Субъективная высота звука складывается из двух составляющих – количественной и качественной

Количественная составляющая высоты тона – это такая характеристика, которая позволяет определить, что тон S₁ выше тона S₂. При использовании метода шкалирования к оценке высоты тона было показано, что психофизическая функция не соответствует ни степенной ни логарифмической форме зависимости, она занимает промежуточное положение между ними. Причиной такого отклонения является то, что высота тонального звука может рассматриваться не только как количественная, но и как качественная характеристика.

Качественная составляющая высоты тона меняется не монотонно, а циклически. Известно, что звуки, частоты которых находятся в соотношении 2:1 кажутся сходными, как например одна и та же нота в разных октавах. Это явление получило название феномена октавы.

Таким образом, для того чтобы описать «субъективное пространство» высоты тонального звука, необходима модель, которая учитывала бы и качественную и количественную составляющую.

Такая модель была предложена Шепардом в 1964 году и получила название спирали Шепарда. Модель имеет вид трехмерной разворачивающейся в пространстве спирали, каждый виток которой соответствует одной октаве – человек воспринимает около 10 октав – движение вдоль спирали соответствует изменению количественной высоты тона.

Феномен октавы имеет в своей природе физические и физиологические механизмы, связанные прежде всего с разложением основной частоты звука в геометрической прогрессии на составляющие частоты.

Нарушения восприятия тонального слуха встречаются относительно редко в случае поражения височной коры, как правило правого полушария, и прилегающих подкорковых образований. В этих случаях больной может не улавливать октавного сходства между звуками, а в редких случаях, наоборот отмечать октавное сходство там, где его нет. Это может послужить основой развития слуховых агнозий – неузнавание знакомых мелодий. Интонаций голоса и т.д.