Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Mají uši jako člověk. Tajemství zvuku pomáhají rozplést zvláštní panáci

  16:18
V nově postaveném koncertním sále sedí 50 lidí a říkají, jak vnímají kvalitu hudby, nakolik rozumí mluvenému slovu řečníka. I to je způsob, jak by se dala otestovat akustika. Na Vysokém učení technickém v Brně však na to mají dva speciální panáky s mikrofony v uších a reproduktorem v ústech, kteří to odhadnou úplně stejně jako lidé.

Vlastnosti zvuku měří na brněnském VUT speciální panáci. | foto: Marie Stránská, MAFRA

Vypadají podobně jako figuríny, na nichž se zdravotníci učí zachraňovat lidské životy. Jen s tím rozdílem, že tyhle stojí několik stovek tisíc korun a firmy nebo studenti si na nich zkoušejí testovat hlasitost a další parametry sluchátek, telefonů nebo třeba hluk v místnosti.

Fotogalerie

„Místo člověka, který by musel říkat, jestli se mu líbí, jak mu zvuk v uších zní, získáme díky umělým uším figurín objektivní charakteristiku. Navíc může být někdy tento způsob testování pro lidské ucho i bezpečnější,“ popisuje vyučující na fakultě elektrotechniky VUT Jiří Schimmel.

Nejčastěji měří zvuk právě ze sluchátek. Snaží se, aby všechny tóny – od hlubokých až po ty nejvyšší – měly co nejpodobnější hlasitost. Dosáhnout úplně stejné u všech tónů je totiž technicky velmi náročné.

„Když posloucháte hudbu ze sluchátek, většinou si nedokážete udělat obraz o tom, jak zněla ve skutečnosti. Ani vlastně netušíte, že vám ji sluchátka zkreslují. Když jsou kvalitní, je to zkreslení menší,“ vysvětluje Schimmel, jak díky uším figurín změří rozdíly mezi hlasitostí tónů a pak se pokusí navrhnout algoritmus, který signál pro sluchátka upraví tak, aby hrála stejně.

Čas od času si je objedná nějaká firma. Například společnosti Audified posloužily k vývoji softwaru pro hudebníky. „Při mixování nahrávek, ještě než se dají do distribuce, se je zvukař snaží udělat co nekvalitněji, ale zároveň potřebuje slyšet, jak budou znít na méně kvalitních zařízeních, například na iPodu nebo v počítači,“ říká vyučující oboru audioinženýrství.

Umělé ucho se musí stlačit jako to lidské

Běžně si zvukař písničku pustí z více typů sluchátek a reproduktorů. Firma si však na VUT různé typy těchto zařízení změřila a na základě toho vymyslela program, který simuluje rozličnou kvalitu zvuku.

Nedávno posloužily stroje z VUT také k vývoji sluchátek potlačujících hluk z okolí. V případě, že se člověk nachází ve velmi rušném prostředí, sluchátka hluk dokážou zpracovat tak, aby z nich byl slyšet jen ten signál, který je potřeba.

Figuríny na elektrotechnické fakultě se od sebe liší v tom, že jedna simuluje pouze lidské uši, druhá má i ústa a nástavec, díky němuž mohou zkoušet i akustické vlastnosti mobilních telefonů.

Uši jsou modelovány tak, aby odpovídaly těm skutečným. I tuhostí materiálu. „Sluchátka, která se dávají na uši, na ně vytváří určitý přítlak. Umělé ucho musí stimulovat stejný odpor. To znamená, že když dáme sluchátka na hlavu, musí stlačit umělé ucho stejně jako normální, protože se tím mění objem mezi sluchátkem a bubínkem, což má vliv na reprodukci zvuku,“ vypráví Schimmel.

Mikrofony v umělých uších jsou umístěny přesně tam, kde mají lidé bubínky. Do reproduktoru v ústech zase obvykle pouští šumy nebo pískání, které pokryje spektrum všech tónů lidského hlasu.

Zvuk mění i odraz od ramen

Schimmel odhaduje, že v Česku je podobných hlav dohromady pět. Jejich pořízení není zrovna levná záležitost. Ta s mikrofony pouze v uších stála po slevě 150 tisíc, druhá s umělou pusou asi 450 tisíc korun. Nejdražší částí jsou právě kvalitní snímače zvuku.

A proč mají figuríny podobu celého torza, a ne jen hlavy? „Pro náš prostorový vjem jsou důležité odrazy od těla. Kromě zvukové vlny, která dopadá do ucha přímo, je důležitá i vlna odražená do ucha od ramene,“ dodává Schimmel.

Při studiích na VUT ho zajímalo, jak vzniká zvuk z různých hudebních nástrojů, jak vznikají hudební efekty. Na akademické půdě už zůstal. Před čtyřmi lety byl u založení oboru audioinženýrství, který teď také učí.

Jejich figuríny by podle něj do budoucna mohly mít širší využití. Mohly by posloužit k testování naslouchátek pro neslyšící nebo k měření hluku uvnitř auta či hodnocení srozumitelnosti řeči při použití handsfree.