Perceptual Foundations

0. NARRATIVE FORMULATION

Within the language of the Lexicon, the expression “perceptual foundations” denotes the set of processes through which the acoustic pressures available at the two aural reference points are integrated by the auditory and neuro-perceptual system into a representation of the event.

The neuro-perceptual system does not directly receive the electrical signals internal to the stereophonic electroacoustic reproduction chain. It receives the overall acoustic result produced by the recording, equipment, sound-radiation systems, geometry, environment and installation.

1. SCOPE OF THE DEFINITION

This entry does not propose a general theory of acoustic perception and does not provide a complete description of the anatomical, neural or cognitive processes of sound perception.

Within the framework of the Theory of Pattern Conservation, it considers exclusively the role of the neuro-perceptual system as:

- recipient of the reproduced acoustic field;

- integrator of the information available at the two aural reference points;

- operational constraint against which the plausibility of the reconstructed event is assessed;

- the locus at which a physical deviation may become discriminable or perceptually relevant.

The object of reconstruction is not a possible antecedent unitary acoustic event considered in its physical entirety, but a perceptual event coherent with the pattern acquired or generated, processed and encoded in the properly made stereophonic recording adopted as the reference.

2. FROM ACOUSTIC PRESSURES TO THE REPRESENTATION OF THE EVENT

The resulting acoustic pressures at the two aural reference points contain information distributed over time, spectrum, dynamics and binaural relationships.

The neuro-perceptual system jointly integrates this information and may organise:

- apparent source;

- perceived generating gesture;

- apparent material quality, also referred to as matter;

- perceived dynamics;

- perceived distance and depth;

- spatial organisation;

- apparent movement and trajectory;

- temporal continuity of the event.

These attributes must not necessarily be regarded as independent variables. They may emerge from the integration of several convergent cues and may change jointly when a structurally relevant relationship is altered. Presence does not constitute an autonomous attribute added to the others: it denotes an integrated phenomenological outcome in which these attributions are mutually compatible.

3. TEMPORAL, SPECTRAL AND DYNAMIC INTEGRATION

The reproduced event evolves over time. Attacks, sustains, decays, releases, microdynamic variations and spectral transformations are integrated across different time scales.

The perception of gesture and apparent material quality therefore depends not only on the presence of signal components, but also on the manner in which they:

- emerge;

- overlap;

- evolve;

- decay;

- extinguish.

Temporal dispersion, late energy, unintended dynamic compression, correlated noise, modifications of envelopes or time-dependent spectral alterations may reduce the legibility of the event even when average or stationary measurements appear favourable.

The perceptual relevance of a deviation cannot, however, be inferred automatically from its physical magnitude alone. It must be assessed with respect to content, duration, level, masking, operating conditions and relationships with the other structural descriptors.

4. BINAURAL CUES AND DIRECTIONAL FILTERING

Stereophonic spatial reconstruction uses differences between the acoustic pressures available at the two aural reference points.

Pertinent cues may include:

- interaural time differences;

- interaural level differences;

- interaural phase relationships;

- binaural coherence;

- direction-dependent spectral transformations produced by the head, torso and pinnae.

These cues do not belong exclusively to the electrical signal or to the sound-radiation system. They result from the interaction among:

- relationships encoded in the recording;

- behaviour of the stereophonic electroacoustic reproduction chain;

- radiation characteristics;

- listening geometry;

- environmental propagation;

- the listener’s binaural filtering.

For this reason, the position and orientation of the listener, the reference stereophonic listening position and the environmental conditions must be controlled when a perceptual outcome is to be causally attributed to the system under examination.

5. INTER-CHANNEL COHERENCE AND SCENE STABILITY

The stereophonic pattern comprises relationships between the two channels. Unintended differences in level, time, phase, spectrum, dynamics or behaviour under load may alter:

- the position of virtual sources;

- apparent extent;

- depth;

- stability;

- trajectory;

- continuity of the reconstructed space.

Scene stability therefore cannot be inferred solely from the correctness of the two channels when assessed separately.

Acoustic crosstalk produced by propagation from each loudspeaker to both aural reference points belongs to the stereophonic configuration and must be distinguished from unintended intrinsic crosstalk introduced by the electronic or electroacoustic chain.

6. PERCEPTUAL PLAUSIBILITY

When the resulting binaural acoustic representation retains, within the tolerances of the domain of validity, sufficient structural isomorphism with the reference representation encoded in the recording, the neuro-perceptual system may organise the available cues into a unitary and physically plausible event.

Plausibility does not require absolute identity among quantities belonging to different physical domains. It requires the available relationships to remain sufficiently coherent to enable a stable and mutually compatible reconstruction of gesture, apparent material quality, dynamics, source, distance, space, movement and continuity.

