Wie sieht eine analoge Sprachübertragung im sichtbaren Spektrum aus?

Hier ist das Spektrum der menschlichen Stimme, die „oh“ sagt:

Wenn Sie den Klang direkt in Licht übersetzen und die Frequenzen so anpassen, dass sie sichtbar sind, indem Sie alle hörbaren Frequenzen in das gesamte sichtbare Spektrum übersetzen, wie würde es aussehen? Nun, es sieht ähnlich aus wie zwei davon:

das ist das Spektrum eines Wolf Rayet Sterns. Mehr finden Sie hier . Sie sind riesige Sterne, die kurz davor stehen, als Supernovae abzublasen, und von weitem sehen sie ziemlich genau wie jeder andere Stern aus: ein weiß-blauer Punkt.

Nun, ein 2D-Spektrum eines Satzes:

Jede Spalte im Diagramm ist das Spektrum dieses Teils des Satzes. Die qualitativen Eigenschaften sehen ziemlich gleich aus. Einige Teile haben einen hellen Fleck im höheren Frequenzbereich, der in einen Blauton übersetzt wird, während andere eine Masse in den niedrigeren Frequenzen aufweisen, sodass sie roter aussehen. In Punkten wie Fli gibt es überall Signale, die mich an einen schwarzen Körper erinnern, daher wird es hauptsächlich weiß sein.

Ich denke, die Farben, die man sehen würde, werden Sternen ähnlich sein, wo wir sagen können, dass einige unterschiedliche Töne haben, aber es wird wahrscheinlich nicht offensichtlich sein, dass sie es sind.

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Zum Spaß, hier ist ein Video von all dem, was ich sage. Der beschissene Code zum Generieren ist hier , und ich verwende Colorpy naiv, um das Spektrum in Farbe umzuwandeln, die möglicherweise nicht genau oder korrekt ist. Der tatsächliche Ton kann heller aussehen.

In dieser Antwort gehe ich davon aus, dass wir Amplitudenmodulation durchführen. Das heißt, wir haben eine Lichtquelle mit einer konstanten Frequenz und verwenden das Audiosignal, um ihre Helligkeit zu modulieren. Im Gegensatz zu der in der anderen Antwort vorgeschlagenen Codierung wäre dies eine einfache Schaltung, die mit einer LED und einem Operationsverstärker oder einem oder zwei Transistoren aufgebaut werden könnte. Obwohl nur eine einzige Lichtfrequenz als Trägersignal verwendet wird, kann dennoch der gesamte Frequenzbereich des Audiosignals kodiert werden. (AM-Radio verwendet das gleiche Prinzip.)

Für ein menschliches Auge würde es ziemlich wie eine kontinuierliche Lichtquelle aussehen, da die niedrigsten Frequenzen in der menschlichen Stimme höher sind als die höchste Flimmerfrequenz, die das menschliche visuelle System verarbeiten kann.

Um dies zu sehen, beachten Sie, dass ein altmodischer Fernseher mit Kathodenstrahlröhre effektiv ein- und ausschaltet, während der Elektronenstrahl das Bild abtastet. Dies geschieht bei einer Frequenz von 50 Hz, aber das resultierende Flimmern ist für die meisten Menschen nicht wahrnehmbar. 50 Hz wurde gewählt, weil es nahe an der niedrigsten Frequenz liegt, mit der Sie davonkommen können - viel niedriger als das, und das Flimmern wird sichtbar. (Filme haben normalerweise 24 Bilder pro Sekunde, aber in diesem Fall muss der Verschluss des Projektors nur kurz zwischen den Bildern geschlossen werden, also ist es eine andere Situation.) Laut Wikipedia können Bassisten normalerweise nur bis zu 80 Hz gehen, also wenn ein Sprachsignal verwendet würde, um eine sichtbare Lichtquelle zu modulieren, wäre die Modulation für die meisten menschlichen Beobachter im Wesentlichen unsichtbar.

Wenn Sie sich jedoch selbst trainieren, können Sie dies tunSehen Sie das Flackern einer Kathodenstrahlröhre (oder einer anderen pulsierenden Lichtquelle wie einer billigen LED-Lampe oder einer Natrium-Straßenlampe), indem Sie Ihre Augen schnell an der Lichtquelle vorbei bewegen und das Nachbild beobachten, das sie auf Ihrer Netzhaut hinterlässt. (Zumindest kann ich das seit meiner Kindheit; wenn ich es anderen Leuten erkläre, scheinen sie Schwierigkeiten zu haben, es zu reproduzieren. Am besten funktioniert es nachts, wenn andere Lichtquellen nicht stören. Am besten ist es auch, wenn die Lichtquelle ist ziemlich klein oder weit entfernt.) Dies zeigt, dass es das Gehirn und nicht die Augen sind, die das Flimmern herausfiltern. Mit dieser Technik können Sie Frequenzen bis zu einigen hundert Hertz sehen, was es Ihnen ermöglichen würde, einige Informationen aus der modulierten Lichtquelle zu extrahieren. Mit Training könnten Sie wahrscheinlich den Unterschied zwischen Vokalen und Konsonanten erkennen,