32k dla FM jest ok

Pasmo dla emisji FM sięga do 15 kHz, natomiast przy transmisji internetowej i DAB mamy do czynienia z kodowaniem stratnym i dość małymi przepływnościami, więc tam też raczej nie ma czego szukać powyżej wspomnianych 15 kHz. Wobec tego ktoś nagrywający audycje z radia UKF FM powinien wybrać próbkowanie 32 kHz, bo to pozwoli zachować jakość oryginału, tzn. nie zostanie obcięta góra pasma bo jej nie ma, natomiast transmisje DAB i internetowe w ogóle powinny być nadawane z próbkowaniem 32 kHz zamiast 48.

Wybranie próbkowania 32 kH kHz dla transmisji i przy nagrywaniu ma taką zaletę, poza zmniejszeniem ilości danych, że dla DAB-u i emisji internetowej jakość wzrośnie. Przy tej samej ilości danych co dla 48 kHz albo 44,1 kHz, wszystkie bity zostaną wykorzystania na kodowanie, a nie na zapisywanie "pustego".

Na tym nagraniu powyżej 15 kHz jest pustka. Nie ma sensu marnować danych na kodowanie czegoś, czego nie ma.

Na rysunku jest właśnie takie nagranie z UKF mające próbkowanie 48 kHz. Nagranie tego samego przy 32 kHz dałoby ten sam dźwięk, ale już bez pustych bitów od 16 kHz.

Okazuje się, że producenci sprzętu czasem mają takie samo zdanie jak autor tego bloga, oczywiście na ten konkretny temat. Mam radyjko, które odbiera analogowy UKF i cyfrowy DAB. Jeśli się słucha tego z wyjścia analogowego, to wszystko wygląda zwyczajnie. Ale jeśli się weźmie sygnał z wyjścia cyfrowego, to okazuje się, że dla programów DAB próbkowanie jest 48 kHz, a dla UKF 32 kHz.

Czyli dla DAB-u ten odbiornik pracuje na takiej częstotliwości jak jest nadawany sygnał, ale jak ma zrobić sygnał cyfrowy z analogowego UKF FM, to pracuje już na 32 kHz. W ten sposób sygnał cyfrowy wzięty z UKF nie ma już tego całego śmietnika powyżej 16 kHz czyli przede wszystkim pilota.

A taki tam telefon smarkofon to pracuje na 96 kHz. Ale w komputerze mam już ustawione 48 kHz, a to dlatego, że DVD tak ma. Do słuchania w końcu CD służy odtwarzacz CD, a nie komputer.

Jeśli Czytelnicy mają jakieś doświadczenia odnośnie odbiorników radiowych z wyjściem cyfrowym, proszeni są o podzielenie się nimi w komentarzach.

Przepis na zupę realizatora dźwięku

Realizatorzy dźwięku żyją w swoim świecie, który rządzi się własnymi prawami. Ten ich świat jest inny niż nasz. Nawet jedzenie mają inne. Oto przykładowy przepis na zupę, którą jedzą realizatorzy dźwięku.

Litr wody, kilogram ziemniaków, kilogram soli, kilogram pieprzu.

Że nie da się takiej strawy uwarzyć w garnku? Pewnie, że się nie da. Taką zupę gotuje się w kompresorze.

Nie wierzycie, że oni to jedzą? To znaczy, że nic nie słuchacie. Posłuchajcie zwłaszcza radia, przekonacie się, że to jednak prawda.

Ręce i nogi się uginają

Jakieś czterdzieści lat temu ktoś zadzwonił do Trójki i powiedział właśnie to zdanie: "Ręce i nogi się uginają". O co temu dzwoniącemu chodziło prowadzący bloga już nie pamięta, ale zdanie to może trafnie opisywać reakcje na niektóre publikacje dotyczące audio, które można znaleźć w sieci.

Przykładowo pewien niewątpliwie sympatyczny pan, który zajmuje się publikowaniem filmów z rozbrajającym uśmiechem tłumaczył swoim fanom, że zerowe ciśnienie dźwięku jest przy ścianie. Otóż przy ścianie w pewnym uproszczeniu jest maksymalna wartość ciśnienia. Ciśnienie jest największe w tym miejscu, gdzie cząstki powietrza się nie poruszają, a więc dla najniższego modu to będzie już tylko przy ścianie.

