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Titolo: Esiste il rispettivo della messa a fuoco per le onde sonore?

Salve
L'occhio umano, quando funziona bene, vede le cose a fuoco. Se una 
persona ha bisogno di occhiali si rende conto di vedere un'immagine 
sfocata.
So che a mettere a fuoco le immagini sulla retina ci pensa il 
cristallino che funziona come una lente di spessore e forma variabili.
Mi stavo chiedendo mentre ero al volante se si possa definire una 
nozione di "fuoco" anche per il senso dell'udito.
A livello intuitivo potrei pensare che un suono disturbato sia un suono 
non a fuoco.
Ero pero' interessato a sapere se dal punto di vista fisico (essendo sia 
la luce che il suono fenomeni ondosi) esista un parallelismo tra messa a 
fuoco di onde EM e messa a fuoco di onde sonore.
In altre parole: dal punto di vista dell'ottica ondulatoria cosa 
significa mettere a fuoco?
Grazie

 non a fuoco.
Bella domanda, alla quale non so rispondere :).
Posso provare a pensare a tastiera accesa! Le immagini sono segnali 
bidimensionali (spaziali), mentre il suono e` un segnale unidimensionale 
nel dominio del tempo. E quindi di primo acchito si potrebbe dire che 
non ci sono troppe analogie.
Pero` si puo` provare a pensare in termini di trasformata di fourier, e 
vedere cosa salta fuori. Una immagine sfocata e` una immagine che e` 
passata per un filtro bidimensionale, e se ben ricordo di tipo passa 
basso (che smussa i contorni).
L'equivalente acustico e` un filtro passa basso, che taglia le frequenze 
acute. Supponi di avere un quadrato nero su fondo bianco (porta 
bidimensionale). Quando viene sfocato (filtrato con un passa basso) 
perdi l'informazione dei bordi, non riesci piu` a piazzarlo spazialmente.
La stessa cosa capita con il suono: se hai un impulso che passa in un 
filtro passa basso, non hai piu` i fronti di salita e di discesa netti, 
perdi la capacita` di collocare nel tempo l'impulso.
Bisogna ancora dire pero` che l'occhio lavora nel dominio dello spazio 
(analizza punto per punto lo spazio), l'orecchio invece, pur lavorando 
nel dominio del tempo, fa una analisi spettrale del segnale, e questo 
potrebbe forse spiegare perche' un suono con le frequenze piu` alte 
attenuate non da` troppo fastidio.

 non a fuoco.
No, direi che la cosa è molto diversa. La differenza non è di per sé 
nella natura delle onde (elettromagnetiche vs sonore) ma nella 
fisiologia dei nostri organi di senso. L'udito misura l'intensità 
dell'onda sonora in due soli punti (le due orecchie). La vista, invece, 
ha una quantità incredibile di sensori, disposti sulla retina. La 
mancata messa a fuoco ha come conseguenza che il segnale visivo si 
disperda su una regione più vasta della retina rendendo meno nitida 
l'immagine. Per l'orecchio, invece, questo problema non si pone, visto 
che il singolo orecchio mescola i suoni provenienti da tutte le direzioni.
La messa a fuoco, in piccola parte, c'è comunque anche nell'orecchio, e 
consiste nella raccolta e concentrazione da parte del padiglione 
auricolare, di molte onde sonore.
Ci si potrebbe chiedere se sia possibile (e utile) un organo dell'udito 
che possa, come l'occhio, distinguere i suoni a seconda dell'angolo di 
provenienza. Questo viene fatto solo in maniera molto ridotta dal 
sistema "stereoscopico" dei due orecchi, basato sulla differenza di fase 
tra i due segnali auditivi. Credo che non sarebbe possibile un sistema 
che utilizzi lo stesso sistema degli occhi. La motivazione dovrebbe 
risiedere nel fatto che la lunghezza d'onda del suono udibile è molto 
maggiore di quella della luce visibile... quindi gli effetti di 
diffrazione sarebbero probabilmente troppo accentuati per garantire una 
risoluzione utile delle sorgenti sonore.
E.

