Mídias Sonoras 2

Prévia do material em texto

Experiências Midiáticas Sonoras
Aula 2: Noções de física do som
Apresentação
Ao abordarmos a relação da produção musical e da produção fonográ�ca contemporânea com sua relação com as novas
formas de produção, distribuição e comercialização de conteúdo sonoro/musical, é essencial a apresentação de conceitos
que fundamentam e complementam o entendimento do campo estudado e dos tópicos associados.
Um desses temas é o som, cuja compreensão de suas noções básicas será fundamental para a construção do processo
de ensino-aprendizagem dessa disciplina.
Objetivo
Identi�car os conceitos físicos associados ao desenvolvimento de conteúdo sonoro, com o som;
Exempli�car algumas particularidades dos conceitos físicos estudados em relação ao som.
A questão inicial: o que é som?
O som faz parte da vida cotidiana do ser humano, seja por intermédio de sua manifestação espontânea, natural, musical etc.
Alguns sons alertam sobre situações de periculosidade, acalmam e, até mesmo, podem nos remeter a alguma situação
vivenciada em outro momento. Assim, para compreendermos um pouco mais esse mundo sonoro estudaremos alguns
princípios físicos associados ao som.
O som é uma percepção sensorial, ocasionada por uma vibração mecânica,
que se propaga em meio material.
Exemplo
Imagine que ao tocar em uma das cordas de um violão com um de nossos dedos, ela vibrará. Essa vibração se desloca no ar até
chegar aos ouvidos, que transformam essas ondas mecânicas em impulsos nervosos enviados ao cérebro humano.
A velocidade do som dependerá da temperatura e da pressão. Sua velocidade no ar, em condições normais de temperatura e
pressão é de 340 m/s (metros por segundo).
O som deve possuir algumas características para que seja percebido: frequência, altura, intensidade, timbre e acústica.
É necessária uma fonte emissora (fonte sonora) para que o som se propague em um determinado meio, para, então, ser
percebido por uma fonte receptora (receptor sonoro). Essa propagação pode ocorrer em meios sólidos, líquidos e gasosos.
A velocidade do som dependerá da temperatura e da pressão. Sua
velocidade no ar, em condições normais de temperatura e pressão é
de 340 m/s (metros por segundo). O som deve possuir algumas
características para que seja percebido: frequência, altura,
intensidade, timbre e acústica.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Frequência
Representa o número de ciclos (ou vibrações) de uma onda sonora. São expressas em Hz ou Hertz, unidade de medida do
Sistema Internacional (SI), que indica a quantidade de ciclos por segundo.
Exemplo
1 Hz = 1 ciclo por segundo 
44.100 Hz = 44.100 ciclos por segundo
 Figura 2 - Senoide gerada em 440 Hz (440 ciclos por segundo)
Altura de uma onda
Está associada à sua frequência, ou seja, ao tipo de som que ouvimos:
Grave (frequências baixas);
Médio (frequências médias);
Agudo (frequências altas).
 Figura 3 - Esquema representando duas ondas sonoras de diferentes frequências
A faixa de frequências audíveis de um ser humano encontra-se entre 20 e 20.000 HZ. As respostas de frequência estão,
geralmente, dentro das seguintes faixas:
Quadro 1 - Espectro sonoro
Faixa de Frequência Espectro Sonoro
20 - 200 Hz Grave
200 - 2.000 Hz Médios
2.000 - 20.000 Hz Agudos
Quanto mais alta a altura de uma onda, mais próxima das frequências agudas.
Quanto mais baixa a altura de uma onda, mais próxima das frequências graves.
Os sons abaixo dos 20 Hz são chamados de infrassom e os acima de
20.000 Hz são chamados de ultrassom.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Intensidade de uma frequência
Está associada à pressão sonora, ou seja, ao nível de volume sonoro. O som pode apresentar maior (mais forte) ou menor
(mais fraco) intensidade. Pode-se veri�car esse fenômeno também por meio do valor da amplitude de uma onda.
A Figura 4 apresenta dois grá�cos de uma mesma frequência (440 Hz), porém com valores de amplitude diferentes, ou seja, a
com a maior valor de amplitude terá um maior nível de volume e a com o menor valor, terá nível de volume mais baixo que a
anterior.
 Figura 4 - Representação de duas ondas sonoras com a mesma frequência e diferentes amplitudes
A percepção de volume é expressa por intermédio do decibel, unidade de medida comparativa muito utilizada para aferição de
intensidade sonora. Seu símbolo é o dB.
A unidade de medida usada para o nível de pressão sonora é o decibel SPL (Sound Pressure Level).
Saiba mais
Observe as faixas de intensidade dos sons <bit.ly/2F74AXO> .
Faixa Dinâmica é um termo relacionado à intensidade sonora, que apresenta a relação entre o menor e o maior nível de
intensidade sonora.
