Контрольная работа №2 по дисциплине
«Зрительно-слуховое восприятие аудио-визуальных программ» Вариант I
, группа 6
1. Перечислите типы цветочувствительных рецепторов. Спектральная чувствительность к какому цветовому диапазону у человека максимальна?
Существует три типа рецепторов (колбочек):
· S (коротковолновые) – 445 нм (синий цвет)
· M (средневолновые) – 535 нм (зеленый цвет)
· L (длинноволновые) – 570 нм (красный цвет)
Максимум спектральной чувствительности человека находится в диапазоне синего цвета (длина волны 440-485 нм).
2. Какая модель используются для полного описания кодирования информации о цвете в зрительной системе? Нарисуйте и опишите эту модель.
Для описания кодирования информации о цвете в зрительной системе используется трехстадийная модель:
Стадия I: Световое излучение аккумулируется на рецепторном уровне.
Стадия II: Информация преобразуется на предетекторном уровне в двух подсистемах: хроматической и ахроматической. Они имеют схожую структуру: каждая подсистема состоит из двух каналов, каждый из которых настроен на некий физический параметр излучения.
Стадия III: Анализ информации на детекторном уровне. Специфика цветовых детекторов состоит в особой форме синоптической связи с четырьмя каналами ахроматической и хроматической подсистем. За счет этой специфики в детекторе формируется сенсорный цветовой образ, характеризующийся цветовым тоном, насыщенностью и светлотой. После этого раз поступает в систему зрительного восприятия.
3. Что такое константность цветового восприятия?
Константность восприятия цвета – явление, в соответствии с которым цвет предмета остается постоянным, несмотря на изменение спектрального состава падающего на него света. Она обеспечивается механизмами хроматической адаптации и памятными цветами.
К примеру, зеленая поверхность воспринимается одинаково независимо от того, каким светом она освещается, — электрическим или люминесцентным, а это значит, что в данном случае имеет место константность цветовосприятия. Но если смотреть на ту же зеленую поверхность через «искусственный зрачок» — крошечное отверстие в непрозрачном картоне, через которое не видно ничего, кроме этой зеленой поверхности, — выяснится, что ее цвет зависит от спектрального состава падающего света: при люминесцентном свете она будет казаться сине-зеленой, а при электрическом — желто-зеленой. При подобных ограниченных возможностях зрительного восприятия константность цветовосприятия исчезает.
4. Как объясняется возникновение ощущений пурпурного, коричневого и черного цветов?
Пурпурный, коричневый – неспектральные цвета (полученные как смесь цветов с разной длинной волны), черный – ахроматический цвет (“бесцветный”).
Пурпурный цвет воспринимается глазом как смесь синего и красного цветов. Коричневый цвет получается при смешивании синего и красного, а также оранжевого с серым или синим, желтого и пурпурного цветов. Черный цвет воспринимается при отсутствии светового потока от объекта.
5. Ахроматический контраст – это явление, заключающееся в том, что светлое пятно на темном фоне кажется еще более светлым (положительный контраст), а темное на светлом – темнее (отрицательный контраст), чем есть на самом деле. Если пятно окружено полем другого тона (светлее или темнее), то его называют реагирующим полем, а фон – индуктирующим. Реагирующее поле меняет свою светлоту сильнее, чем индуктирующее.
6. Отметьте правильные утверждения:
a) Если три разных монохроматических стимула падают на один фоторецептор в глазу, происходит аддитивное смешение цветов;
b) Если два разных монохроматических световых стимула падают на один фоторецептор в глазу, происходит субтрактивное смешение цветов;
c) Когда художник смешивает красную и желтую краски, чтобы получить оранжевую, он производит субтрактивное смешение цветов;
d) Синие носки становятся пурпурными при освещении их красным узкополосным светом (при отсутствии других источников освещения);
e) Когда художник смешивает желтую и синюю краски, чтобы получить зеленую, он производит аддитивное смешение цветов;
f) Набор всех цветов от световых источников, воспринимаемых человеком с нормальным зрением, описывается правильно и однозначно уравнением смешения цветов, включающих три спектральных цвета, достаточно далеко отстоящие друг от друга в спектре;
g) Набор всех цветов от световых источников, воспринимаемых человеком с нормальным зрением, описывается правильно и однозначно только уравнением смешения цветов, включающих следующие три основных спектральных цвета (по данным МКО): красный (700 нм), зеленый (546 нм) и синий (435 нм).
7. Почему в цветном телевидении используется цветовая система RGB и аддитивный принцип смешения цветов, а в цветной полиграфии – цветовая система CMYK (циан (голубой) – маджента (пурпурный) – желтый – черный) и субтрактивный принцип смешения цветов?
