Від монофонічного звучання до систем просторового звучання

ОГЛЯД ВИМОГ І ПРАКТИЧНИХ РЕКОМЕНДАЦІЙ ПРИ СТВОРЕННІ КОНТРОЛЬНИХ КІМНАТ

Ця стаття була вперше зачитана як доповідь на конференції «Відтворення звуку» в Інституті Акустики

Від моно – до стерео…

В 70-і роки в усьому світі робилися спроби впровадження концепції квадрофонії в якості правонаступниці стереофонії. Хоча стерео було винайдено ще в 1930-е роки − принаймні, в тому вигляді в якому ми так широко зараз ним користуємося − в дійсності впроваджуватися як промисловий стандарт воно почало лише з кінця 1950-х років, і тільки наприкінці 1960-х нарешті практично вся музика стала записуватися в стерео форматі. Із середини 60-х більшість альбомів виходила вже в стерео форматі, а от платівки «сорокоп’ятки» з синглами майже повсюди як і раніше випускалися в моно форматі − навіть на початку 1970-х років. Причина випуску моно-синглів складалася, головним чином, в тому, що ці платівки були основними «популяризаторами» альбомів, адже популяризація тоді в основному здійснювалася по монофонічному радіо, тому що на радіостанціях сигнал генерувався за допомогою амплітудної модуляції (мова йде про радіостанції, що працюють у діапазонах довгих (ДВ), середніх (СВ) і коротких (КВ) хвиль − О.К.) Стереофонічні радіопередачі, в яких звучала популярна музика, були досить рідким явищем в Європі аж до 1970-х років, тому що радіостанції, що застосовують частотну модуляцію, ще не були досить поширені (тут − радіостанції, що працюють у діапазоні ультракоротких хвиль − О.К.) Альбоми найчастіше як і раніше видавалися в обох форматах, однак, коли випускався і стерео, і моно варіант, кожний з них зводився окремо. Не можна було зробити моно варіант за рахунок простого електричного підсумовування стерео міксу, адже тоді б виникли проблеми сумісності, про які ми поговоримо трохи пізніше.

У наш час розповсюдженим явищем стало прослуховування музики через системи стереофонічного відтворення. В моно форматі зараз працюють хіба що радіоприймачі, вбудовані в настільні годинники з будильником, та ще казна-яка «техніка». Однак пройшло чимало часу, перш ніж старі монофонічні програвачі та музичні радіостанції, що працюють на принципах амплітудної модуляції, відійшли в небуття. Стерео формату знадобилося біля п’ятнадцяти років на те, щоб остаточно витиснути моно з розряду «серйозних» музичних форматів, і протягом цього часу волею-неволею доводилося вирішувати питання «подвійного застосування» та сумісності між форматами. Причина, по якій для монофонічних записів було потрібне особливе монофонічне зведення, полягала в тому, що електричне підсумовування лівого і правого стерео сигналів не відповідає акустичному підсумовуванню стерео звуку, сприйманого слухачами (більш докладно про цю проблему читайте в 12-й главі книги Філіпа Ньюелла«Project-студии: маленькие студии для великих записей», изд-во «Шоу-Мастер, 2002 г. − О.К.). Це, на перший погляд, може здатися дивним, оскільки електрична напруга є аналогом рівня акустичного звукового тиску (SPL). Дійсно, в безлунній камері в осьовому напрямку − уздовж центральної лінії між гучномовцями − сума напруг дорівнює сумі звукового тиску лівого і правого джерел звуку (звичайно, якщо припустити, що слухач сприймає звук від ідеально лінійних гучномовців). Однак у більш звичних умовах прослуховування музики такої прямої відповідності не існує.

До питання про панорамування

Домогтися гарної сумісності моно і стерео форматів навіть у безлунних камерах неможливо не тільки через відсутність ідеальних гучномовців, але й по ряду інших причин. По-перше, в силу того, що в нас два вуха, які не можуть бути одночасно спрямованими вперед і перебувати точно на центральній лінії, ми не можемо повноцінно підсумовувати звук. По-друге, таке явище, як взаємний зв’язок між самими гучномовцями, породжує позиційно-частотну залежність звучання у фронтальній площині в міру обертання регулятора панорами вбік від центральної точки. Основний зміст цього явища полягає в тому, що звукові образи при панорамуванні регулятором панорами зліва на право прослуховуються з різним тональним (частотним) балансом у позиції слухача залежно від того в якому місці панорами вони перебувають. Образ, панорамований у центр, при відтворенні із двох гучномовців не буде звучати точно так само, як при відтворенні тільки з одного гучномовця − неважливо, лівий це або правий гучномовець із двох, що входять у систему, або ж одиночний гучномовець, поміщений у точці знаходження фантомного образу. А звідси й правило: «спочатку панорамуй, а потім еквалізуй!».

Є ще й третя причина, яка ускладнює проблему сумісності моно і стерео форматів − це вплив відбиттів від поверхонь приміщення на сумарне звучання. Відбиття, породжувані двома гучномовцями, що сукупно офарблюють панорамований у центр фантомний образ, будуть створювати іншу структуру відбиттів, чим відбиття, що виникають від одного розташованого по центру монофонічного джерела звуку. Завдяки цьому міняється весь сприйманий звук: не тільки в тому плані, що він по-різному офарблюється через розходження в структурі самих відбиттів від поверхонь, але й у плані того, яке навантаження згодом ці відбиття спричиняють на самі гучномовці, впливаючи, таким чином, на звуковий сигнал, випромінюваний ними.

Тому не потрібно бути занадто розумним, щоб зрозуміти, що мікс, який зводиться при прослуховуванні через пару контрольних моніторів − будь він у моно або в стерео форматі − особливо, якщо це робиться в приміщенні, що має досить значну акустичну «жвавість», вже потенційно буде сильно відрізнятися від моно міксу, що зводиться через один центральний контрольний монітор. В ті дні, коли моно формат був ще затребуваний, майже повсюди було заведено зводити монофонічний мікс на одному контрольному моніторі, а не на стерео моніторах при розташуванні всіх регулювань панорами в мікшері по центру. Застосування двох контрольних моніторів для зведення монофонічного фантомного образу висунуло на передній план стару дилему регулювань панорами. Адже в цьому випадку для дотримання відносного балансу між звуковими образами, що перебувають по центру та іншими інструментами, що зводяться в моно форматі, рівень звукового сигналу при панорамуванні його в центральну позицію теоретично повинен бути знижений в електричному сенсі на 6 dB.

З іншого боку, коли мікс прослуховується в стерео, то для збереження відносного балансу досить вже того, щоб рівень сигналу, що панорамується в центр, був нижче рівня сигналу розведеного по краях панорами усього лише на 3 dB. Принаймні, саме таке співвідношення характерно для приміщень, які не є безлунними. У минулі ж часи контрольні кімнати у своїй більшості були більш «живими» в акустичному сенсі, чим більшість контрольних кімнат нашого часу, тому часто за компроміс вибирали один з варіантів ослаблення сигналу в межах від 4 до 2 dB. Це питання широко висвітлювалося в доповіді на конференції AES, яка нещодавно відбулася. І все-таки, хоча десь у 1970-му році подібні міркування про закони панорамування ще залишалися досить поширеними, вже тоді перевага стерео формату ставала майже фактичною. Широке розповсюдження стереофонічних магнітол, бум-боксів, радіостанцій, які працюють в діапазоні FM і транслюють у стерео форматі, а також недорогих музичних центрів стало вісниками швидкої «смерті» моносинглів. Це незабаром призвело до того, що питання сумісності з моно форматом почало взагалі втрачати сенс.

