На звукорежиссёрском пульте рядом с индикаторами уровня часто стоит гониометр — экран, где светящаяся точка мечется по кругу и рисует облако. По его форме стерео читается с одного взгляда: моно — вертикальная черта, широкая панорама — пушистое облако, а горизонтальная черта означает беду — каналы в противофазе, и на моноколонке такая запись почти исчезнет.
Как это устроено
Левый канал откладывается по одной оси, правый — по другой, и картинка поворачивается на 45°: сумма каналов (середина, M) смотрит вверх, разность (стороны, S) — вбок. Если в каналах чистые тоны с частотами в простом отношении, луч рисует фигуру Лиссажу. Микрофон даёт один канал, и тогда слой строит фазовый портрет: сигнал против самого себя чуть позже. Задержку τ он подбирает сам — по первому нулю автокорреляции; у чистого тона это четверть периода, и синус рисует круг.
Луч рисуется так, как его рисует электронная трубка: каждый отрезок пути получает одну и ту же порцию энергии, размазанную гауссовым пятном. Где луч замедляется, он горит ярко, стремительные перелёты едва видны. Старый след гаснет по экспоненте, как люминофор, а вокруг светится ореол.
Немного истории
Фигуры, которые рисует точка, колеблющаяся сразу по двум осям, изучал ещё американский математик Натаниэл Боудич в 1815 году. В 1857 году Жюль Антуан Лиссажу сделал их видимыми: он приклеил зеркальца к двум камертонам, поставленным под прямым углом, и направил на них луч света. По форме фигуры можно было выверить интервал между камертонами точнее, чем на слух. В 1897 году Карл Фердинанд Браун построил электронно-лучевую трубку, и фигуры Лиссажу стали одним из главных способов сравнивать частоты. В 1981 году Флорис Такенс доказал, что задержки одного сигнала восстанавливают форму аттрактора всей системы, — это и есть фазовый портрет в режиме «задержка». А сегодня существует «осциллографическая музыка»: стереотреки, написанные так, чтобы луч рисовал на экране картинки.
Что покрутить
- Выключите «Как гониометр» — получится классический XY: левый канал по горизонтали, правый по вертикали.
- «Окно, мс» 20–50 даёт чёткую фигуру, сотни миллисекунд — облако; «Послесвечение» и «Ореол» решают, сколько света останется от следа.
- «Цвет» «по скорости» показывает, где луч тормозит: в пиках волны и на поворотах.
- Включите микрофон и просвистите ноту: свист — почти чистый тон, и фазовый портрет (для микрофона «задержка» включается сама) станет почти правильным кругом. Загрузите трек или пришлите его из Студии кнопкой «Визуализировать в „Узорах“», а видео со звуком («Скачать» → «Видео» → «Со звуком») станцует под музыку. Эффект «Калейдоскоп» сверху превратит облако в мандалу.
Спектрограмма
Волна
Хромаграмма
Фигуры Хладни
Волны Фарадея