Шепард тон
Слуховая иллюзия

Спектрограмма восходящих тонов Шепарда на линейной шкале частот

Тон Шепарда , названный в честь Роджера Шепарда , представляет собой звук , состоящий из суперпозиции синусоидальных волн, разделенных октавами . При воспроизведении с басовой высотой тона, движущейся вверх или вниз, его называют шкалой Шепарда . Это создает слуховую иллюзию тона, который, кажется, постоянно повышается или понижается по высоте, но в конечном итоге не становится выше или ниже. [1]

Строительство

Рисунок 1: Шепардовские тоны, образующие гамму Шепарда, проиллюстрированные в секвенсоре

Каждый квадрат на рисунке 1 обозначает тон, а любой набор квадратов, выровненных по вертикали, вместе составляет один тон Шепарда. Цвет каждого квадрата обозначает громкость ноты , фиолетовый — самая тихая, а зеленый — самая громкая. Накладывающиеся друг на друга ноты, которые звучат одновременно, находятся на расстоянии ровно одной октавы друг от друга, и каждая гамма постепенно усиливается и затухает, так что услышать начало или конец любой данной гаммы невозможно.

Тон Шепарда как у основной ноты A (A 4 = 440 Гц)
Гамма Шепарда, диатоническая , до мажор , повторяется 5 раз

В качестве концептуального примера восходящей шкалы Шепарда, первый тон может быть почти неслышимым C 4 ( средняя C ) и громким C 5 (на октаву выше). Следующий будет немного громче C ♯ 4 и немного тише C ♯ 5 ; следующий будет еще громче D 4 и еще тише D 5 . Две частоты будут одинаково громкими в середине октавы (F ♯ 4 и F ♯ 5 ), а двенадцатый тон будет громким B 4 и почти неслышимым B 5 с добавлением почти неслышимого B 3 . Тринадцатый тон тогда будет таким же, как первый, и цикл может продолжаться бесконечно. (Другими словами, каждый тон состоит из двух синусоидальных волн с частотами, разделенными октавами; интенсивность каждой из них, например, является функцией приподнятого косинуса ее разделения в полутонах от пиковой частоты, которая в приведенном выше примере будет B 4 . По словам Шепарда, «почти любое плавное распределение, которое сужается до подпороговых уровней на низких и высоких частотах, было бы так же хорошо, как и фактически используемая косинусоидальная кривая». [1]

Теория, лежащая в основе иллюзии, была продемонстрирована в эпизоде ​​шоу BBC Bang Goes the Theory , где эффект был описан как «музыкальный парикмахерский шест ». [2]

Описанная гамма с дискретными шагами между тонами известна как дискретная гамма Шепарда . Иллюзия становится более убедительной, если между последовательными нотами есть короткий промежуток времени ( стаккато или маркато, а не легато или портаменто ). [ необходима цитата ]

Варианты

Движущаяся аудио и видео визуализация восходящего глиссандо Шепарда-Риссета. Смотрите и слушайте более высокие тона, когда они затухают.

Глиссандо Шепарда–Риссета

Жан-Клод Риссе впоследствии создал версию шкалы, в которой тоны скользят непрерывно, и ее по праву называют непрерывной шкалой Риссе или глиссандо Шепарда–Риссе . [3] При правильном исполнении тон, кажется, непрерывно повышается (или понижается) по высоте, но возвращается к своей начальной ноте. Риссе также создал похожий эффект с ритмом, в котором темп, кажется, увеличивается или уменьшается бесконечно. [4]

Пример эффекта ускоренного ритма Риссета с использованием петли брейкбита

Парадокс тритона

Последовательно сыгранная пара тонов Шепарда, разделенных интервалом тритона ( половина октавы), производит парадокс тритона . Шепард предсказал, что два тона будут составлять бистабильную фигуру, слуховой эквивалент куба Неккера , который можно было бы услышать восходящим или нисходящим, но никогда обоими одновременно. [1]

