valon aistiminen, spektrit

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Äänen aistimuksessahan erilaiset taajuusspektrit aistitaan erilaisena äänensävynä. Toimiiko sama juttu myös valolle?

Voisiko kahdella eri spektrillä tuottaa identtisen väriaistimuksen?

Kommentit (10)

Vierailija

Mielenkiintoinen aihe kun olen itsekkin sitä pähkäillyt. Ihminen erottaa todellakin äänestä eri taajuudet mutta suuntiminen on melko hankalaa. Sen sijaan valosta ei eroteta spektriä vaan valon väri saadaan eri taajuuksien yhteisvaikutuksena eli jonkinmoisena summana. Suunnan erottelukyky on kuuloon nähden monituhatkertainen. Valon väri voidaan tajuta samana vaikka spektri olisi täysin eri.

Ronron
Seuraa 
Viestejä9265
Liittynyt10.12.2006

Onko tuolle jokin selitys että se menee juuri noin? Että korvilla ei esim voi "nähdä" ääntä samoin kuin silmät valoa. Onko ääni- ja valoaallot luonteeltaan niin eri tyyppisiä?

くそっ!

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Tetrafuran
Äänen aistimuksessahan erilaiset taajuusspektrit aistitaan erilaisena äänensävynä. Toimiiko sama juttu myös valolle?

Voisiko kahdella eri spektrillä tuottaa identtisen väriaistimuksen?




Lähes kaikki väriaistimukset voi toteuttaa äärettömän monella erilaisella spektrillä. Silmässä on kolmea tappisolutyyppiä, jotka aistivat värejä kirkkaassa valossa. Neljäs tyyppi on monokromaattinen sauvasolu, jota käytetään hämärässä. Jokaisella kolmesta solusta on oma herkkyyskäyränsä. Niiden maksimit ovat punaisella, vihreällä ja sinisellä spektrin alueella. Kaikki mahdolliset spektrit voivat tuottaa kolmella luvulla ilmaistavan väriaistimuksen. Usein yhdeksi arvoksi valitaan kokonaiskirkkaus, ja värit kuvataan kaksiulotteisella tasolla.

Jos valitaan kolme erillistä kapeakaistaista väriä niin, että jokainen vaikuttaa voimakkaasti vain yhteen tappisolutyyppiin, voidaan tuottaa suurin osa silmälle mahdollisista väriaistimuksista. Siihen perustuu näyttöteknologiassa ja valokuvauksessa käytetyt RGB-värit. Siihen perustuu myös halpojen valaisinten huono värintoisto. Piikikäs spektri näyttää valkoiselta, kun valaisinta katsoo suoraan, mutta heijastus värillisestä pinnasta tuottaakin aivan eri spektrin ja eri väriaistimuksen kuin tasaisen valkean valon heijastuminen. Siksi esineet näyttävät eri värisiltä erilaisessa valossa.

Kannattaa huomata, että saman aistimuksen aiheuttavat spektrit voivat poiketa hyvin oleellisesti. Esimerkiksi monokromaattinen keltainen valo osuu sekä punaisen että vihreän aistinsolun herkkyysalueelle. Se ärsyttää niitä tietyissä suhteissa. Aivan samat suhteet saadaan myös spektrillä, jossa on kapeakaistaiset punainen ja vihreä piikki eikä keltaista ollenkaan. Mutta jos nuo valot heijastuvat vaikka kapeakaistaisesta punaisesta pinnasta, pinta näyttää monokromaattisessa keltaisessa valossa mustalta (tai tummanharmaalta) (koska keltainen ei heijastu), mutta tuossa punaisen ja vihreän yhdistelmävalossa punaiselta.

Lisätietoa väreistä ja niiden aistimisesta:
http://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Ronron
Onko tuolle jokin selitys että se menee juuri noin? Että korvilla ei esim voi "nähdä" ääntä samoin kuin silmät valoa. Onko ääni- ja valoaallot luonteeltaan niin eri tyyppisiä?



