылка. Восприятие этой составляющеЁ вызывает неприятное ощущение давления. Вторая высокочастотная составляющая слухового объекта обычно ооэ}1нкаст между громкоговорителями; она менее заметна. При более интенсивных движениях головой возникают и другие ошушеиия, которые мы здесь рассматривать не будем. Скажем лишь, что они наблюдаются в тех случаях, когда сигналы содержат спектральные составляющие ниже 2 кГц. Па сигналах, ограниченных фильтром верхних частот, эксперты эти эффекты не замечают даже прн изменении полярности напряжения на одном нз громкоговорителей.

Более глубокий анализ звукового поля в случае, когда сигналы иа стереофонических громкоговорителях имеют взаимный сдвиг по фазе иа 180*, приводит к следующим выводам:

1. Когда го..ова зафиксирована точно в медианной плоскости, все составляю-4цне обонх ушиых сигналов сдвинуты по фазе иа 180°, отсюда бинауральная групповая задержка Тгр(/) -л,У2п/= 0. Следовательно, бинауральная фазовая задержка T (/)=Jt/2ii/ при увеличежк частоты сигнала уменьшается (см. рнс. 85).

2. Звуковое давление п плоскости симметрия громкоговорителей для всех частот равно О (минимум интерференции). Смещая голову в сторону, эксперт может поместить вход одного нля другого слухового канала в плоскость сны-метрин громкоговорителей. Этими свойствами звукового поля можио объяснить некоторые эффекты, наблюдаемые в экспериментах.

В случае, когда составляющие ушных сигналов выше 1.6 кГц, слух оценивает бинауральный сдвиг огибающих. Сами же огибающие обоих сигналов одинаковы. Низкочастотные составляющие оцениваются по временным различиям структуры снгналов, которые при уменьшении частоты увеличиваются. Этим объясняется, во-первых, то, почему при сигналах с огра]П1ченной снизу полосой частот слуховые объекты не отличаются от ощущаемых при синфазном озвучивании и, во-вторых, почему составляющие низкого тембра ощущаются диффузными.

Поворотом головы, помещая одно ухо в плоскость симметрии, эксперт может искусственно подавить одни сигнал, сохраняя неизменным сигнал у другого уха. Этот случай соответствует ситуации, когда одни из источников установлен близко к уху. В результате небольшого движения головой эта ситуация может измениться иа обратную.

Хансон и Кок (1956) предполагают, что этим можно объяснить и локализацию слухового объекта в голове илн близ головы. В действительности при зафиксированном положении головы слуховой объект дислоцируется не у головы, а диффузно за спиной эксперта. Другие свойства ушных сигналов в случае, когда напряжения иа громкоговорителях имеют сдвиг па 180° (например, компенсация низкочастотных составляющих, провалы и подъемы в спектре в результате яитерфсрениин) н их влня1П1е на локализацию слухового объекта систематизировано, не исследовались.

3.1.2. Закон первой волны

Обратимей опять к стандартной стереофонической установке с двуми громкоговорителями (см. рис. 122). Пусть оба громкогов(фителя излучают непериодические когерентные сигналы. Поскольку сигналы излучаются одновременно и нмеют одинаковый уровень, то слуховой объект дислоцируется строго перед экспертом. Если одни из сигналов получает задержку, плавно нарастающую от 0. то слуховой объект смешается в сторону того громкоговорителя, сигнал которого излучается первым (об этом эффекте упоминалось в § 3.1.1). Следование слухового объекта за громкоговорителем, излучающим сигнал

Эго справедливо и для других частотно-независимых сдвигов фазы между сигналами громкоговорителей, например в преобразовании Гильберта, т. е. при сдвиге фазы на ЭО*. Для сдвигов фазы, отличных от О или 180°. сигналы уже ие когерентны.

первым, продолжается до тех пор. пока задержка между сигналами двух гром-коговорителеЁ ве достигнет 630 мкс

При дальнейшем увеличении задержки до I мс направление яа слуховой объект практически не изменяется. Здесь, очевидно, оно определяется главным образом составляющими ушных сигналов, которые создаются опережающим громкоговорителем. Этот эффект, который, кстати, имеет важнейшее значение для простраиствеииых свойств слуха в закрытых помещениях, был назван Крекером (1948) законом первой волны . Впредь, квк это ирниято в архитектурной акустике, сигнал, излучаемый первым, будем называть прямым сигналом (So), а задержанный сигнал - отраженным (отражением) (Sj). Он назван так потому, что задержанный сигнал соответствует сигналу, который мог бы возникнуть вслеаствие отражения пркмого сигнала от отражающей поверхности.

Закон первой волны известен давно. Как пишет Гарднер (1968) в своем обзоре истории науки о слухе, первое упоминание об этом явлении имеется в работе Генри (1849) Разумеется, этот закон ве ограничен случаен двух громкоговорителей, расставленных определенным образом; он действует всегда, когда звуки к слушателю приходят ki разных направлений. Известны, правда, наблюдения, котсфые ему противоречат, но онн сделаны тогда, когда источники звука были размешены в медианной плоскости (Зоммервиль и др.. 1966; Блауэрт, I97I; Вагнер, 1971; Куль к Плантц, 1972). В особенности интересна работа Вагнера, в котсфой приведены подробные сведения о топографии слуховых объштов в случаях, когда прямой звук приходит спереди, а отражения - из разных направлений верхнего полупространства и имеют разные уровня и задержки.

