Глубокое погружение в кривые Хармана - Долгий путь (часть 2)

Мы рассмотрим аргументы, которые предполагают, что наушники лучше подходят для демонстрации определенных характеристик громкоговорителей, чем сами громкоговорители, а также наоборот.

Это вторая статья из серии из трех частей, целью которой является рассмотрение кривой Хармана в контексте последней части любопытной традиции, которая в значительной степени существовала на периферии аудиофилии.

Навигация по серии «Глубокое погружение в кривые Хармана»:

Часть 1
Часть 2 <- Вы здесь
Часть 3

Делаем наушники лучше динамиков, чем динамики

Наушники имеют несколько характеристик, отличных от громкоговорителей. Во-первых, это отсутствие комнатных эффектов, что является палкой о двух концах. С одной стороны, это означает, что Реакция на интерференцию границы динамика, который может массово исказить мидбас, отсутствует. Еще, комнатные отражения, напоминающие прямой звук динамика действительно может помочь в создание ощущения приятного простора снаружи головы.

Коррекция HRTF

Тем не менее, наушники также предлагают компактную конструкцию, уменьшают утечку шума и могут предложить расширение низких частот гораздо более доступным, чем динамики (хотя и без тактильности всего тела). Принимая это во внимание, были предприняты многочисленные попытки использовать преимущества наушников, улучшая как тональную, так и пространственную точность за счет использования сложной обработки, чтобы получить чистый отклик динамика, играющего в комнате для прослушивания, плюс функцию передачи, связанную с головой слушателя (HRTF). .

Программы, которые делают это, включают Бах-л.с. из Лаборатории 3D-аудио и прикладной акустики Принстона, Дарин Фонг из твоей головы, Смит РеалайзерCreative Super X-fi, Волны NX и Genelec Aural ID. Они отличаются деталями.

Некоторые используют HRTF (без громкоговорителя или комнаты в качестве посредника), созданный расчетным путем, например, Genelec; другие, такие как Смит и Дарин Фонг, используют фактические измерения настроек громкоговорителей с собственными ушами слушателя и манекеном головы соответственно.

В конце концов, измерение HRTF известного внешнего источника звука и обработка наушников для его воспроизведения легко обеспечивает экстернализацию. Более сложные системы, такие как BACCH-hp, добавляют отслеживание головы для динамических сигналов за счет сложности и финансов.

Перекрестная подача

В то время как коррекция HRTF больше связана с обеспечением того, чтобы воспроизводимые сигналы, достигающие барабанной перепонки, более точно имитировали сигналы внешнего источника звука, перекрестная подача пытается извлечь интерауральные сигналы, которые могут возникать из перекрестных помех динамиков.

Перекрестная подача относится к введению перекрестные помехи: где сигнал низкого уровня с правого канала воспроизводится на левом, и наоборот. Наиболее известным примером этого является перекрестная подача Мейера.

Это изображение перекрестных помех, хотя и из источника, который считает их нежелательными. Реальность такова, что существуют законные аргументы как в пользу, так и против перекрестных помех. (От: Институт амбиофоники)

Здесь все становится действительно сложно и зависит от записи. Это связано с тем, что существуют убедительные аргументы в пользу создания правдоподобных интерауральных сигналов с помощью метода воспроизведения стереофонических громкоговорителей, когда выходной сигнал обоих громкоговорителей смешивается друг с другом; звук из левого динамика может достигать обоих ушей и наоборот. Это создает сигналы ITD ниже 700 Гц, которые создают ощущение направления влево-вправо для звука по дуге стереотреугольника.

Тем не менее, этот же метод воспроизведения может также скрывать интерауральные сигналы, которые изначально были встроены в запись, утверждают другие исследователи (см.Подавление перекрестных помех»). Намерения звукорежиссеров, стоящих за каждой записью, и их выбор имеют решающее значение для определения того, являются ли перекрестные помехи врагом или другом. На изображении выше показано упрощенное представление перекрестных помех. Это правильно, но явно из источника, который чаще всего считает перекрестные помехи врагом.

