Методика для субъективной оценки разрешения аудиотракта
Стремление повысить достоверность звуковоспроизведения неизбежно приводит к сравнению звучания аудиосистемы с живым исполнением музыки. Возможности слуха человека таковы, что его трудно обмануть неестественным звучанием, но «удобные» для улучшения технические неидеальности тракта давно уже снижены ниже порогов заметности, а естественность, зачастую, так и не достигнута. По моему мнению, именно отсутствие ВОЗМОЖНОСТИ сконцентрироваться на каком-либо звуке, инструменте, партии (пусть даже и подсознательно) вызывает у слушателя ощущение неестественности звучания аудиосистемы, по сравнению с живым звуком. Эту потенциальную возможность различения звуковых и музыкальных составляющих произведения слушателем определим как разрешение аудиосистемы.
Человеку всегда было свойственно называть какой-либо комплекс явлений одним емким термином. Таким термином является и разрешение. Эта комплексная характеристика, которая выражается в терминах психоэмоциональной оценки одним словом с интуитивно понятным смыслом. Однако, «наполнение» этого термина частными составляющими субъективной оценки, а тем более частными техническими характеристиками тракта, отвечающими за уровень этого самого разрешения – вопрос далеко неоднозначный как среди обычных слушателей, так и экспертов. Поэтому повышение разрешения аудиосистемы именно с точки зрения обеспечения такой возможности является конструктивным направлением совершенствования систем звуковоспроизведения.
Аудиотракт выступает передаточным звеном между носителем записи и звуковой волной, воспринимаемой слушателем. Естественно, что все элементы тракта участвуют в передаче сигнала и влияют на конечный результат воспроизведения. Способность аудиотракта в целом и отдельных его элементов к воссозданию звукового поля, существовавшего при записи музыкального произведения, характеризуется большим количеством объективных и субъективных параметров и характеристик. Высококачественные тракты по многим из этих характеристик, например, диапазон воспроизводимых частот, нелинейные искажения и т.д. достаточно близки между собой. Однако, различия между ними в звучании и, соответственно, эмоциональном восприятии музыкальных произведений есть и часто существенные. В ряду таких характеристик на мой взгляд, важную роль играет разрешение тракта.
Другой, не менее важной составляющей слуховой оценки являются собственно музыкальные записи. Как оказалось, многие «тестовые» записи просто не обладают достаточным собственным разрешением для того, чтобы исследовать с их помощью высококачественные элементы тракта. Особенно это касается так называемых аудиофильских тестовых дисков, предлагаемых производителями, на которых при общей «красивости» звуковой картины весьма сложно отличить посредственный компонент от действительно высококачественного.
Собственно оценка разрешения дается человеком и в связи с этим сильно зависит и от его подготовки как слушателя, опыта, настроения, самочувствия и т.п. Немаловажную роль играет и упомянутая выше неоднозначность трактовки собственно разрешения как на психоэмоциональном, так и на техническом уровне.
В связи с этим несомненно актуальной является демонстрация на несложных примерах с пояснениями особенностей влияния разрешения аудиосистемы на восприятие музыки. Это явилось одной из причин, побудивших к составлению тестового диска – показать на конкретных музыкальных произведениях влияние разрешения звуковоспроизводящего тракта на восприятие музыки. С цель упростить задачу оценки разрешения аудиотракта была сформирована подборка из музыкальных произведений, отличающихся высоким собственным разрешением и, в связи с этим, требующие для полного раскрытия своего потенциала соответствующего разрешения воспроизводящего тракта.
Возможно, приведенные ниже рассуждения о специфике звучания с высоким разрешением и рекомендации что и как нужно слушать покажутся несколько примитивными и недалекими по сравнению с восприятием музыки в ее наиболее духовном проявлении. Однако без настроенного инструмента даже великий исполнитель не сможет донести до слушателя замысел и эмоции произведения композитора. Поэтому приведенные рекомендации следует понимать исключительно как элементы определения возможностей музыкальной системы и ее настройки.
Список произведений представлен в таблице 1. В его основе лежит тестовый диск, который составил известный петербургский звукорежиссер Вадим Dess Сергеев. Я всецело положился на его огромный звукорежиссёрский опыт, навыки, сформированные при экспертном прослушивании хай-энд аппаратуры и его личные музыкальные пристрастия. За возможность использования результатов его опыта моя искренняя благодарность Вадиму.
