WHAT? I CAN'T HEAR YOU! SPEAK LOUDER!

Why do we have to shout in some restaurants and bars?

There's this place where food is great, the waiters are are kind, prices are attractive but...it's so noisy, when full, that it's unbearable to be there.

Have you ever experienced this? So did I. Actually, quite often.

Room acoustics play a very important role on this. Walls covered with tiles are easier to clean and a hard floor is good for hygiene. Big windows help the light going in and a hard ceiling is cheaper than an acoustic one. This is the ideal recipe for reflections and resonance.

Costumers start talking. The sound of our voices bangs everywhere and bounces back to the other tables. Plates and cutlery blend in and the silence is gone for good.

What do we do?

We speak louder. 

What happens?

The noise floor rises even more.

This is called the Lombard effect.

Etienne Lombard, otolaryngologist and surgeon, studied this effect in 1911 and this type of speech is called the Lombard Speech.

Later, W. Summers (1988) and Jean-Claude Junqua (1991) demonstrated that we do a lot more than raise our voice.

We also alter the duration and intensity of our vowels and their formant frequencies. We do this unconsciously in an effort to be heard over the noise floor.

The Lombard Effect in two vowels*

But doing so, we are making our contribution to worsen the already crazy sound cocktail in the room.

The solution would be to convince everybody to speak softly but it's proven that the volume will rise, steadily, until it reaches the maximum, again.

*Ref: Priscilla Lau, "The Lombard Effect as a Communicative Phenomenon", UC Berkley

O QUÊ? NÃO TE CONSIGO OUVIR! FALA MAIS ALTO!

Porque é que temos de gritar em certos restaurantes e bares?

Conheço um lugar onde a comida é deliciosa, os empregados são simpáticos, os preços atraentes mas...é tão barulhento, quando está cheio, que é insuportável.

Já passaram por isto? Também eu. De facto, muitas vezes.

A acústica da sala tem um papel importante nisto. Paredes forradas a azulejos são mais fáceis de limpar e um chão de pedra é bom para a higiene. Grandes janelas deixam entrar mais luz e um tecto de cimento e estuque é mais barato que um tecto falso acústico. Isto é a receita ideal para reflexões e ressonância sonoras.

As pessoas vão entrando e vão falando. O som das nossas vozes bate em todo o lado e salta de volta para outras mesas. Pratos e talheres entram no jogo e o silêncio desaparece para sempre.

E nós, que fazemos?

Falamos mais alto. 

E o que aocntece?

O ruído ambiente sobe ainda mais.

Este efeito é conhecido como o efeito de Lombard.

Etienne Lombard, otorrinolaringologista e cirurgião, estudou este fenómeno em 1911 e o tipo de vocalização associado chama-se a fala Lombard.

Anos mais tarde, W. Summers (1988) e Jean-Claude Junqua (1991) demonstraram que fazemos muito mais do que só subir o volume da nossa voz.

Também alteramos a duração e a intensidade das nossas vogais e as suas frequências formantes. Fazemo-lo num esforço inconsciente para sermos ouvidos.

O efeito de Lombard em duas vogais*

Mas, quando fazemos isso, estamos a contribuir para agravar o absurdo cocktail sonoro da sala.

A solução seria convencer toda a gente a falar baixo mas, está provado que o som vai subindo, pouco a pouco, até atingir de novo o nível anterior.

Ref: Priscilla Lau, "The Lombard Effect as a Communicative Phenomenon", UC Berkley

SOUND DESIGN

Reality or Drama?

Can you imagine "Star Wars" battles without sound? Well, everything happens in space, and out there it's vacuum, so sound is impossible. 

And when policemen are shooting at targets from the distance, we first hear the shot and, slightly afterwards, we hear the the bullet hitting the target. This is also impossible. Bullets travel at a supersonic speed, so they arrive before we can hear the shot.

I could go on an on with examples of false reality and decisions in sound design that aim at pleasing and impressing the spectator.

Cinema sound is a lead to the eye, it conveys the drama in a way it's perceived by the spectator as real.

Frank Serafine is one of the most awarded sound designers in the world. He won, with Cecelia Hall and George Waters II, the Oscar for the sound of "The Hunt for Red October" (1990).

Frank Serafine

The "The Hunt for Red October", starring Sean Connery and Alec Baldwin is a movie involving two nuclear submarines, one Russian and one American.

The sound team actually recorded the real sound of the propellers from a nuclear submarine, but when they took the recordings to the director John Mctiernan, he said that they wouldn't sound like a nuclear sub to the spectators. They would be expecting a kind of sound like a wooshh-wooosh-wooosh.

So, Frank went to his swimming pool and made some cannonball jumps, pitch shifted the sound down to a 5th and mixed it together. Then an Eventide Harmonizer was used. He sequenced the mix using a Synclavier. The result is the sound we hear on the movie.

The same happened with the sonar sound, a very complicated mix of "ping!" sounds and delays did the job.

What really matters, in the end of the day, is what the spectators will feel. Nothing else.

"Twister"(1996) was nominated for best sound, especially for the amazing sound of the tornados. Steve Maslow, Gregg Landaker, Kevin O'Connel and Geoffrey Patterson were the men to do the job.