Zresztą przy ścianie zawsze jest samo ciśnienie nawet dla częstotliwości nie-rezonansowych. Cząstki powietrza zostaną gwałtownie wyhamowane, a fala odbije się. To trochę tak jakby ktoś nacisnął ręką na ścianę. Ruchu brak, zostaje nacisk, więc przy ścianie może być tylko ciśnienie.

Inny przykład to animacja, która jakoby pokazuje ja działa absorber, wykonana (animacja) przez pewnego producenta ustrojów akustycznych. Otóż na tej animacji widać cząstki powietrza, które sobie "lecą" z jakąś prędkością tak metr czy dwa po czym wpadają do absorbera i zwalniają.

Problem polega na tym, że jeśli źródło dźwięku, np. głośnik, "popchnie" cząstkę powietrza, to "poleci" ona może najwyżej parę centymetrów (para to dwa), a następnie się "cofnie" na pierwotne miejsce. To przy niskiej częstotliwości i dużym wychyleniu membrany, takim mniej więcej na parę centymetrów. Ruchy cząstek powietrza są jakby oscylacjami, a przy wyższych częstotliwościach nawet zaledwie o ułamki milimetra w każdą stronę.

Fala dźwiękowa ma prędkość dźwięku, czyli dość sporą, ale cząstki powietrza nie przemieszczają się na wiele metrów, one praktycznie stoją w miejscu oscylując wokół pewnego miejsca. To oczywiście przy braku podmuchów powietrza czyli np. wiatru.

Jeśli ktoś chciałby sobie uzmysłowić jak to jest z tym powietrzem, to niech popatrzy na fale na wodzie. Fala na wodzie przemieszcza się, owszem, ale sama woda stoi w miejscu. Przenieść tego na powietrze dosłownie nie można, bo to fala poprzeczna. Z powietrzem jest trochę inaczej, bo w nim rozchodzi się fala podłużna. Jednak gdyby można było, a można, zabarwić powietrze, pewną jego warstwę, i odtworzyć z głośnika jakiś okropnie głośny dźwięk, to to zabarwione powietrze pozostanie w tym samym miejscu. Czyli ruch cząstek powietrza z animacji nijak się ma do rzeczywistości.

W czasie majowych spacerów jeśli się nadarzy okazja warto spojrzeć na fale na wodzie. W miarę przebytej drogi wysokość fali się zmniejsza, ale prędkość rozchodzenia się pozostaje taka sama.

Czy takie odbiegające od rzeczywistości wyobrażenie o fali akustycznej może pomóc przy wykonywaniu adaptacji?

I tak to jest, że gdzie się nie spojrzy, to widać takie kwiatki. Ale nie można się temu dziwić, że na ich autorów nie lecą gromy. W końcu audiofile są przekonani, że np. bezpieczniki im poprawiają jakość dźwięku.

Filmy kinowe w TV

Długie weekendy są okazją do obejrzenia filmu w telewizji. Jeden za nami, a następny szykuje się w maju, a zaczyna z końcem kwietnia. Jak wyglądają filmy kinowe nakręcone z szybkością 24 klatek na sekundę w TV? A przede wszystkim jak brzmią ich ścieżki dźwiękowe?

Standardy telewizyjne to 50 i 60 Hz. Ten "nasz" to 50 Hz. W takim razie w telewizji można pokazać "tak jak jest" materiał mający 50 albo 25 obrazów na sekundę. Skoro film nakręcony na klasycznej taśmie 35 mm ma 24 klatki na sekundę, to nie można go pokazać bez zmian. Sytuacja jest podobna do tego, co jest na DVD, gdzie film jest "przyspieszony" o 4% z 24 do 25 FPS.

Jeśli się spowolni DVD do prawidłowej szybkości pierwszy raz, to różnica w odczuciu wysokości dźwięku wydaje się dość mała. Ale gdy tak robi częściej, to różnica staje się bardziej zauważalna. Nie jest to różnica pomiędzy kawą gorącą i zimną, ale między gorącą i letnią już tak.

