Wahrnehmungslabor

An den sechs interaktiven Touchscreen-Terminals haben Sie die Möglichkeit nun selbst zu experimentieren. Setzen Sie die Kopfhörer auf und berühren Sie mit dem Finger den Bildschirm. Wählen Sie eine Sprache.

1. Terminal – Shepard-Skala

Die Shepard-Skala oder Shepard-Tonleiter, vorgestellt 1964 von dem Psychologen Roger Shepard, ist die Illusion einer unendlich ansteigenden oder abfallenden Tonleiter, die niemals die Grenze des eigenen Hörens übersteigt - innerhalb unserer Hörgrenzen.

Erreicht wird dieser Effekt durch Klänge mit einer in Oktaven angeordneten Teiltonstruktur unter einer glockenförmigen Filterkurve. Dies bewirkt, dass die Teiltöne in der Mitte immer am stärksten sind und an den oberen und unteren Rändern immer am schwächsten. Das heißt, die Skala scheint immer weiter auf- oder abwärts zu laufen, ohne dass sie vollständig unter der oberen oder unteren Hörschwelle verschwindet.

2. Terminal – Hören im Mutterleib

Das Ohr ist eines der am frühesten funktionierenden Sinnesorgane des werdenden Menschen, noch bevor Herz und Gehirn mit der Aktivität beginnen. Bereits zwischen der 20. und 24. Woche löst ein Hörreiz motorische Reaktionen beim ungeborenen Baby aus. Ab der 28. Woche kann man das Hörvermögen sicher voraussetzen. Ungeborene nehmen Signale und Geräusche über die Haut, über die Luft und über die Knochen wahr. Sie hören etwa Herztöne und die Stimme der Mutter, sowie Verdauungsgeräusche und Magenknurren. Auch Geräusche von außen nimmt das ungeborene Baby wahr. Dabei hört es eher tiefe als hohe Töne.

Gespräche, Musik, Umgebungsgeräusche werden entsprechend gefiltert rezipiert. Dabei dringen vorwiegend tiefe Töne vor. Vokale werden eher als Konsonanten wahrgenommen, weshalb das ungeborene Baby vor allem die Sprachmelodie hört - und weniger die perkussiven Elemente gesprochener Inhalte.

 

3. Terminal – Wellenformen

Als Wellenform (“Waveform”) wird die Gestalt und die Form des zeitlichen Verlaufs der Veränderung einer Größe einer Schwingung bezeichnet. Die vier grundlegenden periodischen Wellenformen sind Sinus-, Rechteck-, Dreieck- und Sägezahnschwingung. In der Akustik wird mit Waveform die Hüllkurve der akustischen Schwingungen in einem Oszillogramm von grafischen Benutzeroberflächen bezeichnet.

Mit einem Filter kann ein Audiosignal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändert werden. Mit dem Cutoff/Grenzfrequenz-Parameter werden beispielsweise unerwünschte Signalanteile abgeschwächt oder unterdrückt. Die eingestellte Grenzfrequenz kann zusätzlich mit dem Parameter Resonanz/Resonance verstärkt werden.

Mit einem LFO (Low Frequency Oscillator/Niederfrequenz-Oszillator) wird ein Klangparameter dauerhaft und rhythmisch nach einem wiederkehrenden Muster (je nach eingestellter Wellenform) moduliert. Ein LFO sorgt für Bewegung im Sound, macht ihn lebendiger und im wahrsten Sinne des Wortes beschwingter. Er lässt Klänge »atmen«, »schimmern« oder »pulsieren«.

4. Terminal – Hörschwelle

Das menschliche Gehör kann Frequenzen zwischen etwa 16 und 18000 Hz wahrnehmen. Je tiefer die Frequenz, desto tiefer der Ton, je höher die Frequenz, desto höher der Ton. Die Grenzen unseres Hörvermögens sind allerdings höchst individuell.

