Как наличие двух пар голосовых связок повлияет на голос гуманоида?

Меня только что обследовал ЛОР, и я родился с двумя наборами голосовых связок, второй набор ниже первого. Я также являюсь рекордсменом Гиннеса по самой низкой женской голосовой ноте. Я записал уменьшение до E0 при 20 Гц и до C10. Мой первый набор голосовых связок также толще, поэтому у меня очень глубокий, насыщенный низкий голос, и я могу подражать многим голосам и животным. Я очень маленькая, ростом чуть более 5 футов 1 дюйм, около 110 фунтов, и у меня нет толстой шеи, заметного адамова яблока или утолщения, которое видно снаружи. Я также звучу как нормальный женский голос, совсем не глубокий ( моя племянница, похоже, тоже унаследовала эту черту). Ищу дополнительную информацию о моей аномалии. Есть ли кто-нибудь еще, похожий на меня? Джой Чепмен

В чем эволюционное преимущество этого?

Более широкий диапазон звуковых частот может (возможно) обеспечить более сложное общение... но у нас уже есть языки, которые варьируются от очень простых до невероятно сложных. Итак, хотя я даю некоторое представление в своем ответе, имейте в виду, что это эволюционное развитие на самом деле не имеет смысла.

Я могу систематически представить второй набор аккордов тремя способами.

Последовательность :  две голосовые связки расположены последовательно, то есть одна сразу следует за другой на пути трахеи. Это решение означает, что второй набор аккордов модулирует первый набор аккордов. Я предполагаю, что результат будет немного отличаться от прохождения аудиосигнала через звуковой постпроцессор. Вы можете легко получить эффект дрона (один или несколько гармонических тонов на фоне основного аккорда) или создать вторичные эффекты, такие как смещение тона, создание реверберации или, возможно, даже вокальный эквивалент космического вау. Вы можете заставить себя звучать как собственный разговорник .

Параллельно:  две голосовые связки параллельны, что означает, что путь трахеи разделяется, чтобы доставить 50% воздуха к каждой связке, которая якобы может приводиться в действие независимо. Я полагаю, что это могло бы привести к возникновению двух независимых частот, но только постольку, поскольку эти частоты не формируются полостью рта и горла, которые являются общими для обеих голосовых связок.Это могло дать начало очень богатому голосу, способному обеспечить собственную контрастную гармонию. Обратите внимание, что я не верю, что это поможет реализовать идею пения двумя голосами. Это только добавило бы глубины одному голосу и усложнило бы общение с отдельными вторичными частотами, следующими за первичной частотой. Например, англоговорящие люди задают вопрос и обычно повышают частоту звука, когда вопрос подходит к концу. Существо с параллельным аккордом может добавить вторую частоту к первой, предоставляя больше информации о характере заданного вопроса.

Интегрированная:  интегрированная двойная голосовая связка представляет собой единый голосовой ящик в трахее, который содержит два отдельных набора аккордов — или, что более очевидно, в нем вдвое больше «аккордов». Я буду честен с вами, я не уверен, как это будет звучать, кроме как для обеспечения большего диапазона частот (добавление аккордов в одно и то же базовое пространство требует, чтобы новые аккорды были меньше, что предполагает более высокий частотный диапазон).

Последствия

• Для вокализации требовалось больше воздуха, что предполагало, что мы все будем говорить тише. (Это было бы чудесно....)

• В горле требуется больше места, поэтому шеи будут более объемными.

• Вы просто удвоили вероятность того, что что-то пойдет не так (например, ларингит), и я не уверен, что биологически наличие двух наборов аккордов означает, что эти два набора когда-либо будут на 100% независимы друг от друга. Другими словами, если вы потеряете голос в одной коробке, вы все равно будете звучать как лягушка.

Заключение

Разница была бы, но я не думаю, что это будет большая разница. Талантливые певцы будут воспроизводить более насыщенный звук, и наше общение будет более тонким, но в целом это не будет иметь существенной разницы.

С другой стороны, цена, которую мы заплатили бы за эту незначительную разницу, очень высока из-за гораздо более сложной структуры горловины и всех возможных проблем, связанных с этим.

Существуют способы использования других структур глотки/рота в качестве дополнительных органов звукообразования по аналогии с голосовыми связками. Вы можете получить представление о том, как могут звучать ваши существа с двумя голосовыми связками, слушая кошек и обертоновых певцов.

Обертонное пение. https://en.wikipedia.org/wiki/Overtone_singing Тувинское горловое пение – самый известный из этих стилей. По ссылке есть пример звуковых клипов. Певцы выравнивают структуры в горле (или во рту) так, чтобы они вибрировали с гармоническими частотами основной ноты, производимой голосовыми связками.

Большинство горловых певцов, которых вы найдете в Интернете, звучат как металлисты. Но звуки, которые издает эта дама, не похожи на человеческие звуки. https://youtu.be/2kzPek5XbUg?t=266

Кошки издают что-то вроде обертонного пения, когда мурлычут.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cat_communication#Purr

Механизм мурлыкания кошек неуловим. Отчасти это связано с тем, что у кошек нет уникальной анатомической особенности, которая явно отвечает за эту вокализацию. Одна гипотеза, подтвержденная электромиографическими исследованиями, заключается в том, что кошки производят мурлыкающий звук, используя голосовые связки и/или мышцы гортани для поочередного быстрого расширения и сокращения голосовой щели, вызывая колебания воздуха во время вдоха и выдоха. В сочетании с равномерным вдохом и выдохом при дыхании кошки создается мурлыкающий звук с сильными гармониками.

