Wysoka wierność reprodukcji dźwięku jest trudna do uzyskania przy odsłuchu głośnikowym

Podział stref odsłuchu. Wyróżnia się strefę bliskiego pola, średnią i daleką.

Strefa bliskiego pola charakteryzuje się tym, że dominuje w niej dźwięk bezpośredni. Strefa pośrednia, rozproszona, znajduje się dalej i zawiera mieszankę dźwięku bezpośredniego i odbitego. Kolejna jest strefa daleka, w której dominują odbicia.

Inżynier dźwięku powinien się znaleźć w polu bliskim, gdyż tam są najlepsze warunki odsłuchu. W typowych okolicznościach do których zalicza się warunki domowe najczęściej znajdujemy się w strefie pośredniej. Osoby świadomie słuchające muzyki będą dążyć do przesunięcia się w pole bliskie.

Strefa pośrednia charakteryzuje się także tym, że można w niej wyróżnić miejsce określane jako dystans krytyczny. Jest to odległość od źródła dźwięku, w którym ilość dźwięku bezpośredniego i odbitego jest identyczna. Dystans krytyczny wylicza się według wzoru:

gdzie gamma  jest stopniem kierunkowości źródła - gamma równa jeden odpowiada źródłu wielokierunkowemu - A jest współczynnikiem pochłaniania przez powierzchnie, V jest objętością pomieszczenia w metrach sześciennych, natomiast TR60 jest czasem pogłosu w sekundach. Ten ostatni korzysta z przybliżenia Sabine'a na wzór pogłosu RT60=V/6A.

Pomijając w którym miejscu jest dystans krytyczny powinniśmy sobie zdawać sprawę z tego, że z punktu widzenia techniki pomiarowej, proporcje 50% dźwięku bezpośredniego i 50% dźwięku odbitego należy traktować jako 100% zniekształceń.

Słuchając przez głośniki nie ma w ogóle opcji usłyszenia tego co gra głośnik w sposób czysty. Nawet siadając bardzo blisko dźwięk będzie zniekształcony dlatego, że zawsze się wymiesza z występującymi w pomieszczeniu odbiciami.

Dźwięk bezpośredni to 1/10 jednego procenta

Odtwarzając muzykę zaledwie jedną dziesiątą procenta jest dźwięk docierający do nas bezpośrednio z głośników. W jaki sposób sprawdzić jak wyglądają proporcje dźwięku bezpośredniego i odbić?

Załóżmy, że głośnik jest ustawiony w odległości 4,5 metra od słuchacza i stoi na ziemi. Dźwięk rozchodzi się jako kula o ile propagacji nie ograniczają specyficzne warunki, jak w tym przypadku - lokalizacja źródła dźwięku na ziemi. W związku z tym w odległości 4,5 metra fala dźwiękowa będzie mieć kształt półkuli o powierzchni około 125 metrów kwadratowych. Ucho zbiera dźwięk z mniej więcej 2,5 cala kwadratowego. Dlatego proporcje dźwięku bezpośredniego, który usłyszymy do całości dźwięku wyemitowanego przez głośnik będą się przedstawiać jak 12,5 cm² do 39 m² czyli 0,125/125=0,001 tzn. 0,1% czyli 1/10 jednego procenta.

Słyszymy zaledwie niewielki ułamek tego, co chcemy usłyszeć, bo raczej interesuje nas dźwięk muzyki z głośnika, a nie odbicia. Co stanie się z tymi 99,99% dźwięku wyemitowanego przez źródło? Wróci on po, wielokrotnym, odbiciu się od podłogi, ścian i sufitu.

Wobec tego można sobie uzmysłowić realne warunki transmisji dźwięku w typowych warunkach.

Można podejść do zagadnienia jakości transmisji w inny sposób. W tym celu należy porównać powierzchnię źródła dźwięku z powierzchnią, która powoduje zakłócenia w postaci odbić, pogłosu, etc. czyli powierzchnią podłogi, sufitu i ścian. Trudność polega na tym w jaki sposób obliczymy pole powierzchni odbijającej dźwięk. Sprawa wydaje się oczywista, ale taka nie jest. Wydawać by się mogło, że pole powierzchni odbijającej dźwięk równa się polu podłogi, sufitu i ścian. Przykładowo pokój o wymiarach 5x4x3 metry ma łączną powierzchnię 94 metry kwadratowe. Wobec tego proporcje membrana/pokój miałyby się jak 0,3 metra kwadratowego; zbliżoną powierzchnię mają głośniki w monitorach; do 94 m.kw. Jednak jeśli głośnik wyemituje tylko jeden impuls, to powierzchnie w pomieszczeniu odbiją ten impuls wielokrotnie. Wobec powyższego powierzchnia pomieszczenia staje się za każdym odbiciem/powtórzeniem impulsu nowym źródłem dźwięku i dlatego należy je wszystkie zsumować.

