יסודות הסאונד

הקדמה

לפני שנתחיל לדבר על אופן ההקלטה והעבודה עם סאונד במהלך צילומי סרט עלינו להבין תחילה מהו סאונד וכיצד הוא עובד. במאמר זה נדבר על תכונותיו המרכזיות של הסאונד.

גלי הקול

בדיוק כמו אור גם קול נע בצורת גלי אנרגיה. בעוד גלי האור נוצרים ממקורות מפיצי אור כגון השמש או פנסי רחוב, גלי הקול נוצרים ע"י ויברציה של חלקיקי אוויר. כאשר תצמידו אצבע לרמקול פועל לדוגמא תרגישו שהוא רועד ברעידות קטנות מאוד (ברמקולים גדולים אפשר ממש לראות את זה). הרעידות הללו גורמות לחלקיקי האוויר הקרובים לרמקול (או למקור מפיץ קול אחר כמו מיתרי הקול שלנו) לרעוד. חלקיקים אלו מרעידים את חלקיקי האוויר שלידם ואלו שליד וכן האלה עוברים הגלים דרך האוויר. חשוב לציין שהאוויר אינו זז עם גלי הקול אלא רק רועד בצורת ויברציה בעוד הגלים עוברים דרכו - כלומר סאונד לא יוצר רוח אלא עובר דרך האוויר. גלי הקול יכולים לעבור גם דרך חומרים אחרים כגון בדים, מים, הגוף שלנו ואפילו מתכות.

מבחינה סכמטית נהוג להציג גלים כך:

גרף גלי הסאונד.

ציר ה x מייצג את הזמן וציר ה y את הוויברציה של החלקיקים. שימו לב כי הגלים יורדים ועולים מתחת ומעל ציר ה x כאשר ציר ה x מייצג את גלי הקול בצורת המנוחה שלהם כלומר ללא ויברציה כלל.

תכונות גלי הקול

כמו שישנה חשיבות להבין את תכונות גלי האור לשם הבנת מושגים מתקדמים יותר בנושאי הצילום והתאורה, ישנה חשיבות רבה להבנת תכונות גלי הקול על מנת להבין נושאים מתקדמים יותר בתחום הקלטת ועריכת הסאונד. נעבור על התכונות החשובות ביותר של הקול:

גובה הגלים - אמפליטודה

גובה הגל מייצג את עוצמת הקול, ככל שהסאונד מתחזק הוויברציה מתחזקת וגובה הגלים עולה. גובה הגל (האמפליטודה) נמדד כנקודה המקסימלית של הגל בציר y, חיובי או שלילי.

האמפליטודה היא רמת הגובה של הסאונד. האמפליטודה נמדדת ממישור הx ועד לפסגת הגל ולא לכל אורך הגל.

שינוי באמפליטודה הוא שינוי בעוצמת הסאונד.

המרווח בין הגלים - פריודה

הפריודה היא הזמן שלוקח לחלקיק אוויר לרעוד, או לזוז קדימה ואחורה פעם אחת. כל רעידה כזאת נקראת סבב ונמדדת בשניות. אם נסתכל בציור הגלים שלנו סבב אחד יהיה המרחק בין פסגה לפסגה של גל.

הפריודה נמדדת ע"י המרחק בין פסגות הגלים.

שינוי בפריודה הוא שינוי בפיץ' או בטון של הסאונד, ככל שפריודה תהיה קטנה יותר והרעידות יהיה תקופות יותר כך הטון של הסאונד יהיה גבוה יותר.

התדר של הגלים

מושג חשוב ביותר הוא התדר של גלי הקול. במידה ויש לכם הבנה בסיסית ביותר בסאונד בטוח שנתקלתם בקיצור Hz או Hertz. אלו הן למעשה יחידות המידה בהן נמדד התדר. התדר מודד את מספר הפריודות בשניה אחת. רוב הקולות נמדדים בין עשרות לאלפי פריודות בשניה. נניח שקול מסוימם מורכב מ500 פריודות מכאן אנו יודעים שהתדר יהיה 1/500 - שניה אחת חלקי כמות הפריודות. אך במקום לרשום שברים בכל פעם שנרצה למדוד תדר נגיד פשוט שהתדר הוא 500 Hz. כלומר Hz משמעותו אחד חלקי כמות הפריודות.

