Una vista del espectro de tonos ascendentes de Shepard en una escala de frecuencia lineal
Un tono Shepard , llamado así en honor a Roger Shepard , es un sonido que consiste en una superposición de ondas sinusoidales separadas por octavas . Cuando se toca con el tono de bajo del tono moviéndose hacia arriba o hacia abajo, se conoce como escala de Shepard . Esto crea la ilusión auditiva de un tono que parece ascender o descender continuamente en tono, pero que finalmente no sube ni baja. [1]
Construcción
Figura 1: Tonos de Shepard formando una escala de Shepard, ilustrados en un secuenciador
Cada cuadrado en la Figura 1 indica un tono, y cualquier conjunto de cuadrados alineados verticalmente forman un tono Shepard. El color de cada cuadrado indica el volumen de la nota, siendo el violeta el más silencioso y el verde el más fuerte. Las notas superpuestas que se reproducen al mismo tiempo están separadas exactamente por una octava, y cada escala aparece y desaparece de manera que escuchar el principio o el final de cualquier escala determinada es imposible.
Tono de Shepard a partir de la nota fundamental La (La 4 = 440 Hz)Escala de Shepard, diatónica en do mayor , repetida 5 veces
Como ejemplo conceptual de una escala Shepard ascendente, el primer tono podría ser un C 4 casi inaudible ( C medio ) y un C 5 fuerte (una octava más alta). El siguiente sería un C ♯ 4 ligeramente más fuerte y un C ♯ 5 ligeramente más silencioso ; el siguiente sería un D 4 aún más fuerte y un D 5 aún más silencioso . Las dos frecuencias serían igualmente fuertes en el medio 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 de una frecuencia pico, que en el ejemplo anterior sería B 4. Según Shepard, "casi cualquier distribución suave que disminuya hasta niveles por debajo del umbral en frecuencias bajas y altas habría funcionado tan bien como la curva coseno realmente empleada [1] ".
La teoría detrás de la ilusión se demostró durante un episodio del programa de la BBC Bang Goes the Theory , donde el efecto se describió como "un palo de barbero musical ". [2]
La escala descrita, con pasos discretos entre cada tono, se conoce como escala de Shepard discreta . La ilusión es más convincente si hay un corto tiempo entre notas sucesivas ( staccato o marcato en lugar de legato o portamento ). [ cita necesaria ]
Variantes
Visualización en movimiento de audio y video de un glissando de Shepard-Risset en ascenso. Vea y escuche los tonos más altos a medida que se desvanecen.
Shepard-Risset glissando
Posteriormente , Jean-Claude Risset creó una versión de la escala en la que los tonos se deslizan continuamente, y se llama apropiadamente escala Risset continua o glissando Shepard-Risset . [3] Cuando se hace correctamente, el tono parece subir (o bajar) continuamente en tono, pero regresa a su nota inicial. Risset también ha creado un efecto similar con el ritmo en el que el tempo parece aumentar o disminuir sin cesar. [4]
Un ejemplo del efecto de ritmo acelerado de Risset usando un bucle breakbeat
Paradoja del tritono
Un par de tonos de Shepard tocados secuencialmente separados por un intervalo de 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 oírse ascendiendo o descendiendo, pero nunca ambos al mismo tiempo. [1]
Secuencia de tonos de Shepard que producen 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 normalmente escucharía el mismo tono que 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 , un idioma tonal , escucharon la paradoja del tritono diferente a los californianos que eran hablantes nativos de inglés). [6] [7]
melodía perpetua
Pedro Patricio observó en 2012 que, al utilizar un tono de Shepard como fuente de sonido y aplicarlo a una melodía, podía reproducir la ilusión de un movimiento continuo ascendente o descendente característico de la Escala Shepard. Independientemente del tempo y de la envolvente de las notas, la ilusión auditiva se mantiene eficazmente. La incertidumbre de la escala a la que pertenecen los tonos de 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 descendentes en tonos de Shepard. [9]
El final de " I Am the Walrus " de The Beatles incorpora un tono de Shepard con una progresión de acordes construida sobre líneas ascendentes y descendentes en el bajo y 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 ascendente de Shepard creado utilizando una técnica de retroalimentación que involucra dos grabadoras que comparten una sola cinta, con una lista 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 una película de AT&T de 1967 de Shepard y EE Zajac, un tono de Shepard acompaña el ascenso de una escalera de Penrose análoga . [15]
En el videojuego Super Mario 64 (1996) para la consola Nintendo 64 , una pieza que suena cuando el jugador intenta subir las interminables escaleras ubicadas en la penúltima habitación 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, aparentemente dando la impresión de que las escaleras nunca terminan. [dieciséis]
En su álbum LP5 de 1998 , el dúo electrónico inglés Autechre empleó un ritmo desacelerado de Risset para la canción "Fold4,Wrap5".
El compositor austriaco Georg Friedrich Haas incorpora tonos de Shepard en varios puntos de su pieza orquestal En vano (2000/02). [17]
Christopher Nolan dijo en una entrevista que la banda sonora de su película The Prestige (compuesta por David Julyan) explora el potencial de los tonos de Shepard como base fundamental para las composiciones. [18]
En la película de 2008 The Dark Knight y su secuela de 2012 The Dark Knight Rises , se utilizó un tono de Shepard para crear el sonido del Batpod, una motocicleta que los realizadores no querían cambiar de marcha y tono abruptamente sino acelerar constantemente. [20]
En la película Dunkirk de 2017 , se utiliza un tono de Shepard para crear la ilusión de un momento de intensidad cada vez mayor a través de historias entrelazadas. [22]
En el largometraje Zama (2017), de Lucrecia Martel , se utiliza ampliamente el tono de Shepard creando un "paisaje sonoro ruidoso y chillón, con el fin de lograr cercanía con el espectador", según el director. [23]
La canción de 2018 " Always Ascending " de Franz Ferdinand del álbum del mismo nombre presenta un tono ascendente de Shepard a lo largo de la canción. El vídeo de la canción se hace eco del efecto, con la cámara aparentemente elevándose continuamente. [24]
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^ "Clip de la Serie 4, Episodio 6". "Bang va la teoría" . 18 de abril de 2011. BBC. Es como el poste de sonido de un barbero.
^ "Ha muerto Jean-Claude Risset, que reinventó la síntesis digital - CDM Create Digital Music". CDM Crear música digital . 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 contribuciones. Creando una ilusión sonora muy parecida a las ópticas de MC Escher, la escala Shepherd-Risset glissando/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 tiene medios relacionados con el tono de Shepard .
El programa científico de la BBC, Bang Goes the Theory, explica el tono de Shepard
Demostración del tono Shepard discreto (requiere Macromedia Shockwave)
Visualización del efecto Shepard usando Java
Una demostración de una escala Shepard ascendente mientras una pelota rebota sin cesar por una escalera de Penrose (y hacia abajo)
Las composiciones de Pedro Patricio se formaron 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.