Jeżeli pomieszczenie ma RT60 wynoszący 0,5 sekundy, fala w czasie 1/2 sekundy pokona łączny dystans 170 metrów. Gdybyśmy wzięli pod uwagę wyłącznie odbicia wzdłuż osi pomieszczenia, zupełnie ignorując odbicia po skosach, których jest najwięcej okaże się, że wzdłuż najkrótszej osi dźwięk odbije się 55 razy, wzdłuż krótszej ściany 40 razy, a wzdłuż dłuższej 35 razy, co da nam łącznie 120 powtórzeń. Trzeba podkreślić, że bierzemy pod uwagę czas RT60 a zatem nie liczymy refleksów cichszych niż 60 dB w odniesieniu do głośności impulsu początkowego. Gdyby i je doliczyć mielibyśmy powtórzeń znacznie więcej.

Wobec tego do uszu względnie mikrofonu pomiarowego dotrze dźwięk bezpośredni i następujące po nim 120 powtórzeń o coraz mniejszej głośności. O ile mikrofon zarejestruje je wszystkie - patrz wykres - jak również odbiorą go uszy, to jednak tych wszystkich powtórzeń dźwięku już nie usłyszymy. Pogłos jest słyszalny w większych pomieszczeniach niż to z naszego przykładu.

W odniesieniu do próby obliczenia powierzchni, którą ma źródło dźwięku odbitego okazuje się, że dla naszych założeń wyniesie ona 120x 94= 11280 metrów kwadratowych. 1,1 ha. 0,3 m.kw/11280 m.kw=0.00002659574 tj. 0.002659574%

Jeśli uświadomimy sobie jak się przedstawiają proporcje pomiędzy dźwiękiem bezpośrednim i odbitym, pomiędzy powierzchnią membrany głośnika i łączną powierzchnią odbijającą oraz po uwzględnieniu skutków odbić czyli filtracji grzebieniowej możemy obiektywnie zarysować obszar w którym porusza się słuch. Informacja, która nas naprawdę interesuje jest dźwiękiem bezpośrednim, który stanowi znikomy ułamek całości dźwięku będącego poszczególnym zdarzeniem akustycznym. Słyszenie polega zatem nie na odbiorze informacji lecz na jej rekonstrukcji.

Transmisja dźwięku w powietrzu

Transmisja jest przesyłaniem wiadomości z nadajnika do odbiornika. Używa się do tego celu najczęściej fal elektromagnetycznych i prądu elektrycznego. W obu przypadkach można osiągnąć transmisję pozbawioną zakłóceń, tzn. informacja wysłana jest identyczna z odebraną. Aby osiągnąć eliminację zakłóceń stosuje się ekranowanie przewodu i inne metody. Można użyć kabli symetrycznych, mających dwie żyły sygnałowe. Taki kabel może być znacznie dłuższy niż niesymetryczny.

W transmisji przewodowej jak i bezprzewodowej, tzn.wykorzystując jako nośnik informacji prąd elektryczny w kablu i fale elektromagnetyczne np. w powietrzu, informacja nie jest tożsama z nośnikiem. Prąd elektryczny biegnie przez przewód, ale nie jest przewodem. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w powietrzu lub w innych ośrodkach, ale nie są powietrzem ani tymi ośrodkami, w których się rozprzestrzeniają. Tak samo w przypadku, jeżeli do transmisji użyjemy światła, czyli fragmentu z widma promieniowania elektromagnetycznego. Światło poruszające się w światłowodzie nie jest światłowodem.

Zupełnie inaczej jest z dźwiękiem i falą akustyczną. W tym wypadku nośnik jest również informacją czyli przekaźnik jest przekazem. Dlatego transmisja w powietrzu przy użyciu fali dźwiękowej jest przypadkiem szczególnym.

