Het idee dat je geluid kan laten verdwijnen door ander geluid is een fenomeen dat al decennia de geboeide interesse wekte van zowel de hobby-natuurkundige, de audioman, maar ook de professionele en academische wereld inzake lawaai- en geluidshinderbestrijding.
Waar het basisprincipe relatief eenvoudig is zijn de praktische toepassingen niet zo simpel. Dit is gerelateerd aan het feit dat om een perfect antigeluid te genereren de bron van het antigeluid zich in wezen op exact dezelfde plaats dient te bevinden als de stoorbron zelf. Beide golven moeten elkaar tijdens de geluidsuitbreiding of -voortplanting exact overlappen zodat "over- en onderdruk" van de ene golf (voorbeeld lawaai) geneutraliseerd kan worden door de tegengestelde "onder- en overdruk" van het toegevoegde antigeluid.
De volgende figuur maakt duidelijk dat het uitsturen van antigeluid niet (steeds) zomaar werkt in algemene zin, maar zeer afhankelijk is van de wijze waarop dergelijke golven elkaar overlappen (superpositie), waardoor het resultaat dan ook zeer plaatsgebonden kan zijn.
Uit het vervolg van deze tekst zal dan ook blijken dat het principe van antigeluid vaak veel eenvoudiger toepasbaar zal zijn in praktijk wanneer er sprake is van lage frequenties, met hun inherente lange golflengtes, waardoor men zich enige speling kan veroorloven in de toepassing van het principe met nog steeds een, in meerdere of mindere mate, demping van de stoorbron door antigeluid.
Dus waar antigeluid een prikkelend idee is in functie van lawaaibestrijding, het onderliggend principe zeer gekend en relatief eenvoudig te begrijpen, zijn praktische toepassingen niet steeds zo evident.
Deze figuur stelt 2 speakers voor in een vrij veld situatie (dus zonder reflecties van muren, of denk gewoon aan 100% geluidsabsorberende muren).
De linker speelt gewoon. De rechter speaker speelt:
Links: in fase (dus beide kanalen zijn exact gelijk zonder verschuiving in tijd = faseverschuiving)
Midden: een faseverschuiving van 90°. Dit betekent een verschuiving van de golf van de rechter speaker met 1/4 golflengte.
Rechts: een faseverschuiving van 180°. Dit betekent een verschuiving van de golf van de rechter speaker met 1/2 golflengte. Men spreekt hier ook van tegenfase, omgekeerde polariteit, ....
In feite zijn de geluidsgolven gewoon een spiegelbeeld van elkaar (geflipte golf).
Dit is het wat gekend is als ANTIGELUID.
De zwarte gedeeltes op de figuur zijn waar het geluid uitgedoofd werd (meer en meer naar het zwarte center) door dit antigeluid. Bij de lichtste gedeeltes krijg je een tegengesteld effect, met name de 2 bronnen tellen gewoon in fase op met elkaar (met het hoogste niveau in het center van deze lichte gedeeltes).
Zo zie je dat antigeluid stoorgeluid niet zomaar laat verdwijnen in praktijk, maar afhankelijk is van randcondities, en dat het veel gemakkelijker is het principe toe te passen op laagfrequent eerder dan hoogfrequent geluid.
Nu kan je je ook voorstellen dat in werkelijkheid een praktisch signaal zelden uitsluitend bestaat uit één enkele zuivere toon, dat er steeds of vaak sprake zijn van reflecties, en dat zeker bij hogere frequenties door de vormgeving, dikte en richting van hoofd hier reeds sprake is van een faseverschuiving op zich, waardoor je in het hoog nooit een volledige stilte zal waarnemen, zelfs wanneer de speakers theoretisch perfect antigeluid uitstralen.
Aangezien ons gehoor in staat is door het richten van ons hoofd naar een bron, onder meer door dit "padlengteverschil = faseverschuiving = tijdsverschil" van de geluidsgolven een richting te bepalen is het niet moeilijk voor te stellen dat in het midden- en hoogfrequent geluid absolute stilte met antigeluid haast niet bereikbaar is.
DUS: ANTIGELUID IS EEN 2de BRON MET EEN EEN FASEVERSCHUIVING VAN 180° = GOLFVERSCHUIVING MET 1/2 GOLFLENGTE.
We hernemen hierbij een vroegere animatie die het effect van deze faseverschuiving op het totaalniveau laat zien: De te lezen teksten veroorzaken nogal wat wachttijden. Voor de één te snel, voor de ander te traag.
Ik zal deze animatie in een later stadium ombouwen tot een Flash animatie om de bezoeker zelf invloed te geven op deze loopsnelheid en navigatie.
