Hang és fény (Akusztika, fénytechnika)

Hasonló dokumentumok
Infokommunikáció - 3. gyakorlat

OPTIKA. Szín. Dr. Seres István

2. Az emberi hallásról

1. A hang, mint akusztikus jel

OPTIKA. Hullámoptika Színek, szem működése. Dr. Seres István

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

7. gyakorlat: Hang hallás, kép - látás

B8. A CIE 1931 SZÍNINGER-MÉRŐ RENDSZER ISMERTETÉSE;

Fénytechnika. A szem, a látás és a színes látás. Dr. Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Színek

Fizikai hangtan, fiziológiai hangtan és építészeti hangtan

VÍZUÁLIS OPTIKA. A színlátás. Dr Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest, 2018

Alapfogalmak folytatás

Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_ tanév tavasz 2. előadás. Bedő Anett egyetemi tanársegéd SZE, AHJK Környezetmérnöki tanszék

Zaj és rezgésvédelem tanév tavasz 2. előadás. Bedő Anett egyetemi tanársegéd SZE, AHJK Környezetmérnöki tanszék

Környezetvédelem műszaki alapjai. alapjai, akusztika

A színérzetünk három összetevőre bontható:

A hang mint mechanikai hullám

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Bevezetés a színek elméletébe és a fényképezéssel kapcsolatos fogalmak

Képszerkesztés elméleti feladatainak kérdései és válaszai

A SZÍNEKRŐL III. RÉSZ A CIE színrendszer

Képszerkesztés elméleti kérdések

ZAJ ÉS REZGÉSVÉDELEM Rezgéstan és hangtan

Bevezetés a színek elméletébe és a fényképezéssel kapcsolatos fogalmak

LÁTÁS FIZIOLÓGIA. A szem; a színes látás. Dr Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Világítástechnika I. VEMIVIB544V A fény és tulajdonságai, fotometriai alapfogalmak és színmérés

Mé diakommunika cio MintaZh 2011

A digitális képfeldolgozás alapjai

Audiometria 1. ábra 1. ábra 1. ábra 1. ábra 1. ábra

Az ipari akusztika alapjai

Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem tanév tavasz 3. előadás. Bedő Anett egyetemi tanársegéd SZE, AHJK Környezetmérnöki tanszék

Hangintenzitás, hangnyomás

JELÁTALAKÍTÁS ÉS KÓDOLÁS I.

A PC vagyis a személyi számítógép

GYAKORLATI ÉPÜLETFIZIKA

2. gyakorlat Mintavételezés, kvantálás

Tömörítés, kép ábrázolás A tömörítés célja: hogy információt kisebb helyen lehessen tárolni (ill. gyorsabban lehessen kommunikációs csatornán átvinni

Zaj és rezgésvédelem Rezgéstan és hangtan

AKUSZTIKAI ALAPOK. HANG. ELEKTROAKUSZ- TIKAI ÁTALAKITÓK.

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 35%.

Színmérés Firtha Ferenc, BCE, Fizika

VEMIVIB544V A fény és tulajdonságai, fotometriai alapfogalmak és színmérés

Meteorológiai paraméterek hatása a zaj terjedésére Budaörsön az M7-es autópálya térségében

A Brüel & Kjaer zajdiagnosztikai módszereinek elméleti alapjai és ipari alkalmazása

Az emberi hallás. A fül felépítése

Jel, adat, információ

Műszaki akusztikai mérések. (Oktatási segédlet, készítette: Deák Krisztián)

Hallás időállandói. Következmények: 20Hz alatti hang nem hallható 12Hz kattanás felismerhető

Képernyő. monitor

Számítási feladatok a 6. fejezethez

Némethné Vidovszky Ágens 1 és Schanda János 2

Szent István Egyetem Fizika és folyamatirányítási Tanszék FIZIKA. rezgések egydimenziós hullám hangok fizikája. Dr. Seres István

Zaj és rezgésvédelem

Számítógépes Grafika SZIE YMÉK

ZAJ ÉS REZGÉSVÉDELEM Hallás

PRÓBAÉRETTSÉGI MATEMATIKA május-június KÖZÉPSZINT. Vizsgafejlesztő Központ

PRÓBAÉRETTSÉGI MATEMATIKA május-június KÖZÉPSZINT II. Vizsgafejlesztő Központ

1 A HANG, A HANGRENDSZER

Környezetvédelem NGB_KM002_1

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A MULTIMÉDIA TECHNOLÓGIÁK

Kiadványszerkesztő Kiadványszerkesztő

Hangtechnikus Hangtechnikus Hangmester Hangtechnikus

Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem LGB_KM015_ tanév tavasz 1. előadás

Modulációk vizsgálata

A MULTIMÉDIA TECHNOLÓGIÁK ALAPJAI Előadásvázlat. BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék 2015.