Закок первой волны имеет свою границу пря уменьшающихся задержках. Здесь она проходит в области перехода к эффекту локализации. Гра1п(чными будем считать задержки, при которых направление к слуховому объекту перестает изменяться. Для стандартной стереофонической системы громкоговорителей, излучающих звуки одинакового уровня, граничная задержка лежит в пределах от 630 нкс до I мс. Закон первой волны имеет свою границу и в области больших задержек, хотк здесь ее определить значительно труднее, так как с увеличением задержки возникают всевозможные побочные ощущения слухового объекта и взмеисиие направления иа объект является лишь одним кз ннх. К тому же изменения ощущений слухового объекта прн разных задержках сильно зависят от характера звукового сигнала, уровня и калравлеиня его прихода.

Для того, чтобы все-таки определить пороговое значение задержки, можно, например, задаться вопросом о том, присущи ли слухопому объекту вообще какие-нибудь приэкакн. которые свидетельствуют о том, что в нем наряду с прямыми звуками имеются и отражения. С этой целью в ходе эксперименте периодически отключают отражения, следя, как при этом изменяются ощущения слухового объекта.

Порог восприятии отражений, оцепнваемый по критерию изменение слухового объекта без учета характера изменений , был определен Серафимом (1961) и назван абсолютным слуховым порогом отражений (aWs). При одном и том же уровне прямого к отраженного сигналов абсолютный порог отражений превышается при зюбых значениях задержки. Так. например, ирн задержке Тф1 мс присутствие отражения обнаруживается по увеличению громкости слухового объекта и улучшению пространственного впечатления. Дли того, чтобы отражение было неслышным, его уровень должен быть меньше уровня прямого звука. Таким образом, абсолютным слуховым порогом в дап1юм случае будет такая разность уровней прямого звука и отражения, при котсфой отражение становитси минимально абсолютЕю слышимым. Кроме Серафима (1961), зависимостн aWs от характера сигнала, уровня прямого звука, направлений прихода и задержки для одного единственного отражения были измерены Бургторфом (I96I). Бургторфом и Ольшлегелем (1964), Шубертом (1966). С точки зрения взаимосвязи между местом слухового объекта и признаками отражении aWs имеет второстепенное значение. Отмстим лишь, что нз всех порогов слышимости отражений aWs самый меньший.

Посмотрим теперь, какими еше могут быть пороги слышимости отражений при увеличении задержки более I мс. Пусть измерительным сигналом служит речь среднего темпа. Будем считать, что уроопи прямого эвука и отражения одинаковы. Ранее мы видели, что отражение при задержке I мс становится заметный иа слух по увели>1еииой громкости слухового объекта и его протяженности С увеличением времени задержки становятся заметными изменения других признаков слухового объекта. Изменяется его тембральная окраска, ои становится более протяженным. Иногда центр тяжести объекта смещается в направлении прихода отражения. После того, как задержка превзойдет некоторое пороговое значение, слуховой объект распадается иа

О 1 2mc

20 30 4Q 50 мс

Рис. 133. Направления прихода прямого эвука и эха в зависимости от задержки отраженного сигнала (схематично для речи среднего темпа при уровнях первичного и отраженного сигналов около 50 дБ). / - пряыоП звук: 2 - порог слышнмостн эха.

две части, ощущаемые в разных направлениях. Направление к одиой части определяется звуком, пришедшим без задержки. Обычно оно совпадает с направлением прнхода прямого эвука. Вторая часть объекта, как правило, воспринимается кэ ианравлеиия прихода отражения. Отражение называют эхом приного звука, а минимальное время задержки, при котором оно начинает ошушаться на слух,- порогом слышимости эха, илн порогом эха. Определение порога слышимости эха поясняется с помощью графика на рнс. 133.

Порог слышимости эха и представляет собой верхнюю границу справедливости закона первой волны Экспериме-ггально при разных условиях ои был измерен Хаасо (I95I) М ро и Шодд ро i (1952), Лохнером и Бургером (1958), Китц (1959) Бургторфо (1961), Турловым и Мартеном (1962), Бергером (1965) и Л ке (I97I) В оси ву опрлелення порога слышимости эха был поло нрри пяозу ор югромкн . Такой критерий приняли Хаас (I95I) Мс ер и Шодд р (1952) С оу (1954), Лохнер и Бургер (1958). Давид (1959), Фралссен (1959. 1963), Давид п Хансоп (1959). Критерий эхо мешает приняли Больт и Доак (1950). Хаас (1951). Мунксй. Никсон и Дюбо (1963). [См. также порог маскировки по Петцольду (1927), Штумпу (1936) и др.]

На рис. 134 показаны кривые различных порогов слышимости отражений и первичных сигналов £.50 А- я стандартной стереофонической расстановки гпомкоговсфктелей с углом базы 0=80 от времени задержкн снгна.ча St-Измерительным сигналом служила речь с нормальным темпом (около 5 слогов/с). Уровень прямого звука в месте нахождении эксперта был около 50 дБ. Минимальные значения порога, т. е. минимальные уровни отражений, лежат на абсолютном слуховом пороге. Эхо проходит порог на значительно более высоких уровнях отражений, чем aWs. Прн задержках меньше 32 мс уровень отражений может быть даже на 5 дБ выше уровня прямого звука,