Взаимосвязь музыки, психоакустики и транспорта

Интервью со специалистом по акустике, саунд дизайнером и PR директором THOR AVAS.

Чтобы глубже разобраться в теме, мы собрались с коллегами и обсудим важные моменты про создание звуков для транспорта будущего. Мы хотим разобраться – для чего вообще нужны звуки, из чего они состоят и зачем привлекаются инженеры-акустики, композиторы и саунд дизайнеры. В нашей команде целый отдел занимается созданием звуковых композиций, и мы решили обсудить важные моменты с: Григорий Романенко (специалист по акустике и вибрации), Алексей Степанюк (саунд дизайнер), Алена Торопчина (PR директор THOR AVAS).

Начнем с того, что бесшумный электротранспорт помогает активно снизить шумовое загрязнение на наших улицах, но представляет угрозу для пешеходов.

С 2020/21 года появились новые международные правила, обязывающие электромобили издавать звук на малых скоростях. Таким образом создавая затруднительное положение как для маркетинга, так и для исследований и разработок: как должно звучать будущее наших дорог? Как мы можем решить проблему безопасности? Как мы можем создать звук, который улучшит нахождение и взаимодействие людей и транспорта на улицах городов будущего?

Сейчас активно набирает популярность звуковое брендирование.

Все чаще крупные компании прибегают не только к визуальному качеству своих продуктов и услуг, но и проявляют заинтересованность в донесении информации о бренде через звук. С чего все началось и почему так внимательно сейчас подходят к звуку в целом.

Исследование качества звука автомобилей ведется на протяжении уже многих лет, существуют стандартизованные звуковые метрики, выработаны средства и подходы, позволяющие создавать характерные звуки выхлопа и внутреннего звукового окружения для конкретной модели ТС.

И для электротранспорта появилось новое требование - безопасность внешнего звука.

Излучаемый звук помимо эмоциональной составляющей должен быть функциональным, предоставляя пешеходу достаточно информации для избегания столкновения (ДТП). На своем опыте мы знаем, что раздражающий звук обладает гораздо лучшей слышимостью по сравнению с приятным звуком. Поэтому хотелось бы найти некий баланс и иметь объективные метрики для его характеристики.

Именно поэтому мы собрались здесь с коллегами, чтобы они рассказали больше про звуки, их составляющие и их влияние на человека. И понять, могут ли электрокары звучать как угодно или нужно создавать определенный звуковой ландшафт, чтобы обеспечить этот баланс.

Большинство электромобилей издают футуристический свистящий звук. Дизайнеры не обязательно намеренно пытаются создать «научно-фантастический» звук — физические и нормативные ограничения, с которыми они работают, естественным образом заканчиваются тем, что они производят однотонные свистящие звуки, которые мы ассоциируем с космическими кораблями и летающими тарелками. Удивительно, что создатели научной фантастики в основном и придумали, как будет звучать футуристический автомобиль.

Приемлемые диапазоны частот, возможность плавного зацикливания и изменения высоты тона, длина файла менее 2 секунд и физические ограничения аппаратного обеспечения автомобиля — это множество ограничений. Дизайнерам, по сути, приходится выбирать одну ноту, которую будет издавать автомобиль, поскольку более сложные композиции будут звучать странно, поскольку их высота искажается из-за ускорения автомобиля и «затухания», вызванного физикой его кузова. Поэтому электрокары должны иметь систему звукового оповещения с определенными характеристиками. В изучаемом звуке достаточно иметь два тона, чтобы соответствовать требованиям регулирования. Но этот звук не интересен. Почему композиторы музыки заменяют звук двигателей в автомобилях? - потому что автопроизводители хотят превратить тон AVAS в маркетинговый ход.

Помимо маркетинга есть и еще одна составляющая - как безопасность. И этот момент тоже нужно учитывать. И выражаться этот пункт должен в определенном смысле. Человеку должно быть понятно, что что-то приближается или удаляется.

