Wizualizacja dźwięku |
|
Choć z dźwiękiem każdy uczeń ma do czynienia na co dzień, zrozumienie i wyobrażenie sobie fali dźwiękowej sprawia wielu uczniom dużą trudność. Opisane poniżej proste doświadczenie może pomóc w przedstawieniu związku pomiędzy głośnością i amplitudą fali dźwiękowej, wysokością dźwięku i jej częstotliwością, barwą dźwięku i kształtem fali dźwiękowej. Pozwoli także na łatwe wyjaśnienie pojęcia tonu. Jednym z wielu programów służących do odtwarzania plików dźwiękowych jest "Windows Media Player" dołączany bezpłatnie do systemu operacyjnego Windows. Aby uatrakcyjnić odtwarzanie dźwięku, twórcy programu stworzyli tzw. wizualizacje - sterowane dźwiękiem, zmieniające się według różnych algorytmów obrazy. Wykorzystamy jedną z takich wizualizacji - "Oscyloskop". Jej ustawienie opiszemy na przykładzie programu Windows Media Player wersja 10. (w innych wersjach ustawienia dokonuje się analogicznie). Program znajduje się w trybie pełnoekranowym: z menu programu wybieramy pozycję "Widok" (w Microsoft Windows 7 wystarczy kliknąć prawym przyciskiem myszy w obszarze MediaPlayer’a), a następnie "Wizualizacje" i kolejno "Paski i fale" i "Oscyloskop" (w wersji 11 Windows Media Player’a, jeśli program znajduje się w trybie pełnym, z menu programu wybieramy pozycję "Teraz odtwarzane", a następnie "Wizualizacje" i kolejno "Paski i fale" i "Oscyloskop").
Program znajduje się w trybie karnacji: klikamy w obszarze okna programu prawym klawiszem myszki i wybieramy kolejno "Wizualizacje", "Paski i fale" i "Oscyloskop".
Gdy włączymy odtwarzanie dowolnego pliku dźwiękowego (np. z płyty CD) na ekranie zobaczymy uproszczony wykres przedstawiający falę dźwiękową. Poniższy rysunek przedstawia przykładowy obraz towarzyszący odtwarzanej piosence. Na widok okna programu Windows Media Player nałożony jest układ współrzędnych, którego w programie tym nie ma, ale który możemy sobie wyobrazić. Poziomo jest oś czasowa, pionowo wielkość proporcjonalna do wychylenia z położenia równowagi cząsteczek ośrodka, w którym rozchodzi się dany dźwięk.
Aby ułatwić ilustrację różnych pojęć przygotowaliśmy do pobrania kilka plików dźwiękowych:
Pierwsze dwa to tony - fale sinusoidalne. Pozostałe pozwalają na pokazanie, że barwa dźwięku zależy od kształtu fali. Ponadto pierwszy ilustruje związek pomiędzy głośnością dźwięku i amplitudą fali, natomiast drugi, pomiędzy "wysokością" dźwięku i jego częstotliwością. Poniżej, jako przykład, przedstawiona jest fala sinusoidalna - ton o częstotliwości 180Hz oraz fala odpowiadająca pianiu koguta.
Ton 180Hz
Pianie koguta |