Делаем динамики лучше наушников, чем наушники

Подавление перекрестных помех

Простейшая форма перекрестных помех — это размещение матраса или другого поглощающего барьера между двумя динамиками.

Это диаграмма использования поглощающего барьера, такого как матрац, для поглощения перекрестных помех. Один из способов выделить вашу установку среди всех остальных.

Подавление перекрестных помех является антитезой перекрестная подача. Это удаление перекрестных помех на динамиках, чтобы имитировать характерное свойство наушников — отсутствие перекрестных помех. Звук каждого канала не смешивается ни с каким другим. В этом случае матрас действует как физический поглотитель, но электроника тоже может это делать. Тем не менее, возможно, наличие матраса перед местом прослушивания может вызвать больше разговоров.

Бесплатный новаторский пример: Амбиофоникакоторый полагается на ручную калибровку слушателем, но в нем отсутствует отслеживание головы и индивидуализация HRTF с помощью измерений на ухе.

Одним из первых аппаратных примеров был Карвер Соник Голография Коробка DSP, выпущенная в 1980-х годах. Однако проблема с Carver заключалась в том, что ему не хватало вычислительной мощности для рекурсивного подавления перекрестных помех, что необходимо для более последовательной работы метода, как отметил Ральф Гласгал, другой ведущий эксперт объясняет:

Когда сигнал из левого динамика нежелательно достигает правого уха, он должен быть нейтрализован в этом ухе инвертированной, идеально задержанной репликой чуть более низкого уровня из правого динамика. Но этот сигнал отмены также достигнет левого уха, поэтому он также должен быть отменен (подавление 2-го порядка) должным образом обработанным сигналом из левого динамика, который затем также достигает правого уха, требуя еще одного раунда (3-го порядка) подавления, и так далее.

Для большей устойчивости к неидеальным динамикам, во избежание ошибок частотной характеристики и для увеличения зоны прослушивания эту рекурсивную «пинг-понговую» коррекцию необходимо проводить до неслышимости.

Это предполагает, что определенные конфигурации микрофонов и панорамирование имеют интерауральные сигналы. Напомним, что метод стереофонического воспроизведения теоретически генерирует интерауральные сигналы примерно до 700 Гц, но не выше.

На этой диаграмме показаны частотные диапазоны, обычно используемые различными музыкальными инструментами. Ниже 700 Гц можно ожидать большую часть основных тонов, воспроизводимых многочисленными инструментами, включая фагот, саксофон и человеческий голос. Некоторые гармоники (выделены желтым цветом) также включены. (От: Independentrecording.net, изменено автором)

Синее наложение (добавленное автором) на приведенной выше диаграмме показывает инструменты, которые генерируют звук ниже 700 Гц (что следует принимать в качестве приближения, которое может варьироваться). Оранжевые полосы представляют основные частоты, а желтые — гармоники. Поскольку эта диаграмма часто публиковалась в Интернете, вы могли видеть ее раньше.

Он показывает нам диапазон частот, которые обычно охватывают музыка и музыкальные инструменты, а также некоторые общие прилагательные, используемые для их описания. Границы, конечно, являются скорее переходным диапазоном, чем внезапным изменением, и разные экземпляры одного и того же инструмента будут слегка отличаться.

Сторонники подавления перекрестных помех утверждают, что генерация сигналов с помощью техники воспроизведения стерео искажает сигналы как выше, так и ниже 700 Гц, уже встроенные в запись.

Хотя диапазон ниже 700 Гц не кажется широким диапазоном, он охватывает большинство основных тонов, которые могут воспроизводить многочисленные инструменты, а также некоторые их гармоники. Сюда входят тенор-саксофон, бочка и малый барабан, виолончель и человеческий голос.