Последовательность тонов Шепарда, создающая тритоновый парадокс

В 1986 году Диана Дойч обнаружила, что восприятие того, какой тон выше, зависит от абсолютных частот, и что человек обычно слышит ту же высоту звука, что и самую высокую (это определяется абсолютной высотой звука нот). [5] Интересно, что разные слушатели могут воспринимать одну и ту же модель как восходящую или нисходящую, в зависимости от языка или диалекта слушателя (Дойч, Хенторн и Долсон обнаружили, что носители вьетнамского языка , тонального языка , слышат парадокс тритона иначе, чем жители Калифорнии, для которых английский язык был родным). [6] [7]

Вечная мелодия

Педро Патрисио заметил в 2012 году, что, используя тон Шепарда в качестве источника звука и применяя его к мелодии, он мог воспроизвести иллюзию непрерывно восходящего или нисходящего движения, характерного для шкалы Шепарда. Независимо от темпа и огибающей нот , слуховая иллюзия эффективно поддерживается. Неопределенность шкалы, которой соответствуют тоны Шепарда, позволяет композиторам экспериментировать с обманчивыми и сбивающими с толку мелодиями. [8]

Пример восходящей вечной мелодии

Примеры

  • Песня Джеймса Тенни «For Ann» (восходящая) полностью состоит из глиссандо в стиле Шепарда с постепенными модуляциями.
  • В конце гимна Карлхайнца Штокхаузена есть несколько нисходящих глиссандо Шепарда. [9]
  • Концовка песни The Beatles « I Am the Walrus » включает в себя тон Шепарда с аккордовой прогрессией, построенной на восходящих и нисходящих линиях баса и струнных, которые выстраиваются в линию, создавая слуховую иллюзию. [10]
  • В финале песни Pink Floyd « Echoes » из их альбома Meddle 1971 года присутствует восходящий тон Шепарда, созданный с помощью техники обратной связи, в которой два магнитофона совместно используют одну ленту, один из которых предназначен для воспроизведения, а другой — для записи. [11]
  • Альбом группы Queen 1976 года A Day at the Races открывается и заканчивается тоном Шепарда. [12]
  • В своей книге 1979 года «Гёдель, Эшер, Бах: вечная золотая коса» Дуглас Хофштадтер объяснил, как можно использовать гаммы Шепарда в каноне ля 2, per tonos в «Музыкальном приношении» Баха (названном Хофштадтером « Бесконечно восходящим каноном» [13] : 10  ) для того, чтобы модуляция заканчивалась на той же высоте, а не на октаву выше. [13] : 717–719 
  • В 1995 году Айра Браус утверждал, что финальную последовательность фортепианной пьесы Ференца Листа 1885 года «Багатель без тональности» можно продолжить, чтобы получить гамму Шепарда, используя технику Хофштадтера. [14]
  • В фильме AT&T 1967 года , снятом Шепардом и Э. Э. Заяком, тон Шепарда сопровождает подъем по аналогичной лестнице Пенроуза . [15]
  • В видеоигре Super Mario 64 (1996) для консоли Nintendo 64 , фрагмент, который играет, когда игрок пытается подняться по бесконечной лестнице, расположенной в предпоследней комнате Peach's Castle, включает в себя слегка измененную шкалу Шепарда, играемую на заднем плане. Эта слуховая иллюзия дополняет эффект пространственной петли, по-видимому, создавая впечатление, что лестница никогда не заканчивается. [16]
  • В песне «The Dead Flag Blues» группы Black Emperor из альбома 1997 года F♯ A♯ ∞ раздел, в основном состоящий из слайд-гитары, на короткое время зациклен сам на себя, создавая нисходящий тон Шепарда.
  • В своем альбоме 1998 года LP5 английский электронный дуэт Autechre использовал замедляющийся ритм риссета для трека «Fold4,Wrap5».
