Всем добрый день... Решил написать новый очерк. Буду рад получить замечания по всему комплексу вопросов.
Прослушивание музыки с помощью наушников или почему наушники звучат по разному
На интернет форумах, в среде крутых аудиофидов, не утихают споры о б особенностях звучания разных моделей наушников. Причем один аудиофил готов, с пеной у рта, доказывать преимущество звучания одной модели, а другой аудиофил с таким же усердием будет доказывать, что эта модель полное г...но. Дело иногда доходит до драки, хорошо, что это чаще всего происходит в виртуальной форме. Давайте попробуем разобраться, почему одни и те же наушники могут нравиться одним и не нравиться другим.А действительно почему? Для ответа на этот вопрос придется напрячь, нет не свои уши, а другой человеческий орган, головной мозг. Ведь будет необходимо разобраться в том, как у человека происходит формирование звукового образа при прослушивании музыкальных фонограмм с помощью разных технических средств. И тут мы выясним, что механизмы формирования звукового образа при прослушивании аудио фонограмм с помощью наушников в корне отличается от тех, к которым мы привыкли в повседневной жизни (индивидуумы не расстающиеся с наушниками круглосуточно в расчет не берутся). Чем именно различается? Остановимся на двух основных моментах, а именно, как происходит пространственное разделение источников звука и как формируется тональный баланс? Главную роль в формировании звукового образа в естественных условиях играет так называемый "Бинауральный слух". Подробнее об этом явлении можно прочесть на стр. 145...154 [1].
Цитата из книги [1]:
Наличие двух приемников слуха обеспечивает человеку возможность воспринимать пространственный звуковой мир и оценивать перемещение звуковых сигналов в пространстве.
Да хрен с ним с пространством. Об этом вроде меньше спорят. Давайте поговорим о тональном балансе. Рассмотрим, в начале, "нормальный" способ прослушивания музыки. Речь идет о прослушивании аудио записей через стерео АС (акустическая система или колонка). Чтобы не говорить об особенностях внутренней структуры человеческих органов слуха и тем более об процессах происходящих в мозге, давайте упростим задачу. А именно, используем для наших рассуждений "искусственную голову" с двумя микрофонами и средства объективного контроля параметров электрических сигналов. В качестве источника электрического аудио сигнала, для начала, используем звуковой генератор. Давайте вначале подадим сигнал на один из каналов стерео системы. Как нетрудно понять, сигнал с одной из АС, допустим левой, достигнет левого и правого микрофона искусственного уха с соответствующей задержкой обусловленной конечной скоростью распространения звука (скорость звука в воздухе составляет около 335 м/сек). Причем левого уха звуковая волна достигнет несколько быстрее, чем правого. Поскольку мы используем монохроматический сигнал, то можно использовать кроме понятия задержка (для сложного музыкального сигнала обычно используют понятие "групповое время задержки"), понятие фаза. Разность фаз между сигналами левого и правого микрофонов, в зависимости от частоты, будет различной. На низких частотах разность фаз будет незначительна, но с повышением частоты она будет увеличиваться, достигнув на некоторой частоте 180о. Если просуммировать сигналы микрофонов и измерить напряжение полученного суммарного сигнала то мы обнаружим , что он зависит от частоты.
А теперь давайте посмотрим, что будет если на искусственную голову одеть наушники. Понятно, что при этом звуковая волна будет излучаться только левым наушником и, соответственно, электрический сигнал будет только на выходе левого микрофона. Естественно никакой частотной зависимости напряжения суммарного сигнала мы, в этом случае, не обнаружим. Давайте процесс прослушивания музыкального стерео аудио сигнала. Если прослушивание ведется с помощью АС, то аудио сигналы обоих каналов попадают на левое и правое ухо с соответствующими задержками (если говорить о частотных компонентах, с соответствующими фазами). Сложение компонентов акустического стерео сигнала происходит, как бы, на входе в ушные раковины. Причем, на формирование звукового образа влияет не только с какой задержкой дошла акустическая волна до соответствующего уха, но и другие факторы. В частности, для конкретного человека, имеет значение форма головы и ушей. Система голова-уши образуют частотный фильтр с индивидуальной, для каждого, человека АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) . Одев наушники Вы, выше описанный, естественный механизм формирования звукового образа исключаете. Теперь сигналы каждого канала попадает только в свое ухо, естественно, с нулевой задержкой друг относительно друга. При этом сложение сигналов стерео каналов происходит, как бы, в мозгу. Естественно при этом полностью нарушается не только "стерео панорама", но, при линейной АЧХ наушников, и тональный баланс. Поэтому, чтобы звук наушников сделать похожим на колоночный хотя бы по тональному балансу, АЧХ аудиофильских наушников корректируют. Но штука в том, что эта коррекция должна быть для разных людей существенно разной. Кроме того, для создания иллюзии звукового псевдо-объема, акустическое оформление или сам излучатель наушников иногда делают таким образом, чтобы в результате получить эффект "послезвучия". Как конкретный человек будет воспринимать подмену естественного механизма формирования звукового образа на альтернативный заранее предсказать невозможно. Более того, музыка одного жанра конкретным человеком в конкретных наушниках может восприниматься положительно, а музыка другого жанра отрицательно. Именно поэтому разные модели аудиофильских наушников, даже одной фирмы, делают звучащими по разному. Исходя из выше написанного можно сделать вывод. Аудиофильские наушники следует выбирать исключительно под себя и чужих советов не следует слушать.Можно возразить, существуют бинауральные записи, т.е. записи сделанные при помощи "искусственной головы", специально предназначенные для прослушивания в наушниках. Но чаше всего "бинауральные записи" получают при помощи обработки (естественно в "цифре") обычного исходника. Сводят (есть такой звукорежиссерский термин) такие записи контролируя процесс , естественно, в наушниках. При этом, при воспроизведении "бинауральные записей" записей, может передается не только стерео панорама, но и объем звукового образа. Вот только штука состоит в том, что адекватно слушать подобные произведения звукорежиссуры можно только в тех наушниках, в которых производилось "сведение", да и то с оговорками. Дело в том, что в отличии от АС, стандарта хотя бы на АЧХ аудиофильских наушников, не существует.Наверное я нарисовал очень грустную картину. Вы спросите, а как же быть. Ведь наушники в некоторых ситуациях незаменимы.К счастью есть другой, наверное более правильный, способ прослушивания музыки через наушники, это использование звуковых процессоров (программ) имитирующих задержки и смешивание сигналов в ушах, таким образом, как это происходит при задействовании механизма бинаурального слуха. Только следует учесть, что 90% крутых аудиофильских наушников для такого использования не годятся. Для работы с звуковыми процессорами, имитирующими бинауральный слух, годятся наушники у которых более менее равномерная АЧХ (измеренная с использованием искусственной головы) и отсутствуют или сведены к минимуму, разного рода, технические примочки служащие для "расширения сознания".
[1] И. Алдошина, Р. Приттс Музыкальная акустика