Аддитивный синтез цвета - воспроизведение цвета в результате оптического смешения излучений базовых цветов (красного, зелёного и синего - R, G, B). Субтрактивный синтез цвета - получение цвета в результате вычитания отдельных спектральных составляющих из белого. Такой синтез наблюдается при освещении белым светом цветного оттиска. Свет падает на цветной участок; при этом часть его поглощается (вычитается) красочным слоем, а остальная часть, отражаясь, в виде окрашенного потока попадает в глаз наблюдателя.
В телевидении используется аддитивный принцип смешения цветов, так как изображение создается в результате оптического смешения излучения базовых цветов (в соответствии с этим выбрано цветовое пространство RGB). В полиграфии используется субактивный принцип смешения цветов, так как изображение создается в результате отражения падающего света от листа с цветным оттиском (в соответствии с этим выбрано цветовое пространство CMYK, где к трем первичным цветам, выбранным исходя из химического состава красок, добавлен черный).
8. Перечислите последовательные этапы передачи и преобразования энергии звуковой волны от внешнего пространства до кодирования нервными импульсами.
Вибрации какого-либо предмета вызывают поочередное образование уплотненных и разряженных зон воздуха, которые затем в виде последовательных волн распространяются в пространстве со скоростью около 330 метров в секунду. Ухо состоит из трех отделов. Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода длиной 25мм, упирающегося в барабанную перепонку – мембрану, вибрирующую под воздействием звуковых волн. В среднем ухе имеются три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя, обеспечивающие передачу вибраций овальному окну на границе внутреннего уха. Во внутреннем ухе находится лабиринт, в состав которого входят улитка – трубка длиною 34 мм, спирально свернутая в 2,5 оборота наподобие раковины виноградной улитки. Улитка внутреннего уха заполнена жидкостью, которая приходит в движение под влиянием звуковых волн, передаваемых косточками среднего уха. Движение жидкости вызывает прогибание и смещение базилярной мембраны, проходящей вдоль всей улитки. Эта деформация базилярной мембраны сильнее всего выражена у основания улитки при воздействии высоких звуков, а у вершины – при воздействии низких. В месте максимальной деформации базилярной мембраны в результате возбуждения её чувствительных клеток, волоски которых соприкасаются с нависающей над ними текториальной мембраной, происходит преобразование вибраций в нервные импульсы. Таким образом, частота звука различается в соответствии с тем участком базилярной мембраны, где происходит её деформация, а его громкость – в зависимости от числа клеток, вовлеченных в деформацию. Затем информация передается в головной мозг по слуховому нерву, образованному отростками чувствительных волосковых клеток.
9. Аппарат барабанной перепонки и слуховых косточек
a) служит исключительно в качестве мостика через пространство, отделяющее барабанную перепонку от овального окна;
b) снижает потери, вызываемые отражением при переходе звука из воздуха во внутреннее ухо;
c) лишен какой-либо особой функции;
d) функционально является повышающим акустическим трансформатором.
10. Отметьте верные утверждения. Базилярная мембрана
a) имеет равномерные характеристики (толщина, ширина, жесткость) по всей длине;
b) у вершины улитки в 100 раз более мягкая, чем у основания;
c) имеет максимум колебания на высоких частотах у вершины улитки;
d) передает колебания мембраны овального окна колебаниям круглого окна;
e) осуществляет спектральный анализ звукового сигнала.
11. Изофоны – это кривые
a) равного звукового давления;
b) равных уровней звукового давления;
c) равных уровней громкости;
d) равной громкости.
12. Опишите механизмы кодирования высоты звука в слуховой системе.
От частоты звуковой волны зависит высота слышимого звука, т. е. будет ли данный звук восприниматься как высокий (если частота колебаний высока) или (в противном случае) как низкий. В улитке сочетаются два типа кодирования, или механизма различения, высоты тонов: пространственный и временной. Пространственное кодирование основано на определенном расположении возбужденных рецепторов на основной мембране. Однако при действии низких и средних тонов, кроме пространственного, осуществляется и временное кодирование: информация передается по определенным волокнам слухового нерва в виде импульсов, частота следования которых повторяет частоту звуковых колебаний. О настройке отдельных нейронов на всех уровнях слуховой системы на определенную частоту звука свидетельствует наличие у каждого из них специфической частотно-пороговой характеристики — зависимости пороговой интенсивности звука, необходимой для возбуждения нейрона, от частоты звуковых колебаний. Для каждого нейрона существует оптимальная, или характеристическая, частота звука, на которую порог реакции нейрона минимален, а в обе стороны по диапазону частот от этого оптимума порог резко возрастает. При надпороговых звуках характеристическая частота дает и наибольшую частоту разрядов нейрона. Таким образом, каждый нейрон настроен на выделение из всей совокупности звуков лишь определенного, достаточно узкого участка частотного диапазона. Частотно-пороговые кривые разных клеток не совпадают, а в совокупности перекрывают весь частотный диапазон слышимых звуков, обеспечивая полноценное их восприятие.