Gdybyśmy zjonizowali powietrze, moglibyśmy przesyłać w nim prąd, podobnie jak w przewodach. W takiej sytuacji przekaźnik nie byłby tym samym, co przekaz. Jednak dźwięk jest przypadkiem wyjątkowym, kiedy przekaz równa się przekaźnik. Wynikają z tego bardzo niekorzystne konsekwencje z punktu widzenia jakości transmisji.

Transmisja pozbawiona zakłóceń w odniesieniu do dźwięku jest niewykonalna. Nie uda się w zwyczajnych warunkach osiągnąć idealnej lub nawet wysokiej zgodności tego, co jest nadawane z tym, co zostanie odebrane. Jest wiele tego powodów, z których najważniejszy został już wymieniony: medium jest tożsame z informacją.

Właściwości powietrza powodują, że jakość transmisji o wysokiej wierności jest niemożliwa. Powietrze wykazuje takie cechy jak masa, lepkość, bezwładność.

Pierwszym problemem w transmisji dźwięku jest fakt, że wyższe częstotliwości są bardziej tłumione niż niskie. W związku z tym nawet w teoretycznie idealnych warunkach sygnał odbierany wraz ze wzrostem odległości będzie się charakteryzował coraz większą utratą wysokich częstotliwości. Te straty w wyższych zakresach widma są spowodowane gęstością, lepkością i wewnętrznym tarciem. Niskie częstotliwości mają większą energię i dlatego mogą przebyć dalszą odległość zanim zostaną zamienione w ciepło. Fala akustyczna napotyka opór i bezwładność cząstek powietrza i dlatego traci energię.

Idealnymi warunkami do transmisji dźwięku byłyby takie, kiedy nadajnik/głośnik i odbiornik/mikrofon są zawieszone w wolnej przestrzeni i panuje zupełna cisza czyli nie ma żadnych ruchów powietrza poza termicznymi. W takich warunkach, które określa się jako pole swobodne, pomijając straty wywołane większym tłumieniem wysokich częstotliwości, uda się osiągnąć zgodność sygnału nadawanego i odbieranego.

W praktyce transmisja dźwięku nie odbywa się w perfekcyjnych warunkach. Nawet na pustyni w całkowicie bezwietrzny dzień wystąpi odbicie dźwięku od podłoża i to odbicie skutkujące filtrowaniem grzebieniowym należy rozpatrywać jako zakłócenie transmisji. Odbicie nałoży się na sygnał i zmieni jego treść.

Odbicie od podłoża płaską charakterystykę zmieni na taką, jak poniżej:

Gdy umieścimy system składający się z głośnika i mikrofonu w typowym pomieszczeniu, przekonamy się, że jakość transmisji jest słaba, a sygnał odebrany w żadnym aspekcie nie przypomina sygnału nadanego. Filtr grzebieniowy jest tylko jednym ze zjawisk akustycznych zachodzących w pomieszczeniu.

Odnosząc to do ambicji osób, którym spędza sen z powiek mikroskopijna nieliniowość jakiegoś urządzenia wynosząca ułamek dB powyższe stawia całą sytuację w odpowiedniej perspektywie.

Błędem, który popełniają osoby interesujące się audio jest wyobrażenie, że sprzężenie ucha i głośnika pozwala na taką dokładność transmisji jak to ma miejsce w urządzeniach elektronicznych. Transmisja stosowana w elektronice polega na tym, że sygnał nadany równa się sygnałowi odebranemu, a zakłócenia są tak małe, że można je pominąć.

Analogią transmisji dźwięku w powietrzu byłoby przekazywanie informacji przez blok galarety. Z jednej strony uderzamy w galaretę, a z drugiej ktoś odczytuje impulsy. Już po pierwszym uderzeniu galareta zacznie się trząść w sposób przypadkowy. Odczytanie jakiejkolwiek informacji będzie trudne.

To, że w ogóle jesteśmy w stanie orientować się w otaczających nas dźwiękach zawdzięczamy specyficznej budowie ucha.

Komfortowe słuchanie płyt, plików i nagrań w czasach Loudness war

Słuchanie z różnych nośników i źródeł jest męczące ze względu na bardzo duże różnice głośności.

Jeżeli ktoś dysponuje wzmacniaczem, który umożliwia regulację poziomów poszczególnych wejść, powinien z tej opcji korzystać. Jeśli wzmacniacz, którego używamy ma wskaźniki poziomu ustawienie jest proste. Wystarczy odtworzyć plik testowy 1 kHz o poziomie np. 0 dB i ustawić czułość tak, żeby wzmacniacz oddawał 1 wat. Jeśli teraz odtworzymy ten sam plik z innego źródła będziemy wiedzieć czy jest ono cichsze, czy głośniejsze i możemy skorygować poziom.

