" Illusions Acoustiques ", ou autres phénomènes sonores ... Options

[Thviaud]

Je recherche des "illusions acoustiques" ou autres phénomènes sonores ...

Bien-sûr, on pense à l'écho, au larsen ... Mais j'ai découvert grâce à François Peyrony (bravo ! pour cet article) un autre phénomène effectivement absolument "décoiffant" (perso, ça me fout un mal de crâne !).

En connaissez-vous d'autres ? Si possible, comme ci-dessous, avec une explication argumentée ...

pourtant l'écoute des deux simultanées est par moment inaudible : un effet qui ressemble à de la saturation ; cet ami me parle de création de formant..

Oui, c'est sûrement ça.
C'est un phénomène connu en psycho-acoustique. Il se trouve que le son de la flûte à bec est quasi sinusoïdal. L'oreille interne a tendance à transformer les sons complexes en sons sinusoïdaux (transformées de Fourier), et la perception de hauteur de note par le cerveau se fait par l'estimation de l'écart de fréquence entre 2 formants.
Ex : La 440 Hz, joué au piano. La transformée de Fourier donne une série de fréquences sinusoïdales :440 / 880 (440+440) / 1320 (880+440), etc... Le cerveau analyse la hauteur de cette note grâce au son fondamental (440) et aussi grâce à la distance entre les formants (440 aussi)
C'est comme ça, d'ailleurs, qu'on fabrique les cloches. Si on veut une cloche qui sonne "juste", mettons à 100 Hz, on fabrique un résonateur en métal qui a en gros cette fréquence, et on l'accorde, en ajoutant ou retirant à certains endroits du métal pour privilégier des fréquences secondaires multiples de 100 Hz. Ainsi, on "trompe" le cerveau. (et oui, il existe des ccordeurs de cloches)

Donc, pour la flûte, une expérience simple à faire. Prendre 2 flûtes à bec, retirer les tuyaux, et ne garder que l'embouchure. (la note produite en soufflant est assez aigüe). Si, avec la paume de la main, on bouche progressivement le bout de l'embouchure, le son va descendre. En soufflant dans les deux embouchures, et n'en bouchant qu'une seule, on aura simultanément : un son aigü, un son qui descend, et UN SON QUI MONTE. Ce son, est un artefact créé par le cerveau qui, croyant entendre des harmoniques d'un son complexe, reconstitue ce son fondamental fantôme.

Ca à l'air débile comme ça, mais faites l'expérience, c'est décoiffant.

À tel point que les grands compositeurs spécialistes de la flûte à bec, comme Jean Bodin de Boismortier, connaissant parfaitement le processus, évitaient soigneusement, dans leurs polyphonies, certains intervalles. Par expérience, ils avaient entendus ces notes fantômes assez désagréables à entendre.

Bref, la solution : changer les notes !

[abdul6]

c'est lié au phénomène des battements
si par exemple on fait entendre une freq de 3000 hz avec une de 3001 hz
on entendra un battement de : 3000 - 3001 = 1 hz
>donc logique d'entendre ce glissando

...
professeur Abdul

[AROY D]

chokrane profesor


un dernier lien
http://auriol.free.fr/clefsons/ClefDesSons...aradoxesJCR.htm

This post has been edited by AROY D: Wed 14 Dec 2005, 10:55

[fypy]

de Professeur Abdul : c'est lié au phénomène des battements
si par exemple on fait entendre une freq de 3000 hz avec une de 3001 hz
on entendra un battement de : 3000 - 3001 = 1 hz
>donc logique d'entendre ce glissando

Désolé professeur, c'est pas ça du tout.

Le 1 Hz que tu signales n'est pas une fréquence pure (personne n'est capable d'entendre du 1 Hz), mais la fréquence des battements générés par la superposition de tes 2 sons. En fait ce ne sont pas, pour ainsi dire, les mêmes Herz de part et d'autre de ton signe 'égal'.

Le phénomène des battements est un phénomène purement acoustique. Le battement n'est pas une illusion, mais une réalité.

Dans l'expérience que j'ai déccrite, la fréquence du son fantôme entendu est logique, mais il n'est pas logique de l'entendre... Bienvenue dans la psycho-acoustique !

* * *

Sur les battements, les gammes :
http://perso.wanadoo.fr/fbessac/temperament/

[Messensib]

Dans l'expérience que j'ai déccrite, la fréquence du son fantôme entendu est logique, mais il n'est pas logique de l'entendre...