nozione di "fuoco" anche per il senso dell'udito.
No, l'orecchio si limita a registrare l'intensità del suono non la
provenienza spaziale.
C'è una grossolana capacità di discernere la direzione, ma è dovuta
solo a confronti che fà il cervello
tra l'intensità che arriva ai due orecchi.

 significa mettere a fuoco?
In un sistema a lente/specchio , posizionarlo alla corretta distanza
dal sensore,
in maniera che la lente concentri le onde in un punto, che è appunto
il fuoco, dove si pone il sensore.
Per le onde sonore di solito non si usano specchi, per cui il discorso
non si applica.
Se  si usasse un sistema a specchi concentratori per le onde sonore ,
la messa a fuoco sarebbe identica che per quelle luminose.

 tra l'intensità che arriva ai due orecchi.
Credo che non sia possibile distinguere l'intensità. Mi sembra più 
plausibile che venga distinta la differenza di fase.
E.

 plausibile che venga distinta la differenza di fase.
Ecco, questa sarebbe una cosa interessante da chiarire, perché io ho
trovato spiegazioni del sistema stereofonico di entrambi i tipi.
-- 
Giacomo "Gwilbor" Boschi
http://gwilbor.splinder.com/

 Giacomo "Gwilbor" Boschi
Ciao.
-- 
Bruno Cocciaro
--- Li portammo sull'orlo del baratro e ordinammo loro di volare.
--- Resistevano. Volate, dicemmo. Continuavano a opporre resistenza.
--- Li spingemmo oltre il bordo. E volarono. (G. Apollinaire)

 fare ?
Con una cuffia mandi lo stesso suono ad entrambe le orecchie
controllando lo sfasamento tra i due canali, la cavia, se sente il suono
provenire da una direzione indica quale, e così si vede se c'è una
relazione fra le due cose.
Poi stesso tipo di esperimento, variando però la differenza di volume.
Ma credo che queste cose siano già state fatte e c'è gente che le
conosce perfettamente, credo si tratti perlopiù di un problema di
divulgazione.


 No , perchè l'uorecchio non ha sensibilità spaziale.
Pero' la "messa a fuoco" puo' essere sfruttata proprio per amplificare molto 
piu' degli altri i suoni provenienti da una certa direzione, o proprio da un punto.
Il primo caso si realizza con i noti "orecchi elettronici" dove un microfono 
viene posto nel fuoco di una parabola (NON anecoica :-) ) che viene puntata in 
direzione di chi si vuole spiare.
Il secondo caso l'ho sperimentato quando avevo i figli piccoli, e i palloncini 
pieni di elio che che compravo per loro alle fiere capitavano sempre vicino al 
mio orecchio :-( . Sentivo molto forti suoni prodotti dall'altra parte del 
palloncino rispetto al mio timpano (punti coniugati, evidentemente). L'effetto 
era piu' evidente con palloncini non sferici, ma di forma quasi lenticolare 
(fatti a forma di cuore, ad esempio). I suoni focalizzati li sentivo anche 
molto distorti, perche' evidentemente una lente di elio non e' "acromatica". 
Una sensazione molto fastidiosa, paragonabile all'avere un orecchio chiuso 
durante un raffreddore.
--
TRu-TS

?manu* ha scritto:

AFAIK, nei sistemi stereo RCA, con microfoni posti alla distanza di parecchi 
metri, viene percepita proprio la differenza di intensita' fra i suoni che 
colpiscono i due timpani, mentre nel sistema Deutsche Gramophon, dove i 
microfoni vengono messi al posto delle orecchie di un manichino, viene 
percepita la differenza di fase (e con le cuffie l'esprienza e' molto piu' 
realistica).
--
TRu-TS

 fare ?
Si potrebbero fare delle  cose in uno stereo HI-fi.
Li ci sono due canali separati, si possona mandare suoni monofrequenza
con fase differente.
Dice la leggenda, stesso segnale sui due canali ma invertendo la presa
+/- a una cassa( cosi hanno dì fase invertita) e li centri bene, per
interferenza distruttiva nel punto giusto  puoi ottenere silenzio.
Non so se è fattibile in pratica.