Mit zunehmendem Alter nimmt unsere Hörfähigkeit von den hohen Frequenzen beginnend immer weiter ab (statistisch gesehen verlieren wir alle 10 Jahre ca. 1000 Hz).  Oft wird auch durch zu laute Musik, unabhängig vom Musikgenre, das Gehör beeinträchtigt. Betroffen sind zumeist die hohen Frequenzen, denn deren Rezeptoren liegen am Beginn der Gehörschnecke. Sind die feinen Sinneszellen beschädigt, werden bestimmte akustische Signale nicht mehr an das Gehirn weitergeleitet.

5. Terminal – Raumklang

Wie Musik klingt, wird nicht zuletzt davon beeinflusst, in welchem Raum bzw. an welchem Ort diese wiedergegeben wird. Maßgeblich dafür sind Schallreflexion und -absorption. Abhängig von der Größe und dem Absorptionsverhalten der umgebenden Flächen werden Schallwellen unterschiedlich stark reflektiert.

Der Schall breitet sich kugelförmig als Schallwelle aus und trifft auf Raumbegrenzungsflächen, die den Schall teils reflektieren und teils absorbieren, also zurückwerfen oder aufnehmen. Generell gilt: glatte Flächen führen zu starker Reflexion, während unebene oder poröse Oberflächen die Reflexion besonders in ihren hohen Frequenzteilen mindern. In der Raumakustik werden Schallwellen häufig als Schallstrahlen betrachtet, die wie beim Licht bei einer Reflexion im gleichen Winkel wieder zurückgeworfen werden. Hierdurch lässt sich Schall gezielt durch Reflexion lenken (z.B. durch Vermeidung von Echos). Ausbreitung und Reflexion mindern jeweils die Schallenergie, die in Wärme umgewandelt wird.

Der kürzest mögliche Weg des Schalls zum Hörer wird als „Direktschall“ bezeichnet. Kurz darauf treffen die ersten von Wänden und Decken reflektierten Schallwellen beim Hörer ein („Erste Reflexionen“). Anschließend folgt eine stark zunehmende Zahl unterschiedlicher Reflexionen, deren Amplituden immer mehr abnehmen und als allmählich abklingender „Nachhall“ wahrgenommen werden.

6. Terminal – Die Hörwelten von verschieden Tieren

Die menschliche Wahrnehmung von Klang und Musik unterscheidet sich mitunter stark von jener der Tierwelt. Wir können erahnen, wie unser gesprochenes Wort, Gesang oder Musik bei unserem menschlichen Gegenüber wirkt. Aber wie stellt sich die akustische Wahrnehmung bei Tieren dar? Kann eine Schildkröte hören, wenn man mit ihr spricht? Was hört ein Fisch im Aquarium? Würde eine Fledermaus die Klaviermusik von Chopin mögen? Ist für eine Katze Popmusik eine Ohrfolter?

In einem Projekt, das im Jahr 2002 am Institut für Musikpädagogische Forschung der Hochschule für Musik und Theater entstand, hat sich ein Team unter der Leitung von Prof. Dr. Reinhard Kopiez diesen Fragen gewidmet. Mit den Methoden der digitalen Signalverarbeitung sollten klingende Audiogramme ausgewählter Spezies erzeugt werden. Als Datengrundlage diente die umfangreiche Datensammlung in Richard R. Fay (1988): “Hearing in vertebrates: A psychophysics databook”, Winnetka, IL: Hill-Fay Associates. Dieses Buch ist die vermutlich umfangreichste Sammlung zum Hörvermögen der Wirbeltiere, und die aus Verhaltensexperimenten gewonnenen Daten geben an, welche Hörschwellen ein bestimmtes Tier besitzt, welche Auflösung sein Richtungshören hat etc.

Wie jedoch konkret z.B. eine Beethoven-Symphonie von einem Karpfen unter Wasser gehört wird, lässt sich nur erahnen. Natürlich kann man nicht mit Sicherheit sagen, ob ein Tier Schall überhaupt so erlebt wie ein Mensch, aber zumindest lassen die von Fay angegebenen Audiogramme Rückschlüsse auf das jeweils wahrnehmbare Frequenzspektrum zu. Dies wollten Kopiez & Team erklingen lassen und für den Menschen nachvollziehbar machen.