Una onda sonora puede encontrar obstáculos en su recorrido de propagación, que alterarán su trayectoria y velocidad y eso tendrá consecuencias en el sonido resultante. Los efectos acústicos más destacados son el eco y la reverberación.
EL ECO es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja perpendicularmente en una pared.
LA REVERBERACIÓN: Se produce la reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de la persistencia acústica del sonido.
EL PIANO
La frecuencia de afinación del piano se consigue partiendo como base del sonido la 440, elegido por convención. A continuación se muestran las teclas de un pianovirtual estándar con 88 teclas con las frecuencias, en ciclos por segundo (Hz), de cada nota.
Frecuencia de las notas musicales
Si tienes que realizar una aplicación que trate con sonido y música, seguro que tarde o temprano tienes que trabajar con las notas musicales.
Un sonido no es más que una vibración del aire que nuestros oidos pueden captar. Un sonido que tiene un determinado tono, depende de la frecuencia a la cual vibra el aire. Las notas musicales son vibraciones de frecuencias determinadas. Por supuesto, en la creación de música intervienen muchos otros factores complejos, como por ejemplo, el timbre.
No obstante, una vibración sinusoidal a una frecuencia concreta, produce un sonido puro que nosotros percibimos como un pitido de un determinado tono.
En el sistema musical occidental, se ha acordado utilizar sólo unas frecuencias concretas, a las cuales llamamos notas.
En la música occidental dividimos las posibles frecuencias en porciones que llamamos "octavas", y cada octava en 12 porciones que llamamos notas. Cada nota de una octava tiene exactamente la mitad de frecuencia que la misma nota en la octava superior.
Por ejemplo, las notas do, re y mi en dos octavas distintas... Al escucharlas correlativamente son perfectamente identificables.
Para hallar la frecuencia de una nota cualquiera mediante una expresión matemática, se suele coger una frecuencia de referencia, por ejemplo el La de afinar (La4, 440 Hertzios) y se multiplica por la raiz duodécima de 2 elevado al número de semitonos que separa el la de afinar de la nota que estamos buscando.
Por ejemplo, si buscamos el Do de la quinta octava (Do5, está separado 3 semitonos por encima del La4. Su frecuencia la podemos calcular multiplicando 440 por la raiz duodécima de 2 elevado a 3. Si buscásemos el Fa4, está cuatro semitonos por debajo del La4. Los semitonos hacia abajo los consideraremos negativos. Así pues, su frecuencia se obtiene multiplicando 440 por la raiz duodécima de 2 elevado a -4.
Con caracter general, una nota n (n=1 para Do, n=2 para Do#... n=12 para Si) de la octava o (o desde 0 hasta 10) tiene una frecuencia f(n,o) que podemos calcular de ésta manera:
Esta expresión puede ser dificil de codificar en algunos lenguajes de programación, ya que es muy probable que no dispongan de funciones matemáticas para hallar una raíz duodécima. Adaptarla un poco es muy sencillo, ya que la raíz duodécima de 2 se puede calcular como 2 elevado a 1/12, con lo que la expresión quedaría de ésta manera:
Aún así es posible que no podamos codificarla si no disponemos de una función que nos permita potencias de cualquier exponente. No obstante, tampoco supone problema. Todos los lenguajes que se precien disponen al menos de una función para hallar logaritmos (por ejemplo, naturales) y otra para hallar potencias de e (la base de los logaritmos naturales).
Una potencia cualquiera, por ejemplo xy puede ser calculada con potencias de e y logaritmos naturales (en realidad, podría hacerse con cualquier base).
Veamos.... Si tenemos una potencia k=xy podemos tomar logaritmos a ambos lados de la expresión y manipularla un poco...
Partimos de ésta expresión:
ln(k)=ln(xy)
y la manipulamos un poco aplicando las reglas de manipulación de los logaritmos
ln(k)=ln(x)y
ln(k)=y·ln(x)
finalmente, tomamos potencias de base e en ambos lados de la ecuación
eln(k)=ey·ln(x)
Así que podemos concluir que
k=ey·ln(x)
Utilizando esta expresión en nuestra fórmula de la frecuencia para quitarnos de enmedio la potencia, finalmente queda de ésta manera:
Así pues, ya es muy sencillo obtener un pseudocódigo que dada una nota y una octava, nos devuelva la frecuencia, suponiendo que exp(n) sea una función que calcula el valor de en, y ln(n) una función que calcula el logaritmo natural de n, es decir, la operación inversa de la anterior.