Timbre
É o elemento responsável pela identi�cação de um som. Comparando com a impressão digital de um ser humano (em que
cada pessoa possui impressões digitais únicas), poderíamos dizer que o timbre seria a impressão digital de um determinado
som, pela característica apresentada.
Essa característica nos permite diferençar, por exemplo, uma mesma nota (na mesma altura) de um violão, de um piano ou de
uma �auta. Isso ocorre por causa dos diferentes modos de vibração das fontes sonoras, mesmo que os sons emitidos estejam
em uma mesma frequência.
A Figura 5 apresenta três tipos de ondas gerados na mesma frequência (440 hertz): uma senoide, uma voz e uma onda
quadrada.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0111/bit.ly/2F74AXO
 Figura 4 - Representação de duas ondas sonoras com a mesma frequência e diferentes amplitudes
Por meio dos grá�cos apresentados na Figura 5, é possível veri�car que, apesar de todos os sons terem sido originados em
uma mesma frequência, eles apresentam características diferentes, o que permite que sejam identi�cados pelos nossos
ouvidos.
Um timbre, geralmente, é formado por uma frequência fundamental e
seus múltiplos, chamados de harmônicos.
Esse fenômeno foi descoberto por Pitágoras, que, ao usar o monocórdio , percebeu que a vibração da corda se subdividia em
pontos menores e, de acordo com seu tamanho, era possível visualizar os pontos se dividindo em duas partes, em três partes
e, assim, continuamente.
No início do século XIX, o matemático Jean Baptiste Fourier apresentou uma teoria descrevendo os fenômenos ondulatórios
(harmônicos).
1
"Qualquer onda pode ser decomposta em uma combinação
de ondas primitivas, todas com a forma de uma senoide. A
soma de ondas senoidais formando ondas complexas é
chamada de síntese de Fourier; a decomposição de uma
onda complexa em suas componentes senoidais é conhecida
como análise de Fourier."
- ALEIXO, 2003, p. 3.
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0111/aula2.html
 Figura 6 - Série harmônica
Na Figura 6, veri�camos que os harmônicos são frequências múltiplas da nota fundamental e geralmente não são escutados
individualmente, mas em conjunto com a nota fundamental.
Cada timbre (por exemplo: uma voz, um som de violão ou de piano) possuirá uma quantidade de harmônicos em diferentes
proporções e intensidade.
Raramente há uma frequência que não apresente harmônicos: caso do diapasão, que gera uma onda senoidal . Desse modo,
veri�camos que os harmônicos são parte fundamental de um timbre.
1
As �guras a seguir, apresentam três formas de ondas diferentes na mesma altura (440 Hz) e os grá�cos de seus respectivos
harmônicos:
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0111/aula2.html
 Figura 7 - Onda Senoidal (440 Hz)
Na Figura 8, visualizamos os harmônicos e o decaimento de suas respectivas intensidades.
 Figura 8 - Onda Quadrada (440 Hz)
A Figura 9 exibe os grá�cos de uma onda dente de serra, um pouco mais complexa, com mais harmônicos do que os tipos de
onda apresentados anteriormente.
 Figura 8 - Onda Quadrada (440 Hz)
Nos grá�cos exibidos na Figura 9, também é possível veri�car a maior
quantidade e o decaimento do nível de intensidade sonora dos harmônicos
da onda dente de serra.
Outro conceito que também se relaciona com os harmônicos, é o de oitava .
O segundo harmônico é a oitava da frequência fundamental;O quarto harmônico é a oitava do segundo harmônico;
O oitavo harmônico é a oitava do quarto harmônico.
A Tabela 1 apresenta oito harmônicos, suas respectivas frequências e oitavas, em relação à frequência fundamental de 20 Hz.
3
Tabela 1 - Oitava e harmônicos - Frequência 20 Hz
Frequência fundamental 20 Hz Oitavas
1º harmônico (x1) 20 Hz (a própria fundamental, uníssona) ---
2º harmônico (x2) 40 Hz Uma oitava acima
3º harmônico (x3) 60 Hz ---
4º harmônico (x4) 80 Hz Duas oitavas acima
5º harmônico (x5) 100 Hz ---
6º harmônico (x6) 120 Hz ---
7º harmônico (x7) 140 Hz ---
8º harmônico (x8) 160 Hz Três oitavas acima
Por meio dos dados apresentados na Tabela 1, veri�ca-se que os harmônicos não ocorrem em uma progressão linear.
Dessa forma, uma nota musical, que pode ser tocada por vários instrumentos musicais pode ser de�nida como:
https://estacio.webaula.com.br/cursos/go0111/aula2.html
"Um som cuja vibração encontra-se dentro de um intervalo
perceptível pelo ouvido humano é a combinação, sob as mais
diversas formas, de uma sequência de notas em diferentes
intervalos. Entretanto, uma mesma nota emitida por
diferentes instrumentos musicais pode ter a mesma
frequência e ainda assim soar de maneira diferente para
quem ouve. "
- ALEIXO (2003, p. 3)
Acústica
Dois fenômenos relacionados à acústica, geralmente, são percebidos sonoramente por nossos ouvidos: Reverberação e eco.
