Что такое сложные звуки с точки зрения звуковых волн?

То, что вы видите и слышите в окончательной форме волны, является суммой всех инструментов, суммой всех отдельных источников.

Все эти звуки могут быть закодированы в одной волновой форме. В случае вашего первого примера (стереозвук) у вас есть два канала (две волны, два сигнала) вместо одного.

Другими словами, да, это один звук (или два звука в случае стерео). Это не отличается от того, что происходит, когда вы слышите звук вживую. Ваши уши улавливают сумму всех звуков в комнате в это конкретное время и в определенном месте. Та же сумма имеет место акустически в комнате и цифровым или электронным образом в волновой форме.

Тон 20 Гц

и тон 200Гц

можно суммировать в эту единую форму волны:

Это взаимодействие может быть и разрушительным.

Любая форма волны

суммируется с идентичной формой волны, но с инвертированной фазой

отменят друг друга.

То же самое происходит и в более музыкальных сценариях, в бытовых песнях.

Пинать

ловушка

и басовая линия

все можно суммировать в один сигнал.

Любой звук можно смоделировать как комбинацию синусоидальных сигналов на разных частотах; во многих случаях, если звук содержит несколько частот, которые все кратны или почти кратны общей «основной» частоте, объединение этих звуков будет восприниматься как один звук, частота которого совпадает с частотой основного тона и чей «характер» определяется соотношением частот и амплитуд. Обратите внимание, что в некоторых случаях слушатель воспринимает основную частоту, даже если звук этой частоты отсутствует. Например, сочетание 300 Гц, 500 Гц и 700 Гц обычно воспринимается не как набор тонов, а как один тон 100 Гц. Добавление контента с частотой 200 Гц, 600 Гц, 900 Гц или другими частотами, кратными 100 Гц, не изменит воспринимаемую высоту звука, но, скорее всего, заставит его звучать».

Обратите внимание, что воспроизведение звука редко бывает идеальным; когда вибрации в воздухе преобразуются в электрические сигналы или наоборот, или когда электрические сигналы или вибрации «перемещаются», могут произойти четыре основных типа вещей:

1. Простое линейное масштабирование просто умножает амплитуду всего частотного содержимого на постоянную величину.

2. Другие линейные эффекты модифицируют сигнал таким образом, что применение линейного эффекта к комбинации двух сигналов даст тот же результат, что и применение эффекта к каждому сигналу по отдельности и объединение результата. Обратите внимание, что на линейные эффекты может влиять (и часто влияет) то, что сигнал делал в прошлом. Рассмотрим, например, простой эффект эха, который добавляет к сигналу 50% того же сигнала, задержанного на 0,001 секунды. Такой эффект увеличил бы на 50% амплитуду любого кратного любой частоты, кратной 1000 Гц (поскольку задержанный сигнал был бы в фазе с сигналом без задержки), но уменьшил бы на 50% амплитуду любого сигнала, который был бы кратным 1000 Гц. был нечетным числом, кратным 500 Гц (поскольку задержанный сигнал будет иметь свои высокие точки в то же время, что и незадержанный сигнал имеет свои низкие точки). Другие частоты будут увеличены или уменьшены на разную величину. Линейные процессы изменят амплитуды и фазовые соотношения частот, присутствующих в исходном сигнале, но не изменят сами частоты.

3. Гармоническое искажение модифицирует сигнал таким образом, что результирующая мгновенная амплитуда в любой момент времени будет произвольным образом зависеть от мгновенной амплитуды исходного сигнала в этот момент времени. В отличие от линейных эффектов, результат процесса гармонического искажения никоим образом не зависит от того, что сигнал делал в какой-либо более ранний момент времени. Учитывая сигнал, который содержит некоторую комбинацию частот, результат процесса гармонического искажения будет содержать только частоты, которые могут быть выражены как сумма произвольных (положительных или отрицательных) целых кратных сигналов, присутствующих в оригинале. Если все частоты, присутствующие в оригинале, кратны общей основной частоте, то все частоты, присутствующие в искаженном сигнале, также будут кратны этой частоте.

4. Эффекты, которые нельзя охарактеризовать ни как линейные, ни как полностью независимые от времени гармонические искажения, можно отнести к категории «все остальное». Прохождение сигнала через несколько линейных эффектов эквивалентно прохождению их через один потенциально более сложный; аналогичным образом прохождение сигнала через несколько видов эффектов гармонического искажения приведет к некоторой форме гармонического искажения. Однако объединение эффектов может дать результаты, которые нельзя упростить таким образом.

Эффекты гармонического искажения часто могут быть приятными, когда все частоты в исходном сигнале кратны общей основной частоте; применение линейных эффектов после такого искажения также может дать приятный звук. Однако добавление искажения после многих видов линейных эффектов часто приводит к довольно неприятным звукам, поскольку к разным частотам в конечном итоге будут применяться искажения по-разному.