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

MONITOROK ÉS A SZÁMÍTÓGÉP KAPCSOLATA A A MONITOROKON MEGJELENÍTETT KÉP MINŐSÉGE FÜGG:

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

OPTIKA. Fotometria. Dr. Seres István

Bevezetés a méréstechinkába, és jelfeldologzásba jegyzőkönyv

Hallás Bódis Emőke november 19.

A MULTIMÉDIA TECHNOLÓGIÁK

Híradástechnika I. 1.ea

Szürke árnyalat: R=G=B. OPENCV: BGR Mátrix típus: CV_8UC3 Pont típus: img.at<vec3b>(i, j) Tartomány: R, G, B [0, 255]

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

Látás. Látás. A környezet érzékelése a látható fény segítségével. A szem a fényérzékelés speciális, páros szerve (érzékszerv).

Transzformátor rezgés mérés. A BME Villamos Energetika Tanszéken

Hullámok, hanghullámok

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Zaj (bevezetés) A zaj hatása Zaj Környezeti zaj Zajimisszió Zajemisszió Zaj szabályozás Zaj környezeti és gazdasági szerepe:

A Planck-eloszlásokról és a fényforrások ekvivalens színhőmérséklet -eiről Erbeszkorn Lajos

Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_ tanév tavasz 1. előadás. Bedő Anett egyetemi tanársegéd SZE, AHJK Környezetmérnöki tanszék

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 15%.

Számítógépes grafika. Készítette: Farkas Ildikó 2006.Január 12.

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

Épületakusztika ÉPÜLETFIZIKA. Horváth Tamás. építész, egyetemi tanársegéd Széchenyi István Egyetem, Győr Építészeti és Épületszerkezettani Tanszék

Hang és ultrahang. Sugárzások. A hang/ultrahang mint hullám. A hang mechanikai hullám. Terjedéséhez közegre van szükség vákuumban nem terjed

AZ AUDIOMETRIA FIZIKAI ALAPJAI

Hang, hangmagasság. Hangelfedés A hallásküszöb függ az egy időben hallott hangoktól. Ez a hangelfedés jelensége.

Szürke árnyalat: R=G=B. OPENCV: BGR Mátrix típus: CV_8UC3 Pont típus: img.at<vec3b>(i, j) Tartomány: R, G, B [0, 255]

GPGPU. Hangfeldolgozás és hangszintézis

BEVEZETÉS A STÚDIÓTECHNIKÁBA

Rezgés tesztek. 8. Egy rugó által létrehozott harmonikus rezgés esetén melyik állítás nem igaz?

1. HALLÁSTULAJDONSÁGOK

Próba érettségi feladatsor április I. RÉSZ

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

Átírás:

Hang és fény (Akusztika, fénytechnika)

A hang fizikai leírása Hang rugalmas közeg mechanikai rezgései szilárd anyag testhang cseppfolyós anyag folyadékhang levegő léghang (emberi hallás) Léghang légnyomásingadozás P( t) P p( t) o hangnyomás P o 100000Pa( N / 2 m )

A hang fizikai leírása Léghang légnyomásingadozás Longitudinális hullámok

Fogalmak: A hang fizikai leírása hangnyomás p 1 Pa.=1N/m 2 hangnyomásszint hangintenzitás intenzitásszint

Fogalmak: A hang fizikai leírása hangnyomás hangnyomásszint hangintenzitás L 20log p p p 0 p 6 o 2010 [ db] Pa intenzitásszint átlagembernél 1000 Hz-es szinuszhang hallásküszöbje

Fogalmak: A hang fizikai leírása hangnyomás hangnyomásszint hangintenzitás időegység alatt a felületegységen áthaladó energia I p v p 2 o c intenzitásszint

Fogalmak: A hang fizikai leírása hangnyomás hangnyomásszint hangintenzitás L I 10log I I o I 1pW / m o 2 átlagembernél 1000 Hz-es intenzitásszint szinuszhang hallásküszöbje

Az emberi hallás fiziológiája Emberi hallás kvantált és logaritmikus jellegű két hang különböző erősségűnek hallható, ha 10% (1 db) hangenergia eltérésűek különböző magasságúnak, ha 2-3% frekvencia eltérésűek amplitudó kb. 120 szint frekvencia kb. 840 szint

Az emberi hallás fiziológiája Fogalmak: hallásküszöb fájdalomküszöb hangerősség hangosság hangelfedés

Az emberi hallás korlátai

Az emberi hallás fiziológiája Szubjektív hangosságérzet hangerősség tetszőleges frekvenciájú hang hangerőssége annyi phon, ahány db a vele azonos hangosságérzetet keltő 1000 Hz-es színuszhang hangnyomásszintje Azonos hangerősségű pontokat a frekvencia függvényében összekötve Fletcher-Munson görbék. Az így megállapított hangerősség L N

Fletcher-Munson Szubjektív hangosságérzet hangerősség

Hangelfedés

Az emberi hallás fiziológiája Hangforrás iránya oldalirány alacsony frekvencián úthosszkülönbségből adódó fáziseltérés magas frekvencián fej árnyékolása miatti intenzitáskülönbség függőleges irány fej mozgatása fül iránykarakterisztikája

Az átvitel fajtái, minőségi követelmények Típusa Frekv. tart. S/N k Áthallási csill. Távbeszélő 300-3400 Hz 20-25 db 5-10 % AM 100-4500 Hz 40 db URH-FM 50Hz-15kHz 60 db <1% URH-FM-ST 50Hz-15kHz 60 db <1% 40 db Analóg hanglemez Analóg mágneses 40Hz-16kHz 50..60 db 1% 30..40 db 40Hz-16kHz 70 db 1% CD(16 bites) 10Hz-20kHz 96 db <0.005%

Digitális hangrögzítés CD digitális lézerlemez 16 bites kvantálás 44.1 khz mintavételezés gyakorlatilag áthallásmentes sztereo R-DAT digitális hangmagnetofon 12 v. 16 bites kvantálás 32, 44.1 vagy 48 khz mintavételezés

Szubjektív hangosságérzet hangerősség P.2.1. Bolyongás a Fletcher görbéken A szinuszos jelet szolgáltató függvénygenerátor jelét hangszóróra vezetjük. Az így előállított, éppen hallható 10 khz frekvenciájú hang hangnyomásszintje 10 db. A generátor frekvenciáját 1 khz-re csökkentve, a mért hangnyomásszint 30 db, tovább csökkentve 100 Hz-re a hangnyomásszint 0 db lesz (az előállított jel amplitúdója közben nem változott!). a) Mekkora a 10 khz-es hang hangossága phon-ban? b) Mekkora az 1 khz-es hang hangossága phon-ban? c) Mekkora az 100 Hz-es hang hangossága phon-ban? d) Mivel magyarázza, hogy a mért hangnyomásszintek eltérőek, holott mind a három esetben azonos a generátor jelének amplitúdója? P.2.2. A hangerőszabályozás dilemmája

Fletcher-Munson Szubjektív hangosságérzet hangerősség

Fénytechnikai alapok

Fénytechnikai alapok Érzet, fizikai és pszichofizikai jellemzők szubjektív (pszicho-) pszichofizikai objektív (-fizikai)

Fénytechnikai alapok CIE Commission International de l Éclairage szabványosított mérések a szubjektív tényezőket szabványosított karakterisztikával vesszük figyelembe

A látás fiziológiája A retina felépítése

A látás fiziológiája Ideghártyában (retinán) idegvégződések Csapok erős fényben Pálcikák gyenge fényben

A látás fiziológiája Érzetjellemzők (mik a pszichofizikai megfelelőik?) világosság, színezet, telítettség Egy felület több v. kevesebb fényt bocsát ki ill. reflektál Színek (kék, zöld...) A fehér és a telített (spektrális) szín között hol helyezkedik el (világoszöld, sötétvörös...)

Fotometriai mérések látószerv frekvenciafüggő érzékenységét is figyelembe veszik műszem 1924 ben szabvány CIE fénymérő fénysűrűség (a világosság pszichofizikai megfelelője)

Színmérés színérzeteket figyelembe veszik 1951 ben CIE szabvány λ R =700 nm, λ G =546.1 nm, λ B =435.8 nm 2.1. ábra. A Maxwell háromszög R G B Hullámhossz [nm] 700,0 546,1 435,8 Intenzitás [rel] 1 4,59 0,06 izokrom színingerek több RGB beállításban is létrejöhet azonos színinger

d r R ) ( ) ( d g G ) ( ) ( d b B ) ( ) (

Additív színkeverés; r és g koordináták Nyilván. r R R G B b R B G B g R G G B r g b 1

Nyilván. CIE x-y koordinátarendszer R,G,B koordináta- rendszert képezzük le egy újabb, szintén lineáris,y, rendszerbe minden valós színingernek pozitív színösszetevők feleljenek meg, az R=G=B fehérnek =Y= feleljen meg, az Y összetevő adja ki a fénysűrűséget. Y 2,769 1,000 0 1,752 4,590 0,057 1,130 0,060 5,599 R G B

Színmérés 3 koordináta 1 Színösszetevők,Y, Színkoordináták x,y x Y Y y Y 1 1 Y z Y

Színdiagramok x Y y Y Y

CIE színdiagram

CIE színdiagram λ d domináns hullámhossz (színezet pszichofizikai jellemzője) p e =a/b színtartalom (telítettség pszichofizikai jellemzője)

B G R Y 1,12 0,07 0 0,11 0,59 0,3 0,2 0,17 0,61 FCC RGB Y x Y Y y Y z

A kép átvitele hírközlő csatornán Felbontás pixelekre Fényesség (szürke árnyalatú) Szinekre bontás A képet pixelekre bontva és definiált sorrendben kiolvasva időfüggvényt kapunk Kérdés: mekkora csatorna átviteli kapacitás szükséges a mozgó képek átviteléhez?

A kép átvitele hírközlő csatornán Emberi szem függőleges felbontóképessége 2 Optimális képnézőszög 20 o Jól bevált képméretarány 4:3 Így képelemek száma: függőlegesen 20 o /2 =600 vízszintesen 600*4/3=800

A kép átvitele hírközlő csatornán Szürkeárnyalatú kép képelemszáma 600*800=4.8*10 5 Árnyalatok száma 100 már élvezhető részletgazdaság

Fekete-fehér kép információtartalma Az s=100 szint információtartalma I képelem =ld s=ld(100)=6.65 bit A teljes kép információtartalma f f I képelem 600 800 6.65 3.19 10 6 bit

Mozgókép továbbítás Emberi szem tehetetlensége miatt N=25-30 kép/sec Adatátviteli sebesség f kép f N 3.19 10 6 bit/sec 25 3.19 10 6 bit/sec 80Mbit/s

Színes kép információtartalma Színfelbontás szükséges mértéke 20 szín szint Emberi szem színfelbontó képessége 10 (5-ször rosszabb, mint fekete-fehérre) Minden színes pixelen 2 független adat, pl x,y I szín kép 2 600 800 / 25 ld 20 166 kbit

Színes mozgókép továbbítás Színes kép össz információtartalma 3.19Mbit+166kbit=3.36Mbit Adatátviteli sebesség 25*3.36Mbit/s 84Mbit/s

P.2.4. Színezet és telítettség pszihofizikai értelmezése A CIE színdiagram segítségével határozzuk meg az FCC szabvány szerinti alapszínek(a televíziózásban használt alapszínek) domináns hullámhosszát és színtartalmát! Fehérnek érezzük-e a három alapszín azonos súlyozású eredőjét?

B G R Y 1,12 0,07 0 0,11 0,59 0,3 0,2 0,17 0,61 FCC RGB Y x Y Y y Y z

Színösszegzés, láthatóság Milyen arányban kell a CIE zöld és kék alapszínét összeadni, hogy azonos világosság érzetet keltő encián színeket kapjunk. Melyik kikevert szín igényli a legkisebb teljesítményt? Mi a domináns hullámhossza annak a színnek, amelynél ez a keverék minimális színtartalmú?

B G R Y 1,12 0,07 0 0,11 0,59 0,3 0,2 0,17 0,61 FCC RGB Y x Y Y y Y z

G.2.4. Gyakorló feladat Színes monitor egy pixelének megjelenítéséhez a színkülönbségi jelek R Y = 0.35, illetve B Y = 0.15, a világosságjel pedig 45%-os. a.) Mekkorák a pixelt jellemző RGB színösszetevők? b.) Milyen színűnek érzékeljük ezt a képpontot? c.) A képpont színét egy szabványos E fehér szín és egy RGB alapszín keverésével kívánjuk előállítani. Mekkora a fehér és mekkora az alapszín súlytényezője? d.) Mekkora a pixel színtartalma?

B G R Y 1,12 0,07 0 0,11 0,59 0,3 0,2 0,17 0,61 FCC RGB Y x Y Y y Y z