Звуковая сцена. Что это, и как её настроить. — Car audio — Улановка.Ру
Хорошо известно, что качественного звучания автомобильной аудиосистемы можно добиться различными путями. Кто-то подвергает глобальным переделкам салон, кто-то экспериментирует с составом компонентов, кто-то методично ищет «идеальные» головные устройства. Между тем существуют методы, позволяющие добиться существенного улучшения звучания аудиосистемы без солидных капиталовложений. Попробуем разобраться, что же тут к чему…
Всем известно, что для построения качественной звуковой сцены перед слушателем в автомобиле применяется компонентная акустика. Применив компонентную систему, мы с помощью твитеров как бы «вытаскиваем» уровень звуковой сцены из-под ног на линию горизонта, расположив их на передних стойках или в торпедо, кому как нравится. Таким образом, мы имеем высоко поставленную сцену в автомобиле. Однако сам по себе уровень расположения звуковой сцены еще не гарантирует её однородности, что важно для построения качественного и правильного звучания в целом. Насколько однородна она по всей ширине нашей автомобильной сцены от левого края (левая стойка лобового стекла, до правого края). Давайте посмотрим на рис.№1. На передних стойках – твитеры, в дверях установлены мидбасы (самое распространенное штатное место в передней части салона). Сразу оговорюсь, что на рис.№1 изображен идеал, к которому нужно стремиться. Проведем небольшой звуковой эксперимент и «позовем» на нашу сцену известную исполнительницу Эмму Чаплин (голос — высокое меццо-сопрано). Попросим Эмму Чаплин спеть в центре звуковой сцены. В реальности она там и окажется за счет равноудаленности своего звукового образа от излучателей звука (твитеров и мидбасов). Теперь давайте попросим Эмму Чаплин перейти в правый край сцены. Ну что? Она исполняет вокальные партиисвоим божественным голосом в районе правого твитера, т.к., напомню, меццо-сопрано, т.е. очень высокий женский голос, который попадает в область воспроизведения твитером. Теперь давайте попросим вместо Эммы Чаплин, то же самое продемонстрировать Вахтанга Кикабидзе. В центре сцены он споет в центральной ее части, по причине опять же равноудаленности от излучателей. А вот если мы попросим Вахтанга спеть в правом углу сцены, ну что, догадались? Да-да, голос Вахтанга Кикабидзе мы услышим из правого мидбаса, расположенного в правой двери, поскольку его частотный диапазон не попадает в частотный диапазон твитера. Соответственно, звуковая сцена в этом случае имеет не прямолинейный вид слева направо, а горбатый, слева – внизу, в центре — на уровне горизонта, справа – опять «упадет» в правый мидбас. (См. рис.№2). Это называется нестабильностью сцены по горизонтали. Как же нам быть? Как добиться той самой стабильности сцены по горизонтали?
ВАРИАНТ №1: Применение трехполосной компонентной акустики, где мидбасы расположены в привычных нам дверях, твитеры – на стойках или в торпедо, среднечастотники – рядом с твитерами, на стойках или в торпедо. Это решение как бы дробит частотный диапазон, добавляя СЧ-компонент, который располагается выше мидбасовых динамиков. Все казалось бы просто, но только на первый взгляд. К примеру, что делать, если торпедо Вашего автомобиля не пускает среднечастотники в свои владения по конструктивным особенностям? Да, можно, конечно, обратиться к профессионалам, и они найдут способ размещения среднечастотных динамиков в торпедо, но сколько это будет стоить?
ВАРИАНТ №2: Берем акустику ***** из линейки *******, или ******. Обратите внимание, в центре мидбасовых динамиков установлена «пуля», или тело Венте. Хитрость данного элемента, применительно к Car Audio состоит в том, что диаграмма направленности таких динамиков гораздо шире, чем у тех, которые закрыты пылезащитным колпаком. Посмотрим на рис. №3 и убедимся в том, что динамик с телом Венте своим боковым излучением «поднимает» на уровень воспроизведения нашей сцены среднечастотный диапазон, выравнивая тем самым края нашей сцены.
Хочу напомнить, что может встретиться комплект динамиков, у которых «пуля» сделана для «улучшения породы» и не выполняет своих функций в полном объеме. Протестировать это очень просто. Поставьте комплект на стенд или в боксы, включите музыку и поймайте зону стереоэффекта. Теперь полшага – вправо, полшага – влево. Если стереоэффект пропал – «пуля» просто модное дополнение, если нет – это элемент, работу которого мы рассмотрели выше. В мидбасовых динамиках ************, это явление реализовано в полном объеме.
Хочу поделиться практическим опытом по настройке сцены с помощью процессора и надеюсь, что остальные тоже скажут свое слово, если будет чем дополнить.
В данном случае рассматривается процессор ГУ Bremen MP74 для настройки 2-х полосного фронта.
Сначала установка компонент (важный момент!):
Мидбасы в дверях или в подиумах, киках. Желательно, чтобы оба дина были видны и водителю и пассажиру в обычных при езде положениях.
Пищалки на скотче или еще на чем так, чтобы была возможность их перемещать по стойке.