Пришестя квадрофонії

Приблизно в 1970-му році − в той час, коли тема сумісності з моно форматом залишалася доволі актуальною − існуючі проблеми сумісності одержали істотне продовження завдяки появі квадрофонії, мета якої полягала в тому, щоб так би мовити «огорнути» слухача звуком. В порівнянні з моно форматом, стереофонія справляє приголомшливе враження на слухача, створюючи відчуття реальності та близькості того, що відбувається. Це одна з причин настільки широкого розповсюдження музичних стерео систем. Для більшості людей хіба що високоякісні надмірно дорогі моно системи hi-fi класу могли хоч якось конкурувати з тим відчуттям «додаткового виміру», що створювала дешева стереофонічна апаратура. А надалі з’явилися великі надії (принаймні, серед тих, хто займався реалізацією апаратури) на те, що й квадрофонія стане таким же проривом в «просторовому» розвитку музичних систем, тільки цього разу вже відносно стерео формату.

Зрозуміло, відразу стала вимальовуватися проблема − цього разу проблема сумісності квадро, стерео та моно форматів. Хоча виготовлення монофонічних міксів для випуску синглів як і раніше залишалося досить розповсюдженим явищем (по суті, тією самою мірою, як і виготовлення окремих варіантів монофонічних міксів для альбомів), це був той час, коли більшість записів робилося все ще на вісьмох або, в найкращому разі, на шістнадцяти доріжках. На зведення звичайно дивилися як на відносно швидкоплинну операцію, але вже дуже незабаром − з появою 24-трекових магнітофонів − їй призначено було стати більш тривалою та більш витонченою процедурою, причому поява такої апаратури збіглася зі зльотом квадрофонії. Перспектива робити з 24-трекової сесії три окремих варіанти зведення в моно, стерео та квадро форматах не радувала не тільки музикантів і продюсерів, але, в силу своєї витратності, і компанії звукозапису. Адже якщо виготовлення декількох варіантів зведення вимагало чималих грошей, то окупити витрати на виготовлення міксу в квадро форматі здатні були лише ті деякі альбоми, які могли б стати потенційними бестселерами, а це в свою чергу могло б призвести до обмеження попиту на побутову звуковідтворюючу апаратуру. Для масових же продажів апаратури треба було б наводнити ринок записами у великому асортименті.

Гіркий досвід квадрофонії

Ідея квадрофонії була з самого початку погано продумана і втілена. Ажіотаж на ринку був настільки великий, а знання принципів психоакустики було настільки рідким явищем, що фірми грамзапису пускалися в усі тяжкі, намагаючись витягти із квадрофонії навіть більше того, що дозволяли закони психоакустики. А ще вони зіткнулися з конкуренцією між різними системами, що застосовувалися для нанесення чотирьохканального запису на вініловий диск. І от, нарешті, з’явилася цілком прийнятна система − система Ambisonics, вдосконалена покійним Майклом Герзоном (Michael Gerzon) яка сильно перегукувалася з системою Matrix H, розробленою Бі-Бі-Сі (BBC). Однак до цього часу стільки грошей вже було вкладено в більш старі системи кодування/декодування, що транснаціональні компанії вже нічого не хотіли міняти, а лише з піною в роті відстоювали перевагу своїх власних систем. Згодом всі ці системи мирно і плавно пішли в небуття. Правда, фірма Dolby продовжувала роботу над системою Dolby Stereo Surround для кінематографа, а потім і над своєю вдосконаленою системою Pro Logic, але все це робилося тільки для кінематографа (про різноманітні системи об’ємного звуку можна прочитати в журналі “Install Pro” 17/2002, стор.64-80 − О.К.). Квадрофонія як сугубо музичний формат припинила своє існування до 1980 року.

Системи кодування і обмеження, пов’язані з ними

Якщо говорити коротенько, існувало два основних способи кодування чотирьох каналів по двох сторонах канавки вінілового диска: фазове кодування та кодування за допомогою модуляції несучої частоти 38 kHz. Втім, ні той, ні інший варіант не можна було використовувати для магнітофонних касет, оскільки касети не в змозі записувати з такою високою частотою, як 38 kHz, так само як і не забезпечують точність запису по азимуту, яка необхідна для стійкого фазового кодування. Правда, і з вінілом в обох систем були негаразди: диски, записані за допомогою модуляції несучої частоти, не можна було відтворювати за допомогою звичайних стереофонічних звукознімачів − адже для того, щоб не пошкодити дуже тонкі модуляційні бороздки на рівні несучої частоти були потрібні особливі звукознімачі. Диски ж, записані методом фазового кодування, можна було відтворювати не тільки за допомогою звичайних стерео звукознімачів, але й на стереофонічних системах. Біда була лише в тім, що системи кодування, що володіють більш високим ступенем стерео сумісності, зазвичай програвали по звучанню у квадрофонічному форматі, і навпаки. Кожна з таких систем також мала особливу − властиву тільки їй − область формування звукових образів, так що як тільки була потрібна стереофонічна або монофонічна сумісність, не зовсім співпадала з квадрофонічною локалізацією звуку.

Рисунок 1. Схема розташування моніторів у квадрофонічному форматі. В конфігурації квадрофонічних систем, що існували в 1970-і рр., є чотири «кутових» гучномовці, які формують чотири плани фантомних образів: попереду, позаду, ліворуч і праворуч. В старих системах, в яких застосовувалося матричне кодування, навіть передній звуковий план менш стабільний, чим у традиційному стерео. І ще. Хоча сигнали, що формують центральний фронтальний образ, від кожного з гучномовців виходили з однаковою гучністю, вони не збігалися по фазі

Наприклад, квадрофонічний образ, панорамований у системі SQ у центральній задній точці, буде не збігатися по фазі при прослуховуванні в стерео або моно форматі, і навряд чи буде чутний. Крім цього, різні системи мали різні характеристики «згортаємості» в сенсі квадро-стерео сумісності. Наприклад, звук, який поміщений у правій задній точці в системі SQ, виявиться зміщеним у стерео панорамі лише наполовину вправо, тоді як у системі QS він виявиться зміщеним далеко вбік від правого переднього (фронтального) гучномовця. От тому і багатоформатні квадрофонічні диски, зроблені з однієї й тієї ж чотирьохдорожечної майстер-копії, будуть створювати зовсім різні панорами розміщення фантомних образів при прослуховуванні в стерео форматі. Ще гіршою була справа в деяких системах: якщо фантомний образ панорамувався в центральну передню точку в квадрофонічній конфігурації, то якщо навіть при відтворенні в стерео режимі він як і раніше залишався в центральній передній точці та мав відповідний рівень гучності, в сигналі виявлявся зсув по фазі між лівим і правим гучномовцями. Така відсутність синфазності центрального образа часто знижувала його «пробивну силу» (punch) і «розмазувала» звук у передній центральній точці. Але ж саме в цій точці найчастіше концентрується найважливіша інформація. Точно в такий же спосіб «пробуксовувала» сумісність і при прослуховуванні дисків у моно форматі.

Кроки назустріч створенню систем просторового звучання

Дотепер ми розглядали тільки квадрофонічні системи з конфігурацією, показаною на рисунку 1, при якій слухач сидить у центрі чотирикутника, утвореного чотирма гучномовцями, обличчям до центральної точки між парою фронтальних гучномовців. А от у системі Dolby Stereo, а також у деяких варіантах системи Ambisonics, що з’явилися приблизно в той же час, відбулася переорієнтація чотирьох каналів. На рисунку 2 показана конфігурація такої системи, при якій між парою фронтальних (лівого та правого) гучномовців по центру перебуває ще один − дискретний − гучномовець. Четвертий канал ділиться між двома гучномовцями, розташованими ліворуч і праворуч за слухачем. І хоча на ці задні гучномовці подається монофонічний (однаковий) сигнал, їх фізична рознесеність сприяє створенню відчуття більшої просторовості. На жаль, ця багато в чому більш раціональна система з’явилася занадто пізно і не змогла відродити інтерес до квадрофонії з боку фірм грамзапису.

