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Akustische Täuschung
Die Shepard-Tonleiter
Aus dem Museum Turm der Sinne und der Kirche St. Lorenz in Nürnberg
Fotos - Beschreibung - Video - Audio
  • Shepard optischShepard optisch
  • Shepard-TonleiterShepard-Tonleiter
Abbildung 1 Abbildung 2
Beide Abbildungen wurden im Turm der Sinne fotografiert.
Abbildung 1 zeigt ein optisches Analogon zur Shepard-Tonleiter:
Man kann den Rundgang samt Treppensteigen beliebig oft wiederholen, immer hat man den Eindruck, fortwährend aufwärts zu steigen.
Die Täuschung entsteht durch trickreiche falsche Hilfslinien und Schatten.
Roger N. Shepard schlug das akustische Gegenstück vor: ein Klang, der scheinbar immerwährend ansteigt, obwohl er innerhalb eines festen Frequenzbereichs bleibt.
Die Täuschung bei der Shepard-Tonleiter entsteht dadurch, dass der Klang aus z. B. vier Tönen besteht, die in konstantem Abstand zueinander auf der Tonleiter nach oben steigen. Ihre Lautstärke wird durch eine glockenförmige Hüllkurve so verändert, dass die Töne oberhalb der Mitte des Hörintervall stetig leiser, diejenigen unterhalb der Mitte stetig lauter werden.
In Abbildung 2 ist die Bedientafel des Demontrationsexperiments im Turm der Sinne zu sehen. Drückt man die Knöpfe nacheinander im Uhrzeigersinn, dann scheinen die Töne immer höher zu werden, auch wenn man den Kreis mehrmals durchfährt. Bei umgekehrter Reihenfolge scheinen die Töne immer tiefer zu werden.
In dem Video weiter unten wird das vorgeführt.


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Alternativ: Flash-Film (funktioniert auch mit Android 2.2):

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Oder: Video Download:
Empfehlenswert:
Rechter Mausklick, dann "Ziel speichern unter...", herunterladen, und mit einem PC-eigenen Videoplayer abspielen.
Es handelt sich um ein MPEG-2-Format.

shepard.mpg (65,8 MB)


Die folgende Animation visualisiert die Shepard-Tonleiter:
Links werden die vier verwendeten Töne durch Balken dargestellt. Die jeweilige Lautstärke entspricht der Balkenlänge. Die Töne steigen in einer chromatischen Tonleiter nach oben. Folglicherweise wandern die Balken schrittweise nach rechts. Ihre Länge (d. h. die Lautstärke der Töne) ist durch eine glockenförmige Hüllkurve dargestellt. Verschwindet ein Ton (inzwischen mit Lautstärke Null), so fängt ein neuer Ton unten (zunächst auch mit Lautstärke Null) wieder an, usw.
Rechts wird das Ganze in Notenschrift angezeigt. Die unterschiedliche Helligkeit der Noten entspricht der jeweiligen Lautstärke.
Start und Stopp der Animation durch Mausklick auf "play" bzw. "stop".

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Während der "Blauen Nacht" am 04.05.2013 in Nürnberg wurde in der Kirche St. Lorenz eine kontinuierlich aufsteigende Shepard-Skala vorgeführt (Ton: Daniel G. Repasky, Tonbearbeitung: Manuel Ank).
Ein Mitschnitt (leider mit starken Hintergrundgeräuschen wg. der vielen Besucher) kann hier angehört werden:

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© 2005 Hermann Mendel    hermann.mendel@t-online.de