โทนเสียงเชพเพิร์ด

เสียง เชพาร์ด (Shepard tone ) ซึ่งตั้งชื่อตามโรเจอร์ เชพาร์ด (Roger Shepard ) เป็นเสียงที่ประกอบด้วยการซ้อนทับของคลื่นไซน์ที่คั่นด้วยอ็อกเทฟเมื่อเล่นโดยที่ระดับเสียงเบสของเสียงเคลื่อนขึ้นหรือลง จะเรียกว่าสเกลเชพาร์ด (Shepard scale ) ซึ่งสร้างภาพลวงตาทางเสียงของเสียงที่ดูเหมือนจะสูงขึ้นหรือต่ำลงอย่างต่อเนื่อง แต่ในที่สุดก็จะไม่สูงขึ้นหรือต่ำลงอีก[ 1 ]
การก่อสร้าง

แต่ละช่องสี่เหลี่ยมในรูปที่ 1 แสดงถึงโทนเสียง โดยช่องสี่เหลี่ยมใดๆ ที่เรียงกันในแนวตั้งจะประกอบกันเป็นโทนเสียงเชพาร์ดหนึ่งโทน สีของแต่ละช่องสี่เหลี่ยมแสดงถึงความดังของโน้ต โดยสีม่วงคือเสียงเบาที่สุดและสีเขียวคือเสียงดังที่สุด โน้ตที่เล่นพร้อมกันจะห่างกันหนึ่งอ็อกเทฟพอดี และแต่ละสเกลจะค่อยๆ ดังขึ้นและค่อยๆ เบาลง ทำให้ไม่สามารถได้ยินจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดของสเกลใดๆ ได้
เพื่อเป็นตัวอย่างเชิงแนวคิดของบันไดเสียงเชพาร์ดที่ไล่ระดับขึ้น เสียงแรกอาจเป็นเสียง C ( C กลาง ) ที่แทบจะไม่ได้ยิน และเสียง C (สูงขึ้นไปหนึ่งอ็อกเทฟ) ที่ดังกว่า เสียงถัดไปจะเป็น C ♯ ที่ ดังขึ้นเล็กน้อย และเสียง C ♯ ที่เบาลงเล็กน้อย เสียงถัดไปจะเป็น D ที่ดังขึ้นอีก และเสียง D ที่เบาลงอีก ความถี่ทั้งสองจะดังเท่ากันที่กลางอ็อกเทฟ (F ♯และ F ♯ ) และเสียงที่สิบสองจะเป็น B ที่แทบจะไม่ได้ยิน โดยมีเสียง B ที่แทบจะไม่ได้ยินเพิ่มเข้ามาเสียงที่สิบสามจะเหมือนกับเสียงแรก และวงจรนี้สามารถดำเนินต่อไปได้เรื่อยๆ (กล่าวอีกนัยหนึ่ง โทนเสียงแต่ละโทนประกอบด้วยคลื่นไซน์สองคลื่นที่มีความถี่แยกกันด้วยอ็อกเทฟ ความเข้มของแต่ละคลื่นเป็น ฟังก์ชัน โคไซน์ยกกำลังของการแยกกันในหน่วยเซมิโทนจากความถี่สูงสุด ซึ่งในตัวอย่างข้างต้นจะเป็น B4 ที่เชพาร์ดกล่าวไว้ว่า "การกระจายแบบเรียบเกือบทุกแบบที่ค่อยๆ ลดลงจนถึงระดับต่ำกว่าเกณฑ์ที่ความถี่ต่ำและสูงจะทำได้ดีเท่ากับเส้นโค้งโคไซน์ที่ใช้จริง" [ 1 ]
ทฤษฎีเบื้องหลังภาพลวงตานี้ได้รับการสาธิตในระหว่างตอนหนึ่งของรายการBang Goes the Theory ทางช่อง BBC ซึ่งเอฟเฟกต์ดังกล่าวถูกอธิบายว่าเป็น " เสาบาร์เบอร์ ดนตรี " [ 2 ]
