1. állomás – Shepard-skála

A Shepard-skála, más néven Shepard-hangsor, melyet 1964-ben mutatott be Roger Shepard pszichológus, egy folyamatosan emelkedő vagy ereszkedő hangsorillúziója, amely sosem lépi át a hallásküszöböt, hanem az általunk hallható tartományon belül marad.

Ez a hatás úgy érhető el, hogy oktávnyi távolságban lévő szinuszhangokat játszunk le. Ennek eredményeképpen a részhangok mindig középen a legerősebbek és az alsó, illetve felső határon a leggyengébbek. Ez azt jelenti, hogy úgy tűnik, mintha a skála folyamatosan tovább emelkedne vagy ereszkedne, anélkül, hogy teljesen átlépné a felső vagy az alsó hallásküszöböt.

2. állomás – Hallás az anyaméhben

Fülünk az egyik leghamarabb működésbe lépő érzékszervünk, már a szív- és az agyműködés megkezdése előtt aktív. A még meg nem született babáknál egy hang már a terhesség 20. és 24. hete között motorikus reakciókat vált ki. Biztonsággal feltételezhetjük, hogy a 28. héttől kezdve a magzat hallása működik. A születendő gyermek a bőrön, a levegőn és a csontokon keresztül érzékeli a hangokat és a zajokat. Hallja például az édesanyja szívhangját és hangját, valamint az emésztéssel járó zajokat és a gyomor korgását, de a kívülről érkező hangokat is, ezek esetében azonban inkább a mélyebb hangokat hallja.

Ennek megfelelően megszűrve hallja a beszélgetéseket, a zenét és a környezet egyéb zajait. Elsősorban a mély hangok érkeznek el hozzá. Jobban hallja a magánhangzókat, mint a mássalhangzókat, ezért a magzat inkább a nyelv dallamát, semmint az elhangzó tartalom perkusszív elemeit érzékeli.

3. állomás – hullámforma

A hullámforma (wave form) egy rezgés időbeli méretváltozásainak ábrázolását jelenti. A négy alapvető periodikus hullámforma a szinusz-, a négyszög-, a háromszög- és a fűrészfog-hullám. A hangtanban a hullámforma az akusztikus rezgések grafikus felhasználói felületek oszcillogramján megjelenített burkológörbéje.

Egy audiojel amplitúdója és fázisa frekvenciától függően módosítható egy szűrővel. A cutoff-/határfrekvencia-paraméterrel gyengíthetők vagy elnyomhatók pl. egy jel nemkívánatos elemei. A beállított határfrekvencia tovább erősíthető a rezonanciaparaméterrel.

Egy LFO-val (low frequency oscillator, alacsony frekvenciás oszcillátor) tartósan és ritmikusan modulálható egy hangparaméter egy ismétlődő minta alapján (a beállított hullámformától függően). Az LFO mozgást hoz létre a hangban, élénkebbé, és szó szerint rezgőbbé teszi azt. Hagyja, hogy a hang „lélegezzen”, „vibráljon” vagy „pulzáljon”.

4. állomás – hallásküszöb

Az emberi hallás nagyjából a 16 és 18 000 Hz közötti frekvenciatartományt érzékeli. Minél alacsonyabb a frekvencia, annál mélyebb a hang, és minél magasabb a frekvencia, annál magasabb a hang. A hallás korlátai azonban nagymértékben egyénfüggőek.

Az életkor előrehaladtával egyre kevésbé halljuk a magasabb frekvenciákat (a statisztikák szerint 10 évente kb. 1000 Hz-cel csökken a hallható tartomány). A hallásra gyakran káros hatással van a túl hangos zene – műfajtól függetlenül.

Azért a magas frekvenciák a leginkább érintettek, mivel azok receptorai helyezkednek el a hallócsiga elején. Ha ezek az apró receptorsejtek megsérülnek, bizonyos akusztikus jelek nem jutnak el az agyba.

5. állomás –Térbeli hangzás

Azt, hogy egy zene hogyan hangzik, nem utolsósorban befolyásolja az, hogy milyen környezetben, ill. milyen helyiségben játsszák azt le. Ebben fontos szerepe van a hangvisszaverődésnek és a hangelnyelésnek. A környező felületek méretétől és hangelnyelési képességétől függően a hanghullámok különböző mértékben verődnek vissza.

A hang hanghullámként, gömbszerűen terjed, és térhatároló felületekbe ütközik, amelyek részben visszaverik, részben pedig elnyelik a hangot. Általában a sima felületek erősebben verik vissza a hangot, míg az egyenetlen vagy porózus felületeken kisebb a visszaverődés, különösen magasabb frekvenciák esetében. A térakusztikában a hanghullámokra gyakran hangsugárként tekintenek, amelyek a fényhez hasonlóan ugyanabban a szögben verődnek vissza, ezáltal a hang célzottan irányítható a visszaverődéssel (pl. a visszhang megakadályozása érdekében). Mind a terjedés, mind pedig a visszaverődés csökkenti a hangenergiát, ami hővé alakul.

A hang hallgatóhoz vezető legrövidebb lehetséges útját „közvetlen hangnak” nevezzük. Röviddel ezt követően érkeznek meg a falak és a mennyezet által visszavert hanghullámok a hallgatóhoz („első visszaverődés”). Végül következik a különféle visszaverődésekből származó hangok növekvő száma, amelyek amplitúdói egyre kisebbek, majd a fokozatosan lecsengő „utózengést” észleljük.

6.  állomás – az állatok hallása

Az emberek hang- és zenehallása egyes esetekben nagymértékben eltér az állatokétól. Azt könnyen el tudjuk képzelni, hogy az általunk kimondott szavakat, egy éneket vagy egy zenét hogyan érzékel egy másik ember. De hogyan érzékelik a hangokat az állatok? Hallja-e a teknősbéka, ha beszélünk hozzá? Mit hall egy hal az akváriumban? Tetszenének egy denevérnek Chopin zongoraművei? Fülsértő-e a macskák számára a popzene?

A Hannoveri Zene- és Színművészeti Főiskola Zenepedagógiai Kutatóintézete Prof. Dr. Reinhard Kopiez vezetésével e kérdéseknek szentelte egy 2002-ben folytatott kutatását. A kutatásnak az volt a célja, hogy digitális jelfeldolgozással audiogrammokat (a hallás vizuális megjelenítése) készítsenek bizonyos fajokra vonatkozóan. A kutatás alapját Richard R. Fay (1988) terjedelmes adatbázisa biztosította: „Hearing in vertebrates: A psychophysics databook”, Winnetka, IL: Hill-Fay Associates. Valószínűleg ez a könyv a gerincesek hallásával kapcsolatos legátfogóbb gyűjtemény, és az állatok viselkedésével kapcsolatos kísérletekből nyert adatok kimutatták, hogy mi egy adott állat hallásküszöbe, milyen az irányított hallásának felbontása stb.

Azt azonban csak találgatjuk, hogy pontosan hogyan hall egy víz alatt úszkáló ponty pl. egy Beethoven-szimfóniát. Természetesen nem tudjuk teljes biztonsággal kijelenteni, hogy egy állat egyáltalán úgy él-e meg egy hangot, mint az ember, de a Fay által megadott audiogrammok segítségével legalább következtetni tudunk egy adott állat által érzékelt frekvenciatartományra. Ezt akarta Kopiez és csapata hallhatóvá és az emberek számára érthetővé tenni.