프란센 효과

프란센 효과는 듣는 사람이 소리를 부정확하게 국소화하는 청각적 환상이다. 1960년 네덜란드의 물리학자 겸 발명가인 니코 발렌티누스 프란센(1926~1979)에 의해 발견되었다. 프란센 효과와 관련된 두 가지 고전적 실험이 있는데, 프란센 효과 F1과 프란센 효과 F2라고 한다.

프란센 효과 F1

듣는 사람의 좌우에는 두 개의 스피커가 있다. 각각은 약 45° 각도에서 청취자와 약 1m 거리에 있다.

왼쪽 스피커가 갑자기 날카로운 순수한 음색을 내기 시작한다. 두 화자는 서로 보완적이다. 즉, 한 화자가 증가하면 다른 화자는 감소한다. 왼쪽은 기하급수적으로 줄어들고, 오른쪽 스피커는 소리의 주요 원천이 된다. 청취자는 대부분의 시간에 오른쪽 스피커가 켜졌지만, 소리를 왼쪽 스피커에서만 나오는 것으로 잘못 인식한다.

프란센 효과 F2

실험

방 안에는 각기 다른 위치에 두 개의 확성기가 있다. 발표 초반에 확성기 1이 가파른 공격 슬로프와 함께 순수한 톤을 발산한다. 이후 이 확성기의 동력은 일정하게 유지된다. 청취자들은 이 확성기를 쉽게 국소화할 수 있다. 봉투의 정지된 부분 동안 신호는 확성기 1에서 확성기 2로 아주 부드럽게 희미해진다. 확성기 2는 끝에서 모든 소리를 내지만, 듣는 사람의 청각적 사건은 확성기 1의 위치에 머물러 있다. 시험 감독관이 확성기 1의 케이블을 시범적으로 분리해도 이러한 오역화는 여전하다.

결론들

이 효과는 밀폐된 실내에서 음원을 국소화하는 인간 청각 시스템의 능력에 대한 일부 정보를 제공한다.^[1]

• 인간의 청각 시스템은 빠른 신호 변화나 신호 켜짐이 있는 경우 반향 음장의 음원을 국소화할 수 있다. (확장기 1은 실험 초기에 정확하게 국부화되었다.)
• 인간 청각 시스템은 반향 음장에서 일정한 진폭과 스펙트럼으로 신호를 국소화할 수 없다.(확성기 2로의 페이드오버는 청취자가 인식하지 못했다.)
• 음원을 국부화할 수 없는 한 마지막으로 국부화된 음원의 방향은 인식된 방향으로 유지된다. (확성기 2는 실험이 끝날 때 모든 소리를 내보냈지만 청각 이벤트는 확성기 1에 남아 있었다.)

듣는 사람의 귀에 도착하는 소리를 보면 다음과 같은 상황이 나타난다.

• 실험 초기에는 확성기 1이 소리를 내기 시작했을 때, 확성기 1의 직접적인 소리만이 듣는 사람의 귀에 도착하는 짧은 시간이 있었다. 이 시기에는 확성기 1의 국산화도 확실히 가능했는데, 그것은 아직 벽 반사에 의해 방해를 받지 않았기 때문이다.
• 몇 밀리초 후에 벽 반사의 소리가 도착하여 음원의 국지화를 방해했다.
• 레벨과 방출된 소리의 스펙트럼이 페이드하는 동안 일정하게 유지되었다. 이 페이드 오버는 이전의 소리 상황으로부터 많은 벽 반사로 겹쳐졌다. 분명히 이 단계에서는 음원의 위치 선정이 불가능했다.
• 결국 확성기 2번만이 소리를 내보냈을 때 상황은 상당히 비슷했고, 동시에 도착한 벽 반사음은 이 음원의 국산화도 막았다.

그 결과 청각 시스템은 음원이 켜지거나 더 큰 스펙트럼 변화가 있을 때 반향 환경의 음원을 국소화할 수 있는 것으로 보인다. 그러면 음원의 직접적인 소리는 적어도 일부 주파수 범위에서 우세하며 음원의 방향을 결정할 수 있다. 몇 밀리초 후 벽 반사 소리가 도착하면 음원의 국산화도 더 이상 불가능해 보인다. 새로운 국소화가 불가능한 한, 청각 시스템은 마지막으로 국소화된 방향을 인식된 음원 방향으로 유지하는 것처럼 보인다.

참고 항목

• 바이노럴 퓨전
• 하스 효과

참조

외부 링크

• IV실 음향의 국산화 : 프란센 효과
• 프란센 효과