W takim razie jak są pokazywane filmy kinowe w TV?

Sporo lat temu, kiedy jeszcze nikt nie wiedział, że będą płaskie telewizory wykonane w technice rozsmarowującej ruch, autor bloga zastanawiał się dlaczego piosenka otwierająca film z Dżejmsem Błędem brzmi tak dziwnie. To były już czasy nośników cyfrowych i film został przyspieszony do 25 klatek na sekundę. Taka procedura stała się standardem. Ale teraz najprawdopodobniej nic się nie zmieniło.

Sprawdzenie czy film w TV jest wyświetlany z poprawną szybkością, czy jest przyspieszony jest dość kłopotliwe. Trzeba mieć dany film i potrafić go odtworzyć z właściwą szybkością lub mieć płytę czy pliki z muzyką.

Są ludzie, którzy mają bardzo dobre telewizory, które już nie smużą, a do tego zestawy kina domowego. Na dodatek wykupują sobie abonamenty kanałów z filmami. I spodziewają się, że widzą i słyszą wszystko w najlepszej jakości. A tu nie tylko, że telewizje oszczędzają na przepływności, to jeszcze wszystko, tzn. klasyczne filmy kinowe, jest (najprawdopodobniej) przyspieszone o 4%, co nie oddaje ani oryginalnego ruchu, ani poprawnego brzmienia.

Tak przy okazji warto się zatrzymać nad paradoksem rozdzielczości obrazu. Wprowadza się standardy o wysokiej rozdzielczości obrazu, co skutkuje wzrostem zapotrzebowania na dane i następnie stara się zmniejszyć ilość tych danych ograniczając przepływność.

Blog nie ma wykupionego żadnego abonamentu, ale na takim "zwykłym" kanale film obejrzany dla sprawdzenia był przyspieszony.

Oglądając Matriksa zatem tkwimy w matriksie w sensie iluzji otrzymywania najlepszej możliwej jakości.

Na temat jakości dźwięku napisano biblioteki makulatury. Ale muzykalny słuch, który potrafi wychwycić zmianę tempa i wysokości dźwięku, jak się okazuje, ma bardzo mało osób.

Na koniec chcę podkreślić, że ja nie twierdzę, że filmy kinowe w TV są wyświetlane za szybko. Dwa konkretne przykłady, które sprawdziłem były przyspieszone. Ale to było na kanałach darmowych. Być może te płatne kanały są lepsze. Czytelnicy bloga będą musieli to jednak sprawdzić samodzielnie.

Diabeł tkwi w szczegółach

Jeżeli te szczegóły są małe, to trzeba się przyglądać bardziej uważnie. Popatrzmy na wykres, który w oryginale ma mniej więcej 3,5x2 cm.

Strzałka 1 wskazuje na miejsce, do którego charakterystyka jest płaska, druga na 10 kHz.

Rysunek przedstawia charakterystykę częstotliwościową wkładki gramofonowej, która swego czasu została uznana przez pewien magazyn za najlepszą ze wszystkich testowanych, chociaż taką referencyjną była inna, bardzo podobna.

Jeżeli się weźmie wydanie drukowane tego magazynu, to bez silnej lupy nie uda się odczytać jak ta charakterystyka przebiega. O okularach nawet nie wspominam. Tutaj mamy to w powiększeniu, więc coś już widać, oczywiście po kliknięciu obrazka. Do 6 kHz jest płasko, powyżej tej częstotliwości wykres zaczyna się podnosić aż do 20 kHz.

Po dokładnym, czyli pod lupą, obejrzeniu trochę większej ilości podobnych wykresów okazuje się, że to jest zjawisko typowe. Prawie wszystkie wkładki pomierzone przez ten magazyn mają dość płaską charakterystykę do pewnego momentu, po czym do głosu dochodzi rezonans układu i wykres zaczyna się wznosić. Ma to swoje konsekwencje.