Психоакустичні моменти, корисні для систем просторового звучання

Як ми вже бачимо, чотирьохканальна квадрофонічна система, показана на рисунку 1, безнадійно погана. Стерео формат вже сам по собі − це дуже нестабільна ілюзія, а його психоакустичні принципи добре працюють тільки тоді, коли ніс слухача спрямований прямо в центральну точку між гучномовцями. А як тільки гучномовці виявляються з боку потилиці слухача, то мало того, що погіршується сприйняття слухачем високих частот, але ще й сильно звужується його здатність розрізняти місце розташування інструментів у панорамі. Якщо ж слухач сидить десь скраю, то локалізація інструментів стає ще гіршою та нестабільною − адже він чує їх в основному одним вухом. Тому були розпочаті спроби поліпшити локалізацію інструментів за рахунок так званих «логічних» декодерів, робота яких ґрунтувалася на методиці змінного посилення звуку в різних точках (gain riding techniques). В деяких системах, заснованих на методиці фазового кодування, основне рознесення каналів становило всього лише 3 dB і без логічних декодерів формування образів у таких системах було дуже поганим, якщо не сказати − зовсім ніяким. Таким чином, виходило, що в нас є погані системи кодування/декодування, які працюють на не цілком зрозумілих нам принципах. Оглядаючись назад, з подивом відзначаєш, яка велика кількість людей щиро вважали, що локалізація образів у квадрофонічному форматі залежить від положення ручки-регулятора панорами на мікшерному пульті, а не від психоакустичних особливостей людського сприйняття.

Рисунок 2. Схема розташування моніторів у чотирьохканальному форматі Dolby Stereo. Це конфігурація, яка набагато раціональніша тієї, що показано на рисунку 1. Три канали використовуються для створення фронтального звукового плану за допомогою дискретного центрального гучномовця. Четвертий канал додає у звучання об'ємність за допомогою моно сигналу, розподіленого між парою гучномовців. Тильні гучномовці можуть бути організовані по-різному

Звукова стабільність викликала ускладнення навіть у тих, хто працював над зведенням дискретних чотирьохканальних записів, і це − у спеціально оформлених квадрофонічних контрольних кімнатах! По суті, звукові образи були стабільними тільки для людини, що сидить в геометричному центрі стосовно гучномовців; добре було б при цьому ще затиснути його голову лещатами, щоб він не вертівся. Коли робилися спроби розташувати звуки по центру голови слухачів, ці звуки не могли не сприйматися абсолютно по-різному двома різними людьми, що сидять поруч − лише по обідви сторони мікшерного пульта. Особливо прикро було музикантам, коли виявлялося, що те, на що вони так сподівалися, в дійсності виявлялося нікчемним результатом. Те, на що вони сподівалися, виявилося настільки ж недосяжним, як для осла морквина, підвішена на паличці − бачить око, так зуб неймёт. Психоакустичні уроки, засвоєні з квадрофонії, цілком прийнятні й до surround-форматів, однак цього разу ми, озброївшись отриманими знаннями, можемо вже не жадати від них занадто багато та не страждати потім від розчарувань. Ми також переконалися в тому, що чотири гучномовці − по одному в кожному куті кімнати − це зовсім не те, що нам потрібно. А те, що показано на рисунку 1 − вже тільки факт історії та не більше того.

Обмеження, пов’язані з контрольними кімнатами

Ще одною великою проблемою була проблема сумісності між різними квадрофонічними контрольними кімнатами, не говорячи вже про сумісність таких контрольних кімнат з побутовими умовами слухачів. Колись, у часи панування моно формату, сумісність контрольних кімнат великої проблеми не представляла. Навіть якщо акустична обробка контрольних кімнат була вкрай нескладною, будь-яку проблему в плані загального звучання можна було вирішити, не дуже напружуючись − досить було лише відповідним чином змінити позицію або гучномовця, або слухача. А от з появою стерео формату з’явилася й проблема: винайти такі контрольні кімнати, які б не тільки добре звучали, але ще й давали б такі стереофонічні результати, які були б добре «перенесені» для прослуховування в побутових умовах. Здавалося, що проблема сумісності збільшувалася у квадраті − стосовно кількості гучномовців. Очевидно, що в стереофонічних умовах обидва гучномовці, що утворять стерео пари, повинні позиціонуватися як єдине ціле; нічого не зробиш, якщо в погоні за поліпшенням звучання будеш маніпулювати ними поодинці. Та й слухач повинен залишатися в чітко окреслених межах, а тому і свобода переміщення істотно звужувалася в порівнянні з тією, що існувала в часи моно. Але переваги стереофонії були настільки разючими, що робота в напрямку рішення цих проблем тривала.

В той час, коли з’явилася квадрофонія, розробки концепцій акустичного оформлення контрольних кімнат перебували ще в дитячому стані; цим і обумовлено те, що акустика контрольних кімнат була, взагалі-то, неважною. Акустичний дизайн таких кімнат розроблявся в основному «на дотик». Тому не дивно, що перші спеціально спроектовані квадрофонічні контрольні кімнати найчастіше являли собою точні копії передніх половин кращих контрольних кімнат стерео формату. На біду, деякі з таких «кращих» стереофонічних кімнат були кращими тільки завдяки вдалому акустичному дизайну своїх задніх половин. Наростання проблем у низькочастотному діапазоні в деяких квадрофонічних контрольних кімнатах, побудованих по вищевказаному принципі, було настільки великим, що в них ледь вдавалося хоч якось домогтися стерпного музичного та тонального балансу. Серйозні роботи з акустичного дизайну квадрофонічних кімнат почалися з 1973 по 1979 роки, але успіх більшості з них був досить обмежений. І тут цікаво відзначити такий факт: лише після того, як на початку 1980-х років було покінчено і з квадрофонією, і з обмеженнями, пов’язаними з нею, стали масово, як гриби після дощу, з’являтися більш досконаліі − з погляду психоакустики − концепції дизайну стереофонічних контрольних кімнат.

Крихка природа фантомних образів

У двох доповідях, зачитаних на 103-й конференції Асоціації Аудіоінженерів (Audio Engineering Society − AES), що проходила у вересні 1997 р., була піднята тема: що потрібно для того, щоб забезпечити оптимальні умови моніторингу в стереофонічних контрольних кімнатах? В цих доповідях досить багато говорилося і про труднощі, пов’язані з акустичною взаємодією гучномовців. В доповідях були сформульовані, нехай дещо «хиткі», вимоги по забезпеченню сталості відтворення стереофонічних фантомних образів. Спотворення звучання, що виникають у зв’язку зі зміною позиції слухача, позиції гучномовця, впливом поверхонь приміщення, акустичною взаємодією між самими двома гучномовцями (акустичними системами, моніторами) і взаємодія приміщення з кожним з гучномовців − всі ці фактори як «зговорилися», щоб позбавити стереофонію скільки-небудь міцної основи. І хоча концепція стереофонії може працювати досить добре в умовах, близьких до ідеальних, по своїй суті, вона є досить нестабільною. А коли квадрофонія спробувала збільшити число планів фантомного образу до чотирьох, мало дивного в тім, що вона зазнала катастрофи через свою власну ускладненість. До речі, наприкінці квадрофонічної ери багато звукоінженерів зведення та продюсерів почали займатися тільки стереофонічним фронтальним планом, використовуючи задній план лише для додання звучанню об’ємності або для спецефектів. Ці настільки важко отримані ними уроки, в основній своїй масі, поширюються і на сучасні концепції систем просторового звучання.