Where a structurally dominant deviation interrupts convergence among cues, the following may occur:

- instability of the scene;

- ambiguity of localisation;

- loss of continuity;

- reduced recognisability;

- predominance of a characterisation intrinsic to the reproduction system;

- reduced perceived unity of the event.

Such effects must not be attributed automatically to a single mechanism without adequate causal verification.

7. LANGUAGE OF THE LISTENING EXPERIENCE

Expressions commonly used in High-Fidelity contexts, such as:

- presence;

- transparency;

- naturalness;

- materiality;

- focus;

- depth;

- speed;

- silence;

- disappearance of the loudspeakers;

- non-electrified sound;

describe aspects of perceived experience. Within the theoretical framework, presence is an integrated outcome and not an independent perceptual quantity.

In the Lexicon, these expressions are treated as phenomenological descriptors useful for formulating hypotheses concerning specific temporal, spectral, dynamic, interchannel or spatial relationships.

Considered in isolation, they are not physical quantities, measurements or evidence of pattern conservation. They must be distinguished from aesthetic preference and, when used experimentally, must be defined through appropriate tasks, scales or observational criteria.

8. OBSERVATION, DISCRIMINABILITY AND EVIDENCE

A difference reported during informal listening constitutes an empirical observation and may indicate a phenomenon for investigation.

When a difference is demonstrated through a blind or double-blind, controlled, repeatable and statistically robust protocol, it constitutes experimental evidence of perceptual non-equivalence between the conditions compared.

Demonstrated discriminability:

- does not automatically identify the responsible physical mechanism;

- does not automatically establish which condition is more faithful;

- is not necessarily equivalent to preference;

- requires a directional criterion referred to the reference recording in order to support a conclusion of greater preservation or degradation.

Where discriminability is robustly demonstrated but the physical correlate has not yet been detected, the result must be retained as experimental perceptual evidence pending physical characterisation.

Where neither measurement nor perceptual testing permits a sufficiently grounded conclusion, the result must be declared inconclusive.

9. TRANSLATION WITHIN THE AURORA Electron Devices® TECHNICAL-SCIENTIFIC FRAMEWORK

'AURORA' adopts the neuro-perceptual constraint as an integral part of the definition of its design and construction objectives.

Across electronic equipment, sound-radiation systems and cables, this constraint is translated into the pursuit of solutions intended to:

- contain temporal and phase deviations;

- maintain interchannel coherence;

- limit unintended dynamic alterations;

- control memory and history-dependent phenomena;

- reduce intrinsic contributions capable of masking weak or late information;

- promote stable radiation compatible with the intended stereophonic geometry;

- make more legible the relationships on which localisation, continuity, apparent material quality and space depend.

These objectives do not imply that a given perceptual outcome is guaranteed by the mere presence of an 'AURORA' component. The result depends on the complete chain, installation, environment, listening position, reproduced material and actual operating conditions.

10. SUMMARY

Perceptual foundations define the transition between acoustic representation and reconstruction of the event.

The neuro-perceptual system integrates temporal, spectral, dynamic, interchannel, spatial and history-dependent information. Plausibility emerges when that information remains mutually compatible and sufficiently coherent with the pattern encoded in the reference recording.

Listening language may describe perceived effects and guide the formulation of hypotheses, but does not replace measurement, experimental control or causal attribution.

The design function of 'AURORA' is to translate these perceptual constraints into technical criteria without turning the design objective into an automatic performance claim.

0. ESPRESSIONE NARRATIVA

Nel linguaggio del Lexicon, l’espressione “fondamenti percettivi” indica l’insieme dei processi attraverso i quali le pressioni acustiche disponibili ai due riferimenti auricolari vengono integrate dal sistema uditivo e neuro-percettivo in una rappresentazione dell’evento.

Il sistema neuro-percettivo non riceve direttamente i segnali elettrici interni alla catena stereofonica di riproduzione elettroacustica. Riceve il risultato acustico complessivo prodotto da registrazione, apparati, sistemi di diffusione sonora, geometria, ambiente e installazione.

1. AMBITO DELLA DEFINIZIONE

La presente voce non propone una teoria generale della percezione acustica e non descrive integralmente i processi anatomici, neurali o cognitivi della percezione sonora.

Nel quadro della Teoria della Conservazione del Pattern, considera esclusivamente il ruolo del sistema neuro-percettivo come:

• destinatario del campo acustico riprodotto;

• integratore delle informazioni disponibili ai due riferimenti auricolari;

• vincolo operativo rispetto al quale viene valutata la plausibilità dell’evento ricostruito;

• sede nella quale una deviazione fisica può diventare discriminabile o percettivamente rilevante.

