Frequency
จากโพสต์ที่แล้ว ที่พูดไปคร่าวๆ คราวนี้จะลงรายละเอียดมากขึ้นนิดนึงนะครับ
Frequency หรือความถี่ คือจำนวนรอบของคลื่นเสียง (360°) ที่เกิดขึ้น ซึ่งในหนึ่งรอบ ประกอบไปด้วย จุดที่โมเลกุลเริ่มบีบตัว, จุดที่โมเลกุลบีบตัวสูงสุด, จุดที่โมเลกุลเริ่มคลายตัว และจุดที่โมเลกุลคลายตัวมากที่สุด เชื่อไหมว่า กระบวนการเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เป็นแสนๆครั้ง ใน 1 วินาที แต่หูของเรา รับรู้ได้แค่ 20-20,000 ครั้งต่อวินาทีเท่านั้น ทีนี้ มาทวนกันนิดนึงครับ สมมติว่า กดตัว A บนเปียโน ที่มีความถี่ 440Hz หมายความว่า ใน 1 วินาที โมเลกุลจะสั่น ชนกันไปชนกันมา 440 ครั้ง แต่ถามว่า จริงๆแล้ว มันมีแค่นั้นหรือ คำตอบคือ ไม่ใช่ เพราะ ความถี่ จริงๆแล้ว แบ่งเป็น 2 ส่วน
จากโพสต์ที่แล้ว ที่พูดไปคร่าวๆ คราวนี้จะลงรายละเอียดมากขึ้นนิดนึงนะครับ
Frequency หรือความถี่ คือจำนวนรอบของคลื่นเสียง (360°) ที่เกิดขึ้น ซึ่งในหนึ่งรอบ ประกอบไปด้วย จุดที่โมเลกุลเริ่มบีบตัว, จุดที่โมเลกุลบีบตัวสูงสุด, จุดที่โมเลกุลเริ่มคลายตัว และจุดที่โมเลกุลคลายตัวมากที่สุด เชื่อไหมว่า กระบวนการเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เป็นแสนๆครั้ง ใน 1 วินาที แต่หูของเรา รับรู้ได้แค่ 20-20,000 ครั้งต่อวินาทีเท่านั้น ทีนี้ มาทวนกันนิดนึงครับ สมมติว่า กดตัว A บนเปียโน ที่มีความถี่ 440Hz หมายความว่า ใน 1 วินาที โมเลกุลจะสั่น ชนกันไปชนกันมา 440 ครั้ง แต่ถามว่า จริงๆแล้ว มันมีแค่นั้นหรือ คำตอบคือ ไม่ใช่ เพราะ ความถี่ จริงๆแล้ว แบ่งเป็น 2 ส่วน
1.Fundamental Frequency คือ ความถี่หลัก เช่น ถ้า A = 440 Hz , Fundamental Frequency ก็เท่ากับ 440 Hz.
2. Overtone หรือ Harmonic เรื่องนี้สำคัญมาก เพราะเป็นเหตุผลที่ทำให้เสียงแต่ละเสียงไม่เหมือนกัน เดี๋ยวจะอธิบายในเรื่องของ Wave Form อีกทีนะ เอาเป็นว่า เสียงที่เราได้ยินนั้น นอกจากความถี่พื้นฐานแล้ว เรายังได้ยิน Harmonic อีกด้วย
Harmonic ถ้าแปลเป็นภาษาง่ายๆ ก็คือ Doubling/Halfing of Frequency เท่านั้นเอง มาลองคิดเล่นๆดูนะ ถ้าเรากดตัว A ที่ เปียโนที่มี Fundamental Frequency ก็เท่ากับ 440 Hz หูของเราจะสามารถได้ยิน Overtone หรือ Harmonic ที่ 880 Hz และ 1760 Hz และสูงขึ้นไปอีก(x2 ไปเรื่อย) ถ้าหูเราสามารถตอบสนองได้ แต่ตามหลักความจริงแล้ว เราจะไม่ได้ยิน Harmonic ดังเท่ากับ Fundamental หรอกครับ เพราะมันไม่ใช่เสียงหลัก และเราไม่สามารถรับรู้ได้ละเอียดขนาดนั้นด้วย เพราะหูเราไม่ได้สามารถตอบสนองต่อความถี่ได้ทุกย่านในความดังที่เท่ากัน (หมายถึงว่า บางย่านความถี่ คนเราจะรับได้ดี บางย่าน จะรับได้ไม่ดี บางย่าน แทบไม่ได้ยิน แต่รู้สึกได้) เช่น 20Hz แค่รู้สึกได้ ,100 - 1000 Hz ได้ยินเป็นปกติ, 3000-5000 Hz รับได้ดีที่สุด Sensitive ที่สุด (เพราะอะไร?? มันเป็นพันธุกรรมของมนุษย์ มีแต่ข้อสันนิษฐาน แต่ยังสรุปจริงๆไม่ได้ บ้างก็ว่าเป็นวิวัฒนาการที่มาจากการเอาชีวิตรอดของมนุษย์) , เกิน 5000 จนถึง7000 Hz กว่าๆ เป็นช่วงที่น่ารำคาญกับหูเรามาก เลยไปกว่านั้น ไม่ค่อยรู้สึกอะไรแล้ว 20,000 Hz ขึ้นไป แทบไม่ได้ยิน แต่รู้สึกได้ ว่ามันมีอะไรสักอย่าง และถ้าย่านนั้นหายไป ก็รู้สึกได้เช่นกันว่า มันขาดอะไรไปสักอย่าง เรื่อง Frequency นี้ สำคัญมาก เพราะจะได้ใช้ ได้คิด ตั้งแต่ ก่อนจะเข้าไปที่ Input ไปจน Processor และ Output ทั้งหมดนี้ มีเรื่องของ Frequency มาเกี่ยวเสมอ
Harmonic ถ้าแปลเป็นภาษาง่ายๆ ก็คือ Doubling/Halfing of Frequency เท่านั้นเอง มาลองคิดเล่นๆดูนะ ถ้าเรากดตัว A ที่ เปียโนที่มี Fundamental Frequency ก็เท่ากับ 440 Hz หูของเราจะสามารถได้ยิน Overtone หรือ Harmonic ที่ 880 Hz และ 1760 Hz และสูงขึ้นไปอีก(x2 ไปเรื่อย) ถ้าหูเราสามารถตอบสนองได้ แต่ตามหลักความจริงแล้ว เราจะไม่ได้ยิน Harmonic ดังเท่ากับ Fundamental หรอกครับ เพราะมันไม่ใช่เสียงหลัก และเราไม่สามารถรับรู้ได้ละเอียดขนาดนั้นด้วย เพราะหูเราไม่ได้สามารถตอบสนองต่อความถี่ได้ทุกย่านในความดังที่เท่ากัน (หมายถึงว่า บางย่านความถี่ คนเราจะรับได้ดี บางย่าน จะรับได้ไม่ดี บางย่าน แทบไม่ได้ยิน แต่รู้สึกได้) เช่น 20Hz แค่รู้สึกได้ ,100 - 1000 Hz ได้ยินเป็นปกติ, 3000-5000 Hz รับได้ดีที่สุด Sensitive ที่สุด (เพราะอะไร?? มันเป็นพันธุกรรมของมนุษย์ มีแต่ข้อสันนิษฐาน แต่ยังสรุปจริงๆไม่ได้ บ้างก็ว่าเป็นวิวัฒนาการที่มาจากการเอาชีวิตรอดของมนุษย์) , เกิน 5000 จนถึง7000 Hz กว่าๆ เป็นช่วงที่น่ารำคาญกับหูเรามาก เลยไปกว่านั้น ไม่ค่อยรู้สึกอะไรแล้ว 20,000 Hz ขึ้นไป แทบไม่ได้ยิน แต่รู้สึกได้ ว่ามันมีอะไรสักอย่าง และถ้าย่านนั้นหายไป ก็รู้สึกได้เช่นกันว่า มันขาดอะไรไปสักอย่าง เรื่อง Frequency นี้ สำคัญมาก เพราะจะได้ใช้ ได้คิด ตั้งแต่ ก่อนจะเข้าไปที่ Input ไปจน Processor และ Output ทั้งหมดนี้ มีเรื่องของ Frequency มาเกี่ยวเสมอ
Wave Form Characteristic
Wave Form แปลตรงๆ ก็คือ ลักษณะของคลื่นเสียง นั่นเอง จริงๆแล้ว เสียงที่เราได้ยินนั้น เป็นการผสมกันระหว่าง Wave Form ชนิดต่างๆ ใน Amplitude ที่แตกต่างกัน ความถี่ที่แตกต่างกัน ปนกันไปหมด เพราะฉะนั้น Wave Form ที่เราเห็นในรูปข้างบน นั้น แทบจะไม่สามารถเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติได้เลย แม้ว่าจะมีคน ค้นพบนกชนิดนึง ที่มีคลื่นเสียงใกล้เคียงเป็น Sine Wave ที่สุดก็ตาม แต่ก็ยังไม่ 100% แล้ว...Sine Wave มันคืออะไร??? เรามาทำความรู้จักกับ Wave Form ในแบบต่างๆกัน