По іронії долі, така методика ідеально підійшла і для системи кодування Ambisonics, яка відмінно себе зарекомендувала та добре вписалась в концепцію Dolby Stereo Surround (яка проклала шлях системі Dolby Digital Surround System, широко застосовуваної нині в кінотеатрах). Однак відсутність на споживчому ринку дискретних стабільних зручних чотирьохканальних систем зберігання інформації було, можливо, останнім цвяхом у кришці труни квадрофонічної ідеї. Може це було й краще, оскільки «похорони» квадрофонії створили більш чисте середовище для повторного зародження серйозного інтересу до просторового звуку в 1990-х роках. Протягом цієї десятилітньої паузи міцно ввійшли в життя цифрові багатоканальні побутові системи, та й у кінематографа був час на впровадження своїх систем просторового звучання. А ще за цей час був накопичений значний досвід у плані створення систем просторового звучання та напрацьовані техніки зведення. І вже здавалося, що от-от перед нами нарешті відкриються нові та набагато більш реальні перспективи почути справжнє багатоканальне звучання.

Підготовка до реалізації ідеї surround-формату для сугубо музичного застосування

Тепер у нас є чудова можливість розробити принципи, які б лягли в основу surround-формату для сугубо музичного застосування. Дотепер звук, записаний в surround-форматі, практично завжди виступав у ролі додатка до відеоряду, будь-то відеопродукція, «картинка» на телебаченні або в кінематографі. А при одночасному сприйнятті зорових і слухових образів більш визначальними для сенсорики людини є саме зорові візуальні образи. Звичайно, в кращих зразках surround-продукції звукові доріжки виконані з найвищою якістю, але ця якість досягається, як правило, завдяки тому, що вони записуються в дуже дорогих і значних за розмірами кінематографічних студіях або відео студіях. В таких студіях звичайно трудиться багато висококваліфікованих фахівців − явище, яке було характерне і для значної частки студій звукозапису 20-літньої давнини. Цікаво уявити собі, по якому шляху будуть розвиватися події, коли surround-формат для сугубо музичного застосування стане масовим явищем на ринку?

Індустрія звукозапису вийшла вже на такий рівень розвитку, коли запис у великих професійних студіях з великою кількістю досвідченого технічного персоналу по кишені хіба що невеликій кількості найвідоміших музикантів. Переважна ж частка стереофонічної продукції виробляється в приміщеннях з мінімальною акустичною обробкою, в яких і працівників-то − усього нічого! На цей момент тільки в студіях Великобританії налічується − ні багато, ні мало − біля сотні систем кодування у форматі Dolby Surround, однак по більшій частині такі системи перебувають не в кімнатах, спеціально спроектованих для роботи з музичним матеріалом в surround-форматі, а в приміщеннях, лише якось перероблених для цієї мети. Такі умови, як бачимо, не можуть забезпечувати однаковість, принаймні, у тім, що стосується виконання роботи з найвищих стандартів або досягнення оптимальної сумісності як між самими студіями, так і між їхньою кінцевою продукцією і побутовими умовами її відтворення. Більшість із них − це все-таки ті ж стереофонічні контрольні кімнати з електронною начинкою, що дозволяє обробляти матеріал в surround-форматі. Давайте ж подивимося, що нам потрібно для створення спеціалізованої контрольної кімнати surround-формату, що має повну стереофонічну сумісність і яку можна було б побудувати в рамках розумного бюджету, якщо взяти до уваги нинішній стан ринку аудиозапису.

Уже зараз стає ясно, що так звана система просторового звучання surround 5.1 закріпилася і буде з нами протягом усього доступного для огляду майбутнього. У цій системі використовуються три широкосмугових фронтальних гучномовці, розташованих ліворуч, по центру та праворуч. Є ще також два широкосмугових канали для інформації, що надходить з тилу − ліворуч і праворуч, а також ще один канал − звичайно з обмеженою смугою частот − під окремий субвуфер. У більшості сучасних стереофонічних контрольних кімнат симетричними є їх ліва та права половини, а от фронтальна і тильна частини контрольних кімнат є асиметричними. Таке компонування якомога краще підходить і для контрольних кімнат surround-формату, коли при роботі зі звуком для звукоінженера домінуючим є фронтальний звуковий план, що й передбачено нині у всіх робочих методиках і рекомендаціях. Разом з тим, варто пам’ятати, що таке компонування ніяк не підходить для старої квадрофонічної концепції всебічного звукового поля. Про це ми докладніше поговоримо трохи пізніше.

Важливість наявності дискретного центрального фронтального гучномовця

Одним з найважливіших достоїнств surround-форматів «5» та «5.1» є те, що в них використовується дискретний центральний фронтальний гучномовець. Саме застосування центрального фронтального каналу дало системі Dolby Stereo величезну перевагу над старими квадрофонічними системами. Можливо, найбільш слабке місце двоканальної стереофонії саме в нестабільності центрального образа, що в більшості випадків є саме тим місцем, куди при зведенні панорамують основні партії, наприклад, вокал. У позицію центрального фантомного образа зводяться звичайно також і бас-барабан, і бас гітара − два інструменти з числа найбільш вразливих при непогодженості акустики приміщень. А от якщо ці інструменти панорамувати в дискретний фронтальний канал, більш стабільною стане не тільки стерео панорама для різних позицій прослуховування, але й багато в чому зменшаться проблеми, пов’язані з акустичними та тембральними особливостями різних приміщень (див. посилання. 1). Адже дискретний центральний фронтальний канал є джерелом монофонічним, а на початку цієї статті ми вже згадували про те, що проблеми сумісності в часи монофонічних контрольних кімнат проявлялися набагато рідше.

Якщо ми бажаємо реалізувати всі переваги системи просторового звучання (в тому числі й surround-формату), нам треба приділити найпильнішу увага центральному фронтальному каналу. Це − ключ до підвищення стабільності образів і точності відтворення звуку. Тому більш ніж нерозумно встановлювати на центральний фронтальний канал гучномовець (монітор) поганої якості або недостатньої потужності. Але, на жаль, нині досить часто зустрічається випадок, коли в центральному фронтальному каналі використовується гучномовець (монітор) розміром поменше, щоб легше було влаштувати оглядове вікно з контрольної кімнати або прибудувати пару-трійку відеомоніторів. На жаль, дуже розхожою стала думка, що центральний фронтальний канал є сугубо діалоговим каналом, а це призводить до розбазарювання потенційних можливостей трьохканального фронтального стерео. Продовжимо далі. З причини взаємодії гучномовців, акустична система, що перебуває в центральній фронтальній позиції з низькочастотним гучномовцем буде тембрально відрізнятися як від розташованих ліворуч і праворуч фізично ідентичних їй гучномовців, які формують центральний фантомний образ, так і від лівої і правої акустичних систем зі спареними низькочастотними гучномовцями. Причому відрізнятися вона буде не тільки від гучномовців, узятих окремо, але й від сумарного звучання їхніх пар. У зв’язку з цим часто приймають рішення вирівняти звучання за допомогою еквалайзера, але такі рішення можуть виявитися неспроможними при відтворенні на інших системах.