Aistien kannalta ääni- ja valoaaltojen fysikaalinen ero on pieni. Kumpikin noudattaa aaltoyhtälöä riittävän tarkasti. Mutta oleellinen ero on aallonpituuden ja aistimen koko, joka määrää diffraktion kautta erottelukyvyn. Valon aallonpituus on selvästi alle mikrometrin, ja pupillin aukko millimetrejä. Silmä voi piirtää kuvan, jonka erottelukyky on parin kaariminuutin luokkaa (0,03 astetta).

Korvien kuuleman äänen aallonpituus puolestaan vaihtelee kymmenistä milleistä kymmeniin metreihin. Koska sen "apertuuri" on samaa kokoluokkaa kuin silmän pupilli, diffraktio tuhoaa erottelukyvyn lähes täysin. Taitavakin kuuntelija pystyy aistimaan yksittäisen äänen tulosuunnan vain kymmenien asteiden tarkkuudella, eikä verkkokalvoa vastaava 2D-matriisi ole mahdollinen. Teoriassa olisi kyllä mahdollista tehdä jonkinlainen kuvantava ultraäänidetektori, ja joillakin eläimilläkin on karkeita sellaisia. Silmän tasoinen erottelukyky on kuitenkin mahdoton (eläinten reunaehdoilla).

Vierailija

Kiitos kattavasta vastauksesta. Tätä juuri hainkin.
Korvia ei voi huijata leikkimällä spektrien kanssa, mutta silmiä voi.

Vierailija

Eikö näissä aistihommissa pitäis ottaa jollain tavalla huomioon se, että aivoissa se aistimus syntyy. Silmähän on kaikkine monimutkaisuuksineen vain 'linssi' ja korva 'mikrofoni'. Nehän ei aisti mitään vaan aivojen tulkinta ratkaisee. Näkö- ja kuuloaivokuorilla tapahtuvat hommat ovat siis kiinnostavia. Sikäli tietysti 'muna vai kana'-asetelma, että ilman näitä fyysisiä (esim,. silmä, korva) välineitä ei tietenkään mitään aistimusta synny. Asiasta viidenteen olette varmaan lukeneet paljon synestesiasta...tavallaan liittyy aiheeseen.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
Neutroni

Taitavakin kuuntelija pystyy aistimaan yksittäisen äänen tulosuunnan vain kymmenien asteiden tarkkuudella, eikä verkkokalvoa vastaava 2D-matriisi ole mahdollinen. Teoriassa olisi kyllä mahdollista tehdä jonkinlainen kuvantava ultraäänidetektori, ja joillakin eläimilläkin on karkeita sellaisia. Silmän tasoinen erottelukyky on kuitenkin mahdoton (eläinten reunaehdoilla).

Wikipedia kertoo lepakoista:

"Kaikuluotauksen avulla lepakot pystyvät päättelemään liikkuvan kappaleen suunnan ja nopeuden sen perusteella, kumman puoleiseen korvaan heijastunut ääniaalto saapuu ensimmäisenä. Korvien muiden rakenteiden ansiosta lepakko tietää tarkemmin, mistä pystysuunnasta ääni tulee. Lepakon kyky päätellä kappaleen nopeus perustuu Dopplerin ilmiöön. Kappaleen koosta ne saavat tietoa ääniaallon intensiteetin perusteella. Lepakon aivot prosessoivat kaikuluotauksesta saadun tiedon tiedostamattomasti.[11]"

Löysin hiljattain jonkun hukkaaman kännykän. Kuulin kännykän soivan, mutta kun ketään ihmisiä ei ollut paikalla, päättelin sen olleen pudonnut joltakin. Ääni tuntui kuuluvan jonkin matkan päässä olevasta roskakorista. Kun lähdin kävelemään roskista kohti, huomasin yht'äkkiä, että nyt ääni tuleekin vasemmalta. Kun katsoin vasemmalle, huomasin, että siinähän se oli. Aidan tolpan päässä. En ehtinyt vastaamaan siihen, mutta otin sen mukaani ja kun pääsin sisälle, soitin "iskälle", joka vastasi, että oonko löytänyt haänen poikansa hukkaaman kännykän.

Vierailija

Korva on myös aistielimenä aika tavalla erilainen kuin silmä.

Korvan simpukka on tavallaan kuin pitkä putki, jonka seinä on täynnä aistinsoluja, ja eritaajuisten äänien synnyttämät seisovat aallot muodostuvat eri kohtaan putkessa jolloin ne heiluttelevat sillä kohtaa olevia karvoja. Se on siis luonnostaan rakentunut spektrianalysaattori, joka taas ei ole mahdollista silmän kohdalla koska vastaavat aaltoputkirakenteet olisivat niin hienoja ja pieniä ettei niitä voi biologisesti rakentaa. Muutenhan periaatteessa jokainen silmän aistinsolu voisi havainnoida koko spektrikaistan samalla tavalla kuin korva kuulee eri taajuudet erillään.

Suunta-aisti äänelle perustuu korvan rakenteeseen, eli siihen miten pää ja korvanlehdet vaimentavat ja korostavat eri taajuuksia ja muuttavat niiden vaihetta, ja aivot oppivat että päätä kääntelemällä ääni muuttuu. Kun oppii miten ääni muuttuu, niin voi päätellä mistä päin se on tulossa.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
Veikko

Suunta-aisti äänelle perustuu korvan rakenteeseen, eli siihen miten pää ja korvanlehdet vaimentavat ja korostavat eri taajuuksia ja muuttavat niiden vaihetta, ja aivot oppivat että päätä kääntelemällä ääni muuttuu. Kun oppii miten ääni muuttuu, niin voi päätellä mistä päin se on tulossa.

Suunta-aistimus perustuu kylläkin kahteen korvaan. Siihen, että ääni tulee eri korviin eri aikaan. Siksi stereoäänitystäkin tehdään vähintään kahdella mikrofonilla. Korvia voi myös huijata kahdella stereokaiuttimella. Ääni tuntuu kuuluvan kaiuttimien välistä silloin, kun se tulee molemista yhtäaikaa.

Vierailija
Ertsu

Suunta-aistimus perustuu kylläkin kahteen korvaan. Siihen, että ääni tulee eri korviin eri aikaan. Siksi stereoäänitystäkin tehdään vähintään kahdella mikrofonilla. Korvia voi myös huijata kahdella stereokaiuttimella. Ääni tuntuu kuuluvan kaiuttimien välistä silloin, kun se tulee molemista yhtäaikaa.



Pelkästään kahdella kuulo-elimellä tai mikrofonilla ei pysty erottamaan tuleeko ääni ylhäältä, alhaalta, edestä vai takaa. Tietää vain tuleeko se vasemmalta tai oikealta, tai niiden välistä.

Jos ihmisellä olisi pyöreä pää ja kaksi koloa korvina, edestä ja takaa tulevat äänet kuulostaisivat täsmälleen samalta. Tämän takia kahdella mikrofonilla nauhoitettu ääni ei riitä huijaamaan ihmisen kuuloa täysin.

Tarkempi suunta-aistimus syntyy siitä miten ääni vuorovaikuttaa pään ja korvanlehtien kanssa. Aivot ovat oppineet että tietynlaiset äänet kuulostavat erilaiselta riippuen siitä mistä suunnasta ne tulevat, ja ne voidaan kouluttaa uudelleenkin, johon esimerkiksi erilaiset 3D-ääni kuulokkeet perustuvat. Niissä on monta kaiutinta, yleensä 3 kpl per korva jotka on viritetty soimaan hieman erillä tavalla, ja sitten niihin soitetaan ääntä kuin normaaliin surround-settiin. Tarpeeksi kauan kun kuuntelee sellaisilla, niin voi alkaa uskomaan että se ääni tulee eri suunnista, varsinkin jos pelaa jotain tietokonepeliä jossa voi itse valita suunnan.

Uusimmat

Suosituimmat