Подключение поканальное в электрической фазе + к +, — к -: фронт-выходы на писчи, тыл на мидбас. САБ отключен физически.
Процессор (staging) и эквалайзер выключены, фейдер в 0, уровень баса, твитеров на ГУ и все остальное (уже зыбыл что есть — не пользуюсь) тоже в 0. Акустическая фазировка должна быть не верная.
1. Выбор положения пищалок.
Утро, проснуться, послушать тишину на выявление различных призвуков, при наличии — помыть уши или снова лечь спать. Голова должна быть чистая и свежая. Затем звоните другу или будите сестру, берете в кач-ве пассажира (чтобы приблизиться к реальной ситуации).
Берете очень знакомый качественный диск с вокальными партиями, инструментами и т.д., а лучше несколько.
Садимся на водительское место и балансом переводим все влево. Таскаем пищалку по стойке и находим на слух положение, где звук становится более прозрачным, четким и собранным. Закрепляем. Если положения найти не удается, попробуйте перевернуть электрически фазу на пищалке и снова попытать удачу. (в любом случае советую попробовать с разной полярность)
С правой пищалкой то-же самое с пассажирского места.
2. Согласование уровней ВЧ и СЧ.
-Выставляем гормкость на ГУ около 32-35.
-Крутим гейн на мидбасовом усе до тех пор, пока не пойдут искажения, затем уменьшаем гейн до их исчезновения.
-Гейном ВЧ уся выставляем уровень пищалок так, чтобы звучание было комфортным, прозрачным.
3. Выставление задержек для мидбаса.
Отключаем пищалки фейдером (а лучше физически), баланс переводим на -2 (а может и 3 — стоит пробовать), в сторону водителя.
Ставим диск для определения фазировки (например IASKA, женский голос в фазе и противофазе).
Переходим в меню выставления задержек и выбираем положение «left» (на водителя).
Для LR (левый-тыл) выставляем значение: расстояние от правого уха до левого мидбаса.
Для RR регулятором громкости плавно меняем значение, пока фазировка не станет правильной и хорошо определяемой, а голос четким и собранным. Поймали голос, теперь его надо поместить в центр — для этого на какое-то значение изменяйте LR и снова, ловите при помощи RR четкий голос. Проверить центровку треком где мужик грит слева, затем тетка в центре и снова мужик справа, а потом они все вместе. Послушать 7мь барабанов, 4-ый должен центроваться, а никакие не смешиватся по возможности. Если смешиваются (то стоит поигратся с балансом и центровать все снова).
4. Задержки для ВЧ.
4.1 Когда на СЧ сцена собрана и мидбас подобрался сам собой :О), сидя на водительском месте переводим баланс влево, запоминая его предыдущее значение (в моем случае -2).
Для ВЧ выставляем задержку для LF так, чтобы звучание было согласованным с СЧ: собранным, как было до выставления задержек (или лучше) — это очень, очень важно!!!
4.2 Затем возвращаем баланс на место (-2), фейдером отключаем мидбас (или физически) и выставляем задержку для правой пищалки , получая более собранный голос — он должен оказаться в центре сцены, если не так — идем к пункту 4.1.
5. Проверяем тестовыми дисками фазу в разных диапазонах, центровку, барабаны, голос (особенно женский вокал), Слушаете. Если звук не устравивает по тональному балансу — играетесь с балансом (+-1) и снова центруете.
Возможны небольшие докорректировки в задержках (как правило ВЧ).
Удачи!
Что получается: на водительском месте сцена отцентрована с правильными равномерными барабанами, хорошей детальностью и комфортностью, на пассажирском месте центр сцены перед пассажиром или чуть справа, фазировка определяется, детальность много хуже.
Геометрия сцены в автомобиле
Добрый день уважаемые. Решил написать данный опус чтобы поделиться своим мнением относительно вопроса построения сцены в автомобиле. Как то давно еще, на соревнованиях услышал от судьи выражение «геометрия сцены», значения тогда не придал. Со временем это словосочетание начало вызывать у меня все больше вопросов. Нигде нет четких определений геометрии сцены. Общение с людьми и мои вопросы тоже мало что дали.Относительно звуковой сцены в автомобилях — увы что слышал на соревнованиях это двумерное облачко, загнанное в овал под зеркало. Но реальная сцена имеет трехмерное строение, помимо высоты и стандартных контрольных точек право/право-центр/центр/лево-центр/лево мы имеем еще измерение в глубину. Поясню как это выглядит в реальности. Допустим вы сидите на концерте перед сценой ровно по центру сцены, и например некая совокупность звуковых образов выстроилась на разном расстоянии ровно в одну линию, ровно по центру сцены — на ОСИ ЦЕНТРА СЦЕНЫ. Вы слышите передний край, что за ним, что еще дальше, и что в самой глубине, все на разном расстоянии от вас. Теперь вы пересели с левого края от сцены. Вы продолжаете слышать все образы выстроенные ровно вдоль оси центра сцены. Но так как вы теперь сидите сбоку — ось центра сцены немного отвернута относительно вас, вы наблюдаете ось центра сцены немного сбоку. Первый случай легко привести в аналогию с домашним звуком: стереосистема и вы сидите ровно по центру. Второй случай — аналогия автозвука, т.к. слушатель сидит сбоку от центра. Что я вижу (точнее слышу) в автозвуковых системах — все Центральные образы загнаны в одну точку под зеркало, и ось центра сцены проходит через слушателя, через центр торпеды и по диагонали к дальнему углу капота. Налицо искажение оси центра сцены. Сталкивался с мнением людей в теме, что по другому в авто сделать невозможно. Если даже так и делать — тогда и передний край сцены должен разворачиваться от нас, а мы должны сидеть полубоком к центру сцены. Вы будете сидеть так на концерте? Наоборот в концертных залах разворачивают кресла к центру сцены. Даже если кому то слушать с отвернутой головой от сцены комфортно — в авто невозможно повернуть край сцены относительно слушателя.
Если кто-то уже повоображал и нарисовал автомобиль сверху, край сцены, и свое положение относительно края и глубины сцены — в «правильном» понимании геометрии сцены — ось центра сцены должно лежать строго вдоль центральной оси автомобиля. Если вы искажаете углы оси центра сцены и края сцены — будьье готовы к искривлению звука и стереокартины. Возможно известная истина «либо тоналка либо сцена» — исходит именно из этого: при НЕВЕРНОМ автозвуковом понимании сцены кажется что при «верном» построении сцены страдает тоналка. Я бы не сказал что страдает тоналка, но звук при этом как будто пропущен через кривое зеркало.
Какие еще минусы при собирании центральных образов в точку под зеркало — центральный образ становится слишком близко, и как будто вываливается вперед.
Возможно кто-то станет возражать, что стерео звук он плоский, и невозможно создать трехмерную картину в точке прослушивания. Смею заверить, такие заявления могут свидетельствовать только об ограниченности вашего личного опыта. Глубина она есть, дальше лишь вопрос понимания.
Если выстроить центральные образы вдоль оси центра сцены, т.е. вдоль центральной оси автомобиля — проекции центральных образов будут проецироваться на слушателя через лобовое стекло, чем дальше образ, тем ближе его проекция. Это нормальная трехмерная проекция (можете нарисовать на бумаге и все станет ясно). Дальше вопрос восприятия «удаленности» этих проекций будет упираться в уровень компонентов аудиосистемы, чем лучше компоненты (и наверное инстал) — тем лучше и четче проекции, и тем лучше будет ощущаться трехмерность звукового пространства. Но для меня суть даже не в восприятии трехмерности, суть в правильном геометрическом построении звука. Если вектора и оси правильно расположены — будет неискаженная тоналка, стереокартина будет звучать правильно. Наблюдение — в двушках геометрия получается более правильной, а вот в трешках искаженная геометрия наблюдаются более явно и повсеместно. Слышал лишь один автомобиль, трехполоска с феноменальной глубиной сцены, центром строго вдоль оси, без всякого искажения стерео и пространства и впечатляющей натуральностью звука… только теперь понимаю, что настраивали ту систему явно не автозвукари…
Для тех кто гонится за 5 образами — не будут они расположены друг от друга на одном расстоянии — т.к. наблюдается изометрия из точки прослушивания, одинаковыми могут быть только углы, но тестовые записи с 5 образами записаны неизвестно на каком расстоянии от края сцены, так что… пять образов это вообще очень сильно относительно. И еще, голос должен быть направлен вдоль центра оси автомобиля, но не повернут на слушателя! Если кто бывал в театре (малый зал), возможно прислушавались как и от чего меняется направление в какую сторону говорит актер в пространстве.
Полезные темы:
Хроники Магнитолы — Tech Talks. Звуковая сцена в теории и на практике
Одной из наиболее важных проблем для автомобильных аудиосистем всегда была и остается проблема построения правильной звуковой сцены. Это довольно сложная задача, и справиться с ней мешает многое: асимметричное относительно акустических систем положение слушателя, многократные отражения звука в салоне автомобиля и масса других ограничивающих факторов.Тем не менее во многих профессионально подготовленных автомобилях, да и в обычных любительских зачастую можно встретить стереосистемы, которые довольно точно выстраивают звуковую сцену, невзирая на все трудности. Как им это удается, и каков рецепт построения правильной звуковой сцены? На эти вопросы мы и постараемся ответить в рамках данной и нескольких последующих статей.Первую статью серии мы решили целиком посвятить теоретическим аспектам построения звуковой сцены, чтобы дать нашим читателям представление о том, как формируются звуковые образы, от чего зависит их положение в пространстве звуковой сцены и о многом другом.
Мы надеемся, что даем в руки читателей информацию, с помощью которой они смогут решать практические проблемы. Хорошая теоретическая база позволит им самостоятельно и наилучшим образом настроить звуковую сцену в своем автомобиле, а также поможет в оценке достоинств и недостатков тех или иных вариантов расположения динамиков.
Но о последнем мы расскажем чуть позже, а пока — теория…
Прослушивая звучание „живой» музыки в концертном зале, мы без труда распределяем инструменты по ширине звуковой сцены, глубине и высоте. Например, мы точно знаем, что скрипки в составе оркестра звучат слева от центра сцены, барабаны располагаются где-то в глубине, а медные духовые звучат справа. Это знание основывается на визуальных и слуховых ощущениях, которые мы испытываем на концерте. Причем, слуховое ощущение не менее важно, чем зрительное, и в этом убеждает простой опыт: прослушивая музыку в концертном зале, прикройте на несколько секунд глаза, и постарайтесь определить, откуда звучат скрипки, барабаны и прочие инструменты. Скорее всего, и без поддержки зрения вы легко сможете выявить направление на источник звука и правильно распределить инструменты по звуковой сцене. Такая способность называется пространственной локализацией источников звука (так называют способность определять направление на источник звука), в ее основе лежит бинауральный эффект — от латинского bini (два) и auricula (ухо). Природа данного явления основывается на том, что уши человека расположены на некотором расстоянии друг от друга, вследствие чего звук, приходящий к ним, отличается по фазе и интенсивности, что, в свою очередь, приводит к заметным отличиям в импульсах, поступающих в центральную нервную систему от правого и левого уха. Обрабатывая эти импульсы, мозг выявляет отличия, и на их основании определяет направление на источник звука.
Упомянув в начале статьи о трех измерениях звуковой сцены — ширине, высоте и глубине, — мы не сказали о том, что механизмы локализации для каждого из них заметно отличаются, что само по себе очень важно и достойно особого рассмотрения.
Локализация по ширине
Локализация по ширине обусловлена тремя физическими факторами: временным, интенсивностным и спектральным. Рассмотрим эти факторы более подробно.
Временной механизм локализации
Как уже говорилось, звуковая волна, достигающая правого и левого уха слушателя, проходит отличающийся по длине путь. Для правого уха он чуть меньший, для левого — больший (рис. 1).
Отсюда вытекает первое и очень важное отличие между сигналами, поступающими в уши слушателя, — они отличаются временем прихода одинаковых фаз звука. Иначе говоря, звуковая волна, поступающая в ближнее к источнику звука ухо слушателя, опережает такую же звуковую волну, но направляющуюся ко второму — дальнему — уху.
Количественно оценить отставание одной волны от другой несложно. Дополнительный путь, проходимый запаздывающей звуковой волной, схематично показан на рис. 2. Он равен отрезку между двумя точками — первой и третьей. Первая точка соответствует времени прихода фронта звуковой волны к ближнему к источнику звука уху слушателя, а третья — это не что иное, как левое ухо слушателя, путь звуковой волны до которого нам и предстоит оценить.
Очевидно, что расстояние между указанными точками будет складываться из длины
дуги, располагающейся между точками 2 и 3, и участка прямой между точками 1 и 2. Они будут равны, соответственно, аβ и asin(β) и в сумме составят (a)(β+sin(β)). Теперь, зная дополнительное расстояние, проходимое запаздывающей звуковой волной, нетрудно определить время, которое она на это тратит. Оно будет составлять (a/c)(β+sin(β)). В этой формуле: а — это среднестатистический радиус головы человека, (β — угол падения звуковой волны, с — скорость звука.
Наверное, не для всех читателей оказался понятен скупой язык формул, поэтому, не вдаваясь в детали, мы сразу переходим к главному— к результатам вычислений. Они сведены в табл. 1, из которой видно, что если источник звука располагается непосредственно перед слушателем, разность времени прихода звуковой волны к ушам слушателя отсутствует, а в том случае, когда источник звука находится справа или слева от слушателя, разность хода максимальна и для „средней» головы составляет около 0,7 мс.
Таблица 1. Значения разности времен прихода звуковой волны к левому и правому уху для разных значений угла падения звуковой волны
| Угол, градусы | Временная разность, мс |
| 0,180 | 0 |
| 10,170 | 0,05 |
| 20,160 | 0,15 |
| 30, 150 | 0,25 |
| 40,140 | 0,34 |
| 50,130 | 0,42 |
| 60, 120 | 0,49 |
| 70,110 | 0,55 |
| 80,100 | 0,62 |
| 90 | 0,7 |
Все звуковые колебания с частотами ниже 800 Гц соответствуют вышеуказанному требованию, эту область частот можно признать безраздельно подвластной временному фактору локализации. Что до более высоких частот, то нельзя однозначно сказать, что они не участвуют во временном механизме локализации. Напротив, участвуют, но только не в полной мере, а частично, при небольших отклонениях источника звука от центрального положения, т. е. от азимутального угла β=90°. При небольших углах фаза запаздывающей волны не успевает измениться настолько, чтобы вызвать фазовую неопределенность, поэтому временной механизм локализации все еще работает. Очевидно, что с ростом частоты звукового сигнала допустимое значение угла, при котором временной механизм еще работает, заметно уменьшается. Впрочем, это обстоятельство уже не столь существенно, потому что на частотах свыше одного-двух килогерц временной механизм локализации сменяется интенсивностным.
Интенсивностный механизм локализации
Как известно, с ростом частоты сигнала звуковые волны все менее охотно огибают препятствия, а при появлении таковых на своем пути быстро затухают. Голова человека представляет собой отличный пример такого препятствия, поэтому при расположении источника звука под некоторым углом к слушателю, в области одного из его ушей возникает своеобразная „акустическая тень», где наблюдается заметный спад интенсивности звука. Этот спад и является основным признаком, при помощи которого работает интенсивностный механизм локализации. Чем большую разницу обнаруживает мозг при сравнении интенсивностей звуковых сигналов, поступающих в правое и левое ухо слушателя, тем больше у „вычислительного» центра оснований полагать, что источник звука смещен на довольно значительный угол. Наибольшая разница в уровнях звукового давления по понятным причинам возникает при нахождении источника звука строго справа или слева от слушателя.
Читатели, хорошо знакомые с явлением дифракции, в этот момент, наверное, уже отметили про себя: раз уж сравнение ведется по уровню звукового давления, а дифракция с ростом частоты сходит практически на нет, то есть все основания думать, что с увеличением частоты звукового сигнала интенсивностная разница будет заметно увеличиваться, а значит, и локализоваться звуки будут все более уверенней. Такое суждение верно лишь отчасти. Действительно, с ростом частоты звукового сигнала интенсивностная разница будет увеличиваться, но вот точности в локализации отнюдь не прибавится, — основные тона очень высоких частот практически не поддаются локализации. Кстати, то же самое можно сказать и о диапазоне нижнего и среднего баса. Они также не поддаются локализации по причине несостоятельности временного и ин-тенсивностного механизмов локализации. Первый механизм не справляется из-за отсутствия заметных фазовых отличий между звуковыми сигналами, поступающими в правое и левое ухо слушателя, а второй — из-за отсутствия интенсивностью различий. Впрочем, и третий, последний механизм локализации, тут также не у дел.
Спектральный механизм локализации
Этот механизм локализации является вспомогательным, он повышает остроту локализации по ширине звуковой сцены и вступает в дело, когда звуковой сигнал содержит смесь сложных звуков и импульсов, определяющих тембр музыкальных инструментов. Действие спектрального механизма локализации основывается на том, что при смещении источника звука, на одно ухо слушателя воздействует полный спектр звукового сигнала, а на второе — из-за некоторого ослабления ВЧ-составляющих только усеченная его часть.
Локализация по высоте
В вертикальном направлении механизмы локализации источников звука несколько отличаются от тех, что задействованы в горизонтальном, и это не лучшим образом сказывается на них— она заметно ухудшается. Причина, по которой наблюдается сильное снижение верности локализации заключена в том, что при определении направления на источник звука в расчет берутся не сами фазовые или интенсивностные отличия между сигналами, как в случае с локализацией по ширине, а их производные — сигналы, прошедшие сложную обработку в ушной раковине. Последняя имеет очень хитрую геометрию и действует на сигнал весьма своеобразно: на низких частотах она усиливает общую энергию сигнала, а на средних и высоких частотах сказываются резонансы ее внутренних полостей, и в сигнале появляется ряд энергетических пиков и провалов. Максимальная неравномерность наблюдается в диапазоне частот 6-16 кГц. Здесь уровень частотных искажений, вносимый ушной раковиной, максимальный, причем форма этих пиков и провалов сильно зависит от того, на какой высоте находится источник звука, что и является основополагающим признаком того или иного расположения источника звука по высоте.
Глубинная локализация
Это психоакустическое явление пока еще мало изучено. Способность слуховой системы определять расстояние до кажущегося источника звука (КИЗ) выражена заметно слабее, чем умение оценивать направление на источник звука, о чем свидетельствуют как многочисленные опыты, так и ежедневная практика. Существует гипотеза, что в основе глубинной локализации лежит слуховая память, то есть при определении расстояния мозг сравнивает известное ощущение громкости с вновь испытанным. Так, например, если человек хорошо знаком со звуковым сигналом (допустим, с гудком клаксона), то расстояние до кажущегося источника чаще всего совпадет с реальным. Для незнакомых звуков оценка расстояния до источника становится весьма грубой, и подчас погрешность составляет до 50%.
При больших расстояниях, когда источник звука удален от слушателя на десятки метров, хорошим подспорьем для глубинной локализации служит быстрое затухание высокочастотных звуков. Последнее приводит к заметному „потускнению» тембра, что и выявляется слухом, а впоследствии соответствующим образом отражается на определяемом положении КИЗ.
Однако тембральные изменения — это скорее второстепенный признак, а основой для определения расстояния до источника звука служит интенсивность приходящего звука. Ведь ни для кого не секрет, что звуковое давление, особенно на низких частотах, уменьшается на 6 дБ при каждом удвоении расстояния. Тем не менее нашему мозгу неведома теория — у него свое „субъективное» мнение на этот счет: ощущение удвоения расстояния до звукового объекта у слушателя возникает только при уменьшении звукового давления не на б, как в теории, а на 20 дБ.
Как ни парадоксально, но при такой огромной погрешности точность глубинной локализации значительно повышается в закрытом реверберирующем пространстве, где имеют место многократные отражения звука. Примером может послужить любой концертный зал, в котором слушатель легко определяет расположение инструментов по глубине. По всей видимости, здесь не последнюю роль играют такие дополнительные признаки, как соотношение энергии прямого и отраженного звука, а также временная разность прихода основного и отраженного звуков. Скорее всего, они заметно улучшают точность глубинной локализации.
Теперь, получив представление о механизмах локализации звуковых образов, рассмотрим особенности образования КИЗ при стереовоспроизведении.
Локализация КИЗ при стереовоспроизведении
Для начала предположим, что слушатель находится в идеальной точке прослушивания— на равном расстоянии от каждого из громкоговорителей. Отличия между сигналами стереопары отсутствуют, — скажем, на каждый динамик подается абсолютно одинаковая по фазе и амплитуде запись женского голоса, а громкоговорители включены синфазно. До тех пор, пока сигналы в правом и левом каналах стереопары совпадают, звучание громкоговорителей сливается в единый звуковой образ певицы, который располагаться точно посередине между динамиками. По мере снижения корреляции (взаимосвязи) между стереоканалами локализация КИЗ будет ухудшаться. При уменьшении корреляции ниже определенного порогового уровня — например, когда сигнал одного канала все еще содержит запись женского вокала, а тем временем во втором канале уже вовсю звучит мужской вокал, — КИЗ разделится на два независимых источника звука, которые будут восприниматься по отдельности в позициях правого и левого громкоговорителей.
Из вышесказанного ясно, что положение КИЗ в пространстве воображаемой звуковой сцены в первую очередь зависит от свойств самого звукового сигнала, и в частности, от степени корреляции между стереоканалами, определяемой исключительно временными и интенсивностными различиями сигналов, достигающих ушей слушателей. Эти различия, как уже упоминалось, могут быть обусловлены либо свойствами самих звуковых сигналов левого и правого каналов, либо позицией слушателя относительно громкоговорителей.
О втором факторе, как наиболее интересном и актуальном, мы поговорим чуть позже — оставим, так сказать, на десерт, — а пока познакомимся с первым, когда положение слушателя строго симметрично относительно громкоговорителей, а на положение КИЗ могут повлиять только интенсивностью и временные отличия, заложенные в самом стереосигнале.
Влияние интенсивностных различий Посмотрите на рис. 3. Тут все проще простого: увеличение интенсивности сигнала одного из каналов сопровождается перемещением КИЗ от его первоначального положения в сторону динамика, излучающего сигнал с большим уровнем. Характер этой зависимости для всех музыкальных сигналов одинаков, он показан на рис. 3
Влияние временных различий
При введении временного сдвига КИЗ смещается в сторону громкоговорителя, излучающего опережающий сигнал. Ситуация внешне напоминает случай с интенсивностными различиями, но далеко не всегда. Перемещение КИЗ с увеличением временного сдвига носит монотонный характер только для сигналов с однородным спектром, таких как арфа, рояль, труба и др. Если обратить внимание на рис. 5, то можно заметить, что с увеличением временного сдвига до 1 мс наблюдается очень быстрое перемещение КИЗ. В дальнейшем, при временном сдвиге, превышающем 1 мс, КИЗ „не торопясь», равномерно перемещается в сторону громкоговорителя, излучающего опережающий сигнал.
Для звуковых сигналов с неоднородным спектром, например, для записей скрипок, женского вокала или флейты, зависимость местоположения КИЗ от временного сдвига носит ярко выраженный индивидуальный характер, хотя коечто общее все же имеется. Как и в случае с сигналами однородного спектра, при небольших временных сдвигах (до 0,5 мс) перемещение КИЗ равномерное и предсказуемое. Когда же временной сдвиг составляет от 0,5 до 7 мс положение КИЗ изменяется хаотично. В этом интервале наблюдается неоднократное образование КИЗ в одной и той же точке пространства при разных временных сдвигах. При увеличении временного сдвига свыше 7 мс, „блуждания» звукового образа становятся все меньшими по амплитуде, а вскоре и совсем исчезают. КИЗ локализуется в позиции громкоговорителя, излучающего опережающий сигнал (см. рис. 5).
Интенсивностные и временные различия
Получив наглядное представление о влиянии интенсивностных и временных отличий по отдельности, оценим их совместное влияние. Как уже многие поняли, в этом случае оценка направления на КИЗ определяется одновременным, но независимым действием на орган слуха временных и интенсивностных различий в сигналах стереопары. В некоторых случаях возможна компенсация одной разности другой.
Исследования акустиков показывают, что компенсация временного сдвига интенсивно-стной разницей возможна до тех пор, пока временной сдвиг не превышает определенное пороговое значение (Δτпор), которое для разных музыкальных инструментов и иных типов звукового сигнала несколько отличается. Пороговое значение, при котором наступает распад КИЗ на два действительных источника звука, зависит от структуры звукового сигнала, что хорошо видно из сводной табл. 2.