Przede wszystkim wpływa to na proces wytwarzania płyt winylowych. Producent musi wychodzić z założenia, że jego płyty będą odtwarzane na konkretnym sprzęcie. Skoro ten sprzęt troszkę podbija wysokie tony, a właściwie to pewien ich zakres, to trzeba to uwzględnić, w przeciwnym razie brzmienie nie będzie takie, jak się tego spodziewano.

Są w sieci filmy, które pokazują jak się nacina matryce do produkcji tych analogów i czasem do maszyny jest zamocowane zwykłe ramię gramofonowe z jakąś dobrą wkładką. Między innymi właśnie po to, żeby porównać dźwięk zapisany, tzn. nacięty, ze źródłowym. Jeśli coś jest nie tak, to można wprowadzić korektę, następnie sprawdzić itd. W końcu wziąć nowy lakier i już naciąć ostateczną wersję, która zagra tak, jak potrzeba.

Czyli produkcja płyt analogowych jest jeszcze bardziej skomplikowana. Naprawdę, naciąć płytę dobrze potrafi tylko ktoś, kto ma do tego wyjątkowe predyspozycje i wiedzę.

Z drugiej strony wzięcie takiego materiału przygotowanego pod winyl do formatów cyfrowych da taki efekt, że wysokich tonów będzie trochę za mało. Być może to tłumaczy brzmienie niektórych wydań cyfrowych.

I jeszcze są takie konsekwencje, że mając płytę testową (LP) z sygnałami 1 i 10 kHz trzeba wiedzieć, że te 10 kHz musi być trochę głośniejsze. Autor bloga tych wykresów przez lupę nie studiował i wydawało mu się, że do 10 kHz powinno być płasko. Jak widać nie powinno.

Brzmienie bierze się właśnie z takich szczegółów. To są rzeczy proste, ale realne, a nie jakieś fantazmaty, że odtwarzacze CD, które w realnym świecie (i w podwójnie ślepym teście) grają tak samo, w wyobraźni jakiegoś fantasty brzmią inaczej.

Nie powinno się być bardziej papieskim niż Papież

Pewien czas temu pojawiły się tu wykresy pokazujące jak wygląda charakterystyka częstotliwościowa gramofonu analogowego, który posiada autor bloga (post z 1 grudnia). Pozostało bez odpowiedzi pytanie, jak naprawdę wygląda ta charakterystyka, bo przecież wykresy powstały w programach, które generalnie nie do tego celu służą. Otóż okazuje się, że REW pokazuje wykres raczej odpowiadający rzeczywistości. Od tego czasu w użyciu jest (była) inna wkładka, także MM. Jej charakterystyka wygląda w ten sposób:

Tak jak poprzednio został użyty krótki kabel, a nie ten, który był w pudełku z gramofonem. Do 12kHz jest prawie całkiem płasko. Powinien być świetny dźwięk. Tylko, że nie brzmi to za dobrze...

Blog jest jednak w posiadaniu także innej płyty testowej niż ta wykorzystana wcześniej. Nie ma tam sygnału, który pozwala narysować wykres, a do sprawdzenia jak wygląda charakterystyka służą trzy ścieżki. Sprawdzenie polega na obserwowaniu wskaźników poziomu sygnału.

Ze sprawdzenia przy użyciu tej drugiej płyty wynika ponownie, że jest prawie całkiem płasko. Jednak, jak to już zostało wcześniej powiedziane, nie brzmi to za dobrze. Za mało góry.

Owszem, w słuchawkach było ok., ale przez głośniki już nie. W innych słuchawkach, trochę bardziej neutralnych też jest za mało wysokich tonów.

We wcześniejszym poście były dodatkowo wykresy zrobione w innym programie dla kabla "z pudełka z gramofonem" i dla tego krótkiego. I właśnie ten oryginalny kabel daje brzmienie takie, jak powinno być. Czyli wysokie tony powinny być jednak trochę podbite.

Ale jak to? Przecież powinno być płasko. Wychodzi na to, że płasko jest wtedy, gdy się wysokie tony trochę wzmocni. Proszę jednak zwrócić uwagę na pewien ciekawy szczegół. Płyty testowe są nagrywane tak, żeby było płasko i dokładnie. Zwykłe płyty z muzyką raczej nie są tak nacinane.