Je ne comprend pas ce qui te fait dire ça. Si tu relis mon § 2 : Expériences instructives (et désagréables), on voit et on entend ce battement. C'est une modulation d'amplitude par des arches de sinusoïdes (à 1 Hz).
Ensuite mon expérience est faite en "montant" le son mobile par rapport au son fixe (et par palier, mon générateur de sinus ne pouvant pas varier de façon continue). Je n'aurais pu de toutes façons entendre 2 fréquences variant en sens inverse.
Ce qui m'intrigue, c'est que lorsque le rapport de fréquence dépassait 12% (environ 1 ton, et à 1 kHz) j'entendais 2 sinusoïdes bien séparées.

AROY D, qui l'a fait avec max/msp (too much pour moi) pourrait dire si avec des sinusoïdes, ça marche tout au long de la descente de 2 à 1 kHz. Auquel cas, il faudrait accuser la non-linéarité de l'oreille qui fabriquerait des harmoniques à ces fréquences (?)
Bref, j'aimerais comprendre, mais je récuse le "fantôme" et le "pas logique de l'entendre". Bon, je vais réfléchir, mais ça fatigue
Il faudrait que je trouve une petite expérience irréfutable. Sinon, déjà dans la cochlée, le traitement du signal est effroyablement complexe et très partiellement connu . Et dans le cervau, c'est no way.

[fypy]

Plusieurs choses, en réponse à Messensib.

1/ comme toute illusion (sonore, visuelle, ou autres) il est quasi impossible de se représenter la chose si on n'a pas vécu la chose. Le truc des 2 flûtes, je l'ai fait hier soir à mes enfants, tous deux au collège, donc munis de flûtes à bec Aulos modèle réglementaire. Je vous dis pas leur tête !... Et pour répondre à ThViaud, ce son, je l'entend dans l'oreille droite. Pourquoi ? Je ne sais pas.

2/ Si on enregistre cette expérience, et qu'on regarde le spectrogramme, on voit bien un son fixe, un autre son qui descend, mais on ne voit pas de son qui monte. Ce son est donc fantôme, il est inventé par le cerveau. Il n'est donc pas logique de l'entendre.

3/ par contre, à partir du moment où on comprend comment le cerveau invente ce son (cette histoire de distance entre 2 sinusoïdes que le cerveau interprète comme 2 harmoniques d'un son fondamental qui n'existe pas), la nature de ce son devient logique.

4/ Autre expérience à faire. Si on fabrique un signal carré, mettons de 1000 Hz, il aura donc (transformée de Fourrier) des harmoniques de fréquences respectives 2000, 3000, 4000, 5000, etc., dont l'intensité diminuera en fonction de la hauteur. Si, maintenant, avec un filtre très selectif, on retire la fréquence de 1000 Hz de la sortie du générateur, on entendra encore le signal carré, à la même hauteur, mais plus faible en intensité. Le cerveau réinvente une fondamentale qui n'existe plus.

5/ Quand on superpose les 2 sons, le fixe et le descendant, il y a bien, au début, des battements, dont la fréquence est elle aussi logique (voir le post de Abdul6). Mais à partir d'un certain temps de descente, ces battements disparaissent, et on ré-entend distinctement les 2 sons, le fixe et le descendant. Et à partir d'un autre moment, on commence à percevoir ce son montant, ce son fantôme. Ce sont deux phénomènes bien distincts.

6/ Dans la cochlée, les cellules sont spécialisées en fréquences. Tout le long du tube spiralé, sont disposées des cellules munies de cils qui vibrent dans le liquide perturbé par l'onde sonore. Le cerveau discrimine donc le contenu fréquentiel du son. Il semble alors logique qu'on puisse le tromper en générant des harmoniques faussement réels.

7/ n'oublions pas que l'expérience des flûtes ne marche qu'avec des flûtes, ou des sons proches des sinusoïdes. En effet, ceux-ci n'ont PAS d'harmoniques. Si on fait l'expérience avec des signaux carrés, ou plus complexes, ça ne marche pas, puisque le cerveau est renseigné sur les hauteurs des fondamentales par le contenu harmonique des ondes plus complexes.