บันไดเสียงที่อธิบายไว้ โดยมีขั้นบันไดแยกกันระหว่างแต่ละโทนเสียง เรียกว่าบันไดเสียงเชพาร์ดแบบแยกส่วน (Discrete Shepard scale ) ภาพลวงตาจะดูสมจริงยิ่งขึ้นหากมีช่วงเวลาสั้นๆ ระหว่างโน้ตที่ต่อเนื่องกัน ( staccatoหรือmarcatoมากกว่าlegatoหรือportamento )
ตัวแปร
กลิสซานโดแบบเชพาร์ด-ริสเซ็ต
ต่อมา Jean-Claude Rissetได้สร้างสเกลเวอร์ชันที่โทนเสียงเลื่อนอย่างต่อเนื่อง และเรียกอย่างเหมาะสมว่าสเกล Risset แบบต่อเนื่องหรือกลิสซานโด Shepard–Risset [ 3 ] เมื่อทำได้อย่างถูกต้อง โทนเสียงจะดูเหมือนสูงขึ้น (หรือต่ำลง) อย่างต่อเนื่องในระดับเสียง แต่จะกลับมาที่โน้ตเริ่มต้น Risset ยังได้สร้างเอฟเฟกต์ที่คล้ายกันด้วยจังหวะซึ่งจังหวะดูเหมือนจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างไม่มีที่สิ้นสุด[ 4 ]
ปรากฏการณ์ไตรโทน
การเล่นโทนเสียงเชพาร์ดคู่หนึ่งตามลำดับโดยคั่นด้วยช่วง เสียง ไตรโทน (ครึ่งอ็อกเทฟ) ทำให้เกิดปรากฏการณ์ไตรโทน พาราด็อก ซ์ เชพาร์ดได้ทำนายไว้ว่าโทนเสียงทั้งสองจะประกอบกันเป็นรูปทรงสองเสถียร ซึ่งเป็นสิ่งที่เทียบเท่ากับลูกบาศก์เนคเกอร์ ในเชิงเสียง ซึ่งสามารถได้ยินได้ทั้งแบบขึ้นหรือลง แต่ไม่สามารถได้ยินทั้งสองแบบพร้อมกันได้[ 1 ]
ในปี พ.ศ. 2529 ไดอาน่า ดอยช์ ค้นพบว่าการรับรู้ว่าโทนเสียงใดสูงกว่านั้นขึ้นอยู่กับความถี่สัมบูรณ์ที่เกี่ยวข้อง และโดยปกติแล้วแต่ละคนจะได้ยินระดับเสียงเดียวกันกับระดับเสียงสูงสุด (ซึ่งกำหนดโดยระดับเสียงสัมบูรณ์ของโน้ต) [ 5 ]ผู้ฟังที่แตกต่างกันอาจรับรู้รูปแบบเดียวกันว่าเป็นเสียงขึ้นหรือเสียงลง ขึ้นอยู่กับภาษาหรือสำเนียงของผู้ฟัง (ดอยช์ เฮนท์ฮอร์น และดอลสัน พบว่าผู้พูดภาษาเวียดนาม เป็นภาษาแม่ ซึ่งเป็น ภาษา วรรณยุกต์ได้ยินความขัดแย้งของเสียงสามโทนแตกต่างจากชาวแคลิฟอร์เนียที่เป็นผู้พูดภาษาอังกฤษเป็นภาษาแม่) [ 6 ] [ 7 ]
ท่วงทำนองนิรันดร์
Pedro Patricio สังเกตในปี 2012 ว่า การใช้โทน Shepard เป็นแหล่งกำเนิดเสียงและนำไปใช้กับทำนองเพลง ทำให้เขาสามารถสร้างภาพลวงตาของการเคลื่อนไหวขึ้นหรือลงอย่างต่อเนื่องซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของบันไดเสียง Shepard ได้ ไม่ว่าจังหวะและลักษณะของโน้ตจะเป็นอย่างไร ภาพลวงตาทางเสียงก็ยังคงอยู่ ความไม่แน่นอนของบันไดเสียงที่โทน Shepard เกี่ยวข้องทำให้ผู้ประพันธ์เพลงสามารถทดลองกับทำนองเพลงที่หลอกลวงและทำให้สับสนได้[ 8 ]