Таблица 2. Значения порогового значения временной разности для разных музыкальных инструментов
| Вид звукового сигнала | Δτпор |
| Женский вокал | 8 |
| Скрипка | 11 |
| Альт | 12 |
| Мужской вокал | 6 |
| Малый барабан | 4 |
| Большой барабан | 6 |
| Рояль | 15 |
| Виолончель | 25 |
Среднестатистическое значение порогового временного сдвига обычно составляет 5-6 мс, именно в этой области еще возможна компенсация временной разницы интенсивностной. Вместе с тем экспериментально полученная кривая зависимости интенсивного и временного факторов имеет довольно сложный и неоднозначный характер, о чем лучше всяких слов свидетельствует приводимый рис. 6, так что говорить о компенсации можно лишь с большими оговорками.
Теперь, зная, каково влияние временных и интенсивностных отличий на положение КИЗ, можно перейти к рассмотрению наиболее интересного для автомобильной аудиосистемы случая — ассимметричного положения слушателя относительно громкоговорителей.
Асимметричное положение слушателя
При боковом смещении слушателя, например, при прослушивании аудиосистемы с водительского места (рис. 7), появляются дополнительные (кроме отличий в самом звуковом сигнале) интенсивностные и временные различия в сигналах, поступающих от громкоговорителей в точку прослушивания, обусловленные боковым смещением. В простейшем случае, их величина зависит от расстояния, проходимого звуковой волной от правого и левого динамиков к правому и левому уху слушателя (L1 и L2 соответственно), и от диаграммы направленности динамиков, в частности, от коэффициента направленности D(ω) при углах излучения ω1 и ω2. Ниже приведены формулы для расчета интенсивностной и временной разностей:
ΔN=20lg((L2D2(ω2))/(L2D2((ω1 ))
Δτ=(L2-L1)/c, где с=341 м/с— скорость распространения звуковых волн.
Зная расстояние от ушей слушателя до динамиков (возьмем L1=1м, L2=1,4м), а также приняв, простоты ради, что коэффициент направленности при разных углах излучения у двух динамиков одинаков, нетрудно оценить величину интенсивностных и временных разностей, порождаемых несимметричным положением слушателя: временная разность составит примерно 1,2 мс, а интенсивностная — около 3 дБ.
Однако полученные значения — это уже детали, смысл же явления состоит в том, что оба фактора — временной и интенсивностный — действуя вместе, вызывают смещение КИЗ в сторону ближнего к слушателю динамика, то есть в нашем случае к громкоговорителю Гр1. При этом основную роль в перемещении КИЗ играет временная разность).
Возвращению звукового образа на его законное место сможет способствовать введение дополнительной компенсирующей интенсивностной разницы (ΔN). Ее величина зависит от множества факторов: бокового смещения слушателя, расстояния от него до динамиков, базы громкоговорителей и т. п., а для нашего примера составляет около 4 дБ (см. рис. 8).
В иных случаях она может быть как большей, так и меньшей, но не стоит воспринимать такое решение как панацею. Введение компенсирующей разницы величиной даже в 3 дБ самым негативным образом сказывается на восприятии музыки, ибо звучание одного из стереоканалов в два раза громче другого. До сих пор мы рассматривали влияние бокового смещения слушателя на одиночный звуковой образ, однако все вышесказанное справедливо и для нескольких КИЗ, образующих звуковую сцену. Наглядное представление о характере изменений в звуковой сцене под влиянием интенсивностных и временных разностей можно получить из рис. 9.
На нем по горизонтали между двумя динамиками условно показано пять звуковых образов, составляющих стереокартину. При нулевом боковом смещении слушателя, то есть когда последний располагается на оси симметрии между динамиками, образы равномерно распределены по периметру воображаемой сцены. В следующем „сечении» — при боковом смещении слушателя на расстояние приблизительно 0,2 м — картина менее радужная. Обратите внимание: если ситуация с крайним правым КИЗ еще более-менее приемлемая, то положение всех остальных образов претерпело очень серьезные изменения, и уже не укладывается в условно-приемлемые рамки. Еще более серьезные изменения звуковая сцена претерпевает, когда боковое смещение слушателя достигает 0,4 м. Такое смещение типично для большинства водительских мест, поэтому мы неспроста заостряем на нем внимание наших читателей. В этом случае большинство КИЗ локализуется в позиции первого громкоговорителя, и только крайне правый образ занимает близкое к исходному положение. Ясно, что звуковая сцена с таким расположением звуковых образов создает отнюдь не радостную картину, да и вообще — говорить о звуковой сцене в такой ситуации можно лишь с большой натяжкой.
Итак, рассказав о многих аспектах локализации звуковых образов, мы наконец-то затронули главную проблему автомобиля, и в частности, водительского сиденья как места для прослушивания, а именно— асимметричное положение слушателя относительно громкоговорителей. Многие уже поняли: именно эта асимметрия и вызывает столь значительные изменения в местоположении звуковых образов по сравнению с изначальным. Одним словом, проблема, причем весьма и весьма серьезная. Имеющимся в распоряжении каждого владельца магнитолы регулятором баланса ее не устранить (хотя предназначен он вроде бы именно для этого). О том, как с ней борются на практике специалисты из лучших инсталляционных центров, мы постараемся рассказать в одном из последующих номеров журнала.