13. Интенсивность звука увеличилась на 10 дБ. При этом абсолютное значение звукового давления
a) Увеличилось вдвое;
b) Увеличилось втрое;
c) Увеличилось в 10 раз;
d) Все указанные значения не верны. Давление увеличилось в ____________ раз.
14. Выражение «бегущая волна», применяемое в отношении рецепции звука, относится к тому, что
a) звук создает в улитке стоячие волны;
b) волна проходит по базилярной мембране от вершины улитки к овальному окну, образуя между ними зависимый от частоты максимум;
c) волна проходит по базилярной мембране от овального окна к вершине улитки, образуя между ними зависимый от частоты максимум;
d) звук распространяется в форме волн.
15. Пространственная локализация звука – это определение его направления и удаленности.
16. Отметьте верные утверждения. Локализация источника звука
a) возможна, только если он находится впереди головы или немного сбоку;
b) требует участия обоих ушей;
c) происходит за счет вычисления фаз волн, приходящих в разные уши, в не зависимости от высоты сигнала;
d) невозможна, если он лежит больше, чем на 30О в сторону от срединной плоскости.
e) хуже для звуков, расположенных на срединной плоскости;
f) хуже всего для звуков, расположенных на продолжении вертикальной оси тела над головой.
17. Отметьте верные утверждения.
a) восприятие громкости хорошо аппроксимируется логарифмическими зависимостями;
b) ощущаемая разница громкости зависит от разности интенсивностей сигналов, а не от их отношения;
c) воспринимаемая высота тона зависит от его громкости;
d) чем выше интенсивность маски, тем выше ее маскирующий эффект.
18. Манипулируя какими характеристиками звукового сигнала можно создать эффект пространственного звучания?
Уши человека расположены на расстоянии друг от друга (по ширине головы). Скорость распространения звуковой волны невелика. Если сигнал приходит от источника, смещенного относительно центра головы, то звук приходит в одно ухо раньше, чем во второе, что позволяет мозгу интерпретировать это как приход сигнала слева или справа и даже приблизительно определить угол прихода. Способность мозга определять направление прихода звука по разнице во времени прихода сигнала в левое и правое ухо, а также путем анализа громкости сигнала используется в стереофонии. Имея всего два источника звука, можно создать у слушателя ощущение наличия мнимого источника звука между двумя физическими. Причем этот мнимый источник можно "расположить" в любой точке на линии, соединяющей два физических источника. Для этого нужно воспроизвести одну аудиозапись (например, со звуком рояля) через оба физических источника, но сделать это с некоторой временной задержкой в одном из них и соответствующей разницей в громкости. Грамотно используя описанный эффект, можно при помощи двухканальной аудиозаписи донести до слушателя почти такую картину звучания, какую он ощутил бы сам, лично присутствуя, например, на концерте. Такую двухканальную запись называют стереофонической.
19. Чем отличаются следующие слуховые эффекты: аудиальное маскирование, усталость слуха и аудиальная адаптация?
Аудиальное маскирование – возрастание порога восприятия одного тона, называемого тестовым, в присутствии другого тона, называемого маской.
Усталость слуха – временный сдвиг порогов слуховой чувствительности к звукам, предъявляемым непосредственно после звуков высокой интенсивности.
Аудиальная адаптация – воспринимаемая громкость аудиального стимула, предъявляемого в течение продолжительного времени, постепенно снижается (например, с 80 до 60 дБ в течении 3 минут).
Усталость слуха возникает при более продолжительном воздействии звука, в отличие от аудиальной адаптации. Маскирование – это временное снижение чувствительности в ходе стимуляции другим тоном или после нее.
20. Для чего нужна психоакустическая модель? Что в нее входит?
Основные задачи психоакустики:
- Установить, как слуховая система создает звуковой образ. Установить основные соотвтетствия между физическими стимулами и слуховым ощущением. Выявить, какие параметры звукового сигнала являются наиболее значимыми для передачи семантической (смысловой) и эстетической (эмоциональной) информации.
В нее входят:
- Психофизическая модель восприятия высоты. Пороговые характеристики слухового восприятия. Эффект маскирования. Постстимульное утомление. Логарифмическая аппроксимация громкости.