טווח התדרים

טווח התדרים שאדם מסוגל לשמוע נא בין 20Hz ועד 20,000Hz. חיות יכולות לשמוע גם תדרים אחרים שהאוזן שלנו אינה מסוגל לקלוט.

טווח התדרים שהאוזן האנושית מסוגלת לקלוט.

עצימות הקול

עצימות (Intensity) נמדדת בכוח\שטח. עצימות הקול היא הגורמת לקול להישמע חלש יותר ממרחק. הסיבה לכך היא שככל שגלי הסאונד מתפזרים במרחב הם תופסים שטח נרחב יותר וכתוצאה מכך עצימות הקול דועכת והקול שפוגע באוזן שלנו ממרחק גדול יותר למרות שהוא נשלח באותו כוח נשמע לנו חלש יותר.

עצימות הקול נחלשת ככל שהוא מתפזר על פני שטח רחב יותר.

 רעשנות הקול - דציבלים

dB או דציבלים היא יחידת מידה שבוודאי נתקלתם בה פעם או פעמיים בחיים. יחידה זאת נועדה למדוד עד כמה הסאונד רועש. בקולנוע נשתמש בדציבלים כדי למדוד רעשנות סאונד בעת הקלטה או עריכה אבל מידות דציבלים מופיעות גם על מוצרים רבים שאינם קשורים לתחום הסאונד כגון רמקולים ושואבי אבק.

הנוסחא הפיזיקלית לחישוב דציבלים הינה מעט מסובכת ואין צורך להציגה, במאמר זה מטרתה העיקרית היא לבדוק עד כמה קול מסוים רועש יחסית ליכולת השמיעה של האוזן האנושית. יחידות המידה האמיתיות שמתקבלות הן במאות אלפים ואף מיליונים וכדי לא לעבוד עם מספרים כה גדולים בסוף הנוסחה נלקח המספר הגדול ומופעל עליו לוגריטם על בסיס 10.

לוגריתם למי שלא יודע הוא ההפך מחזקה ובסיס 10 משמעותו שזאת חזקה של 10. כלומר אם מספר הדציבלים שהתקבל מהנוסחא הוא 10,000 הלוגריתם בודק באיזה חזקה צריך להעלות את 10 כדי להגיע ל 10,000 והתשובה היא כמובן 4. מכאן שהדציבל היא 4.

השם דציבל הוא מספר למעשה בדיוק את סיפור הנוסחה. דצי (קיצור של דצימלי, Decimal) - משמעותו בכפולות של 10. ובל הוא פשוט שמו של אלכסנדר גרהם בל (ממציא הטלפון).

להלן רשימה המדגימה טווחי דציבלים סטנדרטיים:

0-30

קול שקט מאוד, קולות לחישה.

31-50

קול שקט, כמו הקול שהמקרר שלכם משמיע ואתם אפילו לא שמים לב אליו.

51-70

קול רגיל, כגון דיבור אנושי.

71-90

קול רועש, צפירת מכוניות וקול שאינו נעים ומשיח את הדעת.

91-110

קול רועש מאוד שיכול להזיק לשמיעה.

111 ומעלה

קול שגורם לכאב אוזניים ופגיעה בלתי הפיכה בשמיעה. (פעמים רבות בהופעות מוסיקליות הקול מגיע לעוצמה של עד 130 דציבלים ולמעשה יוצר פגיעה בלתי הפיכה בשמיעה).

מהירות הקול

הקול נע במהירות מסוימת והיא מושפעת מהתווך בו הוא נע. למשל מהירות הקול מתחת למים תהיה שונה (איטית יותר) ממהירותו באוויר, כיוון שהחומר ממנו מורכב אוויר שונה ממים, הן בצפיפות והן בטמפרטורה. מהירות הקול ביום חם ולח תהיה שונה ממהירותו ביום קר ויבש, כתוצאה משינויים ברעידות החלקיקים והצפיפות שלהם. גלי קול נעים מהר יותר באוויר חם ולאט יותר באוויר קר.