 trovato spiegazioni del sistema stereofonico di entrambi i tipi.
Se d è la distanza della sorgente sonora e "i" è la distanza tra le 
orecchie, la differenza "percentuale" delle intensità che arrivano alle 
due orecchie è circa i/d. Se un suono proviene da una distanza di 10 m 
questo valore è circa 1%. Invece le differenze di fase si mantengono 
inalterate con la distanza (a parte eventuali effetti di diffrazione, 
che potrebbero capitare nei luoghi chiusi) e hanno una precisione molto 
maggiore, visto che la lunghezza d'onda del suono è dello stesso ordine 
di grandezza della distanza tra le orecchie.
Inoltre mi sembra difficile creare un sistema fisico che confronti due 
intensità sonore con una così alta precisione. Invece confrontare le 
differenze di fase può essere fatto ad un livello più basso, collegando 
tra loro i sensori della stessa frequenza che sono presenti nelle due 
orecchie.
E.

 trovato spiegazioni del sistema stereofonico di entrambi i tipi.
Ho letto molte cose sull'argomento dell'acustica.
Da quel che ho capito non è ben chiaro come funziona la percezione
spaziale del suono.
Di sicuro ci sono due regimi. Uno a bassa frequenza ed uno alto.
Con il passaggio tra i due regimi che si ha con lunghezze d'onda
dell'ordine della distanza tra le orecchie.
A frequenze sotto questa soglia si dovrebbe distinguere tutto con la
differenza di fase tra le onde. Al di sopra di questa potrebbe
facilmente capitare che due onde abbiano differenze di fase superiori
al periodo o più periodi. Quindi non c'è proprio modo dalla differenza
di fase (non sapendo quanti periodi di differenza ci sono) di capire
la posizione originaria dell'oggetto.
Sopra questo limite _dovrebbe_ funzionare tramite delle prodotte dalla
testa. Si dovrebbero formare dei tagli nello spettro in frequenza con
la classica forma di pettine e simili.
In pratica non è chiarissimo ed infatti non è simulabile.
Con l'olofonia provano a registrare dei suoni che poi ascoltati in
cuffia diano all'ascoltatore l'impressione di essere in un punto
particolare dello spazio, con effetti sorprendenti! li si sente girare
sopra, sotto intorno etc...
Il modo in cui ci riescono in realtà è null'altro che mettere una
testa di manichino, in un materiale che acusticamente simuli la testa,
nel punto in cui si vuol far credere all'ascoltatore di essere, e gli
si piazzano due microfoni dove ci sarebbero le orecchie.
(semplificando molto).

 trovato spiegazioni del sistema stereofonico di entrambi i tipi.
Ricordo un vecchio articolo di "Scientific American" (forse 20 anni
fa) in cui descriveva la particolare capacita' del barbagianni (Titus
alba) di individuare la sorgente di un suono grazie alla forma dei
padiglioni auricolari, dissimmetrici anche in senso verticale.
In poche parole, un orecchio sente meglio i suoni che vengono
dall'alto, l'altro quelli che vengono dal basso.
Il che dimostra che l'effetto intensita' esiste, come e' del resto
ovvio.
Infatti la sensibilita' di un orecchio e' certamente direzionale, come
e' dimostrato dalla mossa automatica del "tendere l'orecchio" quando
si vuol sentire meglio un suono debole.
 
-- 
Elio Fabri

 alba)
Correggo un errore: "Tyto alba".
Maggiori dettagli in
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/candela/candel05.pdf
Ecco che cosa dice wikipedia:
"The Barn Owl has acute hearing, with ears placed asymmetrically for
improved detection of sound position and distance, and it does not
require sight to hunt."
 