Reverberação
Está associada às re�exões sonoras de determinado som em um ambiente, onde o intervalo de tempo é pequeno e não nos
permite identi�car o som que foi re�etido do som original. Esse efeito permite identi�car as características acústicas de um
ambiente.
Exemplo
Um canto ou uma voz em uma igreja. As características arquitetônicas fazem com que o som possua um tipo de reverberação
singular, que, quando escutado, é identi�cado e relacionado ao local.
 Figura 10 – Reverberação  Figura 11 - Ardour Stereo Reverb
Eco
É o fenômeno em que percebemos distintamente um som re�etido por uma barreira ou obstáculo. Diferentemente da
reverberação, o eco ocorre quando a barreira ou obstáculo está posicionada no mínimo a 17 metros de distância da fonte
sonora.
 Figura 12 - Representação do Eco
Módulos ou softwares de delay podem ser utilizados para reproduzir os atrasos sonoros em um ambiente e, até mesmo,
simular um eco de uma fonte sonora registrada sem esse efeito.
Nesses dispositivos, longos atrasos são con�gurados e, geralmente, usados junto com outros parâmetros (como o feedback)
para simular um eco (repetitivo), percebido em grandes espaços.
Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
 Figura 13 - Delay / Echo Plugin
Atividade
1) O que é som?
2) Para que um som seja percebido, quais as características básicas que ele deve possuir?
3) Qual a faixa de frequências audíveis pelo ser humano?
4) De acordo com as três formas de ondas básicas apresentadas nas Figuras 7, 8 e 9 desta aula, indique a onda que apresenta
o maior conteúdo harmônico e a que não contém conteúdo harmônico.
5) Acesse o Gerador de Tom Online <https://szynalski.com/tone#40,v0.75> , que já está con�gurado para uma frequência de 40
Hz (fundamental). Você poderá escutá-la, e ao clicar no ícone x2, será possível veri�car suas oitavas. Identi�que e liste as 2ª, 3ª
e 4ª oitavas encontradas em relação à frequência fundamental. Em seguida, reconheça e escreva as notas musicais
correspondentes à oitavas encontradas. As notas musicais podem ser encontradas no lado direito do ícone x2 (exemplo C=Dó,
D=Ré, D#=Ré sustenido etc.).
Notas
Monocórdio 1
Instrumento musical que possui uma única corda.
Onda senoidal 2
É uma onda pura, que não apresenta harmônicos.
Oitava 3
É o intervalo entre dois sons que possuem a metade ou o dobro de sua altura (frequência).Referências
ALEIXO, G. T. Um banquinho, um violão ... E uma onda em propagação. (Propriedades das ondas numa corda). IFGW /
UNICAMP. Relatório Final, no F809. Campinas: Universidade Estadual de Campinas - Instituto de Física Gleb Wataghin, jun.
2003. Disponível em:
https://www.i�.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2003/991828Giorgia-
MansanaresF809_RF09_0.pdf
<https://www.i�.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2003/991828Giorgia-
MansanaresF809_RF09_0.pdf> . Acesso em: 6 abr. 2019.
BRAGA, N. C. Fundamentos de Som e Acústica. [S.l.]: Editora Newton C. Braga, 2016.
FONSECA, N. Introdução à Engenharia de Som. Lisboa, Portugal: FCA, 2007.
LAZZARINI, V. E. P. Elementos de Acústica. Londrina, Paraná, 1998. Disponível em: //hugoribeiro.com.br/biblioteca-
digital/Lazzarini-Elementos_Acustica.pdf <//hugoribeiro.com.br/biblioteca-digital/Lazzarini-Elementos_Acustica.pdf> . Acesso
em: 7 abr. 2019.
RATTON, M. Midi - Guia Básico de Referência. Rio de Janeiro: H. Sheldon - Serviços de Marketing Ltda., 1997.
RUSS, M. Sound Synthesis and Sampling. [S.l.]: Taylor & Francis, 2012.
Próxima aula
https://szynalski.com/tone#40,v0.75
https://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2003/991828Giorgia-MansanaresF809_RF09_0.pdf
https://hugoribeiro.com.br/biblioteca-digital/Lazzarini-Elementos_Acustica.pdf
Formatos para distribuição de música: Wave, Aiff, Mp3, AAC e FLAC;
Áudio digital;
O áudio analógico e o digital;
Codecs de áudio.
Explore mais
Assista aos vídeos:
Harmonic Series Spiral <https://www.youtube.com/watch?v=lWtIwtdSGkg> ;
Technology of Music Production: Visualizing Sound <https://www.youtube.com/watch?v=qDaA5NMGxgc> .
https://www.youtube.com/watch?v=lWtIwtdSGkg
https://www.youtube.com/watch?v=qDaA5NMGxgc