Strona główna Dźwięk i Akustyka Ton Shepparda — złudzenie nieskończonego glissanda

🔄 Ton Shepparda — złudzenie nieskończonego glissanda

Ton Shepparda nakłada sinusoidy oddalone o oktawę pod gaussowską obwiednią widmową, która przesuwa się w czasie: wysokość zdaje się rosnąć bez końca, nigdy nie osiągając szczytu — dźwiękowe schody Penrose'a.

Dźwięk i Akustyka2DŁatwy60 FPS
shepard-tone ↗ Otwórz osobno
Interfejs samej symulacji jest w języku angielskim.

O tej symulacji

Ten symulator odtwarza ton Shepparda: stos oscylatorów sinusoidalnych, każdy dokładnie o oktawę od siebie, których głośność jest kształtowana przez gaussowską krzywą dzwonową wykreśloną w przestrzeni częstotliwości log₂. Gdy częstotliwość podstawowa ślizga się w górę i zawija modulo jedna oktawa, składowe zanikają na szczycie krzywej dokładnie w momencie, gdy nowe pojawiają się u dołu — więc ucho zawsze słyszy ten sam środkowy rejestr, mimo że chroma wysokości wciąż się wznosi. Web Audio API napędza każdą składową przez własny OscillatorNode i GainNode, sumowane na żywo na wyjściu.

🔬 Co pokazuje

Składowe sinusoidalne oddalone o oktawę (f₀·2ᵏ) są rysowane jako obracające się koło wysokości dźwięku, przewijany spektrogram i żywy wykres słupkowy amplitudy. Krzywa obwiedni gaussowskiej przesuwa się po panelu słupków, zawsze utrzymując najgłośniejszą składową blisko tego samego centrum log-częstotliwości — mechanizm stojący za złudzeniem nieskończonego wznoszenia.

🎮 Jak korzystać

Naciśnij ▶ Play, by uruchomić oscylatory. Speed (0,1×–4,0×) ustala, jak szybko wznosi się częstotliwość podstawowa; Partials N (3–12) dodaje lub usuwa warstwy oktawowe; Gaussian σ (0,5–3,0) poszerza lub zawęża obwiednię; Base freq (55–440 Hz) ustala najniższą składową; ↑/↓ Dir odwraca wznoszenie/opadanie; ⟲ Reset wycisza wszystko.

💡 Czy wiesz, że?

Psycholog Roger Shepard opracował to złudzenie w 1964 roku, by pokazać, że chroma wysokości (nazwa dźwięku) i wysokość rejestru mogą być postrzegane niezależnie. Hans Zimmer użył wznoszącego się tonu Shepparda, by skomponować muzykę do nieustępliwego pościgu na Batpodzie w filmie Mroczny Rycerz.

Najczęściej zadawane pytania

Ile oscylatorów używa ten symulator?

Domyślnie osiem (N = 8), każdy dostrojony dokładnie o oktawę powyżej poprzedniego: f₀, 2f₀, 4f₀ … aż do 2⁷f₀. Przeciąganie suwaka Partials N zmienia tę liczbę od 3 do 12 warstw w czasie rzeczywistym, natychmiast odbudowując bank oscylatorów.

Co dokładnie steruje suwakiem gaussowskim σ?

σ ustala szerokość dzwonowej obwiedni w przestrzeni częstotliwości log₂, która waży wzmocnienie każdej składowej. Mała σ (0,5) sprawia, że słyszalna jest naraz tylko jedna lub dwie składowe; duża σ (3,0) rozprasza głośność niemal na wszystkie, łagodząc złudzenie.

Dlaczego częstotliwość podstawowa zawija się zamiast rosnąć bez końca?

Każda klatka animacji mnoży częstotliwość podstawową przez mały czynnik zależny od prędkości; gdy osiągnie dwukrotność wartości początkowej, jest ponownie zmniejszana o połowę (i odwrotnie przy opadaniu). To zawijanie modulo jedna oktawa, ukryte pod gaussowskim zanikiem, sprawia, że wysokość zdaje się wznosić bez końca.

Jaka jest różnica między Speed a przyciskiem Direction?

Speed (0,1×–4,0×) ustala, ile oktaw na sekundę przemiata częstotliwość podstawowa, podczas gdy ↑/↓ Dir po prostu odwraca znak tego przemiatania, przełączając między nieskończenie wznoszącym się a nieskończenie opadającym glissandem bez zmiany jego tempa.

Czy mogę zobaczyć, które składowe najbardziej wpływają na to, co słyszę?

Tak. Wykres słupkowy amplitudy składowych pokazuje aktualne wzmocnienie i częstotliwość w hercach każdego oscylatora, a koło wysokości dźwięku wykreśla chromę każdej słyszalnej składowej jako kolorową kropkę, ułatwiając śledzenie, które częstotliwości dominują w danej chwili.

Podobne symulacje