Уникальное устройство позволяет создавать звуковую радугу — необычное явление, когда белый шум расщепляется на отдельные тональности. Изготовленное из пластика, приспособление разделяет шумовой поток на разные частоты и направляет их в различные стороны. Так можно представить себе аудио-аналог привычной радуги, где каждая цветовая полоса занимает собственное место, а здесь вместо них — нота.
Источник звука размещен в центре конструкции и генерирует высокочастотные сигналы в диапазоне от 8 до 13 кГц. Для сравнения: самая высокая клавиша на фортепиано звучит примерно на 4 кГц, то есть здесь слышны звуки более тонкого регистра. Такой выбор позволил сделать прибор компактным. Его внешний вид и принцип работы вдохновлены строением наружного уха, которое умеет определять направление источника звука, но не делит его на отдельные высоты.
Конструкция напоминает круглый диск, усыпанный столбиками необычной формы. Эти элементы отражают звуковые волны так, что они взаимодействуют между собой, усиливая определенные частоты в разных зонах вокруг прибора. В результате возникает своеобразное распределение тонов, подобное радуге, только звуковой. Такой эффект открывает новые перспективы в управлении музыки — например, можно направлять низкие частоты в специальные поглотители для улучшения акустики помещения.
Создание подобного механизма оказалось сложной задачей из-за необходимости точного управления волнами различной длины. Ученые использовали метод обратного проектирования, когда компьютер моделировал звуковое поле при разных формах устройства и сравнивал результат с желаемым эффектом. Модель многократно калибровали и корректировали, добиваясь максимально точного совпадения. После оптимизации конструкцию изготовили с помощью 3D-печати и проверили в деле — все задуманные свойства подтвердились.
С первого взгляда прибор кажется хаотичным, но именно такая геометрия позволяет добиться нужных характеристик. Теперь с помощью современных технологий и компьютерного анализа можно создавать сложные эффекты, недоступные ранее.
Благодаря звуковой радуги можно улучшать звучание в концертных залах и студиях, создавать новые музыкальные приборы и системы точного управления звуком в зданиях, транспорте и других средах. Технология станет шагом к более качественному и точечно настроенному контролю над звуковым окружением вокруг нас и расширит горизонты акустики и звукового дизайна.
Ранее мы писали о том, почему шум новых двигателей так сильно нас раздражает.
