Ljud och hörsel VARFÖR LJUD OCH HÖRSEL? VARFÖR LJUD OCH HÖRSEL? VARFÖR LJUD OCH HÖRSEL? • Interaktionsdesign ligger flera decennier bakom filmindustrin • George Lucas (1977): ”Ljudet är halva upplevelsen” VARFÖR LJUD OCH HÖRSEL? VAD ÄR LJUD? • Ljud är kombinationen mellan vågrörelserna i mediet (luft) som utgör ljudtryckvågen och det som örat uppfattar. HÖRSEL • Lufttrycksvariationer ger mekaniska vibrationer i trumhinnan • Hörselbenen dämpar trumhinnans utslag • Hårceller ger elektriska signaler till hjärnans hörselcentrum SNÄCKAN OCH BASILARMEMBRANET http://www.hearingaidscentral.com/howtheearworks.asp LJUD Önskvärt (oftast) • Tal Icke önskvärt = buller • Varningssignaler • Industribuller • Musik • Trafikbuller • Naturljud • Dagisbuller • Ljud från arbetsprocess • Kontorsbuller • osv Sammanställt av: Lars-Göran SVÅRT ATT BULLER! BESKRIVA EFFEKTER AV Psykologiska effekter Fysiologiska effekter • Fysiska egenskaper • Fysiska egenskaper • Karaktär • Informationsinnehåll • Regleringsmöjligheter • Meningsfullhet • Uppkomst • mm HUR KAN VI BESKRIVA LJUD? LJUDETS FREKVENS • Hörbart ljud 22 – 18 000 Hz • Infraljud <22Hz • Ultraljud >18 000 Hz • Tal ca 500 – 4 000 Hz TALETS FREKVENSOMFÅNG • Vilket är frekvensomfånget? • Vilka språkljud är högfrekventa resp. lågfrekventa? LJUDETS STYRKA Tryckvariation 0,00002 – 100 Pa => Ljudtrycksnivå Lp = 20lg (p/p0) • För att få en mer praktisk skala! EXEMPEL PÅ LJUDKÄLLORS FREKVENS OCH OLIKA HÖROMRÅDEN EXEMPEL PÅ LJUDTRYCKSNIVÅER dB(A) LÅGFREKVENT LJUD HÖGFREKVENT LJUD Varningssignaler bör därför vara < 1000 Hz! HÖRNIVÅ • Man har skapat begreppet hörnivå i ett försök att efterlikna hörselsinnets sätt att väga samman ljudstyrka och frekvenskänslighet. • Hörnivå mäts i phon • Hörnivån för en ton är lika med ljudtrycksnivån i dB hos en ren ton med frekvensen 1000 Hz som hörs lika stark som denna ton. HÖRNIVÅ (LOUDNESS) 20 phon 10 phon Hörtröskeln VAD GÖR EGENTLIGEN LOUDNESSKNAPPEN? LOUDNESS COMPENSATION • Vanligast på 70,80-och 90-talet • Kompenserar för örats bristande förmåga att uppfatta höga och låga frekvenser vid låg volym EKVIVALENT LJUDNIVÅ Ljudnivå dB(A) Exponeringstid T 82 16 tim 85 8 tim 88 4 tim 91 2 tim 94 1 tim 97 30 min 100 15 min 103 7,5 min 106 3,8 min 109 1,9 min 112 Ca 1 min 115 Ca 0,5 min För samma ekvivalenta ljudnivå (samma hörselskaderisk) motsvarar en ökning resp. sänkning med 3 dB en halvering resp. fördubbling av exponeringstiden HÖRSELNEDSÄTTNING BULLERS INVERKAN PÅ MÄNNISKAN • Hörselnedsättning (24 tim) – hörselskada - tinnitus • Maskering av samtal och varningssignaler • Fysiologiska reaktioner – stress • Störningar och beteendereaktioner Stigbygelmuskeln = ”hörselskydd” SNÄCKAN OCH BASILARMEMBRANET http://www.hearingaidscentral.com/howtheearworks.asp HÖRSELSKADOR Skador på de små håren inuti snäckan gör att man inte kan höra vissa frekvenser APPLE OM LJUD OCH LYSSNANDE http://www.apple.com/se/sound MAXIMAL VOLYMGRÄNSEN HÖRSELNEDSÄTTNING MASKERING MASKERING AV SAMTAL OCH VARNINGSSIGNALER • Buller kan maskera önskvärt ljud som till exempel samtal och varningssignaler. • Vid utformning av varningssignaler och annan kritisk ljudinformation måste man ta hänsyn till maskeringseffekter • Praktiska lyssningsprov bör genomföras HUR KAN LJUDET TILL EN BÄLTESVARNARE UTFORMAS? FYSIOLOGISKA REAKTIONER FYSIOLOGISKA REAKTIONER • Hur reagerar kroppen på höga ljud? STRESS – PÅVERKANDE FAKTORER • Nivå, frekvens, varaktighet (som för hörselskador och maskering) • Förändringar i ljudmiljön • Möjligheter att förutsäga förändringar • Informationsinnehåll STRESS – OMEDELBARA REAKTIONER • Orienteringsreaktioner (övergående reaktioner ”habituering”) • Försvarsreaktioner (mycket höga nivåer) • (Störd nattsömn >40 dB(A)) – > Ökad olycksrisk i arbete / aktivitet ORIENTERINGSREAKTIONER • Hjärnan aktiveras - ökad uppmärksamhetsgrad • Blodtrycket sänks • Blodflödet påverkas • Svettningsaktivitet • Pupillen utvidgas FÖRSVARSREAKTIONER • Man rycker till och blinkar • Pulsen ökar STRESS – EFTER EXPONERING, IHÅLLANDE Reaktioner efter exponering • Huvudvärk och sömnstörningar Ihållande reaktioner • Förhöjt blodtryck (ev. permanent) • Utsöndring av stresshormon • Ökad muskelanspänning SUBJEKTIVA STÖRNINGAR STÖRNINGSKÄLLOR SAMTAL DISTRAHERAR - I KONTORSMILJÖ INFORMATION! SUBJEKTIVA STÖRNINGAR OCH BETEENDEREAKTIONER Påverkande faktorer Arbetsprestation • Som för hörselskador, maskering och fysiologiska effekter • Komplexa arbetsuppgifter försvåras samt • Möjlighet att styra • Maskeringseffekter • Meningsfullhet, inställningen • Individuell bullerkänslighet (varierar mer med tillstånd än mellan individer) • Enkla och monotona arbetsuppgifter påverkas i ringa grad Eftereffekter • Mental trötthet • Minskad arbetsmotivation ÖPPNA KONTORSLANDSKAP? ÖPPNA KONTORSLANDSKAP? • Ny forskning visar entydigt att kontorslandskap har en negativ påverkan på prestation och välmående pga buller/ oönskat ljud PRESTATIONSFÖRMÅGAN BULLER! I SVAGT KORT SAGT: BULLER KAN PÅVERKA VÅR PRESTATIONSFÖRMÅGA NÄR VI ANVÄNDER ETT ANVÄNDARGRÄNSSNITT! LOKALISERING AV LJUD LOKALISERING AV LJUD • Hur kommer det sig att vi kan höra var ett ljud kommer ifrån? LJUDLOKALISERING • Interaural intensity difference (IID) • Interaural time difference (ITD) • Head-related transfer functions (HRTF) • Huvudrörelser INTERAURAL INTENSITY DIFFERENCE (IID) • Ljudet från en ljudkälla som når respektive öra har olika intensitet • Används för högfrekventa ljud (> 4 kHz) INTERAURAL TIME DIFFERENCE (ITD) • Ljudet från en ljudkälla når respektive öra vid olika tidpunkter • Används för lågfrekventa ljud “CONE OF CONFUSION” “CONE OF CONFUSION” • IID och ITD kan inte hjälpa till att avgöra om ett ljud kommer – framifrån eller bakifrån – uppifrån eller nedifrån • Hjärnan behöver flera “cues” för att lokalisera ett ljud! HEAD RELATED (HRTF) TRANSFER FUNCTIONS • Inkommande ljud reflekteras mot huvudet, axlarna och ytterörat • Detta ger upphov till en slags filtrering HEAD RELATED (HRTF) TRANSFER FUNCTIONS • Med denna information kan hjärnan även bestämma om ett ljud kommer – framifrån/bakifrån – uppifrån/nerifrån BINAURAL-INSPELNING: ”THE INTERROGATION CHAMBER” NÅGRA ANDRA ROLIGA BINAURALINSPELNINGAR • https://www.youtube.com/watch?v=3FwDa7TWHHc • https://www.youtube.com/watch?v=HprNPCRyP40 – Använd hörlurar! HUVUDRÖRELSER • Ibland kan det vara svårt att uppfatta om ett ljud kommer framifrån eller bakifrån • Vi gör då omedvetet små rörelser med huvudet som genererar information till hjärnan • Hjärnan kan då lösa ”speglingsproblemet” SPELINDUSTRIN • Realistiskt ljud => – hög immersion/presence => fler sålda spel – bättre förmåga att lokalisera hot i FPS-spel • 7.1 surround sound TILL ER HJÄLP RIKTLINJER TELSCAN • Riktlinjer vid design av transportsystem • Äldre personer och personer med funktionshinder • ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/ telematics/docs/ tap_transport/ telscan_d5.1.pdf APP(AR) FÖR BULLERMÄTNING AUDACITY • Gratis ljud-editor • http://audacity.sourceforge.net/