ตัวอย่าง
- เพลง Infinite Rise จากอัลบั้มQuarters! ปี 2015 ของวงร็อกสัญชาติออสเตรเลียKing Gizzard and the Lizard Wizardมีเสียงโทนเชพเพิร์ด (Shephard tone) อยู่ในช่วงต้นและช่วงท้ายของเพลง
- เพลง For Ann (rising)ของJames Tenneyประกอบด้วยเสียงกลิสซานโด แบบ Shepard tone ทั้งหมด พร้อมการเปลี่ยนคีย์อย่างค่อยเป็นค่อยไป
- ส่วนหนึ่งใกล้ตอนท้ายของHymnenของKarlheinz Stockhausenประกอบด้วยเสียงกลิสซานโดโทน Shepard ที่ลดลงหลายครั้ง[ 9 ]
- ตอนจบของ เพลง " I Am the Walrus " ของ The Beatlesมีการใช้โทนเสียง Shepard ร่วมกับคอร์ดโปรเกรสชั่นที่สร้างขึ้นจากเส้นเสียงที่ขึ้นและลงในเบสและเครื่องสายที่เรียงตัวกันเพื่อสร้างภาพลวงตาทางเสียง[ 10 ]
- ตอนจบของ เพลง " Echoes " จากอัลบั้มMeddleของPink Floyd ในปี 1971 มีโทน Shepard ที่ค่อยๆ สูงขึ้น ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคการป้อนกลับโดยใช้เครื่องบันทึกเทปสองเครื่องที่ใช้เทปเดียวกัน โดยเครื่องหนึ่งตั้งค่าให้เล่นและอีกเครื่องหนึ่งตั้งค่าให้บันทึก[ 11 ]
- อัลบั้ม A Day at the RacesของQueen ในปี 1976 เปิดและปิดด้วยโทนเสียงของ Shepard [ 12 ]
- ในหนังสือGödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braidปี 1979 ของเขา Douglas Hofstadterได้อธิบายว่าสามารถใช้สเกล Shepard กับCanon a 2, per tonosในMusical Offeringของ Bach (ซึ่งHofstadter เรียกว่า Endlessly Rising Canon [ 13 ] : 10 ) เพื่อทำให้การเปลี่ยนคีย์จบลงที่ระดับเสียงเดียวกันแทนที่จะสูงขึ้นหนึ่งอ็อกเทฟ[ 13 ] : 717–719
- ในอัลบั้มอิเล็กทรอนิกส์BGMปี 1981 ของYellow Magic Orchestraเพลงบรรเลง "Loom" มีโทนเสียง Shepard ที่ "ค่อยๆ สูงขึ้นอย่างอดทนเป็นเวลาสองนาที" ตามที่Pitchforkระบุ[ 14 ]
- เครื่องหมายการค้า เสียง Deep NoteของTHXซึ่งเปิดตัวในปี 1983 ใช้โทนเสียง Shepard [ 14 ]
- ในปี พ.ศ. 2538 Ira Braus ได้โต้แย้งว่าลำดับสุดท้ายของ เพลงเปียโน Bagatelle sans tonalitéของFranz Liszt ในปี พ.ศ. 2328 สามารถต่อยอดเพื่อสร้างสเกล Shepard โดยใช้เทคนิคของ Hofstadter ได้[ 15 ]
- ใน ภาพยนตร์ AT&T ปี 1967 ที่สร้างโดย Shepard และ EE Zajac เสียงโทน ของShepard ประกอบกับการขึ้นบันได Penrose ที่คล้ายคลึงกัน [ 16 ]
- ในวิดีโอเกมSuper Mario 64 (1996) สำหรับ เครื่อง Nintendo 64เพลงที่เล่นเมื่อผู้เล่นพยายามปีนบันไดที่ไม่มีวันสิ้นสุด (ก่อนที่จะถึง 70 ดาว) ซึ่งตั้งอยู่ในห้องก่อนสุดท้ายของปราสาทของเจ้าหญิงพีช มีการใช้สเกล Shepard ที่ดัดแปลงเล็กน้อยเล่นเป็นพื้นหลัง ภาพลวงตาทางเสียงนี้ช่วยเสริมเอฟเฟกต์การวนซ้ำเชิงพื้นที่ ทำให้ดูเหมือนว่าบันไดไม่มีวันสิ้นสุด[ 17 ]
- ในเพลง "The Dead Flag Blues" ของGodspeed You! Black Emperor จากอัลบั้ม F♯ A♯ ∞ ปี 1997 มีท่อนหนึ่งที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกีตาร์สไลด์ซึ่งถูกวนซ้ำสั้นๆ เพื่อสร้างโทนเสียงแบบ Shepard ที่ลดลง
- ในอัลบั้มLP5 ปี 1998 ของ Autechreคู่ดูโออิเล็กทรอนิกส์จากอังกฤษ พวก เขา ได้ใช้จังหวะ Risset ที่ช้าลงในเพลง "Fold4,Wrap5"
- นักแต่งเพลงชาวออสเตรียGeorg Friedrich Haasได้นำโทน Shepard มาใช้ในจุดต่างๆ ของผลงานออร์เคสตราของเขาที่ไร้ประโยชน์ (2000/02) [ 18 ]
- คริสโตเฟอร์ โนแลนกล่าวในการสัมภาษณ์ว่าเพลงประกอบภาพยนตร์เรื่องThe Prestige ในปี 2006 ของเขา (ประพันธ์ดนตรีโดย เดวิด จูลียาน) ได้สำรวจศักยภาพของโทนเสียงเชพาร์ดในฐานะพื้นฐานสำคัญสำหรับการประพันธ์ดนตรี[ 19 ]สิ่งนี้ได้รับการตระหนักอย่างเต็มที่ในภาพยนตร์เรื่องDunkirk ในปี 2017 ของเขา ซึ่งมีการใช้โทนเสียงเชพาร์ดเพื่อสร้างภาพลวงตาของช่วงเวลาแห่งความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในเรื่องราวที่เกี่ยวพันกัน[ 20 ]
- ในเพลง "Man of a Million Faces" ของStephin Merritt ในปี 2007 ซึ่งแต่งขึ้นสำหรับ "Project Song" ของNPR โทนเสียง Shepard เป็นองค์ประกอบสำคัญ [ 21 ]
- ในภาพยนตร์เรื่องThe Dark Knight ปี 2008 และภาคต่อThe Dark Knight Rises ปี 2012 ได้มีการใช้โทนเสียง Shepard เพื่อสร้างเสียงของ Batpod ซึ่งเป็นมอเตอร์ไซค์ที่ผู้สร้างภาพยนตร์ไม่ต้องการให้เปลี่ยนเกียร์และโทนเสียงอย่างกระทันหัน แต่ต้องการให้เร่งความเร็วอย่างต่อเนื่อง[ 22 ]
- เพลง แนวโปรเกรสซีฟเฮาส์ปี 2009 " Leave the World Behind " โดยSwedish House Mafiaมีโทนเสียงแบบ Shepard ในรูปแบบของ "riser" ที่ต่อเนื่องเพื่อสร้างความตึงเครียดตลอดทั้งเพลง[ 23 ]
- เกมHyperRogue ซึ่งเป็นเกม ที่ไม่ใช่ระบบเรขาคณิต แบบยุคลิด ใช้โทนเสียงแบบเชพาร์ดในดนตรีประกอบฉากดินแดน "R'Lyeh" และดินแดนย่อย "Temple of Cthulhu" เนื่องจากดินแดนย่อยนี้เป็นลำดับอนันต์ของวงกลมซ้อนกันดนตรีจึงสื่อถึงความรู้สึกของผู้เล่นที่กำลังลงไปอย่างต่อเนื่อง แต่ไม่เคยเข้าใกล้จุดศูนย์กลางเลย
- ใน ภาพยนตร์เรื่อง Zama (2017) ของLucrecia Martelมีการใช้โทนเสียง Shepard อย่างกว้างขวางเพื่อสร้าง "ภูมิทัศน์เสียงที่ดังและแหลมคม เพื่อให้ผู้ชมรู้สึกใกล้ชิดกันมากขึ้น" ตามที่ผู้กำกับกล่าวไว้[ 24 ]
- เพลง " Always Ascending " ปี 2018 ของFranz Ferdinandจากอัลบั้มชื่อเดียวกันมีโทน Shepard ที่ค่อยๆ สูงขึ้นตลอดทั้งเพลง วิดีโอประกอบเพลงก็สะท้อนเอฟเฟกต์นี้เช่นกัน โดยกล้องดูเหมือนจะค่อยๆ สูงขึ้นเรื่อยๆ ตลอดทั้งเพลง[ 25 ]
- เพลง "Hunter" ของArmand Hammerจากอัลบั้มParaffin ปี 2018 มีการใช้โทนเสียงแบบ Shepard ในช่วงท้ายเพลง
- ในผลงานเปียโน "Unreal Rain" ของSumio Kobayashi มีการใช้โทน Shepard อย่างสมบูรณ์ [ 26 ]
- ในเพลง " Fear Inoculum " แดนนี่ แครี่ มือกลองของวง Tool เริ่มต้นเพลงด้วยเสียงกลองแบบเชพาร์ด (Shepard tone)
- เพลง "Neuron Activator" จาก ซาวด์แทร็ก Cruelty Squadใช้เสียงโทนของเชพาร์ดที่ซ้ำไปซ้ำมาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะที่จงใจให้ดูหยาบกระด้างและกึ่งดาดาอิสต์ของซาวด์แทร็กเกมนี้
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- รายการวิทยาศาสตร์ของ BBC เรื่อง Bang Goes the Theory อธิบายเกี่ยวกับโทนเสียงเชพาร์ด
- การสาธิตการใช้โทนเสียง Shepard แบบแยกส่วน (ต้องใช้ Macromedia Shockwave)
- การแสดงภาพปรากฏการณ์เชพาร์ดโดยใช้ภาษาจาวา
- การสาธิตการเพิ่มขึ้นของระดับ Shepard Scale โดยลูกบอลกระเด้งขึ้นลงบันได Penrose อย่างไม่หยุดหย่อน
- คีย์บอร์ด Shepard ToneบนCodePen
- ตัวอย่างปรากฏการณ์ไตรโทน (ต้องใช้ Java)
- ผลงานประพันธ์ของเปโดร ปาทริซิโอ เกิดขึ้นจากภาพลวงตาทางเสียงของทำนองที่ไม่มีวันสิ้นสุด ( ทำนองที่ไม่มีวันสิ้นสุด - ช่วงเวลาที่แตกต่างกัน 1-7)
- รถไฟชินคันเซ็นรุ่น E5 ที่ออกจากสถานีโตเกียวส่งเสียงสัญญาณ Shepard Tone ซึ่งอาจเป็นเพราะจำนวนตู้โดยสารและระบบต่างๆ ที่ต้องเปิดใช้งาน