Warum kann die menschliche Stimme keinen Shepard-Ton erzeugen?

Der menschliche Kehlkopf erzeugt eine Grundfrequenz und ihre Obertöne, weil der Mechanismus dem eines Entspannungsoszillators ähnelt . Wir haben jedoch nur begrenzte Kontrolle über die relative Amplitude der Obertöne (wir haben einige – so ändern wir die „Farbe“ eines Tons, den wir singen, und den Klang von Vokalen).

Um die Shepard-Skala zu erzeugen, müssen Sie in der Lage sein, die relative Amplitude der verschiedenen Harmonischen zu steuern – insbesondere das Verhältnis der niedrigsten zwei Harmonischen. In begrenztem Umfang tun wir dies, wenn wir den Vokal ändern, den wir singen – wobei der „oo“-Laut wenige „wirklich hohe“ Obertöne hat, während das „ah“ viele hat. Von der Hyperphysik-Site erhalten wir beispielsweise dieses Bild:

zeigt, dass die Stimme viel oder harmonischen Inhalt hat. Aber es ist nicht "gleichmäßig verteilt" - wenn Sie also um eine Oktave abfallen, erzeugen Sie einen Klang, der so unterschiedlich ist, dass Sie nicht wirklich das Gefühl haben, eine "ewige" Skala zu haben.

Ich vermute, das wichtigste Problem besteht darin, dass Sie die niedrigste Harmonische mit einer langsam ansteigenden Amplitude wieder einführen möchten, damit die Note "in den unteren Bereich zurückkehrt", ohne jemals dorthin zu springen. Aber der Mechanismus der Stimmbänder ist zu einfach, um es zuzulassen.

Übrigens, wenn Soprane sehr hohe Töne singen, verlieren viele Menschen die Fähigkeit zu unterscheiden, welchen Vokal sie singen, da die Obertöne weiter auseinander liegen und das Ohr zwischen Vokalen unterscheidet, indem es die Form der Frequenzhüllkurve im Bereich bis zu einigen kHz schätzt ; Wenn es in diesem Bereich nur sehr wenige Harmonische gibt, kann die Form nicht bestimmt werden. Das "hohe C" (C7) hat eine Frequenz von 2093 Hz, daher stehen möglicherweise nur ein paar Obertöne zur Verfügung, um den Klang herauszufinden. Das macht Vokale im höchsten Register schwer zu unterscheiden.

ich habe einige schäfertöne und sogar einen stimmgenerator programmiert.

Die menschliche Stimme kann diesen Klang aus dem gleichen Grund nicht erzeugen, aus dem eine einzelne oder sogar 3 Posaunen es nicht schaffen könnten. Wenn Sie 12 Posaunen hätten, könnten Sie sie möglicherweise auf ein Radsystem setzen, so dass die Tonhöhe jedes einzelnen erhöht wird und wenn die obere nach oben reicht, stummgeschaltet und auf die niedrigste Tonhöhe gesendet wird. Vielleicht hat jemand einen mechanischen Hirtenton gebaut, aber ich bezweifle es, und um den Klang mit Stimme zu emulieren, wären mehrere Sänger erforderlich. Es ist im Allgemeinen ein digitaler Effekt, kein akustischer Instrumenteneffekt.

Die menschliche Stimme ist ein monophoner Klanggenerator (mit Ausnahme der tibetisch-tantrischen Stimme) mit einem Hauptausgangskanal, dem Mund, und einigen Ausgangskanälen mit geringerer Lautstärke, dh den Wangen, dem Hals und der Nase, die alle von einer einzigen Stimmbox kommen.

Es ist die polyphone Natur des Shepard-Tons, die das Ohr verwirrt, indem ihm zu viele Obertöne gegeben werden, um ihn zu einem bestimmten Zeitpunkt klar im Ton zu definieren. Er ähnelt einem Akkord mit 12 oder 20 Noten, einer sehr breiten Palette von Tönen.

Ein Shepard-Ton erfordert entweder mehrere Oszillatoren, die die Tonhöhe ändern, oder mehrere statische Oszillatoren, die mehrere Filter durchlaufen. Der, den ich auf YouTube gefunden habe, ist besonders gut, weil er etwa 50 Sinus mit sanften Attacks verwendet, sodass es schwierig ist, einen Sound vom nächsten zu unterscheiden.

Die menschliche Stimmbox kann etwas Ähnliches nicht leisten, da sie für eine grundlegende Shepard-Ton-Illusion mindestens ein Dutzend kontrollierte Harmonische gleichzeitig erzeugen müsste, Töne, die in gleichen Abständen und zyklischer Natur sind, dh die Amplitude des tiefsten Tons nimmt zu, wenn der höchste Ton abnimmt.

Menschen können kaum einen tiefen Ton und einen hohen Ton gleichzeitig und unabhängig voneinander erzeugen, so dass der Ton des einen im Verhältnis zum nächsten präzise gesteuert werden kann und die Lautstärke im Verhältnis zum nächsten genau gesteuert werden kann. Die Sprachbox kann sicherlich nicht mehrere Obertöne mit gleicher Lautstärke und konstantem Tonhöhenabstand erzeugen und deren Lautstärke steuern.

Auch die menschliche Stimme hat Mühe, einen einzigen klaren, sorgfältig abgestimmten Ton zu erzeugen, und es sind mehrere sorgfältig kontrollierte Signale vor oder nach dem Filtern erforderlich.

Die Sprachbox müsste mehrere unabhängige Resonatoren haben.