Steve Maslow

They used several Tascam DA-88 recorders, the non-linear editing DAW were still rare, and they created layers of sounds, taken from their own imagination and mixed them together in a very wild way. In the final mix, they boosted or dimmed some of the tracks, depending on the tornado approaching or going away.

Speaking of wild, there are actual lion roar sounds in the tornado mix.

If you want to create a great soundtrack, avoid being realistic. Sound for cinema is more about making magic than anything else.

SONOPLASTIA

Realidade ou espectáculo?

Conseguem imaginar as batalhas da "Guerra das Estrelas" sem som? Bem, tudo se passa no espaço e, aí, estamos no vácuo, por isso o som é impossível. 

E quando vemos polícias a atirar aos alvos à distância, primeiro ouvimos o disparo e, pouco depois, ouvimos a bala a bater no alvo. Isto também é impossível. A maioria dos projécteis desloca-se a uma velocidade supersónica, por isso chegam antes de ouvirmos o tiro.

Eu podia continuar indefinidamente com exemplos de falsa realidade e as decisões de sound-design que têm como único objectivo agradar ou impressionar o espectador.

O som do cinema é uma pista para os olhos e o principal veículo emocional, transporta o drama de forma a que é apercebido pelo espectador como real.

Frank Serafine é um dos mais premiados sound-designers do mundo. Ganhou, com Cecelia Hall e George Waters II, o Oscar de melhor som pelo "A Caça ao Outubro Vermelho" (1990).

Frank Serafine

"A Caça ao Outubro Vermelho", com Sean Connery e Alec Baldwin, é um filme envolvendo dois submarinos nucleares, um russo e outro americano.

A equipe de som começou por gravar o som real dos motores de um submarino nuclear, mas, quando mostraram as gravações ao realizador John Mctiernan, ele disse que aquilo não soaria aos espectadores como um submarino nuclear. Eles estarão à espera de um som tipo wooshh-wooosh-wooosh.

Por isso, Frank foi para a sua piscina e fez uma série de mergulhos tipo "bomba", transpôs o som uma quinta  abaixo, misturou tudo e sequenciou a mistura, usando um Synclavier. Tudo foi processado por um Eventide Harmonizer. O resultado é o som que se ouve no filme.

O mesmo aconteceu com o som do sonar, uma mistura muito complicada de "ping!'s" e uma série de delays resolveram o problema.

O que interessa mesmo, é o que os espectadores irão sentir. Mais nada.

"Tornado"(1996) foi nomeado para o Óscar de melhor som, especialmente pelo fantástico som dos tornados. Steve Maslow, Gregg Landaker, Kevin O'Connel e Geoffrey Patterson forma os homens por detrás do brilhante trabalho.

Steve Maslow

Usaram vários gravadores Tascam DA-88, os editores não-lineares DAW ainda eram raros, e criaram camadas e camadas de sons, tirados da sua própria imaginação e misturaram-nos de uma forma bastante selvagem. Subiam umas e baixavam outras consoante o tornado de aproximava ou afastava.

Por falar em selvagem, há várias pistas de rugidos reais de leões na mistura do som dos tornados.

Se queremos criar uma banda sonora fantástica, temos de evitar ser realistas. O som para cinema tem mais a ver com fazer magia do que com qualquer outra coisa.

MEDICAL ULTRASONOGRAPHY

Do you know how it works?

Ultrasounds are also used in medicine, especially in diagnosis.

An ultrasound pulse is sent via a probe and the echoes reflected are analyzed and displayed on a screen.

When the beam reaches a boundary between two different tissues, some of the sound waves are reflected causing different echoes on the receiver.

The A-type  just displays of the intensity of the echoes.

The B-type, most common, will show a dot in a CRT display, which is positioned according to the time delay of the echo and which brightness varies with the intensity of the echo received. It displays a two dimension image of the section of the body which is being analyzed.

 B-type ultrasonography equipment

The frequency range in ultrasonography is typically from 2 to 18 MHz but there a are applications with greater frequencies.

Ultrasonography has a lot of advantages. It doesn't produce any radiation, so it's harmless to the body. 

Ultrasonography used in pregnancy

It's also portable, as the systems are usually the size of a desktop computer and can be transported to the bedside of a immobilized patient.

It shows images in real time allowing for a fast diagnosis.

Besides imaging and diagnosis, ultrasounds can also be used to heal.

Some of the applications include teeth cleaning, cancer treatment, breaking kidney stones, eye cataract treatment.

Ultrasound used to break kidney stones

This treatments use a specific ultrasound procedure called HIFU (High Intensity Focused Ultrasound), a  very narrow beam of ultrasound with a frequency that's lower than the ones used for imaging (from 0.250 to 2 MHz). This beam can produce heat with great precision at deep parts of the body, otherwise unreachable without surgery.

Ultrasound waves, again. We can't hear them, but they are very useful.

ECOGRAFIA MÉDICA

Sabem como funciona?

Os ultra-sons são usados em medicina, especialmente como ajuda de diagnóstico.

Um impulso de ultra-sons é enviado através de uma sonda e os ecos são analisados e expostos num ecrã.