З огляду на важливість центрального фронтального образу, коли в одному центральному гучномовці можуть звучати і вокал, і бас-гітара, і інші інструменти, можна назвати ще одну − навіть більш важливу − причину, чому центральний фронтальний монітор повинен бути такого ж розміру, що й лівий і правий монітори, що утворюють стерео пару. І дійсно, замість того, щоб мати центральний фронтальний монітор, який здатний видавати лише половину потужності по низьких частотах у порівнянні із сусідніми моніторами (як це спостерігається в тому випадку, коли в центральному фронтальному моніторі встановлений тільки один низькочастотний гучномовець, а в парі моніторів по його боках − по два низькочастотних гучномовця), краще мати такий монітор, який би міг приймати сигнал хоча б удвічі більшої потужності, чим сигнал, що подається на лівий і правий монітори стерео пари − адже в такому випадку фантомний образ буде формуватися з однаковим рівнем звукового тиску (SPL). Мало того, сигнал, що надходить на центральний фронтальний монітор може бути навіть трішки більшим по потужності, якщо врахувати те, що стерео пара моніторів буде випромінювати додаткову потужність по низьких частотах за рахунок області, що подвоюється (або ж збільшується навіть у чотири рази, коли в якості лівого і правого моніторів стерео пари використовуються монітори з двома низькочастотними гучномовцями в кожному, а по центру буде встановлений монітор тільки з одним низькочастотним гучномовцем) і врахувати те, наскільки це впливає на взаємодію гучномовців. Адже просто подумайте: бас-гітара, відтворена монітором центрального фронтального каналу з одним низькочастотним гучномовцем, буде звучати зовсім не так, як фантомний центральний образ бас-гітари, відтворений чотирма низькочастотними гучномовцями, які встановлені в моніторах стерео пари − по двоє ліворуч і праворуч.

Застосування субвуферів

В самих високоякісних системах стереофонічного відтворення використання окремих монофонічних субвуферів, взагалі-то, не вітається. Адже якщо позиція всіх гучномовців дуже ретельно не вивірена, може виникнути неузгодженість у прибутті сигналів у позицію слухача та, як наслідок − проблеми нестійкого звукоформування, що дають «розмазаний» звук. Разом з тим, при виникненні проблем моніторингу, іноді можна − продумано розставивши акустичні системи та скориставшись монофонічним субвуфером − виправити ситуацію і зробити систему моніторингу працездатною. Тут, як і у випадку з монофонічними контрольними кімнатами, якщо низькочастотне звучання є нерівним, то переставляючи одиничне джерело можна набагато простіше домогтися поліпшення загального звучання, чим переставляти пару джерел. А коли вже ми переходимо до розширеної системи, яка складається з декількох джерел, як у випадку (коли вже на те пішло) з surround-форматом, дискретне низькочастотне джерело може стати безсумнівною перевагою. В більшості випадків витрати, на які доводиться йти працюючи в стерео вище, ніж вартість всієї surround-системи, з урахуванням тієї просторовості звучання, яку вона надає.

При використанні одиничного джерела, яке працює на дуже низьких частотах, скажемо, нижче 80 Hz або l00 Hz, ймовірність проблем, пов’язаних з акустикою приміщення, знижується дуже суттєво. До того ж, як і в часи панування моно, при одиничному джерелі звуку сумісність акустики кімнат стає не такою серйозною проблемою, оскільки звучання стає менш залежним від позиції гучномовця і виникає менше складних резонансних схем. Ідеальне місце для розміщення субвуфера − це фронтальна стіна, однак розташовувати його, у більшості випадків, потрібно не по центру. Це дозволяє уникнути симетричного впливу на акустику кімнати, оскільки лівий і правий простір (тобто ліва та права «половина» кімнати), на які спрямоване випромінювання субвуфера, будуть різними по модальним частотам. Таким чином, моди на тих самих частотах не накладаються, як правило, один на одного дзеркально, а лише перетинаються один з одним. Правда, цей метод звичайно дає дещо більшу кількість піків і провалів у загальному звучанні, однак ці піки та провали мають меншу амплітуду, чим накладені друг на друга моди симетрично резонуючого приміщення, а тому менш помітні на слух.

До питання про розміщення гучномовців

Щоб уникнути проблем, пов’язаних з неузгодженістю часу прибуття сигналів у позицію слухача, три основних фронтальних гучномовці варто розташовувати по дузі окружності, центр якої знаходиться за основною, найважливішою позицією слухача. Субвуфер теж повинен розташовуватися на цій дузі, звичайно на півдорозі між центром і лівим або правим гучномовцем. Передня фронтальна стіна, в яку монтуються монітори, повинна бути максимально твердою, а підсилювачі в ідеалі повинні встановлюватися за стіною, якнайближче до гучномовців, щоб для підключення гучномовців можна було використовувати спікер-кабель мінімальної довжини. Компонування моніторів врівень з фронтальною стіною зараз вже є практично обов’язковою умовою у світі кінематографа, будь то зведення або відтворення кінематографічного матеріалу. Треба визначити, що цей вдалий підхід потрібно поширити і на створення скільки-небудь серйозних студій surround-формату, які використовуються для сугубо музичного застосування.

Звичай жертвувати центральним фронтальним монітором в ім’я того, щоб за рахунок великого студійного вікна одержати кращу оглядовість студійного приміщення, розташованого перед контрольною кімнатою, можна компенсувати тим, що будувати спеціальні контрольні кімнати − мікшерні кімнати − які будуть призначені винятково для зведення накопиченого матеріалу. Така практика була досить поширена 25 років тому, хоча для оснащення такої кімнати в той час було потрібно набагато менше обладнання, чим зараз. В наші дні вартість обладнання окремої мікшерної кімнати стерео формату вже й так порівнянна з вартістю всієї студії звукозапису, а тому з економічних міркувань перевага віддається будівництву багатоцільових контрольних кімнат. Однак у кінематографі запис і зведення рідко виконуються в одній і тій же контрольній кімнаті, оскільки кінематографісти добре розуміють, що перше та друге вимагає різних підходів. У першому випадку − під час запису − музиканти виконують музику під епізодичну «картинку» (яка транслюється на екран у студійному приміщенні). А під час зведення студійний персонал зводить вже повномасштабний фільм (або його великі фрагменти) в мікшерних кімнатах (студіях дубляжу). В мікшерних кімнатах surround-формату ніхто нічого не записує, тому в контрольній кімнаті, при бажанні, студії звукозапису можуть мати велике фронтальне оглядове вікно та центральний фронтальний монітор зменшеного розміру, який використовується для оперативного звірення. З іншого боку, для високоякісного зведення звуку в surround-форматі потрібно щось інше і вікна контрольних кімнат сюди вже не вписуються.

Розходження в динамічному діапазоні та сенсорні взаємозв’язки

При зведенні звуку в surround-форматі для кінофільмів, відеофільмів і телепрограм застосовують різні методики зведення, оскільки рівень звуку і його баланс у міксі повинен співвідноситися не тільки з дією картини, але й з розміром зображення. Наприклад, для зображення руху танка у весь екран телевізора, розташованого на невеликій відстані від глядача, потрібен свій особливий «природний» рівень звуку. Зображення віддаленого танка на кіноекрані, що, як виявляється, має той же фізичний розмір, що й повноекранне зображення на телевізорі, який перебуває недалеко від глядача, здавалося б, вимагає такої ж гучності звуку (див. рисунок 3). Однак, танк у весь кадр на великому кіноекрані (тут танк виглядає просто величезним) начебто б повинно супроводжуватися набагато більшою гучністю звуку. В нашій свідомості є дуже стійкі враження про розмір чогось того, що ми впізнаємо, і ми можемо співвідносити розмір видимого об’єкта з відстанню до нього. Ми інстинктивно знаємо, який рівень звуку ми очікуємо почути від візуального зображення певного видимого розміру. Разом з тим, зрозуміло, що життєподібний розмір вимагає життєподібного динамічного діапазону − це саме те, що намагаються донести до глядача сучасні фільми, щоб максимально підвищити загальне враження від побаченого.