-- 
Elio Fabri

 spaziale del suono.
Per quanto riguarda la fase non aggiungo commenti in quanto 
è "self-explaining" come il cervello la possa percepire.
circa la piccolezza degli effetti di intensità (che in 
quanto a pressioni assolute dell'aria misurate con un 
ipotetico barometro), specie con sorgenti lontane, sarebbero 
trascurabili, imho l'unico che si è avvicinato al cuore del 
problema (come al solito, eh he he) è Tommaso Russo (che si 
fa prima a dire di cosa non si sia mai interessato che il 
contrario, se qualcosa pure c'è).
Avete mai osservato la forma dei padiglioni di qualsiasi 
animale che usi il suono a sufficienza (non parliamo dei 
pipistrelli).
Ora l'effetto di concentrazione delle onde sonore non va 
sottovalutato, e tale effetto è molto diverso a seconda 
dell'orientamento dei padiglioni rispetto alla sorgente.
L'orecchio, il timpano anzi, NON è un sensore di pressione 
nel senso isotropo in cui lo è un manometro, è un 
trasduttore di foze alla fine. Se un fronte d'onda incide 
normale a pari pressione, ha effetto molto diverso che se 
incide obliquo. Quindi l'orientamento è più importante di 
quanto non sembri a giudicare dalle sole distanze dalla 
sorgente. Poi è difficile dire in che modo concentrino il 
suono le creste (diverse da persona a persona), ma di certo 
aggiungeranno fenomeni di distorsione controllata (tanto il 
suono interpretato è una percezione, non una misurazione neutra)
ciao
Soviet


 (semplificando molto).
Tutto molto interessante e chiaro, grazie.
Mi sembra che a seconda delle situazioni il cervello sappia affidarsi a
meccanismi diversi.
Ad esempio: c'è una calabrone che mi ronza vicino all'orecchio destro =>
sento il rumore prevalentemente da quella parte => mi giro
istintivamente a destra.
Oppure tempo fa c'era una applicazione della Creative per testare il
suono tridimensionale prodotto con 4 casse (disposte a quadrato).
Facendo delle prove mi accorsi che per posizionare il suono in verticale
cambiavano il timbro del suono.


 due orecchie è circa i/d.
Però mi sembra che i sensi umani siano logaritmici, questo fatto non
potrebbe aiutare a percepire queste differenze?


 Non so se è fattibile in pratica.
Ci avevo pensato, ma credo che per funzionare ci sia bisogno di un
ambiente perfettamente anecoico.



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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 realistica).
Tra questi due sistemi la differenza � abissale.
Il classico sistema con due microfoni ad una certa distanza ha un
senso piuttosto chiaro in una sala da concerto dove la maggior parte
del suono � prodotto "davanti" (il palco sar� almeno un 10 m in l�!)
all'ascoltatore.
Si riprende il suono come viene sentito da due microfoni in quel punto
e il suono viene riprodotto da due casse ben distanziate all'interno
di un nuovo ambiente.
Riprendere con la testa finta e due microfoni al posto delle orecchie
non ha senso se poi l'ascolto non si fa con la cuffia stereofonica.
Per�....Ascoltare in cuffia non � cos� piacevole. Le cuffie sono
fastidiose e si perde la percezione dei bassi che viene fatta con
tutto il corpo e molto poco dalle orecchie.
In questo modo viene per� riprodotta nel modo pi� fedele possibile
(Tra quelli che usano solo due canali) l'esperienza di ascolto in
quella sala con quella particolare acustica. Nel caso precedente
invece i microfoni riprendono solo parte dell'acustica della sala e la
sala di ascolto ne aggiunge un altro pezzo.
Riprodurre dalle casse il suono regisrato con la testa finta � folle.
Anche in una stanza completamente senza la minima riflessione si
avrebbe che il suono di entrambe le casse arriverebbe ad entrambe le
orecchie e farebbe perdere il senso delle differenze di fase
originali, a cui se ne andrebbero a sommare di nuove data dalla
presenza della propria testa.

Scriveva Michelangelo martedï¿œ, 24/03/2009:

Forse puï¿œ essere d'aiuto qualcosa tipo questo?

Michelangelo ha detto questo martedï¿œ :

Questa: