Un espectrograma de tonos Shepard ascendentes en una escala de frecuencia lineal
Un tono Shepard , llamado así por Roger Shepard , es un sonido que consiste en una superposición de ondas sinusoidales separadas por octavas . Cuando se toca con el tono grave del tono subiendo o bajando, se lo conoce como escala Shepard . Esto crea la ilusión auditiva de un tono que parece ascender o descender continuamente en tono, pero que en última instancia no se vuelve más alto o más bajo. [1]
Construcción
Figura 1: Tonos de Shepard que forman una escala de Shepard, ilustrados en un secuenciador
Cada cuadrado de la Figura 1 indica un tono, y cualquier conjunto de cuadrados alineados verticalmente juntos forman un tono Shepard. El color de cada cuadrado indica la intensidad de la nota, siendo el violeta el más suave y el verde el más fuerte. Las notas superpuestas que suenan al mismo tiempo están exactamente a una octava de distancia, y cada escala se va y se va atenuando de manera que es imposible escuchar el principio o el final de una escala determinada.
Tono Shepard a partir de la nota raíz A (A 4 = 440 Hz)Escala de Shepard, diatónica en Do Mayor , repetida 5 veces
Como ejemplo conceptual de una escala ascendente de Shepard, el primer tono podría ser un C 4 casi inaudible ( C central ) y un C 5 fuerte (una octava más alta). El siguiente sería un C ♯ 4 ligeramente más fuerte y un C ♯ 5 ligeramente más suave ; el siguiente sería un D 4 aún más fuerte y un D 5 aún más suave . Las dos frecuencias serían igualmente fuertes en la mitad de la octava (F ♯ 4 y F ♯ 5 ), y el duodécimo tono sería un B 4 fuerte y un B 5 casi inaudible con la adición de un B 3 casi inaudible . El decimotercer tono sería entonces el mismo que el primero, y el ciclo podría continuar indefinidamente. (En otras palabras, cada tono consta de dos ondas sinusoidales con frecuencias separadas por octavas; la intensidad de cada una es, por ejemplo, una función coseno elevada de su separación en semitonos desde una frecuencia pico, que en el ejemplo anterior sería B 4 . Según Shepard, "casi cualquier distribución suave que se reduzca a niveles subumbral en frecuencias bajas y altas habría funcionado tan bien como la curva coseno realmente empleada". [1]
La teoría detrás de la ilusión fue demostrada durante un episodio del programa de la BBC Bang Goes the Theory , donde el efecto fue descrito como "un poste de barbero musical ". [2]
La escala descrita, con pasos discretos entre cada tono, se conoce como escala discreta de Shepard . La ilusión es más convincente si hay un tiempo breve entre notas sucesivas ( staccato o marcato en lugar de legato o portamento ). [ cita requerida ]
Variantes
Visualización en audio y video en movimiento de un glissando ascendente de Shepard-Risset. Vea y escuche los tonos más altos a medida que se desvanecen.
Glissando de Shepard-Risset
Posteriormente, Jean-Claude Risset creó una versión de la escala en la que los tonos se deslizan de forma continua, y se la denomina apropiadamente escala continua de Risset o glissando de Shepard-Risset . [3] Cuando se hace correctamente, el tono parece subir (o bajar) de tono de forma continua, pero vuelve a su nota inicial. Risset también ha creado un efecto similar con el ritmo en el que el tempo parece aumentar o disminuir sin fin. [4]
Un ejemplo del efecto de ritmo acelerado de Risset usando un bucle de breakbeat
Paradoja del tritono
Un par de tonos de Shepard reproducidos secuencialmente separados por un intervalo de un tritono (media octava) produce la paradoja del tritono . Shepard había predicho que los dos tonos constituirían una figura biestable, el equivalente auditivo del cubo de Necker , que podría escucharse ascendente o descendente, pero nunca ambos al mismo tiempo. [1]
Secuencia de tonos de Shepard que produce la paradoja del tritono
En 1986, Diana Deutsch descubrió que la percepción de qué tono era más alto dependía de las frecuencias absolutas involucradas y que un individuo generalmente escucharía el mismo tono como el más alto (esto está determinado por el tono absoluto de las notas). [5] Curiosamente, diferentes oyentes pueden percibir el mismo patrón como ascendente o descendente, dependiendo del idioma o dialecto del oyente (Deutsch, Henthorn y Dolson descubrieron que los hablantes nativos de vietnamita , una lengua tonal , escuchaban la paradoja del tritono de manera diferente a los californianos que eran hablantes nativos de inglés). [6] [7]
Melodía perpetua
Pedro Patricio observó en 2012 que, utilizando un tono Shepard como fuente sonora y aplicándolo a una melodía, podía reproducir la ilusión de un movimiento ascendente o descendente continuo característico de la Escala Shepard. Independientemente del tempo y de la envolvente de las notas, la ilusión auditiva se mantiene de manera efectiva. La incertidumbre de la escala a la que pertenecen los tonos Shepard permite a los compositores experimentar con melodías engañosas y desconcertantes. [8]
Una sección cerca del final de Hymnen de Karlheinz Stockhausen incorpora múltiples glissandos de tono Shepard descendentes. [9]
El final de " I Am the Walrus " de The Beatles incorpora un tono Shepard con una progresión de acordes construida sobre líneas ascendentes y descendentes en el bajo y las cuerdas que se alinean para crear la ilusión auditiva. [10]
El final de " Echoes " de Pink Floyd de su álbum Meddle de 1971 presenta un tono Shepard ascendente creado usando una técnica de retroalimentación que involucra dos grabadoras que comparten una sola cinta, una configurada para reproducir y la otra para grabar. [11]
En 1995, Ira Braus argumentó que la secuencia final de la pieza para piano de Franz Liszt de 1885 Bagatelle sans tonalité podría continuarse para producir una escala de Shepard utilizando la técnica de Hofstadter. [14]
En el videojuego Super Mario 64 (1996) para la consola Nintendo 64 , una pieza que suena cuando el jugador intenta subir las escaleras interminables ubicadas en la penúltima sala del castillo de Peach incorpora una escala de Shepard ligeramente modificada que se reproduce de fondo. Esta ilusión auditiva complementa el efecto de bucle espacial, dando aparentemente la impresión de que las escaleras nunca terminan. [16]
En su álbum LP5 de 1998 , el dúo electrónico inglés Autechre empleó un ritmo Risset desacelerado para la canción "Fold4,Wrap5".
El compositor austríaco Georg Friedrich Haas incorpora tonos de Shepard en varios puntos de su pieza orquestal In vain (2000/02). [17]
Christopher Nolan dijo en una entrevista que la banda sonora de su película de 2006 The Prestige (compuesta por David Julyan) explora el potencial de los tonos Shepard como base fundamental para las composiciones. [18] Esto se realiza plenamente en su película de 2017 Dunkerque , donde se utiliza un tono Shepard para crear la ilusión de un momento de intensidad cada vez mayor a lo largo de historias entrelazadas. [19]
En la película The Dark Knight de 2008 y su secuela de 2012 The Dark Knight Rises , se utilizó un tono Shepard para crear el sonido del Batpod, una motocicleta que los realizadores no querían que cambiara de marcha y tono abruptamente sino que acelerara constantemente. [21]
En el largometraje Zama (2017) de Lucrecia Martel , hay un uso extensivo del tono Shepard creando un "paisaje sonoro fuerte y estridente, con el fin de lograr cercanía con el espectador", según la directora. [23]
La canción de 2018 " Always Ascending " de Franz Ferdinand, del álbum del mismo nombre, presenta un tono Shepard ascendente a lo largo de la canción. El video de la canción refleja el efecto, con la cámara aparentemente elevándose continuamente a lo largo de la canción. [24]
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^ "Clip de la serie 4, episodio 6". Bang Goes the Theory . 18 de abril de 2011. BBC. Es como un poste de sonido de barbero.
^ "Jean-Claude Risset, quien reinventó la síntesis digital, ha muerto - CDM Create Digital Music". CDM Create Digital Music . 22 de noviembre de 2016 . Consultado el 30 de diciembre de 2019 . El sonido por el que Risset es más conocido es quizás el más emblemático de sus aportes. Creando una ilusión sonora muy similar a las ópticas de MC Escher, el glissando de Shepherd-Risset / escala Risset, en su forma actual inventada por el compositor francés, parece ascender para siempre.
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^ Sumio Kobayashi "Unreal Rain" (Japón), archivado desde el original el 11 de diciembre de 2021 , consultado el 15 de octubre de 2021
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Tono Shepard .
El programa científico de la BBC, Bang Goes the Theory, explica el tono Shepard
Demostración del tono Shepard discreto (requiere Macromedia Shockwave)
Visualización del efecto Shepard mediante Java
Una demostración de una escala de Shepard ascendente mientras una pelota rebota sin fin por una escalera de Penrose (y hacia abajo)
Composiciones de Pedro Patricio formadas en torno a la ilusión auditiva de la melodía perpetua (Melodía perpetua - momentos contrastantes, 1-7)
Un tren bala Shinkansen E5 que sale de la estación de Tokio reproduce el sonido de un tono Shepard, posiblemente debido a la cantidad de vagones y sistemas que deben activarse.