Najprościej jednak, mając kilka źródeł dźwięku, korzystać z ich wyjść cyfrowych. Niezależnie od odtwarzacza i rodzaju połączenia cyfrowego, ten sam utwór będzie zawsze tak samo głośny.

Co jednak z posiadaczami klasycznych zestawów, które nie mają regulacji i nie mają wejść cyfrowych? W takim przypadku możemy sprawdzić z jaką głośnością grają poszczególne źródła dźwięku. Załóżmy, że mamy 3 źródła sygnału i są to: odtwarzacz sieciowy, odtwarzacz CD i komputer.

Nie będziemy mogli zmienić głośności źródła, ani zmienić czułości wejścia, ale odtwarzając plik testowy 1 kHz 0 dB możemy sprawdzić poziomy. Do tego potrzebny jest komputer podłączony do wyjścia wzmacniacza. Jeśli uruchomimy program do nagrywania i włączymy monitorowanie, będziemy mogli stwierdzić który odtwarzacz gra jakim poziomem i dotyczy to również samego komputera, jako źródła. Karta muzyczna musi mieć w pełni niezależne wejścia/wyjścia.

Jeśli słuchając z jednego źródła przechodzimy na inne możemy ściszyć wzmacniacz lub zwiększyć głośność w zależności od użytego źródła. W ten sposób wrażenia będą bardziej spójne. Dlatego warto zmierzyć głośność źródeł dźwięku, z których się korzysta i przy każdej zmianie odpowiednio ją skorygować we wzmacniaczu. Najprościej jeśli wzmacniacz pokazuje poziom głośności w dB. Jeśli korzystaliśmy ze "średnio-głośnego" odtwarzacza i przełączamy się teraz na głośniejszy o 3 dB jak to wcześniej zmierzyliśmy, zmniejszamy poziom głośności we wzmacniaczu przykładowo z - 35 dB do - 38 dB itd.

Największy problem mają posiadacze wzmacniaczy ze zwyczajnymi potencjometrami, które są wyskalowane w abstrakcyjnych jednostkach, albo nie są wyskalowane w ogóle.

Wzmacniacze mające zwyczajne potencjometry są konstruowane w ten sposób, że pełną moc osiągają przy głośności ustawionej na godzinę dwunastą. Dotyczy to źródła dźwięku o standardowej głośności. Wobec tego wzmacniacz o mocy 100W na kanał z takim źródłem będzie pracował z pełną mocą jeśli ustawimy regulator głośności na dwunastą. Jednak podłączając głośniejsze źródło pełną moc będziemy mieć znacznie wcześniej.

Problem jednak jest bardziej złożony i polega przede wszystkim na tym, że różne nagrania na różnych nośnikach mają inną głośność.

Pliki z muzyką dotknięte są tą samą przypadłością, co płyty, praktycznie każdy ma inną głośność. Słuchając naszej kolekcji narażeni jesteśmy na to, że niektóre ścieżki będą bardzo głośne, inne ciche. Dlatego trzeba się postarać w jakiś sposób wyrównać głośność odtwarzania i nie zawsze dobrym rozwiązaniem jest regulacja głośności we wzmacniaczu.

Najprościej jest słuchać plików w komputerze, gdyż czyta on wszystko i nie ma problemów z utrzymaniem stałej głośności. Wystarczy skorzystać z opcji ReplayGain odtwarzacza.

Korzystając z programu foobar2000 możemy wyrównać głośność plików. Skanowanie nie trwa długo, a sam proces jest odwracalny. Jeśli ktoś nie ma zaufania i nie chce wprowadzać żadnych zmian do plików może wykonać kopie.

Program potrafi również wyrównać głośność płyt CD odtwarzanych na komputerze z oryginalnego nośnika, wcale nie trzeba ich zgrywać na dysk.

Jeśli chodzi o pliki odtwarzane na zewnętrznych odtwarzaczach opcja nie zawsze działa. W takim przypadku można zmienić głośność plików w inny sposób.Do zmiany głośności plików mp3 możemy użyć aplikacji MP3Gain.

Program MP3Gain nie zmienia głośności przez ponowną kompresję, ale modyfikuje metadane pliku, pozostawiając sam plik niezmieniony. Normalizacja głośności jest odwracalna.

Program pracując nad plikami o dużym czasie odtwarzania jakby zawiesza się. Nie powinniśmy go jednak kończyć, tylko poczekać. Może potrwać nawet kilka minut zanim program "przemieli" jakieś długie nagranie. Używając programu MP3Gain warto zawsze najpierw zrobić analizę, by wykluczyć pliki, które po zmianie głośności byłyby obarczone clippingiem.

Na koniec kilka uwag dla osób, które mają klasyczne zestawy tzn. odtwarzacz CD, który nie czytający żadnych plików. Załóżmy, że posiadacz takiego zestawu nie chce podłączać żadnego odtwarzacza plików, komputera itd. W takim odtwarzaczu można słuchać plików, trzeba je wypalić na CD. Najlepiej na płycie wielokrotnego zapisu CD-RW. Przed wypaleniem warto wykonać normalizację głośności.

Co jednak jeśli plik trwa 4 godziny? Mp3 można podzielić na krótsze kawałki programem mp3DirectCut. Dzieli ona pliki bez ich ponownej kompresji.

Gdy długi plik jest w innym kodeku, np.Ogg można użyć Audacity i wyeksportować kilka części do FLAC i po normalizacji głośności wypalić CD.

Osoby, które mają odtwarzacze plików nie czytające jakiegoś formatu powinny przekonwertować je do formatu bezstratnego. Konwertowanie z formatu stratnego do innego stratnego obniża jakość. Jeśli odtwarzacz nie czyta formatów bezstratnych najlepiej wypalić pliki jako CD-audio.

Nagrywanie audycji radiowych

Jest kilka sposobów nagrywania. W tym poście zostanie omówiony ten, którym jest nagrywanie zewnętrznego źródła dźwięku podłączonego do wzmacniacza z jego wyjścia analogowego (OUT), przy użyciu komputera.

Aby nagranie było możliwie najwyższej jakości trzeba ustawić poziom uniemożliwiający powstawanie clippingu. Nie jest to takie proste, jak by się wydawało, bo sporo ściągniętych z internetu  nagrań ma clipping.

Każde źródło dźwięku wymaga innej głośności nagrywania. Czasem nawet może się wydawać, że nagrania różnych audycji z tej samej stacji trzeba wykonać z innym poziomem. Wystarczy znaleźć poziom nagrywania dla najgłośniejszej stacji i najgłośniejszej audycji. Raz znaleziony dla konkretnego źródła dźwięku, np. tunera radiowego będzie obowiązywał aż do jego wymiany lub karty muzycznej. Natomiast każde źródło dźwięku potrzebuje indywidualnego poziomu nagrania, ponieważ  każde źródło dźwięku ma inną głośność. Jeśli porównamy kilka odtwarzaczy, okaże się, że każdy z nich ma inny poziom na wyjściu. Mowa o poziomie wyjścia analogowego.

Niestety nie ma norm na poziom wyjściowy. Różne odtwarzacze mają inne parametry wyjścia i odtwarzając ten sam plik, za każdym razem, tzn. na każdym urządzeniu zagra on z inną głośnością.

Dobry poziom zapisu pozwala uniknąć przesterowań i trzeba go tak ustawić, żeby maksimum wskazań wynosiło -6 dB, minus sześć decybeli. Nie powinno się "dopychać" poziomu do zera, bo będzie to się kończyło przesterowaniem i w konsekwencji clippingiem. Wskaźnik w programie do nagrywania nie pokazuje dokładnego poziomu. On wskazuje poziom orientacyjny. Wskaźnik nie bierze pod uwagę wszystkich sampli, ale porcję co określony okres czasu. Wobec tego pojedyncze szpilki mogą się znaleźć poza okresem, kiedy wskaźnik poziomu mierzył głośność. Profesjonalny wskaźnik poziomu, który pokazuje faktycznie co i jak bezbłędnie i dokładnie jest dość drogi. Te, które są w programach do nagrywania na pewno nie są perfekcyjne. I z tego powodu musimy mieć pewien margines bezpieczeństwa i zostawić 6 dB zapasu.

O tym czy ustawiliśmy właściwy poziom nagrania możemy się przekonać dopiero po fakcie, kiedy przeanalizujemy nasze nagrania na okoliczność występowania clippingu. Dlatego zapobieganie obcinaniu polega na nagrywaniu z marginesem bezpieczeństwa. Jeśli to się już stanie, nic się nie da zrobić.

Musimy poświecić nieco czasu dla każdego odbiornika radiowego i zawsze, mając już pewność, że nawet najgłośniejsza audycja najgłośniejszej stacji nie będzie przesterowana, notujemy poziom głośności nagrywania przykładowo tuner radiowy 0,35; odtwarzacz sieciowy 0,36.

Na UKF każda stacja gra inaczej. Komercyjni grają inaczej niż państwowi. Czesi grają ciszej niż Polacy. Niemcy także grają ciszej i w ogóle bardziej zaawansowane technicznie kraje grają ciszej. Oni grają 0 dB, a my +3 dB.

Fanatycy nagrywają do FLAC, jednak pliki są bardzo duże i dlatego warto się zastanowić nad formatem stratnym. Jaki stopień kompresji wybrać, stereo czy połączone stereo tzw. joint stereo. Lepszym rozwiązaniem jest połączone stereo. Gwarantuje ono wyższą jakość dźwięku przy podobnej przepływności. Stereo sprawdza się lepiej w przypadku nagrań nie mających żadnych prawie cech wspólnych pomiędzy kanałami. Jeśli ktoś nagrywał jednym mikrofonem gitarę, a drugim głos, to takie nagranie powinien kompresować w stereo, ale zwyczajne realizacje prawie zawsze lepiej się kwalifikują do połączonego stereo, bo większość informacji jest wspólna dla obu kanałów. Nagrania na winylach mają monofoniczne basy, więc jeśli je kompresować to w joint stereo.

Lepiej stosować VBR, bo w ten sposób pliki są mniejsze a jakość taka jak CBR z wyższym bitrate. Wystarcza VBR4, ale jeśli ktoś uważa, że to za mało może ustawić 3, chociaż najpierw lepiej sprawdzić w teście ABX czy słychać różnicę.

Ważniejsze od stopnia kompresji jest, żeby w nagraniu nie było obcięć oraz to, że jeśli wyeksportujemy nagranie do formatu stratnego nie wolno z nim już nic więcej zrobić. Ponowna kompresja nie wchodzi w grę. Nie wolno konwertować ponownie plików z niskim bitrate do wyższego. Format stratny polega na tym, że przy każdej kompresji część danych zostanie bezpowrotnie usunięta i nie ma sposobu, żeby to odwrócić. Ponowna kompresja z niższego bitrate do wyższego nie przywróci utraconych danych tylko spowoduje, że zostaną utracone kolejne i jakość dodatkowo spadnie.

To jest niestety praktyka nagminna. Jeśli ktoś tak robi i osoba, która ściągnęła sobie od was taki oszukany plik się zorientuje, to już nigdy nic od was nie ściągnie.

Na koniec jak sprawdzić czy pliki są oryginalne, czy nie są kompresowane ponownie z niższego bitrate do wyższego.

Są programy, które analizują pliki mp3. Przykładowo EncSpot. Aplikacja jest nierozwijana od dłuższego czasu, ale pokazuje sporo przydatnych informacji.

Aplikacja pokazuje sporo danych o pliku. Zwracamy uwagę na to czy program uznał go za oryginał, czy nie.

Drugim ciekawym programem jest Spek. Jeśli zobaczymy coś takiego:

mamy pewność, że ten plik jest oszustwem dlatego, że dla bitrate 320 zakres zapisanych częstotliwości powinien sięgać do 20 kHz. Radio nie nadaje do 20 kHz, chociaż są transmisje w internecie, które zawierają częstotliwości nawet jeszcze wyższe. Pobierając pliki z piosenkami z płyt możemy jednak w ten sposób sprawdzić z czym mamy do czynienia. Mając trochę doświadczenia z analizą plików można zauważyć że plik po kilkukrotnej rekompresji wygląda "cienko". Dla orientacji widma w różnym stopniu kompresji.

V0

V1

V2

V3

Lekka kompresja trochę przerzedza górę pasma, silna obcina zupełnie. Radio UKF jednak nie nadaje więcej niż 15 kHz. Dlatego nie ma się co przejmować, że powyżej 15 kHz przy silnej kompresji nic nie ma.

Są tacy, co filtrują wszystko sami, co jest ponad 15 kHz w nagraniach z UKF. To błąd. Kodek w programie do nagrywania sam odfiltruje górę pasma. Jak ktoś mógł w ogóle wpaść na pomysł, żeby filtrować nagrania? A wpadł.

Miłego nagrywania w dobrej jakości.

Rozpraszać czy pochłaniać?

Czy wykonując adaptację akustyczną lepiej jest rozpraszać, czy pochłaniać?

Rozpraszanie nie rozwiązuje problemów z niskimi częstotliwościami. W niewielkich pomieszczeniach jedynym problemem jest odtwarzanie basu. Dyfuzor mogący skutecznie rozproszyć częstotliwości rzędu 50 czy 60 Hz miałby głębokość co najmniej 1/7 długości fali czyli około metra. Dlatego, że dyfuzory mają pomijalnie małe wymiary w odniesieniu do długości fal niskich częstotliwości, nie działają na basy. Poza tym, gdzie ma "się podziać" energia basu? Jeśli nawet, w jakiś paranormalny sposób, udałoby się rozbić falę niskiej częstotliwości, to ta rozproszona energia wciąż pozostanie w pomieszczeniu i będzie tam dokładnie tyle, aż nie zostanie przez coś pochłonięta i zamieniona w ciepło.

Nieporozumieniem jest mocowanie dyfuzorów na ścianie za głośnikami. Tam jest bas, a wyższych częstotliwości niż 400 Hz w sensie dźwięku bezpośredniego nie ma, gdyż głośniki promieniują je do przodu. Na tym polega paradoks, że dyfuzor nie ma wtedy na co działać. Sensowne byłoby, jeśli już ktoś chce mieć dyfuzory, umieszczenie ich na ścianie za plecami słuchacza. I to jest problem, gdyż jeśli ich nie widzimy w czasie słuchania, tracą swe walory dekoracyjne.

Skoro dyfuzory nie działają na niskie częstotliwości i ktoś wstawi je na ścianę za kolumnami, będą mogły rozpraszać wyższe częstotliwości, ale dopiero po odbiciu od ściany za plecami słuchacza. Dlatego ich zamocowanie za kolumnami nie ma sensu. Jeżeli dźwięk jest emitowany przez głośniki do przodu, odbije się on za plecami słuchacza i wróci do niego, czyli słuchacz usłyszy dźwięki odbite zupełnie jakby nie było żadnych ustrojów akustycznych i dopiero po minięciu słuchacza trafi na dyfuzor, ale to musztarda po obiedzie, bo odbicia już wpłynęły na brzmienie. Innymi słowy montowanie jak na rysunku poniżej ma tyle sensu, co otwarcie spadochronu, gdy skoczek uderzy w ziemię.

Dyfuzory nie działają na niskie częstotliwości, za głośnikiem są tylko takie. Za głośnikiem również brak jest dźwięku bezpośredniego z zakresu na który działa dyfuzor, bo głośnik je promieniuje do przodu.

Energia dźwięku maleje wykładniczo wraz z odległością. Wobec tego do dyfuzora dotrze zaledwie ułamek energii wypromieniowanej przez głośnik. Jeżeli ktoś chce je mieć, ich miejscem powinna być tylna ściana, za plecami słuchacza. Jeżeli istnieje problem z basem, to nie tylko, że nie zostanie on zlikwidowany przez dodanie dyfuzorów, ale w związku z tym, że zmniejszy się kubatura pomieszczenia jeszcze wzrośnie. Pomieszczenie małe stanie się mniejsze i problemy z propagacją niskich częstotliwości będą bardziej dokuczliwe.

Dyfuzory są elementami aktywnymi w przeciwieństwie do absorberów. Stosując dyfuzory jesteśmy zmuszeni wykonać pomiary, gdyż dyfuzor staje się dodatkowym źródłem dźwięku. Jednak w praktyce pomiarów nie stosuje się. Co więcej nawet nikt się nie zastanawia nad tym jaki dyfuzor, jeśli w ogóle, byłby odpowiedni. Zakupy przeprowadza się na zasadzie kupna pasujących do wystroju. Z tego powodu, że instalacje audio wykonuje się często pod kątem wyglądu, a nie funkcjonalności, dlatego dyfuzory jako bardziej efektowne i "tajemnicze" cieszą się popularnością.

Wszystkie wzmacniacze brzmią tak samo - uzupełnienie

Jak to jest, że wszystkie wzmacniacze brzmią tak samo, a jednak użycie różnych urządzeń skutkuje innym dźwiękiem?