Рисунок 3. Взаємозв'язок між візуальним зображенням і рівнем звукового тиску

Звичайно ж, у переглядовому залі пікові рівні звуку, що асоціюються з великим екраном, повинні бути набагато більше, ніж ті, які асоціюються з «картинкою» такого невеликого розміру, що ми можемо з визначеністю очікувати від домашніх кінотеатрів. На сеансі в кінотеатрі, обладнаному системою Dolby Digital Surround, мінімальний рівень шуму становить десь 35 dBA, а пікові рівні перевищують 110 dBA. Корисний динамічний діапазон становить, таким чином, 75 dB. У побутових умовах, і розмір екрану й сусіди можуть дозволити Вам досягти пікового рівня не більше 90 dBA, і до того ж у багатьох помешканнях мінімальний рівень шумів буде вищий − з урахуванням вуличного руху, погодних умов, шуму від інших мешканців, холодильників, пральних машин і Бог зна ще яких джерел шуму. У таких обставинах, при мінімальному рівні шуму 40 dBA і піковому рівні 90 dBA корисний динамічний діапазон дорівнює усього 50 dB, тобто на цілих 25 dB менше, ніж дозволяє оптимально збалансований варіант зведення для того ж фільму, але розрахований на демонстрацію його в кінозалі. Через складну взаємодію музики, діалогів і ефектів та беручи до уваги необхідність достовірного відтворення саундтрека, застосування простих методів стискання і розширення динамічного діапазону при перенесенні саундтрека з однієї системи в іншу навряд чи принесе задовільний результат. Для того щоб домогтися максимальних результатів, для різних цілей необхідно робити різні варіанти зведення.

З іншого боку, якщо говорити про майбутнє пришестя surround-формату, який має і сугубо музичне застосування, то обмежень, пов’язаних з розміром зображення, там не буде. Тому буде, очевидно, логічним, якщо ми як і раніше будемо дотримуватися існуючих принципів зведення звуку в surround-форматі саме з урахуванням конкретного споживача. Ще один «вимір», що дають системи просторового звучання, може породжувати нові потужні відчуття, але для того, щоб досягти максимального ефекту при створенні сугубо музичного продукту, може знадобитися мікс, який зовсім відмінний від того, котрий був би оптимальним, якби ця ж музика відносилася до зображення в кінематографі або відеоряду на телебаченні (або навіть була йому підлегла). Для зведення сугубо музичного продукту, ймовірно, будуть застосовуватися ті ж методи, що й у стереофонії, коли для контролю в процесі зведення використовуються і великі монітори, і монітори ближнього поля. А загальний динамічний діапазон музичного продукту буде підбиратися таким, щоб щонайкраще відповідати всьому спектру умов прослуховування, включаючи припустимі рівні гучності.

Оптимізація тилових моніторів

Питання вибору тих гучномовців, які, власне, і є гучномовцями оточення (англ. −surround loudspeakers − О.К.), тобто тилових (задніх) гучномовців, породжує кілька дилем. Так, з метою створення максимально дифузного (розсіяного) звукового поля, що рівномірно охоплює весь зал для глядачів, кінематограф пішов по шляху використання великої кількості розподілених гучномовців. Цей принцип добре «працює» у кінотеатрах, побудованих по відповідних акустичних нормах, в яких у великої глядацької аудиторії повинно складатися враження загальної просторовості звучання, щоб ніхто з глядачів не міг визначити, який гучномовець є джерелом звуку. Якби, скажімо, використовувалася лише одна пара тильних гучномовців, а звукова доріжка була б оптимально збалансованою розраховуючи на людину, що сидить у центрі кінозалу, то глядач, який сидить у передньому ряду, чув би звучання, в якому повністю переважав би звук від фронтальних гучномовців, тоді як людина, яка сидить у задньому ряду, біля одного з гучномовців тилової пари, що створює звукове оточення, чув би явно завищений рівень звуку тилового каналу. Вирішити цю проблему в великих залах можна тільки шляхом застосування безлічі просторово розподілених гучномовців.

У домашньому кінотеатрі ситуація зовсім інша. Потенційний дисбаланс рівнів звучання по всій площі прослуховування не такий великий, як і розмір приміщення, яке повинне рівномірно покриватися звуком. До того ж, акустика побутових умов прослуховування відрізняється набагато більше, ніж акустика спеціально спроектованих кінотеатрів, а тому не може бути й мови про диктат якихось надмірно твердих постулатів. Крім того, наші побутові умови, як правило, більшою мірою відповідають surround-формату, що використовується саме в сугубо музичному застосуванні. Для того, щоб у побутовій обстановці зробити звукове поле більш дифузним (розсіянним), THX рекомендує для тильної пари акустичних систем використовувати дипольні гучномовці, встановлені так, щоб їхня основна вісь була паралельною бічним стінам. Однак ця рекомендація стосується тільки відтворення і не призначена для застосування в контрольних і мікшерних кімнатах. Її мета тільки в імітації за допомогою двох гучномовців дифузного ефекту безлічі гучномовців, які застосовуються в системах кінотеатрів. Поза всяким сумнівом, системи такого роду, куплені для домашнього кінотеатру, будуть з успіхом використовуватися для відтворення носіїв, записаних в surround-форматі для сугубо музичного застосування. Питання в іншому: які принципи моніторингу найбільше підходять для контрольних і мікшерних кімнат, в яких зводиться винятково музичний матеріал. Адже між одиничною парою гучномовців оточення і набором із численних гучномовців відмінності можуть бути дуже великими як у плані тембрального фарбування, так і в плані просторового сприйняття звуку. І якщо в тилових каналах важливіше всього розрізнення звуку, то, без сумніву, перевагу треба віддати парі дискретних тилових гучномовців.

Однак схоже на те, що ми зіткнулися з такою ситуацією, при якій рекомендації відносно оптимальної організації джерел звукового оточення можуть стати необхідною умовою і при створенні сугубо музичних продуктів в surround-форматі, коли різні записи зводяться відповідно до різних уявлень про те, що ж із себе повинен представляти surround-формат як система просторового звучання. Втім, як і у випадку з традиційною стереофонією (що, однак, не означає, що ми повинні підходити до цього питання з традиційними мірками), найкраще було б стандартизувати, в міру можливостей, умови моніторингу при проведенні записів. До того ж, було б логічно домовитися про позиціювання інструментів для того, щоб у тих самих побутових умовах прослуховування різні записи могли, щонайменше, відтворюватися досить передбачувано. А для цього потрібно виробити послідовний підхід до техніки міксування, розташування гучномовців (моніторів) і до діапазонів робочих частот різних каналів. Нині нам надаються великі можливості для того, щоб у майбутньому остаточно заплутатися в тенетах розмаїття різних форматів, а тому широкомасштабне обговорення концепцій систем просторового звучання вже сьогодні було б досить доречно.