Для кого-то правильная локализация кажущихся источников звука — это всего лишь очередной аспект высококачественного звуковоспроизведения, а для кого-то —жизненно важная необходимость, помогающая выжить в сложном мире. Хороший пример тому — совы, ночные охотники. Многочисленные исследования показали, что при поиске жертвы они руководствуются исключительно слуховыми ощущениями, а зрительное восприятие для них второстепенно. Острота слуха у многих сов просто поразительна, и лабораторные опыты неоднократно подтверждали это. Из всех опытов отметим только наиболее интересный: в комнату, где под настилом из опилок находилось несколько небольших динамиков, помещали сову и выключали освещение. Чтобы оценить реакцию птицы на один из динамиков, внезапно подали сигнал, содержащий запись мышиного писка, и… спустя секунду динамик оказался абсолютно непригодным для эксплуатации…
Источник: журнал Car&Music. Текст Алексей Крупчан, иллюстрации Владислав Максименко
Простая настройка сцены
Как бы, в продолжение этой темы Предварительная настройка фронтаБерём три трека монозаписи. Можно использовать и «розовый шум».
Центр http://music.privet.ru/user/eterskov…opup/388311710
Лево (с вырезаным правым каналом) http://music.privet.ru/user/eterskov…opup/388311790
Право (с вырезаным левым каналом) http://music.privet.ru/user/eterskov…opup/388311854
Нарезаем частоты (синусы) по возможностям эквалайзера ГУ. Для примера у 88-го Пионера это полосы 20Гц; 31.5Гц; 50Гц; 80Гц; 125Гц; 200Гц; 315Гц; 500Гц; 800Гц; 1.25kГц; 2kГц; 3.15kГц; 5kГц; 8kГц; 12.5kГц; 20kГц.
Для редактирования (вырезания правого или левого канала) треков и нарезки частот я использовал прогу Sound Forge Pro 10.0 (ссыль для скачивания http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2480235 )
Открываем прогу и создаём НОВЫЙ ТРЕК
При создании открывается вот такое окошко
Создаём нужный нам трек (в моём случае синус 80 Гц)
В выделенном окошке (тут ещё уровень можно задать)
Прописываем 80 Гц и жмакаем ОК
Собственно сам синус мы создали
Если допустим нам нужно вырезать (в примере) правый канал. То мы два раза мышью жмём на выделеном поле. Оно выделяется чёрным цветом (как бы активное, с каким работаем)
На панели инструментов выбираем «ножницы»
И удаляем правый канал
Всё. Сохраняем файл
в нужном нам формате, с нужным нам именем и в указанное место.
Если нужно работать с музыкальным материалом, то открываем
И ковыряем в своём ПК до нужного нам трека.
———————————————————
Все задержки ставим в ноль.
— Самый ближний динамик принимаем за НОЛЬ. Допустим, это будет пищь. Центрируем задержками на лобовом стекле с нахождением самого открытого (ясного) звучания. К примеру получаем левый пищь 0 см (как самый ближний) правый 50 см.
— Нам нужна дальняя сторона (т.е. правая для левого руля). Включаем трек для правой стороны (можно балансом перевести всё на правую сторону) и задержками загоняем правый мид на стойку (пищи включены при этом!) что бы КИЗ мида слился с пищем и звучание было наиболее ясное. Допустим выяснили, что для правого мида это значение будет 125 см.
— Теперь включаем не урезанную монозапись (выравниваем баланс) и центрируем миды. Пока пищи можно отключить.
Выставили миды (центрировали). Включаем пищи и уже регулируя задержки левого мида ищем максимально ясное звучание двух полос в целом.
Монозапись для левого канала нужна для того, что бы сравнить уровни лево — право. Если они разные (как правило ближний мид тише), регулируем тем, чем сможем. Доворотами, Гейнами, возможностями ГУ и т.п. Но как правило, это говорит о не правильной фазировке (то, что мы делали выше). Бывает присутствует ощущение, что одно ухо как бы заложено. Это тоже говорит о не правильно сфазированной системе.
———————————————————
Далее нарезаем частоты по возможностям нашего эквалайзера. Запускаем треки и выравниваем их на слух. Все частоты должны отыгрывать на одинаковой громкости. Без провалов и всплесков. Если эквалайзер более менее развитый, то есть имеет возможность регулировать левую и правую сторону можно и более точно скорректировать сцену. Запуская синусы по его частотам, можно обратить внимание, что бы частоты не «плавали». Находились строго посредине лобовухи. Пускай одни чуть выше, другие чуть ниже, но не отклонялись в лево и вправо. Если такое происходит, то занижая (завышая) по уровню левую (правую) сторону, можно чуть выровнять КИЗ.
P.S. Эквалайзером можно поэкспериментировать на начальном этапе. Но это не решение всех проблем связанных с недоработками инстала.
———————————————————
Для проверки того, что получилось, можно использовать семь барабанов с Аудиодоктора http://music.privet.ru/user/eterskov…opup/388314862
Можно с АМТ шного диска взять трек http://music.privet.ru/user/eterskov…opup/388315054
В принципе этого достаточно будет.
Чисто рекомендация. Все дины должны быть в фазе. Добивайтесь нормального звука таким образом, что бы не были динамики в противофазе.
Рулетка не нужна.
Полезные темы: