Объем, яркость и плотность (насыщенность) чистых тонов
Кроме громкости и высоты, тоны отличаются друг от друга такими свойствами, как объем (размер, протяженность), яркость и насыщенность (компактность). Тоны трубы звучат полнее, чем тоны флейты, а звук охотничьего рога кажется более резким и плотным и обладает свойством светлости, которой лишен более рассеянный звук органа. Справедливо, конечно, что мы представляем себе источник звука большим в случае с трубой и блестящим и компактным в случае с рогом, но субъективные определения свойств относятся не к источникам звука, а к самим звукам. Возникает вопрос: является ли реакция испытуемых неизменной и последовательной в то время, когда они сравнивают звуки по их объему, яркости и насыщенности?
В ранних опытах по изучению вопроса о силе звука Рич (1919) и Халверсон (1924) определили разностный порог для объема звука как функции частоты и интенсивности соответственно и заключили, что объем звука как свойство тонального ощущения является совершенно самостоятельным свойством, отличающимся от высоты звука и интенсивности. Противоречивые результаты, полученные позже Гундлахом (1929), Гундлахом и Бентли (1930), Золлем (1934), на какое-то время создали впечатление, что объем звука не является таким свойством, при оценке которого сходились бы различные мнения. Однако при обеспечении для испытуемых надлежащего управления изменяемым стимулом, а также путем установления скорее одинаковой, чем разностной, чувствительности Стивенсу (1934а) удалось получить надежные определители одинаково объемных контуров; Томас (1949) распространил эти контуры на широкий диапазон частот и интенсивностей.
На фиг. 13 показаны плавные равнообъемные кривые, полученные по данным Томаса. Зная, что сила звука возрастает при увеличении его интенсивности, по данным фиг. 13 можно судить, что это возрастание происходит очень быстро, как только мы поднимаем низкочастотные тоны над их абсолютными порогами. С другой стороны, высокочастотные тоны могут усиливать свою интенсивность значительно выше своих абсолютных порогов до того, как объем звука становится ощутимым. Каждый из контуров на фиг. 13 следовало бы обозначить соответствующим параметром в единицах объема звука, но до сих прр мы еще не располагаем данными, необходимыми для построения соответствующей шкалы. Поэтому каждый контур обозначается уровнем чувствительности в 1000 гц, с которым другие тоны равны по объему.
Фиг. 13. Равнообъемные кривые чистых тонов. Тона считаются равными по объему, если координаты их частоты и интенсивности располагаются по линии одной из кривых. Верхняя левая кривая представляет собой самый большой объем, нижняя правая кривая - самый малый; субъективные объемные отношения не определялись. Параметром является уровень ощущения (число децибел сверх порога) тона в 1000 гц в каждой кривой (по Томасу, 1949).
Стивенс (1934b, с) применял процедуру уравнивания для определения не только равнообъемных контуров, но и контуров одинаковой насыщенности и одинаковой яркости. Его результаты показывают, что объем звука и насыщенность являются самостоятельными свойствами, отличающимися как друг от друга, так и от свойств высоты и громкости. Позднее Боринг и Стивене (1936) предположили, что яркость и насыщенность звука являются различными терминами для одного и того же понятия.