В таблице приведены оценки чувствительности к разрешению тракта для каждого из треков, выраженные в баллах по пятибальной шкале и описание признаков, по которым делалась оценка.
Оценка проводилась путем сравнительного прослушивания одного и того же трека на двух усилителях Filigrane FA1000, один из которых был «загрублен» специально для тестовых целей. Загрубление контролировалось по методике измерения RIMD до величины 0,01%. Оба усилителя работали параллельно от одного и того же источника сигнала и их выходные уровни были равны с точностью 0,1% (0,01 дБ). Акустические системы переключались слушателем между этими двумя усилителями специально изготовленным коммутатором на высококачественных реле.
В ходе прослушивания одного и того же трека на разных усилителях фиксировалась субъективная слышимость различий в звучании по 5-ти балльной шкале, а также содержание этих отличий.
Примененная система оценок и расстановки их приоритетов сложилась на основании моего личного опыта в работе со звуком, конструирования аудиоаппаратуры и исследований эмоционально-технических связей звучания и характеристик аудиотракта. Несмотря на субъективность такого подхода, можно достоверно утверждать, что собственное разрешение записей, представленных в таблице, не хуже разрешения, обеспечиваемого усилителями Filigrane.
Основываясь на результатах исследований, сформулирую особенности звучания технологии с высоким разрешением применительно к существующим методикам субъективной оценки звучания тракта (прослушиванию). Эти особенности следующие:
1 . Звучание шумоподобных звуков (дыхание вокалиста, сибилянты) становится более прозрачным и натуральным. Эти шумоподобные звуки становятся компактнее в пространстве (по ширине стереообразы и по его глубине) и четче привязаны к собственно источнику звука. Например, с обычными усилителями тональные звуки голоса локализируются достаточно компактно по ширине и глубине, а сибилянты и дыхание певца – занимают до нескольких раз больший объем, чем гласные звуки его же голоса при исполнении в тот же самый микрофон и в тех же условиях. С усилителями Filigrane эта диспропорция практически исчезает. С другой стороны субъективно это может восприниматься как «снижение детальности», так как слушатели, привыкшие к традиционной подаче транзисторных усилителей, не слышат характерного шумового «подчеркивания» в начале практически каждого звука, к которому они привыкли.
2 . При звучании нескольких инструментов в одном и том же диапазоне частот и одном и том же местоположении по панораме, но записанных в разных акустических условиях (или для которых искусственной обработкой созданы эти разные условия), становится акустическое пространство записи каждого из таких инструментов. Слышимые различия в этих пространствах позволяют слушателю более точно локализовать инструменты и воспринимать их в ансамбле.
3 . В сложных насыщенных произведениях отдельные партии инструментов читаются яснее и детальнее, даже на фоне громких солирующих инструментов. Это справедливо не только для классики, но и для качественно записанных современных стилей. Простой и очень наглядный пример – звучание фортепиано (трек 1). При меньшем разрешении усилителя на фоне звучащего аккорда заметно искажаются все послезвучия еще не затухшие до начала аккорда. В результате звук приобретает раздражающую «шумность» и кашеобразность в послезвучиях. Приведенный пример конечно же не имеет таких драматических различий, как это написано словами, но эффект от смены усиления в описанном ключе есть и ощутимый. Другой пример, когда уверенно различаем почерк усилителя – группа Dissection альбом Reinkaos.
4 . Звучание атак (транзиентов) – наиболее часто связывается со звучанием ударных – барабанов, тарелок. Наиболее характерное отличие Filigrane от других усилителей в том, что звук, например удара палочки по хай-хету, или райд-тарелке становится более тонким, коротким и, как ни странно, менее заметным. Однако взамен эти звуки обретают исходную структурность и где-то даже мелодичность. Важное замечание – ни на одном из треков устойчиво заметных различий по передаче атак (транзиентов) не было зафиксировано, что подтвердило предположение о том, что даже «загрубленный» усилитель не утратил отличительных черт технологии Filigrane.
Описанная методика в части признаков разрешения аудиотракта не однократно использовалась мной для оценки качества разных усилителей (не только Filigrane) в разных трактах. Неизменным результатом было одно: чем выше разрешение усилителя по признакам табл. 1 и п. 1-4, тем субъективно естественнее звучал тракт.