L’oggetto della ricostruzione non è un eventuale evento acustico unitario antecedente considerato nella sua interezza fisica, ma un evento percettivo coerente con il pattern acquisito o generato, elaborato e codificato nella registrazione stereofonica correttamente eseguita e assunta come riferimento.

2. DALLE PRESSIONI ACUSTICHE ALLA RAPPRESENTAZIONE DELL’EVENTO

Le pressioni acustiche risultanti ai due riferimenti auricolari contengono informazioni distribuite nel tempo, nello spettro, nella dinamica e nelle relazioni binaurali.

Il sistema neuro-percettivo integra congiuntamente tali informazioni e può organizzare:

• sorgente apparente;

• gesto generatore percepito;

• qualità materiale apparente, indicata anche come materia;

• dinamica percepita;

• distanza e profondità percepite;

• organizzazione spaziale;

• movimento apparente e traiettoria;

• continuità temporale dell’evento.

Questi attributi non devono essere considerati necessariamente come variabili indipendenti. Possono emergere dall’integrazione di più indizi convergenti e possono modificarsi congiuntamente quando una relazione strutturalmente rilevante viene alterata. La presenza non costituisce un attributo autonomo aggiunto agli altri: indica un esito fenomenologico integrato nel quale tali attribuzioni risultano reciprocamente compatibili.

3. INTEGRAZIONE TEMPORALE, SPETTRALE E DINAMICA

L’evento riprodotto evolve nel tempo. Attacchi, sostegni, decadimenti, rilasci, micro-variazioni dinamiche e trasformazioni spettrali vengono integrati su scale temporali differenti.

La percezione del gesto e della qualità materiale apparente non dipende quindi soltanto dalla presenza delle componenti del segnale, ma anche dal modo in cui esse:

• emergono;

• si sovrappongono;

• evolvono;

• decadono;

• si estinguono.

Dispersione temporale, energia tardiva, compressione dinamica non intenzionale, rumore correlato, modificazioni degli inviluppi o alterazioni spettrali tempo-dipendenti possono ridurre la leggibilità dell’evento anche quando misure medie o stazionarie appaiano favorevoli.

La rilevanza percettiva di una deviazione non può tuttavia essere dedotta automaticamente dalla sua sola ampiezza fisica. Deve essere valutata rispetto al contenuto, alla durata, al livello, al mascheramento, alle condizioni operative e alle relazioni con gli altri descrittori strutturali.

4. INDIZI BINAURALI E FILTRAGGIO DIREZIONALE

La ricostruzione spaziale stereofonica utilizza differenze tra le pressioni acustiche disponibili ai due riferimenti auricolari.

Tra gli indizi pertinenti possono rientrare:

• differenze interaurali di tempo;

• differenze interaurali di livello;

• relazioni interaurali di fase;

• coerenza binaurale;

• trasformazioni spettrali dipendenti dalla direzione prodotte da testa, torso e padiglioni auricolari.

Tali indizi non appartengono esclusivamente al segnale elettrico o al sistema di diffusione sonora. Risultano dall’interazione tra:

• relazioni codificate nella registrazione;

• comportamento della catena stereofonica di riproduzione elettroacustica;

• caratteristiche di radiazione;

• geometria di ascolto;

• propagazione ambientale;

• filtraggio binaurale dell’ascoltatore.

Per questo motivo la posizione e l’orientamento dell’ascoltatore, il punto d’ascolto stereofonico di riferimento e le condizioni ambientali devono essere controllati quando si intenda attribuire causalmente un risultato percettivo al sistema esaminato.

5. COERENZA INTERCANALE E STABILITÀ DELLA SCENA

Il pattern stereofonico comprende relazioni tra i due canali. Differenze non intenzionali di livello, tempo, fase, spettro, dinamica o comportamento sotto carico possono modificare:

• posizione delle sorgenti virtuali;

• estensione apparente;

• profondità;

• stabilità;

• traiettoria;

• continuità dello spazio ricostruito.

La stabilità della scena non può pertanto essere dedotta dalla sola correttezza dei due canali valutati separatamente.

La diafonia acustica prodotta dalla propagazione di ciascun diffusore verso entrambi i riferimenti auricolari appartiene alla configurazione stereofonica e deve essere distinta dalla diafonia intrinseca non intenzionale introdotta dalla catena elettronica o elettroacustica.

6. PLAUSIBILITÀ PERCETTIVA

Quando la rappresentazione acustica binaurale risultante mantiene, entro le tolleranze del dominio di validità, un isomorfismo strutturale sufficiente con la rappresentazione di riferimento codificata nella registrazione, il sistema neuro-percettivo può organizzare gli indizi disponibili in un evento unitario e fisicamente plausibile.