Quando o feixe chega a uma fronteira entre dois tecidos, algumas das ondas sonoras são reflectidas,  causando ecos no receptor.

Há vários tipos de ecografia.

A tipo-A apenas mostra a intensidade dos ecos.

A tipo-B, mais comum, irá mostrar um ponto num ecrã CRT, cuja posição varia de acordo com o atraso do eco recebido e cujo brilho é proporcional à intensidade desse mesmo eco. Temos, assim, uma imagem a duas dimensões da secção do corpo que está a ser analisada.

Um típico a ecógrafo tipo-B

A gama de frequências nas ecografias normais varia entre 2 e 18 MHz, mas há aplicações com frequências mais altas.

A Ecografia tem muitas vantagens. 

Não produz nenhum tipo de radiação, por isso é inofensiva para o ser humano. 

Ecografia de um feto

É portátil, sendo os sistemas poucos maiores que um computador de secretária, podendo ser levado para junto de um doente que não se possa mover.

Mostra imagens em tempo real, facilitando um diagnóstico muito rápido.

Mas, para além das ecografias, os ultra-sons podem ser usados para curar.

Algumas das suas aplicações incluem limpeza dentária, tratamento do cancro, quebra de pedras nos rins, tratamento de cataratas nos olhos, entre outras.

Tratamento de pedras renais através de ulta-sons

Estes tratamentos usam um procedimento específico com ultra-sons, chamado HIFU (High Intensity Focused Ultrasound), um feixe extremamente estreito com frequências inferiores às das ecografias  (de 0.250 a 2 MHz). Este feixe é capaz de produzir calor com grande precisão em partes do corpo que só seriam acessíveis por cirurgia.

Mais uma vez, os ultra-sons. Não os conseguimos ouvir, mas são-nos muito úteis.

SONAR

A very clever use of ultrasound waves

SONAR is most commonly used as as underwater navigation and detection tool.

The word is inspired by the word RADAR ( Radio Detection and Ranging ) with the Sound dimension: Sound Navigation and Ranging.

A modern 3D SONAR image

Ironically, the first patent of the SONAR was created in May 1912, by an Englishman, Lewis Richardson, only one month after the Titanic's disaster.

SONAR is based on the reflection of sound waves. There are two different types: the Passive and the Active SONAR.

The first Passive SONAR was invented in 1490 by Leonardo Da Vinci. It consisted of a simple tube, half inserted in the water. One could listen to the sea sounds by putting an ear close to the tube hole.

While the Passive SONAR only listens to what's happening in the water, the Active SONAR sends a series of "Pings" and waits for their reflected echoes.

In order to do this, the SONAR has an emitting device and a series of hidrophones that listen to the echoes of the pulse sent.

Using the analogy of a flashlight, we can have a narrower of wider beam, depending on the application. To look for fish, we use a wider beam that covers a bigger area.

A fish finding SONAR

In the military applications, a narrower beam will create a better and more accurate image.

The screen of a more sophisticated 3D SONAR

Also, the lower frequency SONARs ( around 50KHz) will penetrate deeper in the water, due to the absorption of sound waves by the water. The high frequency SONARs ( from 200KHz to several GHz ) will travel less, but their echoes will be much sharper when captured by the hidrophones.

SONAR

Uma forma muito eficaz de usar os ultra-sons

O SONAR é mais usado como ferramenta para navegação e deteção subaquática .

A palavra foi inspirada na palavra RADAR ( Radio Detection and Ranging ) com a dimensão sonora: Sound Navigation and Ranging.

Uma imagem 3D de um SONAR moderno

Ironicamente, a primeira patente do SONAR foi criada por um Inglês, Lewis Richardson, em Maio de 1912, um mês depois do naufrágio do Titanic.

O SONAR baseia-se na reflexão das ondas sonoras. Há dois tipos: O SONAR Passivo e o SONAR Ativo.

O primeiro SONAR passivo foi inventado em 1490 por Leonardo Da Vinci. Consistia num pequeno tubo, meio imerso na água. Podiam-se ouvir os sons do mar encostando o ouvido a uma das extremidades.

Enquanto o SONAR Passivo só escuta o que está a acontecer dentro de água, o SONAR Ativo envia uma série de impulsos chamados "Pings" e espera pelo eco das suas reflexões.

Para isso, o SONAR dispões de um sistema de emissão e de uma série de hidrofones que escutam os ecos dos impulsos enviados.

Usando a analogia de uma lanterna, podemos ter um feixe mais estreito ou mais largo, dependendo da aplicação. Para procurarmos peixe, usamos um feixe mais largo, que cobre uma área maior.

Um SONAR de pesca

Nas aplicações militares, por exemplo, um feixe mais estreito criará uma imagem melhor e mais definida.

O display 3D de um SONAR sofisticado

Por outro lado, os SONARes  de baixa frequência ( cerca de 50KHz) penetram mais fundo dentro de água, devido à absorção das ondas sonoras pela mesma. Os SONARes de alta frequência ( de 200KHz a vários GHz ) viajarão menos, mas os seus ecos serão muito mais focados quando capturados pelos hidrofones.