Para esta función, octava es un entero entre 0 y 10, y "nota" es un entero en el rango de 1 a 12, de tal manera que Do=1, Do#=2, Re=3, Re#=4, Mi=5, Fa=6, Fa#=7, Sol=8, Sol#=9, La=10, La#=11, Si=12.
jueves, 20 de octubre de 2016
por medio de este vídeo aprenderás mas sobre el sonido
Intensidad (Depende de la amplitud): Distingue un sonido fuerte de uno débil. Tono (Depende de la frecuencia): Distingue a un sonido agudo (tono alto) de un sonido grave (tono bajo). Timbre (Depende de la forma de onda): Distingue dos sonidos de la misma intensidad y tono, pero producido por distintas fuentes.
INTENSIDAD: La distancia a
la que se puede oír un sonido depende de su intensidad, que es el flujo medio de energía por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación. En el caso de ondas esféricas que se propagan desde una fuente puntual, la intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, suponiendo que no se produzca ninguna pérdida de energía debido a la viscosidad, la conducción térmica u otros efectos de absorción. Por ejemplo, en un medio perfectamente homogéneo, un sonido será nueve veces más intenso a una distancia de 100 metros que a una distancia de 300 metros. En la propagación real del sonido en la atmósfera, los cambios de propiedades físicas del aire como la temperatura, presión o humedad producen la amortiguación y dispersión de las ondas sonoras, por lo que generalmente la ley del inverso del cuadrado no se puede aplicar a las medidas directas de la intensidad del sonido.
ALTURA O TONO: Cada sonido se caracteriza por su velocidad específica de vibración, que impresiona de manera peculiar al sentido auditivo. Esta propiedad recibe el nombre de tono. Los sonidos de mayor o menor frecuencia se denominan respectivamente, agudos o graves; términos relativos, ya que entre los tonos diferentes un de ellos será siempre más agudo que el otro y a la inversa.
TIMBRE: Si se toca el situado sobre el do central en un violín, un piano y un diapasón, con la misma intensidad en los tres casos, los sonidos son idénticos en frecuencia y amplitud, pero muy diferentes en timbre. De las tres fuentes, el diapasón es el que produce el tono más sencillo, que en este caso está formado casi exclusivamente por vibraciones con frecuencias de 440 hz. Debido a las propiedades acústicas del oído y las propiedades de resonancia de su membrana vibrante, es dudoso que un tono puro llegue al mecanismo interno del oído sin sufrir cambios. La componente principal de la nota producida por el piano o el violín también tiene una frecuencia de 440 hz. Sin embargo, esas notas también contienen componentes con frecuencias que son múltiplos exactos de 440 hz, los llamados tonos secundarios, como 880, 1.320 o 1.760 hz. Las intensidades concretas de esas otras componentes, los llamados armónicos, determinan el timbr es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, suponiendo que no se produzca ninguna pérdida de energía debido a la viscosidad, la conducción térmica u otros efectos de absorción. Por ejemplo, en un medio perfectamente homogéneo, un sonido será nueve veces más intenso a una distancia de 100 metros que a una distancia de 300 metros. En la propagación real del sonido en la atmósfera, los cambios de propiedades físicas del aire como la temperatura, presión o humedad producen la amortiguación y dispersión de las ondas sonoras, por lo que generalmente la ley del inverso del cuadrado no se puede aplicar a las medidas directas de la intensidad del sonido. ALTURA O TONO: Cada sonido se caracteriza por su velocidad específica de vibración, que impresiona de manera peculiar al sentido auditivo. Esta propiedad recibe el nombre de tono. Los sonidos de mayor o menor frecuencia se denominan respectivamente, agudos o graves; términos relativos, ya que entre los tonos diferentes un de ellos será siempre más agudo que el otro y a la inversa.
TIMBRE: Si se toca el situado sobre el do central en un violín, un piano y un diapasón, con la misma intensidad en los tres casos, los sonidos son idénticos en frecuencia y amplitud, pero muy diferentes en timbre. De las tres fuentes, el diapasón es el que produce el tono más sencillo, que en este caso está formado casi exclusivamente por vibraciones con frecuencias de 440 hz. Debido a las propiedades acústicas del oído y las propiedades de resonancia de su membrana vibrante, es dudoso que un tono puro llegue al mecanismo interno del oído sin sufrir cambios. La componente principal de la nota producida por el piano o el violín también tiene una frecuencia de 440 hz. Sin embargo, esas notas también contienen componentes con frecuencias que son múltiplos exactos de 440 hz, los llamados tonos secundarios, como 880, 1.320 o 1.760 hz. Las intensidades concretas de esas otras componentes, los llamados armónicos, determinan el timbre de la nota.
La ecuación de onda es una importante ecuación diferencial en derivadas parciales lineal de segundo orden que describe la propagación de una variedad de ondas, como las ondas sonoras, las ondas de luz y las ondas en el agua.
EL ECO es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja perpendicularmente en una pared.
LA REVERBERACIÓN: Se produce la reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de la persistencia acústica del sonido.
