Politechnika Krakowska Wydzial Fizyki, Matematyki i Informatyki Politechnika Krakowska Politechnika XXI wieku
Wydzial Fizyki, Matematyki i Informatyki
Grafika Komputerowa i Multimedia

Fizyka i fizjologia dźwięku

Dane przedmiotu
Nazwa

Fizyka i fizjologia dźwięku

Semestr 2
Punkty ECTS 3
Rodzaj zajęć W Ć L P S
Liczba godzin w sem. 30 - 30 - -

 

Treści programowe
Wykład L.godz.
1. Fizyczne parametry dźwięku: głośność, poziom natężenia, wysokość, barwa; pomiar, jednostki, określenia tradycyjne i umowne. -
2. Fizyczne podstawy zjawisk dźwiękowych: drgania harmoniczne i anharmoniczne, fale dźwiękowe, tony składowe i analiza fourierowska. -
3. Cechy dźwięków i ich układów używane w nauce o muzyce: konsonans, dysonans, skale muzyczne, rodzaje strojów, budowa akordów, kadencje, system modalny i system tonalny. -
4. Funkcja logarytmiczna, związek wysokości z częstotliwością, "poziomy" i decybele. -
5. Cechy dźwięku kontrolowane elektronicznie: czas narastania, czas zaniku, obwiednia vs. barwa. -
6. Podstawy analizy szmerów: formanty mowy, widma ciągłe, własności fraktalne. -
7. Fizjologiczne podstawy percepcji dźwięku: budowa ucha, teoria Helmoholtza, teoria miejsca, teoria salw, akustyczne prawo Ohma, niezależność barwy od fazy, pasma krytyczne, złudzenia dźwiękowe: paradoks kwinty, glissando nieskończone. -
8. Fizyczne i fizjologiczne podstawy kompozycji utworów muzycznych: monodia, organum, kontrapunkt imitacyjny i kontrastowy, fuga i przekształcenia tematu, formy klasyczne i zasada kontrastu: allegro sonatowe, rondo, wariacje. Praca motywiczna vs. praca tematyczna. -
9. Muzyka jako seria czasowa: serializm, aleatoryzm, analiza serii czasowych, wykładniki Lapunowa, "muzyka fraktalna". -
10. Podstawy elektronicznej syntezy dźwięku. -
Laboratorium  
1. Synteza dźwięków za pomocą prostych programów, wysokość i częstotliwość, barwa i skład harmoniczny (np. Audacity). -
2. Dudnienia a dysonans, sprawdzanie hipotezy Helmholtza dla różnych barw. -
3. Synteza skal muzycznych i prostych melodii. -
4. Projektowanie instrumentów w stroju pitagorejskim, naturalnym i równomiernie temperowanym (C-sound). -
5. Sprawdzenie akustycznego prawa Ohma, niezależność barwy od fazy. -
6. Synteza samogłosek. -
7. Obwiednie i formanty mowy. -
8. Zjawiska nieliniowe: tony sumacyjne i różnicowe w instrumentach i narządach słuchu. Sprawdzanie zjawiska wysokości resztkowej. -
9. Pomiar szerokości pasm krytycznych. -
10. Synteza z użyciem zadanych przebiegów ciśnienia akustycznego, np. z nagrań. Efekty pogłosu, głębi, jasności. -
11. Synteza efektów dźwiękowych naśladujących odgłosy naturalne, przemysłowe itp. (C-sound). -
12. Rejestracja, analiza i przetwarzanie sygnałów dźwiękowych. -
13. Muzyka fraktalna. -
14. Synteza złudzeń dźwiękowych: paradoks kwinty, nieskończone glissando.(C-sound). -

 

Zalecana literatura
1. Ian Johnston, Measured Tones, "The interplay of Physics and Music", IOP Publishing Ltd. Bristol, 2002
2. Perry R. Cook ed., "Music, Cognition and Computerized Sound, An Introduction to Psychoacoustics" MIT Press Cambridge, 2001
3. E. Ozimek, "Dźwięk i jego percepcja: aspekty fizyczne i psychoakustyczne", Wydaw. Naukowe PWN, Warszawa; Poznań, 2002
4. David J. Benson, "Music. A mathematical offering", Cambridge, University Press, 2006
5. Neville H. Fletcher, Thomas D. Rossing, "The Physics of Musical Instruments", Springer Verlag, 1991

 

Przedmioty