Бажаний діапазон частот відтворюваних гучномовцями (моніторами) та пов’язані з ним питання мікшування

Сьогодні практично з упевненістю можна сказати, що дискретні цифрові surround-системи побутового призначення будуть забезпечувати п’ять широкосмугових каналів плюс можливість підключення субвуфера, обираєму користувачем. З цього виходить, що нам буде потрібна конфігурація, подібна до тієї, що показана на рисунку 4, в якій є п’ять однакових акустичних систем плюс акустична система субвуфера. В деяких surround-системах старого зразка, в яких застосовувалося аналогове матричне кодування, на акустичні системи оточення подавався сигнал тільки з обрізаним частотним діапазоном. Однак музику, записану при такому кодуванні, можна абсолютно без будь-яких проблем зводити і відтворювати й на широкосмугових гучномовцях. Більш того, це навіть бажано. Справа в тому, що звуження діапазону відбувається вже в електронній схемі системи кодування, тому якщо моніторинг під час зведення здійснювати через матрицю-декодер, то в цьому випадку вдається уникнути капостей, пов’язаних з випадковим обрізанням смуги гучномовцями, на які подається сигнал, і без того вже обрізаний в електронній схемі. Не можна, користуючись при зведенні якимись моніторами з довільно заданою частотною смугою, передбачити звучання зведеного матеріалу при всій розмаїтості частотних обмежень побутових акустичних систем, що сильно відрізняються одна від одної по своїм звуковим характеристикам. Мінімальна (і, здається, очевидна) вимога, на мій погляд, складається саме в тому, що ми повинні забезпечити передбачуваність умов моніторингу того продукту, який хочемо продати.

Рисунок 4. Багатоформатна повнодіапазонна система, що дозволяє забезпечити моніторинг у різноманітних surround-форматах 5.1. Маючи широкосмугові гучномовці, дана система може також використовуватися для моніторингу різних форматів, таких як широкосмуговий дискретний 5-канальний формат (при відключеному субвуфері), 4-канальний широкосмуговий формат (можливо, формат HDTV), Dolby Digital Surround, цілий ряд інших форматів Dolby Surround (деякі з вузькосмуговими тильними каналами), будь-які старі квадрофонічні формати, а також стерео і моно формати. Що стосується surround-форматів, то найкращі результати досягаються, як правило, в приміщеннях з дуже малим часом згасання

Відповідно до деяких з колись існувавших та й нинішніх методик зведення широкосмугові сигнали не подаються одночасно на фронтальні монітори і на монітори оточення. Почасти це робиться як поступка старим системам, які не могли добре працювати по-іншому, а також є наслідком уроків, почерпнутих із квадрофонії, про які ми говорили раніше. В кінематографі бувають випадки, коли той самий широкосмуговий сигнал подається одночасно на всі гучномовці, наприклад, коли вибух транслюється на всю систему для створення максимального ефекту, завдяки використанню сукупної вихідної потужності всієї системи. Таке може відбуватися ще й тому, що за допомогою джойстика той або інший ефект не можна зпанорамувати в приміщенні для одночасного п’ятиканального відтворення. Однак панорамування такого роду звичайно обмежується спецефектами, котрими не слід зловживати. Звичайно ж, такі ситуації майже завжди пов’язані з зображенням на екрані, і рішення по ним приймаються після ретельної оцінки з боку досвідчених інженерів.

На жаль, коли surround-формат для сугубо музичного застосування стане вхожий у ту сферу звукозапису, яка обслуговується project-студіями, та досягне повної комерціалізації, навряд чи варто сумніватися в тому, що не з’являться якісь причини «творчого характеру» для того, щоб чітко прив’язати звукові образи до певних точок просторової панорами або навіть до точок над головами слухачів. Разом з тим, не потрібно забувати уроків, набутих із квадрофонії: за все потрібно платити! Психоакустика доводить, що фантомні образи добре сприймаються тільки у фронтальному звуковому плані. Крім того, саме фантомні образи більше схильні до тембральних коливань при переході з одного приміщення в інше, чим ті образи, які створюються дискретними гучномовцями. Тому нові системи просторового звучання, забезпечуючи чудові ресурси для створення високого динамізму і ефективного впливу на слухача, покладаються на формування фантомних образів лише в самому мінімальному ступені, хоча й «розмитість» фантомного «образомистецтва» може відслужити гарну службу, якщо метою є створення відчуття об’ємності. І все ж таки і вони не можуть дати того, що їм не під силу, а тому ми повинні враховувати наявність психоакустичних обмежень, якщо не хочемо наступити на ті ж граблі, що й у часи квадрофонії.

Ще кілька варіантів передачі суб-низьких частот

Повертаючись до теми необхідної кількості джерел звуку, давайте розглянемо застосування субвуферів у системах просторового звучання. Домогтися лінійності відтворення низьких частот, а також більшої стабільності їхнього відтворення при переході з одного приміщення в інше або при зміні позиції слухача в тому самому приміщенні, буде можливо тільки в тому випадку, якщо всі низькі частоти випромінюються одиничним дискретним джерелом. Виключеннями можна вважати хіба що ті випадки, коли субвуфер розміщується в геометричному центрі схеми розташування гучномовців і коли прослуховування ведеться в умовах «вільного поля». Як видно, нові системи просторового звучання дозволяють застосовувати різні варіанти передачі суб-низьких частот залежно від смаку або конкретно поставленої мети. Це, безумовно, обіцяє великі вигоди. Разом з тим, існують певні методики звукозапису та певні види музичного матеріалу − коли, наприклад, для запису церковних оргáнів використовуються рознесені в просторі мікрофони, − при яких дискретні басові джерела можуть виявитися надзвичайно корисними для створення відчуття реалізму. Отже, виходить, що в ідеалі в мікшерній кімнаті, призначеній для зведення музичного матеріалу в surround-форматі для сугубо музичного застосування, потрібно мати п’ять широкосмугових моніторів. У цьому контексті під словом «широкосмуговий» я маю на увазі «здатний працювати майже на настільки ж низьких частотах, що й субвуфер», ну, можливо, дещо до нього не дотягуючий. Якщо субвуфер повинен більш-менш рівно відтворювати частоти від 100 Hz до приблизно 20 Hz або навіть нижче, то основні акустичні системи повинні внизу відтворювати, щонайменше, 25 Hz до настання скільки-небудь помітного спаду їхніх амплітудно-частотних характеристик. Це, мабуть, єдиний спосіб домогтися на тих самих моніторних системах можливості роботи або у форматі 5.1, або, як варіант, у форматі звичайного 5-канального моніторингу (як того, очевидно, будуть вимагати деякі із запропонованих форматів).

Акустика для зведення в surround-форматах

Якщо перед нами стоїть мета домогтися такого моніторингу, що виявляв би найтонші деталі та давав чітке уявлення про зведений матеріал, то у світлі всіх перерахованих вище вимог нам для цього будуть потрібні правильно спроектовані контрольні кімнати. Як уже раніше говорилося, в сучасних стереофонічних контрольних кімнатах акустичні характеристики передньої й задньої половин, як правило, відрізняються, а ліві й праві сторони таких кімнат є найчастіше відносно симетричними. При їхньому проектуванні застосовуються два основних підходи − принцип «живої» і «мертвої» зони (‘Live End, Dead End’ (LEDE) та принцип «позасередовищності» (‘Non-Environment’). У самих цих концепціях немає нічого такого, що говорило б проти їхнього використання для моніторингу в surround-форматах, хоча при цьому потрібно враховувати деякі міркування.