"Dobra" płyta analogowa gra fajnie jak jest głośno. "Lepsza" nawet trochę głośniej od tej "dobrej". Wojna głośności to nie tylko cecha ery cyfrowej. Nawet patefon grający głośniej był lepszy. Na płycie analogowej wysokich tonów nagrać głośno się nie da, więc za wrażenie głośności muszą odpowiadać tony średnie, bo basów, tych niższych, też za głośno się zrobić nie uda.

Winyl gra "ciepło", a to oznacza, że jest trochę mniej tonów wysokich, a nieco więcej średnich. W praktyce jeśli się dla wkładki zrobi płaską charakterystykę, to tych wysokich tonów będzie już za mało, bo ich w ogóle na płycie jest już trochę za mało.

Jeśli się przyjrzeć wykresom bardzo dokładnie wykonanym przy użyciu programu AP, to regułą jest, że zakres od mniej więcej 5 kHz zaczyna się lekko unosić, a szczyt przypada na powiedzmy 15 kHz i powyżej tej częstotliwości charakterystyka zaczyna opadać. Swego czasu najlepiej oceniona przez pewien magazyn wkładka (typu MC) miała szczyt przy 20 kHz i przewyższenie to było na aż 8 czy nawet 10 dB. Z rysunku wielkości znaczka pocztowego trudno dokładnie to odczytać. (Mowa o pomiarach zrobionych przez pewien znany magazyn o tematyce audio.)

Wnioski płyną z tego takie. Jeśli producent gramofonu daje do niego wkładkę i się używa  przedwzmacniacza tej samej firmy, to spokojnie można wziąć kabel dodany do gramofonu, szczególnie jeśli ten producent ma sporą renomę. Czyli to oznacza, że nie powinno się w takim przypadku kombinować. Drugi wniosek jest trochę bardziej ogólny. Monitorowanie przy użyciu mniej neutralnych monitorów skończy się pomyłką. Można i monitorować dobrze, ale trzeba się nauczyć na pamięć tego nieneutralnego brzmienia, żeby wiedzieć, że skoro to tu brzmi "TAK", to na innym sprzęcie będzie brzmiało "tak". Albo na odwrót. Ale to już osobny temat.

Czy konsekwencje takiego błędu są jakieś poważne? Nie da się słuchać? Da się, a jak się doda 2-3 dB regulatorem barwy, to jest już spoko. Chociaż jeśli się o tym zapomni, to wszystko inne zaczyna brzmieć jakoś dziwnie. Jednak lepiej mieć poprawnie dobrany kabel. Zdecydowanie wzrasta komfort słuchania szczególnie jeśli słucha się na zmianę czegoś z winyla, czegoś z pliku itd.

I już całkiem na koniec. Jeśli się porówna wersję CD z winylem odtwarzanym na odpowiednim kablu, to i tak winyl brzmi łagodniej, jakby tej góry było troszkę mniej. Przypuszczalnie gdyby wziąć tą wspomnianą wcześniej wkładkę MC, która tą górę tak mocno podbija, to byłby remis.

Trochę szkoda, że dźwięk jest niewidoczny

Osoby interesujące się akustyką znają różnego rodzaju wizualizacje pokazujące co się dzieje z falami dźwiękowymi w zamkniętej przestrzeni. Czyli w każdym pomieszczeniu, w którym się muzyki słucha np. z płyt, ale również w takich, gdzie się ją wykonuje i nagrywa. Wszystkie próby pokazania nakładających się na siebie odbić mają jedną wspólną cechę. Pokazują co się z nimi dzieje w bardzo krótkim przedziale czasu, natomiast pogłos w pomieszczeniu może trwać sekundę, półtorej, nawet dłużej. Kiedy upłynie ćwierć sekundy, nie wspominając już połowy czy całej sekundy, tych odbić jest ogromna ilość. Mamy tu do czynienia z czymś, czego się nie da przedstawić graficznie.