הדיפות גלי הקול (Reflection)

תכונה נוספת של גלי הקול היא היכולת שלהן להיהדף ממשטחים. עוצמת ההדף תלויה במספר גורמים.

סוג המשטח

אולפני הקלטה ואולמות קונצרטים בונים את הקירות הפנימיים שלהם מחומרים רכים שסופגים את גלי הקול על מנת למנוע קולות הד ובכך האקוסטיקה בתוכם נשמעת נעימה - הסיבה לכך היא שקול כפי שציינו קודם הוא פשוט חלקיקי אוויר שיוצרים ויברציה - לכן ככל שהחומר מאפשר לאוויר לנוע דרכו בחופשיות הוא יספוג את הקול טוב יותר. קירות בטון לדוגמא לא יתנו לאוויר לעבור ויהדפו את הקול בחזרה אל חלל החדר ובכך עלולים ליצור הד. משטחים קשים ומחוספסים יהדפו את גלי הקול בכל הכיוונים לעומת משטחים קשים וחלקים שבדרך כלל יהדפו את הקול בכיוון אחד. בעת צילומי סרט הדיפות הקול הינה תכונה בעלת חשיבות רבה לסאונדמן.

צורת המשטח

כאשר גל קול יפגע במשטח ישר הוא ייהדף בכיוון אחר אך באותה הזווית בה הוא פגע במשטח. לעומת זאת גלי קול מגיבים בצורה שונה כאשר הם פוגעים במשטחים כעורים. לדוגמא גל קול שיפגע במשטח דמוי צלחת ירכז את גלי הקול לנקודה אחת בתוף המשטח ואז יהדוף אותם בעוצמה מוגברת אל חלל החדר.

הד והדהוד

כאשר גלי הקול יהדפו ממשטח בתוך חדר הם עלולים ליצור אחת משתי תופעות, המוכרת לנו יותר היא הד (echo) והמוכרת פחות היא הדהוד (reverberation). על מנת להבין את שני המושגים האלו כהלכה יש לדעת שהמוח שלנו זוכר את הקול ששמענו הרגע למשך 0.1 חלקי השניה. כאשר קול נהדף ממשטח הוא למעשה חוזר אל האוזן שלנו פעם נוספת. במידה והוא חזר אחרי שעברה 0.1 מחלקי השניה נוצר הד, מפני שהמח הספיק לשכוח את הקול הראשון ושומע את הקול שוב ושוב ושוב. לעומת זאת, הדהוד נוצר בדרך כלל במרחבים קטנים מאוד כאשר הקול הנהדף מספיק לפגוע באוזן לפני שעברה 0.1 השניה בכך מאריך את הקול שאנו שומעים ולא משמיע אותו כמה פעמים.

עקיפות גלי הקול (Diffraction)

תכונה נוספת של גלי הקול היא היכולת שלהן לעקוף מכשולים. אנו יודעים שאנו יכולים לשמוע מישהו שמדבר איתנו מהחדר השני בבית, או צועק לנו דרך פתח צר בדלת. גלי הקול יכולים לעבור דרך פתחים קטנים ביותר ומסביב לחפצים. ככלל - ככל שאורך הגל גבוה יותר היכולת של הקול לעקוף חפץ או לחדור דרך פתח גדולה יותר ולהפך. 

השתברות גלי הקול (Refraction)

המונח השתברות מתייחס לשינוי בזווית גלי הקול כאשר הם דרך עוברים דרך משטח מסוים. לדוגמא, גל קול שיעבור דרך חומר כמו בד, יחדור אותו ותוך כדי כך עלול לשנות מעט את כיוונו ולהגיע אל יעדו בזווית לא ישרה.

לסיכום

במאמר זה עברנו על התכונות החשובות ביותר של הקול. במאמרים מתקדמים יותר נשתמש בחלק מתכונות אלו על מנת להבין כיצד עובד ציוד הקלטה וכיצד אנו מקליטים ועובדים על סאונד בסרטים שלנו.