La plausibilità non richiede identità assoluta tra grandezze appartenenti a domini fisici differenti. Richiede che le relazioni disponibili restino sufficientemente coerenti per consentire una ricostruzione stabile e reciprocamente compatibile di gesto, qualità materiale apparente, dinamica, sorgente, distanza, spazio, movimento e continuità.

Quando una deviazione strutturalmente dominante interrompe la convergenza tra gli indizi, possono manifestarsi:

• instabilità della scena;

• ambiguità di localizzazione;

• perdita di continuità;

• riduzione della riconoscibilità;

• prevalenza di una caratterizzazione propria del sistema di riproduzione;

• riduzione dell’unità percepita dell’evento.

Tali effetti non devono essere attribuiti automaticamente a un singolo meccanismo senza una verifica causale adeguata.

7. LINGUAGGIO DELL’ESPERIENZA D’ASCOLTO

Espressioni comunemente utilizzate in ambito Hi-Fi, quali:

• presenza;

• trasparenza;

• naturalezza;

• matericità;

• focalizzazione;

• profondità;

• velocità;

• silenzio;

• scomparsa dei diffusori;

• suono non elettrificato;

descrivono aspetti dell’esperienza percepita. Nel quadro teorico, la presenza è un esito integrato e non una grandezza percettiva indipendente.

Nel Lexicon tali espressioni vengono trattate come descrittori fenomenologici utili a formulare ipotesi relative a specifiche relazioni temporali, spettrali, dinamiche, intercanale o spaziali.

Non costituiscono, considerate isolatamente, grandezze fisiche, misure o prove della conservazione del pattern. Devono essere distinte dalla preferenza estetica e, quando utilizzate in ambito sperimentale, devono essere definite mediante compiti, scale o criteri osservativi adeguati.

8. OSSERVAZIONE, DISCRIMINABILITÀ E PROVA

Una differenza riferita durante un ascolto informale costituisce un’osservazione empirica e può indicare un fenomeno da investigare.

Quando una differenza viene dimostrata mediante un protocollo cieco o doppio cieco, controllato, ripetibile e statisticamente robusto, essa costituisce evidenza sperimentale della non equivalenza percettiva tra le condizioni confrontate.

La discriminabilità dimostrata:

• non identifica automaticamente il meccanismo fisico responsabile;

• non stabilisce automaticamente quale condizione sia più fedele;

• non equivale necessariamente a preferenza;

• richiede un criterio direzionale riferito alla registrazione di riferimento per sostenere una conclusione di maggiore preservazione o degradazione.

Quando la discriminabilità è robustamente dimostrata ma il correlato fisico non è ancora rilevato, il risultato deve essere mantenuto come evidenza percettiva sperimentale in attesa di caratterizzazione fisica.

Quando né la misura né la prova percettiva consentono una conclusione sufficientemente fondata, il risultato deve essere dichiarato non conclusivo.

9. TRADUZIONE NEL FRAMEWORK TECNICO-SCIENTIFICO AURORA Electron Devices®

Nel framework 'AURORA', il vincolo neuro-percettivo è assunto come parte integrante della definizione degli obiettivi progettuali.

Negli apparati elettronici, nei sistemi di diffusione sonora e nei cavi, tale vincolo viene tradotto nella ricerca di soluzioni destinate a:

• contenere deviazioni temporali e di fase;

• mantenere la coerenza intercanale;

• limitare alterazioni dinamiche non intenzionali;

• controllare fenomeni a memoria e dipendenti dalla storia;

• ridurre contributi propri capaci di mascherare informazioni deboli o tardive;

• favorire una radiazione stabile e compatibile con la geometria stereofonica prevista;

• rendere maggiormente leggibili le relazioni da cui dipendono localizzazione, continuità, qualità materiale apparente e spazio.

Questi obiettivi non implicano che un determinato esito percettivo sia garantito dalla sola presenza di un componente concettualmente conforme al framework 'AURORA'. Il risultato dipende dall’intera catena, dall’installazione, dall’ambiente, dal punto d’ascolto, dal materiale riprodotto e dalle condizioni operative effettive.

10. SINTESI

I fondamenti percettivi definiscono il passaggio tra rappresentazione acustica e ricostruzione dell’evento.

Il sistema neuro-percettivo integra informazioni temporali, spettrali, dinamiche, intercanale, spaziali e dipendenti dalla storia. La plausibilità emerge quando tali informazioni restano reciprocamente compatibili e sufficientemente coerenti con il pattern codificato nella registrazione di riferimento.

Il linguaggio dell’ascolto può descrivere gli effetti percepiti e orientare la formulazione di ipotesi, ma non sostituisce la misura, il controllo sperimentale o l’attribuzione causale.

La funzione progettuale del framework 'AURORA' consiste nel tradurre questi vincoli percettivi in criteri tecnici, senza trasformare l’obiettivo progettuale in una dichiarazione prestazionale automatica.