Spatial hearing and sound perception in musical composition

Abstract

This thesis explores the possibilities of spatial hearing in relation to sound perception, and presents three acousmatic compositions based on a musical aesthetic that emphasizes this relation in musical discourse. The first important characteristic of these compositions is the exclusive use of sine waves and other time invariant sound signals. Even though these types of sound signals present no variations in time, it is possible to perceive pitch, loudness, and tone color variations as soon as they move in space due to acoustic processes involved in spatial hearing. To emphasize the perception of such variations, this thesis proposes to divide a tone in multiple sound units and spread them in space using several loudspeakers arranged around the listener. In addition to the perception of sound attribute variations, it is also possible to create rhythm and texture variations that depend on how sound units are arranged in space. This strategy permits to overcome the so called "sound surrogacy" implicit in acousmatic music, as it is possible to establish cause-effect relations between sound movement and the perception of sound attribute, rhythm, and texture variations. Another important consequence of using sound fragmentation together with sound spatialization is the possibility to produce diffuse sound fields independently from the levels of reverberation of the room, and to create sound spaces with a certain spatial depth without using any kind of artificial sound delay or reverberation.

Esta tese explora as possibilidades da Audição Espacial em relação à percepção do som e apresenta três composições acusmáticas baseadas numa estética musical que enfatiza esta relação e a incorpora como uma parte do seu discurso musical. A primeira característica importante destas composições é a utilização exclusiva de sinusóides e de outros sinais sonoros invariáveis no tempo. Embora estes tipos de sinais não apresentem variações no tempo, é possível percepcionar variações de altura, intensidade e timbre assim que estes se movem no espaço, devido aos processos acústicos envolvidos na audição espacial. Para enfatizar a percepção destas variações, esta tese propõe dividir um som em múltiplas unidades e espalhá-las no espaço utilizando vários monitores dispostos à volta da plateia. Além da percepção de variações de características do som, também é possível criar variações de ritmo e de textura que dependem de como os sons são dispostos no espaço. Esta estratégia permite superar o problema de “sound surrogacy” implícito na música acusmática, uma vez que é possível estabelecer relações causa-efeito entre o movimento do som e a percepção de variações de características do som, variações do ritmo e textura. Outra consequênça importante da utilização da fragmentação com a espacialização do som é a possibilidade de criar campos sonoros difusos, independentemente dos níveis de reverberação da sala, e de criar espaços sonoros com uma certa profundidade, sem utilizar nenhum tipo de delay ou reverberação artificiais.