8/ Une autre preuve est la perception de hauteur qui est mauvaise avec des sons sinusoïdes. C'est statistique : même des oreilles très entraînées ne perçoivent pas la différence entre une sinus à 1000 Hz, et une autre à 1000+1 Hz, alors qu'avec un signal carré, on la perçoit. Encore une fois, le cerveau manque d'information dans le cas des sinus seul.

Désolé pour la longueur....

[ericlc]

Désolé pour la longueur....

tu plaisantes !
Encore, encore !!!

[Messensib]

François, effectivement je n'ai pas perçu ce phénomène (les flûtes à bec de mes 4 enfants, où sont-elles ? le plus jeune a 32 ans )
Je suis d'accord avec toi sur presque tout, sauf que si tu enregistres non pas le spectrogramme mais la somme des 2 signaux, tu dois voir qque chose.

J'ai trouvé un géné qui donne une fréquence glissante, Mac AudioToolBox. Je vais essayer de reproduire ton "effet"...
Aujourd'hui, j'ai pas le temps. Mais je vais m'y intéresser de près car c'est passionnant.
A+

[fypy]

de Messensib : Je suis d'accord avec toi sur presque tout, sauf que si tu enregistres non pas le spectrogramme mais la somme des 2 signaux, tu dois voir qque chose. 

Ben oui, tu vois... la somme de 2 signaux. Pas de 3 signaux.

Disons que, en gros, tu peux visualiser une forme d'onde qui une fois passée à la moulinette de Fourier donnerait 2 sinusoïdes. Pas 3.
Parce que Fourrier, c'est un peu pointu. Faut analyser des bouts de l'onde qui sont périodiques. Ça marche pas sur des ondes non-périodiques ; sauf si on les décompose en somme de petites ondes périodiques (c'est comme ça qu'on fait des spectrogrammes, je crois : on découpe en ptits bouts)

Oh, la vache, c'est pas facile à expliquer...

* * *
Dis, Aroy D, ya pas un moyen de mettre en ligne un mp3 de ton patch max-msp ?
Et même d'ailleurs le patch lui-même, pour les ceusses qu'auraient max-msp ?

Peut-être que ça marche avec un son quicktime instrument, genre "recorder" ?
Une piste normale/une avec un pitchbend d'une octave de large ?
Kisékisicolle ? Moi j'ai plus le temps - suis à la bourre.......

[AROY D]

hop ici
attention aux oreilles


le truc est autonome donc pas besoin du runtime

This post has been edited by AROY D: Thu 15 Dec 2005, 14:47

[abdul6]

merci pour le patch
(c'est en sec hein? le temps , pas en ms...un détail)

j'ai fait l'experience avec un temps très long pour tenter de sentir ce qui se passe
et bien ce sont bien les battements qui se transforment petit à petit en fréquences audibles, que j'entends


tiré de la doc Max-msp:

It’s a fundamental physical fact that when we add together two sinusoidal waves with different frequencies we create interference between the two waves. Since they havedifferent frequencies, they will usually not be exactly in phase with each other; so, at sometimes they will be sufficiently in phase that they add together constructively, but at other times they add together destructively, canceling each other out to some extent. They onlyarrive precisely in phase with each other at a rate equal to the difference in theirfrequencies. For example, a sinusoid at 1000 Hz and another at 1002 Hz come into phase exactly 2 times per second. In this case, they are sufficiently close in frequency that wedon’t hear them as two separate tones. Instead, we hear their recurring pattern ofconstructive and destructive interference as beats occurring at a sub-audio rate of 2 Hz, a rate known as the difference frequency or beat frequency. (Interestingly, we hear the twowaves as a single tone with a sub-audio beat frequency of 2 Hz and an audio frequency of1001 Hz.)

et plus loin un autre truc interessant

Philosophical tangent: It can be shown mathematically and empirically that when two sinusoidal tones are added, their interference pattern recurs at a rate equal to thedifference in their frequencies. This apparently explains why we hear beats; theamplitude demonstrably varies at the difference rate. However, if you listen to this patch through headphones—so that the two tones never have an opportunity tointerfere mathematically, electrically, or in the air—you still hear the beats! Thisphenomenon, known as binaural beats is caused by “interference” occurring in the nervous system. Although such interference is of a very different physical nature thanthe interference of sound waves in the air, we experience it as similar. An experimentlike this demonstrates that our auditory system actively shapes the world we hear.


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Docteur A

This post has been edited by abdul6: Thu 15 Dec 2005, 15:35