Ljud & Hörsel...91 2 tim 94 1 tim 97 30 min 100 15 min 103 7,5 min 106 3,8 min 109 1,9 min 112...

Ljud & Hörsel

Varför ljud och hörsel?

Varför ljud och hörsel?

Varför ljud och hörsel?

• Interaktionsdesign ligger flera decennier bakom filmindustrin

• George Lucas (1977): ”Ljudet är halva upplevelsen”

Varför ljud och hörsel?

Hörsel

• Lufttrycksvariationer ger mekaniska vibrationer i trumhinnan

• Hörselbenen dämpar trumhinnans utslag

• Hårceller ger elektriska signaler till hjärnans hörselcentrum

LjudÖnskvärt (oftast)• Tal

• Varningssignaler

• Musik

• Naturljud

• Ljud från arbetsprocess

Icke önskvärt = buller

• Industribuller

• Trafikbuller

• Dagisbuller

• Kontorsbuller

• osv

Sammanställt av: Lars-Göran Swensson

Svårt att beskriva effekter av buller!

Psykologiska effekter

• Fysiska egenskaper

• Karaktär

• Informationsinnehåll

• Regleringsmöjligheter

• Meningsfullhet

• Uppkomst

• mm

Fysiologiska effekter

• Fysiska egenskaper

Hur kan vi beskriva ljud?

Ljudets frekvens

• Hörbart ljud

22 – 18 000 Hz

• Infraljud <22Hz

• Ultraljud >18 000 Hz

• Tal ca 500 – 4 000 Hz

Ljudets styrka

Tryckvariation

0,00002 – 100 Pa

=>

Ljudtrycksnivå

• Lp = 20lg (p/p0)

• För att få en mer praktisk skala!

Exempel på ljudkällors frekvens och olika hörområden

Exempel på ljudtrycksnivåer dB(A)

Lågfrekvent ljud Högfrekvent ljud

Varningssignaler bör därför vara < 1000 Hz!

Finns det någon storhet som tar hänsyn till ljudets frekvens?

Hörnivå

• Man har skapat begreppet hörnivå i ett försök att efterlikna hörselsinnets sätt att väga samman ljudstyrka och frekvenskänslighet.

• Hörnivå mäts i phon

• Hörnivån för en ton är lika med ljudtrycksnivån i dB hos en ren ton med frekvensen 1000 Hz som hörs lika stark som denna ton.

Hörtröskeln

10 phon

20 phon

Hörnivå (loudness)

Vad gör egentligen loudness-knappen?

Loudness compensation

• Vanligast på 70,80-och 90-talet

• Kompenserar för örats bristande förmåga att uppfatta höga och låga frekvenser vid låg volym

Ekvivalent ljudnivå

Ljudnivå dB(A) Exponeringstid T

82 16 tim

85 8 tim

88 4 tim

91 2 tim

94 1 tim

97 30 min

100 15 min

103 7,5 min

106 3,8 min

109 1,9 min

112 Ca 1 min

115 Ca 0,5 min

För samma ekvivalenta ljudnivå (samma hörsel-skaderisk) motsvarar en ökning resp. sänkning med 3 dB en halvering resp. fördubbling av exponeringstiden

Bullers inverkan på människan

• Hörselnedsättning (24 tim) – hörselskada - tinnitus• Maskering av samtal och varningssignaler• Fysiologiska reaktioner – stress• Störningar och beteendereaktioner

Stigbygelmuskeln = ”hörselskydd”

Hörselnedsättning

Apple om ljud och lyssnande

http://www.apple.com/se/sound

Maximala volymgränsen iPhone

Hörselnedsättning p.g.a. kön och ålder

Maskering

Maskering av samtal och varningssignaler

• Buller kan maskera önskvärt ljud som till exempel samtal och varningssignaler.

• Vid utformning av varningssignaler och annan kritisk ljudinformation måste man ta hänsyn till maskeringseffekter

• Praktiska lyssningsprov bör genomföras

Hur kan ljudet till en bältesvarnare utformas?