Mimo takiej ilości odbić słuch daje nam obraz dźwiękowy zazwyczaj taki, jakby ich nie było wcale. Zatem gdyby dźwięk był widoczny, to tego co widać raczej nie dałoby się pogodzić z tym, co słychać. Gdyby dźwięk był widoczny, to nikt by się nie przejmował jakością sprzętu grającego. Ale przecież powietrze jest przezroczyste. Nawet w pokoju, w którym jest gęsto od dymu papierosowego fali akustycznej się nie zobaczy. Cząsteczki dymu są bardzo małe a fala dźwiękowa, a w konsekwencji i te cząsteczki, porusza się bardzo szybko.

W audio mamy zatem taki problem, że o dźwięku, jakości dźwięku itd. można mówić w zasadzie rzeczy dowolne. Nic nie widać, a jak tylko słychać to wyobraźnia podpowiada dziwne rzeczy. Trudno coś jest sprawdzić, chociaż można.

Ale nawet jak coś widać niekoniecznie jest lepiej.

Rys .1.

Na rys. 1. jest kadr z filmu ponoć wyjaśniającego "Jak działa BASS (w pomieszczeniu)". Żeby to pokazać nasypano do rury trochę czegoś białego i powietrze układają to w charakterystyczny sposób. Napisano, że rura ma 6 stóp, a częstotliwość rezonansowa to 188 Hz. Rzeczywiście przy takiej długości rury i częstotliwości dostanie się rezonans na mod, w którym układa się w rurze jeden okres fali.

 

Rys. 2.

Rys. 2. pokazuje pierwszy problem z tym filmem. Gdyż lalka siedzi w połowie rury i, jak widać, autorzy napisali (na biało) oraz zaznaczyli strzałką, że w tym miejscu jest Null. Otóż w tym miejscu jest raczej Peak a nie Null i to jest akurat miejsce najgłośniejsze dla tego konkretnego rezonansu.

 

Rys. 3.

Na rys. 3. jest inny kadr z tego filmu, gdzie dodano drugą lalkę w 1/4 długości rury i mamy tu drugi problem. W tym miejscu ma być najgłośniej, ale faktycznie jest najciszej.

Rys. 4. Rura ma faktycznie prawie dwa metry.

Na czwartym rysunku jest widok ogólny, który pozwala się dokładniej zorientować w sytuacji Czytelnikom, którzy tego filmu nie będą chcieli oglądać.

Trochę mylące jest zachowanie się tego białego czegoś w rurze. Otóż to reaguje na ruch cząstek powietrza. Natomiast słuch reaguje na ciśnienie. W tym konkretnym rezonansie największe ciśnienie jest w samym środku rury i oczywiście na jej końcach.

Może warto wspomnieć, że w przypadku rezonansu nie ma sensu mówić o wygaszaniu czy dodawaniu (Null, Peak). Dla rezonansu fala jakby stoi w miejscu i dlatego można zauważyć miejsca gdzie jest ciszej i głośniej. Na otwartej przestrzeni fala się przemieszcza i różnice w głośności wynikają z odległości od źródła dźwięku i ewentualnie od nałożenia się odbicia od podłoża.

Rezonans daje możliwość żeby przyjrzeć się jak "wygląda" fala akustyczna.

I jeszcze na koniec coś z innego filmu. Tam realizator dźwięku opowiada o swojej reżyserce. Mówi, że głośniki stoją z narożnikach, a miejsce odsłuchu jest w samym środku pomieszczenia. Dodaje, że kiedyś by coś takiego wyśmiał, ale teraz sam sobie tak zrobił i jest ok.

Kolumny w kątach to osobny temat. Miejsce odsłuchu w środku pokoju oznacza, że część modów słyszy się najgłośniej, a część najciszej. Czyli bas jest rozchwiany w maksymalnym stopniu. Jak można w takich warunkach pracować? Gdyby pokazał wyniki pomiarów, to by coś było widać. Ale chyba jest jakiś powód, żeby tych pomiarów nie pokazać. Może tak fajnie słychać? Szkoda, że tego realizatora nie można zaprowadzić na badanie słuchu.