Shepard語氣

線性頻率尺度上升上shepard音調的頻譜視圖

Shepard的音調羅傑·謝潑德(Roger Shepard)的名字命名,是一種聲音,由八度音節隔開的正弦波疊加組成。當使用音調向上或向下移動的低音音調時,它被稱為Shepard秤。這產生了似乎不斷上升或下降的音調的聽覺幻想,但最終沒有更高或更低的聲音。

建造

圖1:Shepard音調形成Shepard量表,以音序器為例

圖1中的每個正方形表示音調,垂直對齊中的任何一組正方形共同形成一個Shepard音調。每個正方形的顏色表示音符的響度,紫色是最安靜和綠色的。重疊的註釋同時播放完全是一個八度的八度音階,每個秤都逐漸消失並逐漸消失,因此聽到任何給定尺度的開始或結束是不可能的。

shepard音調從根注意A(A 4 = 440 Hz)
Shepard量表, C大調中的音音尺度,重複5次

作為上升的Shepard量表的概念示例,第一種音調可能是幾乎聽不清的C 4中間C )和大聲的C 5 (高八度)。下一個將是稍高的c♯4 稍微安靜的c♯5 接下來是靜止的d 4和更安靜的d 5 。這兩個頻率在八度的中間( f♯4f♯5 )也同樣大聲而第十二張音調將是一個大聲的b 4 ,幾乎聽不清B 5 ,添加了幾乎看不見b 3 。然後,第13個音調將與第一個音調相同,並且週期可以無限期地繼續。 (換句話說,每種音調由兩個正弦波組成,其頻率由八度隔開;每個音調的強度是一個從峰頻率中分離出來的餘弦功能,在上面的示例中為b 4 。 Shepard ,“在低頻和高頻下,幾乎所有逐漸挖掘到亞閾值水平的平滑分佈都將與實際使用的餘弦曲線一樣。”

在英國廣播公司(BBC)的節目《爆炸》(Bang Bang)的一集中,這種幻覺背後的理論被描述為“音樂理髮師的桿子”。

所描述的比例在每種音調之間具有離散步驟,稱為離散的Shepard量表。如果連續的筆記(斷斷續續Marcato而不是LegatoPortamento )之間存在短時間的時間,這種幻覺更令人信服。

變體

移動音頻和視頻可視化升起的Shepard -risset Glissando。看到並聽到較高的音調淡出。

Shepard -Risset Glissando

Jean-Claude Risset隨後創建了一個刻度的版本,音調連續滑動,並適當地稱為連續Risset ScaleShepard-Risset Glissando 。正確完成後,音調似乎會在音調上連續上升(或跌落),但又回到了起始音符。 Risset還與節奏產生了類似的效果,在這種節奏中,節奏似乎無休止地增加或減少。

使用斷裂循環的Risset加速節奏效應的一個示例

Tritone悖論

依次播放的一對shepard音調,由tritone間隔(一半八度)隔開會產生Tritone悖論。謝潑德(Shepard)曾預測,這兩個音調將構成一個可靠的人物,即相當於頸部立方體的聽覺,可以聽到上升或下降的聲音,但絕不會同時聽到。

shepard音調的序列產生tritone悖論

1986年,戴安娜·德意志(Diana Deutsch)發現,音調的感知取決於所涉及的絕對頻率,並且一個人通常會聽到與最高頻率相同的音高(這取決於音符的絕對音調)。有趣的是,根據聽眾的語言或方言,不同的聽眾可能會感知與上升或下降相同的模式(Deutsch,Henthorn和Dolson發現,越南語的母語人士,一種音調語言,聽到了Tritone paradox的聽覺,與加利福尼亞人不同。以英語為母語的人)。

永久旋律

佩德羅·帕特里奧(Pedro Patricio)在2012年觀察到,通過使用Shepard音調作為聲源並將其應用於旋律,他可以重現Shepard量表的連續上升或下降運動特徵的幻覺。不管音符的速度和信封如何,都可以有效地保持聽覺幻覺。 Shepard音調的不確定性使作曲家可以嘗試欺騙和令人不安的旋律。

一個永久旋律的示例

例子

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