Zakładam, że próbujemy porównać wzmacniacze tak rzetelnie, jak to tylko jest możliwe. Odrzucamy więc sztuczki sprzedawców w rodzaju - jeden wzmacniacz jest odsłuchiwany na piosence artysty A, a drugi na piosence artysty B. Albo piosenka jest ta sama, ale raz słuchamy oryginalnego wydania z roku 1984, a drugi raz wznowienia z masteringiem z roku 2004.

Problem z porównaniem wzmacniaczy jest taki, że tak naprawdę nie wiemy jak głośno słuchamy. Aby porównanie w ogóle miało sens musimy słuchać z jednakową głośnością. W poście "Testy i dlaczego w audio się nie testuje" starałem się wyjaśnić możliwie dokładnie dlaczego ustawienie jednakowej głośności jest tak ważne. Wobec tego wzięcie dwu wzmacniaczy, które są zupełnie identyczne, a nawet mają numer seryjny różniący się ostatnią cyfrą, jeśli nie ustawimy identycznej głośności skończy się tym, że jeden ze wzmacniaczy zostanie uznany za grający inaczej.

A teraz chciałbym pokazać w jaki sposób można uzyskać różne brzmienie z różnych wzmacniaczy, a nawet różne brzmienie z tego samego wzmacniacza.

Tabela pokazuje relację pomiędzy mocą wzmacniacza i osiąganym poziomem głośności. Przyjęto następujące założenia: dwie kolumny o skuteczności 82 dB/W i odległość dwa metry od kolumn.

W tabeli są podane moce skutkujące określoną głośnością odsłuchu. Słuchanie zbyt głośno może spowodować, że krew zacznie płynąć z nosa, a mózg przez uszy.

Żeby osiągnąć dla podanych warunków głośność 120 dB potrzebujemy mocy 12550 watów. Tak duża moc wynika z tego, że w przykładzie są kolumny o małej skuteczności. To wartości teoretyczne i z praktyką nie mające nic wspólnego, ale pokazują, że do osiągnięcia dużych głośności są potrzebne spore moce.

100 dB osiągamy jeśli wzmacniacz gra z mocą 128 W na kanał. To znaczy, że jeśli do porównania weźmiemy kolumny o małej skuteczności, do osiągnięcia wcale nie aż tak dużych głośności potrzebować będziemy pokaźnych mocy. Jeżeli wybierzemy do porównania 2 wzmacniacze o mocach sinus 2x80W i 2x120W bez dwóch zdań ich brzmienie będzie bardzo różne, gdyż słabszy wzmacniacz będzie już bardzo przesterowany i zacznie mocno obcinać wierzchołki.

Mocniejszy wzmacniacz będzie generował np. 0,5% zniekształceń, a przesterowany 25%. Taką różnicę da się usłyszeć.

Jeśli do porównania weźmiemy kolumny o większej efektywności, to wcale nie znaczy, że wzmacniacze będą grały tak samo, bo oba będą poniżej clippingu. Wcale nie muszą być poniżej clippingu, bo przecież zawsze jest za cicho. Audiofilowi nigdy muzyka nie gra zbyt głośno. Na koncercie i w dyskotece ma 120 dB i więcej, więc i na odsłuchu chciałby tyle mieć. Nikt w jawnych odsłuchach nie używa oscyloskopu, żeby stwierdzić czy jest poniżej clippingu.

Dlatego, że tak łatwo jest przesterować wzmacniacz, bo zawsze jest za cicho, więc wzmacniacze brzmią różnie. Jeden jest przesterowany mniej, inny więcej. Ale przesterowane są wszystkie wzmacniacze i zawsze.

Więc jest całkiem możliwe, że jeśli ktoś miał fantazję popchnąć wzmacniacz 80W do 120W jednego dnia, a innego dnia ktoś inny dopchnął go do zaledwie 95W wrażenia z odsłuchów będą diametralnie różne. A przecież wzmacniacz był ten sam. I te same głośniki.

Na koniec zastanówmy się, co będzie, kiedy będziemy porównywać dwa wzmacniacze o różnej budowie, ale identycznej mocy. Identycznej powiedzmy - teoretycznie. Przesterowane w tym samym stopniu, bo grające z identyczną mocą, zagrają inaczej, gdyż inne będzie spektrum zniekształceń.

Fakt, że bez oscyloskopu nie da się testować udowodniono ponad wszelką wątpliwość. I stwierdzono również ponad wszelką wątpliwość, że różne wzmacniacze pracujące z identyczną mocą poniżej clippingu brzmią tak samo.