Fysiologiska reaktioner

Fysiologiska reaktioner - stress

Påverkande faktorer• Nivå, frekvens, varaktighet

(som för hörselskador och maskering)

samt

• Förändringar i ljudmiljön

• Möjligheter att förutsäga förändringar

• Informationsinnehåll

Omedelbara reaktioner• Orienteringsreaktioner (övergående

reaktioner ”habituering”)

• Försvarsreaktioner (mycket höga nivåer)

• Störd nattsömn >40 dB(A)

Reaktioner efter exponering• Huvudvärk och sömnstörningar

Ihållande reaktioner• Förhöjt blodtryck (ev. permanent)

• Utsöndring av stresshormon

• Ökad muskelanspänning

Orienteringsreaktioner

• Hjärnan aktiveras - ökad uppmärksamheten

• Blodtrycket sänks

• Blodflödet påverkas

• Svettningsaktivitet

• Pupillen utvidgas

Försvarsreaktioner

• Man rycker till och blinkar

• Pulsen ökar

=> Felhandling -olycksrisk!

Subjektiva störningar

Subjektiva störningar och beteendereaktioner

Påverkande faktorer• Som för hörselskador, maskering

och fysiologiska effekter

samt

• Möjlighet att styra

• Maskeringseffekter

• Meningsfullhet, inställningen

• Individuell bullerkänslighet (varierar mer med tillstånd än mellan individer)

Arbetsprestation• Komplexa arbetsuppgifter

försvåras

• Enkla och monotona arbetsuppgifter påverkas i ringa grad

Eftereffekter• Mental trötthet

• Minskad arbetsmotivation

Störningskällor i kontorsmiljö

Samtal distraherar - information!

Öppna kontorslandskap?

Öppna kontorslandskap?

• Ny forskning visar entydigt att kontorslandskap har en negativ påverkan på prestation och välmående pga buller/oönskat ljud

Prestationsförmågan i svagt buller!

Kort sagt: buller kan påverka vår prestationsförmåga när vi använder

ett användargränssnitt!

Lokalisering av ljud

“Cues” för ljudlokalisering

• Interaural intensity difference (IID)

• Interaural time difference (ITD)

• Head-related transfer functions (HRTF)

• Huvudrörelser

Interaural intensity difference (IID)

• Ljudet från en ljudkälla som når respektive örahar olika intensitet

• Används för högfrekventa ljud (> 4 kHz)

Interaural time difference (ITD)

• Ljudet från en ljudkälla når respektive öra vid olika tidpunkter

• Används för lågfrekventa ljud

“Cone of confusion”

“Cone of confusion”

• IID och ITD kan inte hjälpa till att avgöra omett ljud kommer

– framifrån eller bakifrån

– uppifrån eller nedifrån

• Hjärnan behöver flera “cues” för att lokaliseraett ljud!

Head related transfer functions (HRTF)

• Inkommande ljud reflekteras mot huvudet, axlarna och ytterörat

• Detta ger upphov till en slags filtrering

Head related transfer functions (HRTF)

• Med denna information kan hjärnan ävenbestämma om ett ljud kommer

– framifrån/bakifrån

– uppifrån/nerifrån

Binaural-inspelning: ”The interrogation chamber”

Några andra roliga binaural-inspelningar

• https://www.youtube.com/watch?v=3FwDa7TWHHc

• https://www.youtube.com/watch?v=HprNPCRyP40

Huvudrörelser

• Ibland kan det vara svårt att uppfatta om ett ljud kommer framifrån eller bakifrån

• Vi gör då omedvetet små rörelser med huvudet som genererar information till hjärnan

• Hjärnan kan då lösa ”speglingsproblemet”

Spelindustrin

• Realistiskt ljud =>

– hög immersion/presence => fler sålda spel

– bättre förmåga att lokalisera hot i FPS-spel

• 7.1 surround sound

Till er hjälp

Riktlinjer TELSCAN

• Riktlinjer vid design av transportsystem

• Äldre personer och personer med funktionshinder

• ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/telematics/docs/tap_transport/telscan_d5.1.pdf

App för bullermätning

Audacity

• Gratis ljud-editor

• http://audacity.sourceforge.net/