Ваше существо с двумя наборами голосовых связок должно было бы вывести их обоих из одного и того же воздушного потока. Одна резонирующая структура (например, одна гитарная струна или один набор голосовых связок) может воспроизводить один тон за раз. Ваши существа могут использовать их вместе или по одному. Как и в случае с обертоновыми певцами, второй набор может вибрировать в соответствии с гармоникой первого. Или, подобно кошкам, второй набор можно использовать для создания вибраций с другим тональным диапазоном, чем первый.

Ответ @ JBH великолепен; в нем рассматриваются вопросы биологии и излагаются различные возможности параллельных/последовательных голосовых связок. Тем не менее, непонятно, какие серии влекут за собой голосовые связки. Здесь я возьму чисто акустическую перспективу, чтобы конкретизировать это.

Короткий ответ

С параллельными голосовыми связками (т. е. по одной на каждое легкое, с объединенным воздушным потоком выше) ваши гуманоиды могли говорить/петь двумя нотами одновременно. Поскольку у них все еще одни и те же артикуляторы (все в ротовой полости и т. д.), они не могли говорить или петь разные слова, издавать разные гласные звуки или что-то в этом роде. Но они могли петь, скажем, мажорную терцию. Так что это зависит от вашего определения голоса, но в основном да.

Когда голосовые связки расположены последовательно (одна за другой в трахее), они все же могут воспроизводить более одного простого звука, но не таким простым способом. Если вы когда-нибудь пели на духовом инструменте , вы замечали, что нота, которую вы поете, и нота, которую вы играете на инструменте, странным образом сочетаются. Таким же образом будут сочетаться высоты звука двух голосовых связок. На самом деле, эти гуманоиды могут звучать как Далеки !

Итак, как именно поля взаимодействуют?

Длинный ответ: суммирование или модуляция

Все ответы до сих пор выражали некоторую интуицию, что голосовые связки в серии делают что-то другое. @Willk говорит, что это было бы похоже на пение в обертонах. @RonJohn говорит, что они будут вмешиваться и блокировать друг друга. @JBH доходит до того, что говорит, что они могут добиться чего угодно, от вау до реверберации. На самом деле @RonJohn ближе всех говорит, что они вмешиваются. Точнее, они модулируют друг друга, хотя это более продуктивно, чем он предполагает.

Когда два человека поют интервал (или если два набора голосовых связок с разными легочными источниками поют в один и тот же нисходящий воздушный канал), волны давления суммируются : то есть в каждый момент времени значение выходного сигнала равно сумме значения входов. Это потому, что воздушный поток через каждый из них не зависит от другого, поэтому каждый просто вносит некоторое давление воздуха в общий проход на выходе.

Когда мы говорим о сигнале, имеющем две частоты, или когда мы говорим о смешении двух звуков, это всегда сумма.

Так что же происходит в случае последовательных голосовых связок? Здесь, когда одна голосовая связка сужена, другая не может воспроизводить звук, поэтому амплитуда одной модулирует другую. Когда оба колебания находятся на слышимых частотах, это называется кольцевой модуляцией . Вместо суммирования сигналы умножаются . Обратите внимание на различия между графиками выше и ниже. В приведенном выше случае более быстрая волна движется по пути более медленной волны. На графике ниже более быстрая волна огибается более медленной волной. (Предостережение: в отличие от электрических сигналов, представленных здесь, акустические сигналы однополярны, поэтому умножение будет выглядеть немного иначе.)

Так почему же это звучит по-другому?

Результатом кольцевой модуляции двух частот является так называемая «сумма и разность» этих частот. То есть частоты, которые вы получаете, не те, которые вы получаете, и, что особенно важно, любые гармонические отношения между входными частотами не обязательно сохраняются в выходных частотах. Гармонические отношения (одна частота является целым кратным другой) очень важны для нашего восприятия звуков (поэтому нам нравятся гармонические интервалы, такие как терции и квинты), поэтому эта негармоничность звучит странно и даже может затруднить определение высоты тона. к звуку. Тем более для сложных сигналов, производимых голосовыми связками.

Так что это немного более причудливо, чем предложение обертонного пения, при котором ваша ротовая полость формирует резонатор, который выделяет и усиливает одну гармоническую частоту вашего голоса настолько, что она воспринимается как отдельный тон. Но это не так странно, как возможность добиться эффекта реверберации.

В заключение

Кольцевая модуляция для нас неинтуитивна, и поэтому ее трудно контролировать. Тем не менее, контроль будет естественным для этих существ. Большинство примеров кольцевой модуляции, используемых в звуковых эффектах (таких как голоса далеков), включают в себя постоянный тон, модулирующий сложный сигнал, или (в случае примера пения флейты) две мелодии с постоянным интервалом друг от друга. Если бы двуголосые гуманоиды обладали мастерством динамического изменения обеих голосовых связок одновременно, я полагаю, что они могли бы создавать всевозможные интересные полифонии.