  • Австрийский композитор Георг Фридрих Хаас использует тона Шепарда в различных местах своей оркестровой пьесы « Напрасно» (2000/02). [17]
  • Кристофер Нолан сказал в интервью, что саундтрек к его фильму 2006 года «Престиж» (композитор Дэвид Джулиан) исследует потенциал тонов Шепарда как фундаментальной основы для композиций. [18] Это полностью реализовано в его фильме 2017 года «Дюнкерк» , где тон Шепарда используется для создания иллюзии постоянно нарастающего момента интенсивности в переплетающихся сюжетных линиях. [19]
  • В песне Стефана Мерритта 2007 года «Man of a Million Faces», написанной для «Project Song» радиостанции NPR , тон Шепарда является ключевым аспектом. [20]
  • В фильме 2008 года «Темный рыцарь» и его продолжении 2012 года «Темный рыцарь: Возрождение легенды» тон Шепарда использовался для создания звука Batpod, мотоцикла, у которого создатели фильма не хотели резко менять передачу и тон, а хотели, чтобы он постоянно ускорялся. [21]
  • В прогрессивной хаус -песне 2009 года « Leave the World Behind » группы Swedish House Mafia присутствует тон Шепарда в форме непрерывного «подъема», создающего напряжение на протяжении всего трека. [22]
  • По словам режиссера, в художественном фильме Лукреции Мартель «Зама» (2017) широко используется тон Шепарда, создающий «громкий и пронзительный звуковой ландшафт, чтобы достичь близости к зрителю». [23]
  • Трек 2018 года « Always Ascending » Франца Фердинанда из одноименного альбома демонстрирует восходящий тон Шепарда на протяжении всей песни. Видеоклип на песню отражает этот эффект, при этом камера, по-видимому, постоянно поднимается на протяжении всего трека. [24]
  • В фортепианной работе Сумио Кобаяши «Unreal Rain» полностью использован тон Шепарда. [25] [ необходимо разъяснение ]
  • В песне " Fear Inoculum " барабанщик Tool Дэнни Кэри представляет трек тоном Шепарда.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Шепард, Роджер Н. (декабрь 1964 г.). «Цикличность в суждениях об относительном тоне». Журнал акустического общества Америки . 36 (12): 2346–53. Bibcode : 1964ASAJ...36.2346S. doi : 10.1121/1.1919362.
  2. ^ "Отрывок из 4 серии, 6 эпизода". Bang Goes the Theory . 18 апреля 2011 г. BBC. Это как парикмахерский столб звука.
  3. ^ "Жан-Клод Риссе, переосмысливший цифровой синтез, умер - CDM Create Digital Music". CDM Create Digital Music . 22 ноября 2016 г. . Получено 30 декабря 2019 г. Звук , которым Риссе наиболее известен, возможно, является самым символичным из его вкладов. Создавая звуковую иллюзию, очень похожую на оптические иллюзии М. К. Эшера, глиссандо Шепарда-Риссе / гамма Риссе в ее нынешней форме, изобретенной французским композитором, кажется, будет возвышаться вечно.
  4. ^ "Ритм Риссета - вечное ускорение". 12 мая 2013 г.
  5. ^ Дойч, Диана (1986). «Музыкальный парадокс» (PDF) . Восприятие музыки . 3 (3): 275–280. doi :10.2307/40285337. JSTOR  40285337.
  6. ^ Deutsch, D. (1992). «Некоторые новые парадоксы высоты тона и их последствия». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 336 (1278): 391–397. Bibcode : 1992RSPTB.336..391D. doi : 10.1098/rstb.1992.0073. PMID  1354379.
  7. ^ DEUTSCH, DIANA; HENTHORN, TREVOR; DOLSON, MARK (2004). «Речевые модели, услышанные в раннем возрасте, влияют на позднее восприятие парадокса тритона». Music Perception . 21 (3): 357–372. doi :10.1525/mp.2004.21.3.357. ISSN  0730-7829.