Именно поэтому разработка звука AVAS намного сложнее, чем кажется. Тон двоякий: с одной стороны, он должен предупреждать пешеходов и велосипедистов о присутствии автомобиля, чтобы смягчить последствия столкновений. А с другой, он должен излучать приятный тон, который будет привлекать людей к машине и марке.

Поиск тонов и инструментов, которые работают, был только началом создания тона AVAS. Звук должен быть активным. С каждым километром в час звук увеличивается по высоте и скорости на 1%, до 30 км/ч или 18,6 миль/ч. Таким образом, пешеходы и велосипедисты получают звуковой сигнал о том, что делает машина.

Таким образом АВАС несет информацию для пешехода о расстоянии, скорости приближения и маневре. Несмотря на появление все большего кол-ва электронных систем предупреждения столкновений, звук является самым эффективным средством оповещения пешеходов, он слышен на значительном расстоянии и за достаточное время.

Тогда давайте разберем подробнее на примере нашего звукового пакета STELLAR.

Звуковой пакет (прим. Stellar) состоит из 3 основных "слоев".

1. Гармоническая подложка. При помощи таблично-волновых генераторов создается басовая часть звука. Мягкий, но динамично пульсирующий бас подчеркивает основную тонику гармонии. Так же, при помощи синтеза создается основа подкладки, построенная на гармоничном звучании различных интервалов в многоголосии. Полученная подложка будет иметь специально созданную «просадку» в частотных диапазонах 800Гц-1000Гц, а также 1600Гц-2000Гц, для избегания конфликта частот с другими слоями и звуком шин, преобладающим в диапазоне 800Гц-1кГц.
2. Слои дополнительного оповещения. Так как с увеличением скорости ТС, увеличивается и уровень шума, создаваемый шинами, мы не должны просто увеличивать громкость подложки, чтобы обеспечивать должный уровень заметности ТС, так как это нарушит правила регуляций по акустической экологии, а также, создаст дискомфорт для водителя. На скорости от 10км/ч и выше в ход идет слой звуков дополнительного оповещения, построенных на базе музыкальных инструментов с коротким временем жизни (щипковые инструменты или колокола). Звуки данного слоя построены таким образом, чтобы, не конфликтуя с гармонической подложкой, звучать в наиболее чувствительных для человеческого слуха частотных диапазонах. На скорости 40км/ч и выше – громкость данных слоев сходит на нет, так как шум шин автомобиля на таких скоростях замещает необходимость дополнительного оповещения.
3. Слой ускорения. Звуки данного слоя служат для водителя обратной связью при ускорении, а также выступают в качестве дополнительного оповещения для пешеходов. Принцип построения похож на пункт 2, однако, используются немузыкальные звуки (прим. звук индустриальных вентиляторов или турбин), зацикленных таким образом, чтобы создать акустическую иллюзию бесконечного ускорения. Питч и громкость звуков зависит от степени нажатия педали акселерации.

В научных исследованиях показано, что метрика announce показывает высокую степень корреляции с субъективными измерениями. Оптимальным с точки зрения баланса раздражительности и слышимости получился звук имеющий субъективный индекс раздражительности около 25. Это значение соответствует объективному параметру 9 - индексу раздражительности по Цвиккеру. Это индекс является комбинаций громкости, резкости, силы флуктуаций и шероховатости. 

Итак, для чего вообще нужны звуки, из чего они состоят и зачем привлекаются инженеры-акустики, композиторы и саунд дизайнеры?

Мы хотели показать вам, что при разработке звука для электрического транспорта важно найти баланс между его интересным звучанием, важным для брэндирования, его безопасностью, чтобы он был услышан и распознан, как транспортное средство пешеходами за достаточное расстояние и время, и его экологичностью - для того, чтобы он не создавал шумовое загрязнение. Для этого мы при создании звукового пакета мы используем комбинации слоев музыкального и немузыкального характера для имитации транспорта "будущего", проводим его объективную оценку приятности и слышимости при помощи звуковых метрик, в основе которых лежат психоакустические принципы слуха, и в завершении проводим субъективную оценку в условиях города, для того чтобы уверенно сказать, что наш звук гармоничен для его слушателей и безопасен для всех участников ДД.