Источник
АКУСТИЧЕСКИЕ КОЛОНКИ
Акустическая колонки (акустические системы) – последнее звено цепи аудиотракта, воспроизводящее музыку путём преобразования электрического сигнала в механические колебания динамических головок. Эти звуковые колебания воздуха и слышны нами. Существует несколько типов звукоизлучающих колонок:
Пассивные акустические колонки – самый распространённый тип акустических систем состоящих из корпуса, установленных в него излучателей (динамиков) и разделительного фильтра через который динамики подключаются к усилителю. В отличии от активных колонок не имеют встроенного усилителя мощности поэтому подключаются либо к интегральному усилителю либо к усилителю мощности через акустический кабель
Активные акустические колонки – колонки имеющие встроенные усилители мощности, каждая колонка питается от сети через сетевой кабель. Для воспроизведения музыки подключаются напрямую к предварительному усилителю — нет необходимости покупать усилитель мощности.
Рупорные акустические колонки – это акустические системы динамики которых излучают звук не напрямую, а через установленный в плотную к ним рупор. Подавляющее большинство рупорных акустических систем имеют высокую чувствительность, что делает их идеальными партнёрами для маломощных ламповых усилителей. Рупорные акустические системы имеют более высокую направленность излучения звука поэтому чуть более сложны в установке в комнате прослушивания, но при правильной установке создают более точную стереокартину.
Электростатические акустические колонки – обычно высокие широкие и тонкие акустические системы. Вместо традиционных динамиков в электростатических акустических системах применяется натянутая во всю высоту акустической системы тончайшая плёнка из токопроводящего материала или имеющего токопроводящее покрытие, помещённая между двумя проводниками. На плёнку подаётся электрический сигнал звуковой частоты, а на проводники её окружающие (обычно это мелкая сетка) подаётся небольшое напряжения от блока питания акустической системы который питается от сети (возможна обратная ситуация, звуковой сигнал подаётся на проводники, а на плёнку напряжение от блока питания). При взаимодействии постоянного электромагнитного поля проводников и переменного поля созданного плёнкой плёнка начинает колебаться со звуковой частотой и излучать звук.
Достоинствами являются необычайная детальность и воздушность музыки, недостатками являются небольшая недостача низких частот, они кажутся немного легковесными, что можно исправить правильно подобрав акустику под помещение и осуществить правильную их расстановку. Одновременно достоинством и недостатком электростатических и планарных систем является их высокая (острая) направленность излучения звука, слушатель должен постоянно находиться строго по центру слушая музыку, в этом случае стереокартина будет очень чёткая (гораздо чётче, чем может воспроизвести любая другая акустика). Это связано с минимальными отражениями от стен, потолка и пола помещения, но стоит отклониться от центра и Вы ощутите существенные изменения, когда звук как бы «прилипает» к одной из колонок.
Планарные акустические колонки – похожи на электростатические системы. Такие же высокие, широкие и тонкие — несколько сантиметров. Они не имеют традиционных динамиков и состоят из тонкой плёнки из токопроводящего материала или имеющего токопроводящее покрытие, но в отличии от электростатических акустических систем где плёнка колеблется в поле созданном проводниками питающимися от сети в планарной акустике плёнка колеблется в поле созданном постоянными магнитами, помещенными по обе её стороны (или с одной из них). Таким образом имея аналогичные звуковые характеристики с электростатической акустикой планарная не требует подключения к сети.
Достоинствами являются необычайная детальность и воздушность музыки такая же как и у электростатических колонок, недостатками являются небольшая недостача низких частот, они кажутся немного легковесными, что можно исправить правильно подобрав акустику под помещение и осуществить правильную их расстановку. Одновременно достоинством и недостатком электростатических и планарных систем является их острая направленность излучения звука, слушатель должен постоянно находиться строго по центру слушая музыку, в этом случае стереокартина будет очень чёткая. Это связано с минимальными отражениями от стен, потолка и пола помещения.
Напольные акустические колонки – акустические системы имеющие значительные габариты, позволяющие устанавливать их непосредственно на пол без обязательного применения каких-либо подставок. Наилучшего качества звучания достигают в более просторных помещениях, так как в небольших помещениях могут доминировать и гудеть низкие частоты и басы. Напольная акустика обычно более дорогая в сравнении с полочной внутри одной серии одного производителя, они более сложны в изготовлении и расчётах.
Полочные акустические колонки имеют небольшие размеры, а именно — небольшую высоту корпуса, которая не позволяет устанавливать их непосредственно на пол. Для установки полочных акустических систем используются специальные стойки под акустику, только с ними можно добиться максимального качества звучания акустики. Большинство полочных акустических систем имеют не более 2-х динамиков.
- Акустическая система центрального канала – это горизонтально расположенная колонка, применяемая при создании домашних кинотеатров и размещаемая по центру непосредственно под экраном. Основное её назначение воспроизведение диалогов и общих музыкальных моментов
- Фронтальная акустическая система – это классическая стереопара из двух колонок расположенная слева и справа от экрана, именно между ними размещена колонка центрально канала. Если Вы уже имеете стереосистему, но ещё только планируете создать домашний кинотеатр, то считайте что фронтальная акустика у вас уже есть.
- Тыловая акустическая система состоит из двух колонок, используемая при создании систем домашнего кинотеатра и располагаемая позади зрителей. Часто выполняется в виде настенной акустики и имеет небольшой размер.
Низкочастотная колонка (Сабвуфер) – специальная АС для воспроизведения только низких частот и басов. Используется в тех случаях, когда фронтальная акустика не может справиться с правильным воспроизведением звуковой дорожки фильма в низкочастотной области. Обычно имеет кубическую форму и один динамик большого диаметра. Обычно имеет встроенный усилитель и подключается через межблочный кабель.
Акустические колонки с фазоинвертором – это АС, имеющие в корпусе отверстие с трубой уходящей во внутрь колонки. Фазоинвертор предназначен для помощи акустике в воспроизведении низких частот, ниже тех которые способны полноценно воспроизвести динамики установленные в колонке. При проектировании акустической системы определяется частота на которую настраивается фазоинвертор при помощи выбора его диаметра и длины трубы. Диаметр и длина трубы фазоинвертора определяют объём воздуха в ней находящегося и частоту резонанса на которую настроен фазоинвертор. В момент когда динамик воспроизводит частоту на которую настроен фазоинвертор объём воздуха в трубе резонирует и усиливает воспроизведение этой частоты. Бывают как маленькими полочными так и огромными напольными. Труба фазоинвертора может выходить на лицевую панель, на заднюю или боковую панели. От направления выхода трубы фазоинвертора зависит расстановка акустики в комнате прослушивания.
Акустические колонки с пассивным излучателем – пассивный излучатель, как и фазоинвертор, акустический лабиринт и изобарическая акустика призван обеспечить глубокое полноценное воспроизведение низких частот акустическими системами небольших размеров. В корпусе этого вида акустики также имеется отверстие, но какая либо труба (подобная фазоинвертору или акустическому лабиринту) в нём отсутствует. Вместо этого в отверстие устанавливается пассивный излучатель (обычный динамик у которого полностью отсутствует магнитная система, он состоит только из диффузора, подвеса и рамы).
Пассивный излучатель не подключают и электрический сигнал на него не передаётся. Обычно пассивный излучатель превосходит по размерам низкочастотный динамик, масса его подвижной системы определяет частоту резонанса системы. Пассивный излучатель приводится в движение колебаниями воздуха внутри акустической системы которые порождаются обратной стороной низкочастотных динамиков.
Достоинствами пассивного излучателя являются глубокий бас вплоть до самых низких частот и отсутствие посторонних призвуков свойственных, например, неудачно выполненным фазоинверторным решениям. К недостаткам можно отнести некоторую гулкость и лёгкую затянутость самых низких частот в случае некачественного исполнения и расчёта пассивного излучателя.
Биполярные акустические колонки – это АС, воспроизводящие звук в двух направления (вперёд и назад). К биполярным акустическим системам относятся все электростатические и планарные системы, а также акустические системы с открытым типом акустического оформления. Так как биполярная акустика фактически не имеет корпуса, то динамики не испытывают какой-либо компрессии и паразитной нагрузки со стороны воздушного объёма который обычно находящегося позади них в классических корпусах. В связи с этим звучание дипольной акустики кажется воздушным детальным и непринуждённым.
Акустические колонки с акустическим лабиринтом – по назначению и конструкции акустический лабиринт очень близок к фазоинвертору. Акустический лабиринт представляет собой трубу, уходящую внутрь корпуса и в отличии от простого фазоинвертора имеет множество изгибов (обычно имеет квадратное сечение). Назначение акустического лабиринта такое же как и у фазоинвертора, усиливать воспроизведение низких частот. Лабиринт является более совершенной версией фазоинвертора, он более сложен в расчётах, изготовлении и стоимости. За счёт большой длины трубы, изгибов и демпфирующего покрытия внутренних стенок в звуке практически отсутствую вредные призвуки слышимые в звуке некачественно выполненных фазоинверторов.
Акустические колонки открытого типа – это АС, в корпусе которых отсутствует задняя стенка. Обычно они имеют большие габариты, особенно это касается передней панели на которой крепятся динамики. В системах открытого типа полностью отсутствует какая-либо компрессия с тыловой стороны диффузора динамика так как корпус открыт, в следствии чего звучание подобных акустических систем кажется более открытым и воздушным (иногда немного напоминает звучание электростатических или планарных систем). Кроме полностью открытых систем бывают ещё и частично открытые (когда в одной колонке применяются несколько видов акустического оформления) в этом случае открытое оформление имеют только среднечастотные или высокочастотные, а низкочастотный динамик имеет другое оформление, например фазоинверторное или закрытое.
Акустические колонки закрытого типа – это АС, корпус которых не имеет отверстий. Замкнутый объём воздуха внутри корпуса обладает некоторой упругостью, которая мешает свободному передвижению диффузоров динамиков, а следовательно и воспроизведению музыки. Для минимизации этого явления акустические системы закрытого типа в основном делают с большим внутренним объёмом и в основном они встречаются в напольном исполнении. К достоинствам закрытой акустики можно отнести полное отсутствие каких-либо призвуков и огрехов свойственных фазоинверторной акустике и акустическим лабиринтам, а так же более лёгкую установку, чем открытая и дипольная акустика. К недостаткам относится довольно большой размер колонок.
Акустические колонки изобарического типа – ещё одна разновидность низкочастотного оформления, но в отличии от фазоинверторной акустики и акустического лабиринта, призванных усилить низкие частоты (в помощь динамикам) изобарическое оформление призвано обеспечить не только более мощные и глубокие басы в корпусе вдвое меньшего размера, но и правильное их воспроизведение.
Конструктивно изобарическая акустика выглядит следующим образом: объём камеры позади низкочастотного динамика разделён на две части герметичной перегородкой к которую установлен ещё один низкочастотный динамик аналогичный первому так, что между двумя динамиками находится постоянный неизменный объём воздуха (получается как бы колонка внутри колонки). На оба динамика одновременно подаётся один и тот же сигнал. Работая одновременно в одном объёме динамики контролируют друг друга в результате чего общая погрешность снижается, а мощность и глубина басов увеличивается.
Контрапертурные акустические системы – одна из редко используемых видов конструкций АС. Конрапертурная акустика не имеет направления излучения музыки, так как её динамики не направлены ни в одну из сторон, они направлены строго вверх или строго вниз по оси колонки. Классическое исполнение этой конструкции представляет собой два абсолютно идентичных динамика направленных навстречу друг другу попарно для каждой группы частот (высокочастотные, низкочастотные и т.д.). При воспроизведении музыки на каждую пару динамиков, направленных друг на друга подаётся одинаковый сигнал, при столкновении одинаковых звуковых волн они начинают распространяться в радиальном направлении во все стороны от колонки, заполняя комнату звуком.
Прочие ненаправленные акустические системы используют упрощённый принцип действия когда динамики также расположены вверх и вниз по оси колонки (обычно низкочастотные направлены вниз, а средне и высокочастотные вверх), но не на такой же динамик, а на специальный рассеиватель шаровидной или конической формы при столкновении с которым звуковые волны также «разлетаются» во все стороны в радиальном направлении заполняя комнату звуком.
Достоинствами являются эффект «растворения» акустической системы в помещении (такой же как и у других видов акустических систем, но достигаемый более простым путём), нет необходимости высчитывать угол разворота колонок к слушателю (так как они не направленные). Недостатками являются большое количество переотражений в неподготовленном помещении прослушивания, в следствии чего стереокартина кажется немного размытой.
Источник