Тем не менее, подавление перекрестных помех обещает более широкую полосу пропускания, в которой извлекаются интерауральные сигналы, потенциально улучшая трехмерное изображение. Другой ведущий специалист по этому вопросу, Профессор Эдгар Чуейри из Принстона утверждает:

Любой правильно записанный стереоальбом имеет встроенные в запись метки ITD и ILD, и именно эти метки представляют собой нормальное стереоизображение. Например, если вы записываете с помощью Spaced Omnis, они будут захватывать сильный сигнал ITD и захватывать, например, реверберацию среды записи.

В записях ORTF используются кардиоидные микрофоны, которые, как правило, подчеркивают сигналы ILD, поскольку обычно они расположены слишком близко друг к другу для сильного сигнала ITD. Таким образом, большинство акустически записанных записей создают необычайно впечатляющее и удовлетворительное трехмерное пространственное изображение. Таким образом, вы услышите очень сильное 3D-изображение, а не обычное стереоизображение, привязанное к динамикам. Это просто не обязательно будет пространственно точным.

Не путать с HRTF, ORTF относится к определенному типу настройки микрофона, названному в честь Французского бюро радиораспространения и телевидения во Франции, которое его впервые. Кардиоидные микрофоны — это микрофоны, которые улавливают меньше звука сзади и больше звука впереди. Spaced Omnis относится к другой конфигурации, в которой используются два всенаправленных микрофона на расстоянии нескольких футов друг от друга.

Технический FAQ лаборатории профессора Чуэйри в Принстоне добавляет:

Стереофонические записи попадают в диапазон от записей, в высокой степени сохраняющих естественные сигналы ILD и ITD (к ним относятся наиболее хорошо сделанные записи «акустической музыки», такие как большинство записей классической и джазовой музыки), до записей, содержащих искусственно созданные звуки с экстремальными и неестественными звуками. Сигналы ILD и ITD (например, панорамированные звуки на записях первых дней стерео).

Для стереозаписей, которые находятся на первом конце этого спектра или близки к нему, BACCH™ 3D Sound предлагает такой же сверхъестественный трехмерный реализм, как и для бинауральных записей. На другом конце спектра звуковой образ был бы искусственным, а наличие экстремальных значений ILD и ITD, что неудивительно, часто приводило бы к впечатляющим звуковым образам…

Независимо от полной пространственной точности, сам факт того, что звук является внешним и трехмерным, означает, что он обязательно более реалистичен, чем плоский, внутренний звук, сжатый вокруг нашей головы. Его можно комбинировать с индивидуальной коррекцией HRTF и отслеживанием головы, чтобы охватить все мыслимые сигналы локализации, включая часть локализации звука, относящуюся к точной частотной характеристике. Результаты этой тщательной настройки?

Используя Sennheiser HD650, прослушивание демо со светилами Hi-Fi, такими как Гарри Вайсфельд из ВПИ Индастриз (производитель проигрывателя) смогла настолько точно смоделировать громкоговоритель в той же комнате, что его собственный дизайнер счел его неотличимым от реального громкоговорителя.

Проще говоря, данные свидетельствуют о том, что существует грубая иерархия потенциальной/теоретической достоверности:

Воспроизведение бинаурального громкоговорителя: полностью освещенная ушная раковина с сохранением или даже извлечением бинауральных сигналов за счет подавления перекрестных помех с помощью отслеживания головы и индивидуализации HRTF)
Бинауральные наушники: из-за возможности индивидуализации HRTF и хорошего дизайна наушников, чтобы минимизировать эффекты плохого освещения ушной раковины,
Стереодинамики: отсутствие присущих проблем с подсветкой ушной раковины, что позволяет экстернализацию)
Стереонаушники: проблемы с освещением ушной раковины вызывают интернализацию звука головой.

Заключение

Это подробное объяснение нескольких технологий выливается в крещендо, которое является Частью 3.

Часть 3 охватывает продукты и целевые кривые, которые уже были выпущены на рынок. Он критикует и сравнивает каждую из них с кривыми Хармана, тем самым выполняя цель этой серии: оценить предположения и доказательства для кривых Хармана по сравнению с альтернативами.