Deze post heeft een enigszins vreemd ontstaan.
In eerste instantie werd door geluidforum een banfgefilterde rose ruis gevraagd in functie van nagalm controlemetingen op een geluidsmeter die alleen nagalm mat over het totale geluidspectrum.
Hier kwam uit dat dergelijke ruis, 1. niet zo eenvoudig te vinden is en 2. dat als je hem vindt het nog niet zo evident is wat a. de kwaliteit van deze ruis noch de roll-off is en b. of deze bandfiltering gebeurde volgens een log base 2 metode of de log base 10 metode (beide blijkbaar geaccepteerd door gerelateerde normen).
Eén en ander te volgen in: http://forum.noiseconsult.com/viewtopic.php?p=4861#4861 en verder.
Dan kwam de vraag vanwege kyle in functie van een Profielwerkstuk (PWS) voor school inzake antigeluid:
Profielwerkstuk antigeluid
Op een 'normaal als professioneel te beschouwen' test CD stonden een aantal interessante testsignalen om het effect van antigeluid te demonstreren.
.... Called Sound Check 2, the CD begins with a complete series of 1/3 octave pink noise test signals, ....
Quote:
.... many especially produced and engineered by Alan himself at Abbey Road Studios, England. Presented in the purest form possible using the finest microphones and instruments, these sound examples use the full dynamic range available to 16-bit/44.1kHz CDs and are without any processing such as equalization or compression.
Mijn eeuwige wetenschappelijke nieuwsgierigheid deed mij eerst de besproken signalen, normaal ideaal om antigeluid in een klaslokaal via speakers te demonstreren, nameten.
Tegen de verwachtingen in stond ik verbaasd over de matige kwaliteit van deze signalen, zonder te begrijpen hoe een professional op professionele apparatuur die tevens toegang heeft tot een top studio (Abbey Road Studios, England. Dit is de studio wereldbekend geworden als thuishaven van de Beatles), iets dergelijk als testsignaal op een test CD kon zetten.
Dit zijn de metingen van het verbeterd en juist signaal (eigen werk):
Zo zouden bovenstaande metingen er moeten uitzien ....
Het volledig signaal (delen 1 tot 4) Stereo signaal, Mono weergegeven (beide kanalen gemixt)
Het feit dat mijn signaal deel 1 en 3 hoger lijkt, komt omdat ik het oorspronkelijk (CD) signaal van het rechter kanaal gecanceld heb, dan het linker kanaal naar het rechter gekopieerd zodat ik zeker was van identieke, 100% in fase zijnde signalen , wat per definitie in mono een hogere optelwaarde geeft (zie bovenstaande animatie), dan het oorspronkelijke signaal dat zich meer stochastisch gedroeg. Het probleem van deze fase uit zich dan ook niet alleen in de delen met tegenfase, maar ook in de delen die veronderstelt worden in fase te zijn.
Deel 2 geïsoleerd, Stereo signaal, Mono weergegeven (beide kanalen gemixt)
Dit is een echte meting, geen vergissing of grafische aanpassing. Het antigeluid dooft het signaal.
Deel 2 geïsoleerd , frequentieanalyse, Stereo signaal, Mono weergegeven (beide kanalen gemixt)
Deze lege grafiek is geen vergissing maar een reële meting die simpelweg niveaus lager dan -80 dB geeft, wat logisch is wanneer de som van 2 bronnen (links en rechts kanaal) verdwijnt door het antigeluid principe.
Wat hier gebeurde is is mij onduidelijk. Dit gaat niet over een fout bestandje op de oorspronkelijke CD, maar een systematisch verschil in de diverse signalen, wat zoals te verwachten een haast te verwaarlozen effect geeft in de lage frequenties (bas), en erger wordt naar de hogere frequenties toe. (zie verdere flash animaties).
Die High-Pass filter heeft een te weinig scherpe roll-off, de signalen op beide kanalen zijn niet perfect idendiek en die stukjes tegenfase vertonen dermate problemen dat er slechts beperkt over antigeluid kan gepraat worden. (ongewenste delay's, problemen/artifacts door analoog i.p.v. digitale verwerking, andere ...?)
Hieruit krijg ik wel het gevoel dat audiomensen een andere invalshoek en benadering hebben dan meer wetenschappelijk georiënteerde akoestici .....
Hoe dan ook deze oorspronkelijke CD signalen gebruiken ter demonstratie van antigeluid voor educatieve doeleinden is enigszins zinloos. Je gaat verschillen horen maar weet niet in hoever deze verschillen toe te wijzen zijn aan de bron of andere ruimteakoestische omstandigheden, positionering speakers of luisteraar, enz. Je hebt en hoort een verschil, maar een verschil waarvan de toe te wijzen oorzaak een niet gedefinieerd vraagteken blijft.
Om deze redenen besliste ik om deze oorspronkelijke signalen niet naar kyle (de vraagsteller) door te sturen, maar om dit probleem eerst grondig en systematisch door te meten en te bestuderen en verbeterde versies van deze geluidstestbestandjes te maken.
Om deze studie te visualiseren en controle te houden over de massa informatie (eigen gebruik en educatieve doeleinden) werden tal van grafiekjes gemaakt en deze verwerkt in flash animaties
Achteraf bekeken op zich een beetje idioot, want dit liep snel uit de hand en kon ik op minder tijd kwalitatief betere eigen testbestandjes van scratch maken (betere rolloff en wetenschappelijk correcte geluidsbestandjes).
Praktisch gebruik van de verder getoonde Flash animaties.
Er werd gesuggereerd om de geluidsbestandjes (de rose ruis) mee te integreren in de Flash animaties.
Dit is mogelijk, maar het is veel complexer dan gewoon één enkel .wav bestand te integreren.
Elke individuele animatie is opgebouwd (gemeten en grafieken gemaakt) op basis van 20 .wav bestanden (100 totaal voor de 5 animaties). Dus elke set van 2 metingen (golf en frequentieanalyse) is gebaseerd op zijn eigen geluidsbestand. Dit dient gerespecteerd en gesynchroniseerd of dit toegevoegd geluid werkt eerder verwarrend dan ondersteunend.
Verder worden deze .wav bestandjes gecomprimeerd tot MP3 of een ander gecomprimeerd audioformaat. Waar dit voor gewone muziek onbelangrijk is via CPU kwaliteit speelt dit wel een rol in functie van de educatieve doelstelling van de hier te downloaden geluidsbestanden.
Omdat deze juist opgebouwd zijn om de invloed van de exacte faserelatie (antigeluid) te onderzoeken is comprimering een toegeving geschikt voor een indruk, maar ongeschikt voor meettechnische doeleindes. Een .wav bestand is een niet gecomprimeerd exact (niet lossy) formaat. http://en.wikipedia.org/wiki/Lossy_compression Daarom zijn .wav bestanden ook zo groot.
Dit alles vraagt extra tijd die ik mogelijk in een later stadium zal onderzoeken, eventueel integreren.
0: Complete track = overzicht over de totale track die uit 4 delen bestaat (19.5 sec in fase + 4.5 sec in tegenfase + 4.5 sec in fase + 4.5 sec in tegenfase.
1: 1ste deel van 19.5 sec in fase.
2: 2de deel van 4.5 sec in tegenfase.
3: 3de deel van 4.5 sec in fase.
4: 4de deel van 4.5 sec in tegenfase.
Deze nummering herhaalt zich binnen elke animatie.
De "pink noise, phase check" is voor elke figuur in elke animatie identiek en is dus niets meer dan een algemene beschrijving.
De "Broadband", "Bass, 0 Hz - 200 Hz", "Low mid, 200 Hz - 1 kHz", "High mid, 1 kHz - end", "High, 7 kHz - end", geeft een extra beschrijving gerelateerd aan de hiervoor beschreven nummering.
De "stereo" en "mixed" staat voor de gebruikte meetmethode. Van elk .wav bestand bestaat er zowel een "stereo" als "mixed" bestand.
stereo: De 2 kanalen zijn individueel gemeten. Al de grafieken geven deze 2 kanalen afzonderlijk waarbij het bovenste gedeelte het linker kanaal is en het onderste gedeelte het rechter kanaal.
mixed: Dit is gemeten in Mono. Dit wil zeggen het linker en rechter kanaal samen. Aangezien bij Mono ook gebruik kan gemaakt worden van slechts 1 kanaal i.p.v. 2, en hier steeds beide kanalen gebruikt zijn, heb ik het mixed genoemd. In wezen is het een stereo signaal mono weergegeven.
De nummering aan het einde van de code vlak voor de extensie slaat terug op het type van bestand.
1: is het .wav geluidsbestand zelf.
2: is de geluidsmeting in functie van tijd (de blauwe grafieken)
Ik kreeg deze figuren niet klein genoeg om EN leesbaar, EN klein genoeg te zijn om samen in één figuur te krijgen en een animatie te maken beantwoordend aan de lay-out van dit forum en ruimte binnen berichten (alles kan natuurlijk, mits onnoemelijk veel tijdsgebruik).
De animaties zelf ( pfffffff.... ik ben er haast)
36: TOTAAL • "Broadband" ruis die het volledig spectrum dekt.
37: BAS • "Low Pass" ruis van <20 Hz tot 200 Hz.
38: LAAG MID • "Band Pass" ruis van 200 Hz tot 1 kHz.
39: HOOG MID • "High Pass" ruis van 1 kHz tot >20 kHz.
40: HOOG • "High Pass" ruis van 7 kHz tot >20 kHz.
Hier kan je de recentste test-geluidsbestanden downloaden (versie 3.0) die zeer goed zijn om antigeluid mee te testen en demonstreren.
Dit gecomprimeerd .rar bestand bevat 10 geluidsbestanden (.wav) ook verwerkt in deze animaties + 15 figuren waar metingen van deze geluidsbestanden op staan + 1 .txt bestand met uitleg + de extra overzichtsfiguur met samenvatting van deze inhoud. Hierdoor heb je een visueel beeld waar je exact naar luistert.
Wanneer je naar de stereo .wav bestanden luistert worden beide kanalen (links + rechts) individueel weergegeven over je linker en rechter luidsprekerkanaal.
Deel 1: ca 19,5 sec. beide kanalen in fase.
Deel 2: ca 4.5 sec. beide kanalen in tegenfase (antigeluid).
Deel 3: ca 4,5 sec. beide kanalen terug in fase.
Deel 4: ca 4,5 sec. beide kanalen terug in tegenfase (antigeluid)
Wat je nu nog hoort aan geluid van deel 2 en deel 4, komt niet van het origineel signaal dat op zich perfect in tegenfase is (perfect antigeluid), maar is het gevolg van vertragingen, reflecties, superpositie, interferentie enz .....
Hier zal je ook merken dat verandering van luisterpositie, het dichter of verder uit elkaar zetten van de speakers, andere omstandigheden ...., wat je exact hoort kan en zal beïnvloeden.
Hier zal je ook merken dat het veel eenvoudiger is antigeluid te demonstreren met lage frequenties, met hun inherente lange golflengtes die behoorlijk wat tolerantie toelaten op de beschreven beïnvloedende parameters, dan met hoogfrequent geluid.
Wanneer je naar de mixed .wav bestanden luistert worden beiden kanalen gemixt weergegeven.
Met mixing wordt hier bedoeld dat om het originele stereo signaal te testen op zijn nauwkeurigheid elk kanaal individueel een mono signaal draagt dat gegenereerd is uit het oorspronkelijke stereo signaal.
Het antigeluid (180° faseverschuiving of omgekeerde polariteit) is hier dus direct digitaal op de input toegepast waardoor er geen artefacten kunnen optreden ingevolge vertragingen, noch externe factoren van superpositie, interferentie, looppadverschillen enz.
In wezen bewijst deze mixing (mono signalen gegenereerd uit het oorspronkelijke stereo signaal) dat het hier perfect antigeluid betreft, en dat bij het beluisteren van de stereo .wav's elk geluid dat je waarneemt op de delen 2 en 4 komt van andere factoren, maar NIET van de oorspronkelijke bron waar een perfect antigeluid gegenereerd werd.
De exacte inhoud van dit gecomprimeerd .rar bestand
ANTIGELUID een fenomeen dat tot de verbeelding spreekt!.txt (deze uitleg)
Geluidforum.nl - ANTIGELUID een fenomeen dat tot de verbeelding spreekt! (internetsnelkoppeling)
Pink Noise - Anti Noise - included files.png (samenvattende figuur)
Samenvattende figuur (inbegrepen in download)
Het betreft hier de aangepaste/verbeterde versies van deze .wav bestanden.
Om redenen van auteursrecht, heb ik de onbewerkte geluidsbestanden van de oorspronkelijke CD niet bijgevoegd.
De meetgegevens zitten in de animaties, en voor praktisch educatief gebruik lijken mij de originele bestanden ook niet echt geschikt.
Vol bewondering ga ik dit alles eens goed doornemen (maar niet vanavond)
Om even de exclusiviteit te benadrukken: De achtergrond van de flash bestanden is afgestemd op de kleur van het forum. Dank je Eric! _________________ - Ook ú kunt (als geregistreerd gebruiker) beschikken over een onderschrift - Klik hier
- Voor vragen en opmerkingen aan de beheerder, mail naar geluidforum@gmail.com
Je mag nieuwe onderwerpen plaatsen Je mag reacties plaatsen Je mag je berichten niet bewerken Je mag je berichten niet verwijderen Ja mag niet stemmen in polls
FAQ
ZOEKEN
Gebruikers
Registreer (NIET verplicht!)
Profiel
Inloggen
pfffffff.... ik ben er haast)
Einde 
& 