ชนิดของ Wave Form (พวกนี้เราเรียกมันว่า Simple Waveform)
จากภาพด้านล่าง คือ ภาพของ Wave Form แบบต่างๆที่ความถี่ 440 Hz ที่เราได้ใช้ software synthsizer ใน Logic pro 9 สร้างขึ้นมา และภาพความถี่ของ Wave Form นั้นที่ ปรากฏอยู่ในหน้าจอของ EQ ( ไว้จะมาพูดถึง EQ ในโพสต์ต่อๆไปนะครับ)
1. Sine Wave หรือ Pure tone ถ้านึกไม่ออก ให้นึกถึงเสียงเวลาจอทีวีมันไม่มีสัญญาณภาพ มีแต่เสียง “ตื๊ดดดดดด” นั่นแหละ Sine wave อธิบายง่ายๆ คือ เป็นคลื่นความถี่ที่ มีแค่ Fundamental Frequency เท่านั้น ไม่มี Harmonic
2. Square Wave ไม่เคยเห็นละสิ มันเป็นสี่เหลี่ยมเลยหล่ะ สำหรับเสียงของมันที่เราจะได้ยิน คือ Pure Tone และ Harmornic ในOctave ที่ 3,5,7,9….(เลขคี่นั่นแหละ) ซึ่งความดังของ Harmonic จะค่อยๆลดลง
3. Sawtooth Wave อันนี้เหมือน ไปเลื่อยอ่ะ สำหรับเสียงของมันที่เราจะได้ยิน คือ Pure Tone และกับ Harmornic ทุกๆ Octave(2,3,4,5,..) ที่ความดังลดลงเรื่อยๆเช่นกัน
4. Triangle Wave อันนี้เป็น สามเหลี่ยม แต่อย่าจำสลับกับ Sawtooth นะ สำหรับเสียงของมันที่เราจะได้ยินคือ Pure Tone และ Harmonic ใน Octave ที่ 3,5,7,9….(เลขคี่นั่นแหละ) แต่สังเกตจากภาพ EQ จะเห็นว่า ความดังของ Harmonic ของTriangle Wave จะลดลงเร็วกว่า Square Wave
ถ้าสงสัยว่า Square wave กับ Triangle เสียงต่างกันยังไง คำตอบคือ Square wave จะได้ยิน Harmonic ชัดกว่า
แล้วสิ่งที่เราได้ยิน ส่วนใหญ่เป็น Wave form แบบไหน ?
คำตอบคือ Complex Wave ซึ่งก็คือ การผสมรวมกัน ของ Simple Wave form หลายๆแบบ ในอัตราส่วนที่ต่างๆกันไป ก็เลยทำให้ได้ยินเสียงที่ต่างกัน ลองคิดดูสิ ว่าระหว่าง ไวโอลิน เล่นโน้ต A กับ ฟลุ้ท เป่า โน้ต A แม้ว่าจะเท่ากับ 440Hz เหมือนกัน แต่ทำไม เราถึงแยกออกได้ล่ะ ว่าอันนี้เสียงไวโอลิน อันนี้เสียงฟลุ้ท คำตอบก็คือ อัตราส่วนของการผสมคลื่นเสียง ให้เกิด Complex Waveนั้น ต่างกัน เป็นที่มาของ Tone Color ที่ต่างกัน, เนื้อเสียงที่ต่างกัน, ความดังของ Harmonic ในแต่ละ Octaveที่ต่างกัน แล้วทำไมมันถึงต่างกันได้ล่ะ? คำตอบต้องย้อนไปที่จุดเริ่มต้น.....นั่นคือ แหล่งกำเนิดเสียงนั่นเอง (วัสดุที่ใช้ทำเครื่อง,วิธีการทำให้เกิดเสียง,สภาพแวดล้อม)
และเช่นเคยครับ สำหรับใครที่มีข้อสงสัยหรือความคิดเห็นใดๆ สามารถ Comment มาที่ด้านล่างโพสต์นี้ได้เลยครับ ขอบคุณรูปภาพสวยๆ จากหนังสือ Modern recording techniques 7th Edition -D. Huber, R. Runstein. , Izotope และ Logic pro 9 ที่เป็นอุปกรณ์ให้ผมได้สาธิตวิธีการเกิด Wave Form ต่างๆครับ
ขอบคุณทุกคนที่ติดตาม Horse Power Production นะครับ ไว้พบกันใหม่ในโพสต์หน้าครับ :)
By Sound Guy
No comments:
Post a Comment