  8. ^ Патрисио, Педро. От тона Шепарда до вечной мелодии слуховой иллюзии. Труды 9-й конференции по звуковым и музыкальным вычислениям, SMC 2012. 5–10, 2012.
  9. ^ Дойч, Диана (2010). «Парадокс кругообразности высоты тона» (PDF) . Акустика сегодня . 6 (3): 8–14. doi :10.1121/1.3488670.
  10. ^ Поллак, Алан В. «Заметки о «Я — Морж»». soundscapes.info .
  11. ^ Блейк, Марк (2011) [2007]. Pigs Might Fly: Внутренняя история Pink Floyd. Arum Press. ISBN 978-1-781-31519-4. Архивировано из оригинала 21 мая 2021 г. . Получено 18 ноября 2021 г. .
  12. ^ Шон, Том (2020). Вариации Нолана: Фильмы, тайны и чудеса Кристофера Нолана . Knopf Doubleday. стр. 172. ISBN 9780525655329.
  13. ^ ab Hofstadter, Douglas (1980). Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid (1-е изд.). Penguin Books. ISBN 0-14-005579-7.
  14. ^ Braus, I. (1995). «Возвращаясь к своим следам: обзор кругообразности высоты тона и тонов Шепарда в европейской музыке, 1550–1990». Music Perception . 12 (3): 323–351. doi :10.2307/40286187. JSTOR  40286187.
  15. ^ Шепард, Роджер Н.; Заяц, Эдвард Э. (1967). Пара парадоксов. AT&T Bell Laboratories.
  16. ^ Филлипс, Уинифред (14 февраля 2014 г.). Руководство композитора по игровой музыке. MIT Press. ISBN 978-0-262-02664-2.
  17. ^ Хатчинсон, Марк (апрель 2019 г.). «Лестницы в темноте: звук, синтаксис и возвышенное в «Напрасно» Хааса». Tempo . 73 (288): 7–25. doi :10.1017/S0040298218000943. ISSN  0040-2982. S2CID  151161376.
  18. ^ Геррасио, Джейсон. «Кристофер Нолан объясняет самые большие трудности в превращении своего последнего фильма «Дюнкерк» в «интимную эпопею». Business Insider . Получено 14 ноября 2020 г.
  19. ↑ Haubursin, Christopher (26 июля 2017 г.). «Звуковая иллюзия, которая делает Дюнкерк таким интенсивным». Vox .
  20. ^ Стефан Мерритт: Два дня, «Миллион лиц». NPR (видео). 4 ноября 2007 г. Получено 9 октября 2015 г.«Оказалось, я думал о тоне Шепарда, об иллюзии постоянно восходящих тонов».
  21. ↑ Кинг, Ричард (4 февраля 2009 г.). «Звуковые эффекты «Темного рыцаря»». Los Angeles Times .
  22. ↑ Axwell, Ingrosso, Angello, Laidback Luke при участии Deborah Cox — Leave The World Behind (оригинал) — через YouTube.
  23. ^ Гемюнден, Герд; Спитта, Сильвия (1 июня 2018 г.). «„Я никогда не боялась“: интервью с Лукрецией Мартель». Film Quarterly . Том 71, № 4. стр. 33–40. doi :10.1525/fq.2018.71.4.33. ISSN  0015-1386.
  24. ^ Маккормик, Нил (9 февраля 2018 г.). «Franz Ferdinand все еще работают на возвышенном плато – Always Ascending, обзор». The Telegraph .
  25. ↑ Сумио Кобаяши «Unreal Rain» (Япония), архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. , извлечено 15 октября 2021 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме Шепард Тон .
  • Научное шоу BBC Bang Goes the Theory объясняет тон Шепарда
  • Демонстрация дискретного тона Шепарда (требуется Macromedia Shockwave)
  • Визуализация эффекта Шепарда с использованием Java
  • Демонстрация возрастающей шкалы Шепарда, когда мяч бесконечно подпрыгивает вверх по лестнице Пенроуза (и вниз)
  • Клавиатура Shepard tone на CodePen
  • Пример парадокса Тритона (требуется Java)
  • Композиции Педро Патрисио созданы вокруг слуховой иллюзии вечной мелодии (Вечная мелодия - контрастные моменты, 1-7)
  • Поезд-пуля E5 Shinkansen, отправляющийся с токийского вокзала, воспроизводит звук Shepard Tone, возможно, из-за того, сколько вагонов и систем должны активироваться
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Shepard_tone&oldid=1242917742"