При підході LEDE передня половина кімнати обробляється звукопоглинаючими матеріалами для придушення ранніх відбиттів, а задня частина кімнати оформляється так, щоб створити якусь акустичну «життєвість», хоча звичайно й дуже дифузного характеру, а в деяких випадках − з декількома заданими пізніми відбиттями. Що ж стосується концепції «позасередовищних» кімнат, то вона орієнтована на те, щоб зробити таку кімнату максимально нейтральною в плані моніторингу, але в той же час − щоб така кімната не пригнічувала людей, які в ній перебувають − передня стіна робиться твердою. Їхні дії та мова в такій кімнаті акустично «пожвавлюються» за рахунок відбиттів від передньої стіни та від твердої підлоги (яка є загальною рисою обох нині обговорюваних підходів). При цьому передня стіна не може перешкодити моніторингу, тому що гучномовці вмонтовані саме в неї, і весь звук йде саме від цієї стіни.

Одна з перших спроб відійти від монофонічних записів − ранній експериментальний зразок рекордера на воскових циліндрах, що з'явився в середині 1930-х рр.

Разом з тим, якщо кожен із цих підходів використовувати як основу для створення контрольної кімнати, яка буде спеціалізуватися на зведенні музичного матеріалу в surround-форматі, то при обох підходах у такої кімнати виникнуть проблеми через те, що тилові (задні) гучномовці (монітори) спрямовані на тверду стіну, в якій встановлені фронтальні монітори. У кімнатах, побудованих за концепцією «позасередовищності», ця стіна буде відбивати всі частоти. У кімнатах, побудованих за концепцією LEDE, вона буде працювати на відбиття тільки нижніх середніх і низьких частот. У першому випадку «позасередовищна» кімната могла б мати деякий виграш, якби ми зробили так, щоб фронтальна стіна мала б підвищену звукорозсіюючу (дифузну) і знижену звуковідбиваючу (рефлективну) здатність, щоб відбиття від тилових моніторів не занадто заважали правильності сприйняття звучання фронтальних моніторів. Кімнати ж, побудовані за концепцією LEDE, мали б менш пофарбоване звучання з боку тилових моніторів, якби ми зробили так, щоб передня стіна поглинала низькі частоти; однак це «поламає» акустичне навантаження на фронтальні монітори, яким напевно буде потрібно побільше низькочастотного «драйву». Якщо ж у такій кімнаті зробити фронтальну стіну дифузною, то це, можливо, додасть кімнаті занадто «живу» акустику. Отже, обидві ці концепції стикаються з проблемами, що виникають внаслідок того, що фронтальна стіна має властивість відбивати низькі частоти, отже, буде відбивати будь-які низькі частоти, що виходять від тильних гучномовців (моніторів). Тому в обох випадках буде спостерігатися нерівномірність звучання цих гучномовців (моніторів). Однак на ділі ці проблеми не такі вже й великі, якщо звукоінженери, які займаються зведенням, будуть враховувати ці нюанси акустичних особливостей кімнат. Ці кімнати можуть цілком підійти для роботи з музичним матеріалом в surround-форматі тільки в тому випадку, якщо тильні канали працюють тільки для створення об’ємності та ефектів. Із цієї ж причини стара квадрофонічна концепція, яка припускає розгортання інструментів навколо слухачів, може по-справжньому «працювати» тільки в безлунних умовах.

У кінотеатрах екран відбиває середні та високі частоти, а моніторна стіна за екраном − низькі частоти. У домашніх умовах стіна теж, майже напевно, буде відбивати хоч якісь частоти. Таким чином, у нас складається однакова ситуація, при якій передні половини середовища прослуховування ніяк не можуть «пристосуватися» до прямого впливу з боку тилових моніторів, а різні спроби якось «розібратися» із задньою стіною теж ні до чого гарного не призводять − щоб там не було, а головні монітори повинні монтуватися на передній стіні й мати від неї відповідне навантаження. В цьому-то, як вже раніше говорилося, і була та найгрубіша помилка, якої припустилися дизайнери перших квадрофонічних кімнат. Коли дві однакові половини − будь то передні, або задні − спрямовані один до одного, ніяка з нинішніх методик побудови контрольних кімнат не дозволить побудувати гарну кімнату навіть для стерео формату, а коли така кімната озвучується з обох кінців одночасно, проблеми багаторазово множаться. Іншими словами можна сказати, що задні половини сучасних контрольних кімнат служать тільки для керування звуком, а не для його формування, і тому зовсім не є ідеальними для використання їх у якості, так би мовити, продовження дифузорів гучномовців. Будучи ж застосованою до передніх стін, концепція «продовження дифузорів гучномовців» дозволяє створювати на гучномовцях більш лінійне навантаження й тим самим сприяє вирівнюванню всього звучання в кімнаті. Акустичний дизайн сучасних кінотеатрів звичайно передбачає звукопоглинаюче оформлення задньої стіни й тому зіштовхується з тими ж проблемами.

Факт, який потрібно враховувати при моніторингу в surround-форматах (а це саме урок, який дорого обійшовся тим, хто за старих часів займався зведенням квадрофонічних міксів), полягає в тому, що в жодній кімнаті − за винятком хіба що величезної безлунної камери − симетричний моніторинг неможливий. І якими б не були методи зведення, всі вони повинні застосовуватися з урахуванням цього факту, якщо в surround-міксі Ви хочете домогтися найбільших результатів і найбільш стійких ефектів. Домінувати повинен передній звуковий план, в якому центральні звуки повинні подаватися на центральний гучномовець, а не панорамуватися одночасно вліво й вправо для створення фантомних образів. Там, де це можливо й немає причин робити інакше, найнижчі басові частоти, особливо ті, які належать до фронтальних фантомних джерел, варто подавати на моно субвуфер, а функція гучномовців, які розташовані позаду − тобто є гучномовцями оточення − звичайно повинна обмежуватися створенням об’ємності та ефектів.

До питання про час згасання

З метою забезпечення контролю якості продукту час згасання в кімнаті повинен бути дуже малим щоб уникнути маскування або розмазування моніторного звуку. У суперечці про те, що краще − концепція LEDE або концепція «позасередовищних кімнат» − щонайменше в тому, що стосується приміщень для прослуховування стереофонічної музики, аргументом на користь LEDE є те, що цей підхід дає більшу просторовість сприйняття музики і більше підходить для побутових умов прослуховування. Аргумент на користь «позасередовищного» методу полягає в тому, що він сприяє більш поглибленому моніторингу, дозволяючи на ранній стадії − поки запис не потрапив на компакт-диски − помітити всі огріхи, які виникають при відтворенні або записі матеріалу. Існує ще й думка, що цей метод має більшу стабільність моніторингу при роботі на різних системах і в різних приміщеннях. У контексті адаптації цих методів для моніторного контролю в surround-форматах логічно припустити, що, оскільки для передачі навколишньої інформації цілком достатньо 5-канальної surround-системи, немає ніякої потреби «підсилювати» просторовість акустично, а тому бажано, щоб і час згасання був невеликим. Це дозволить краще судити про кількість навколишньої інформації, а також забезпечить відмінний моніторинг низькорівневих сигналів і будь-яких проблем, які криються в них. Якими б не бачилися обмеження, пов’язані із застосуванням позасередовищних кімнат у стереофонії, в surround-форматах вони не мають ні найменшого значення.

Прихильники позасередовищного підходу (див. посилання 3) увесь час наполягають на тому, що питання поліпшення умов прослуховування повинно стосуватися тільки приміщень, в яких відтворюється кінцевий продукт, і що функція контролю якості при здійсненні моніторингу в контрольній кімнаті не повинна приноситися в жертву тільки заради того, щоб одержати побільше задоволення від прослуховування. З іншого боку, прихильники підходу LEDE затверджують, що відчуття просторовості − це необхідний елемент для реалістичного сприйняття музики. Тут потрібно сказати, що існують як певні види музики, так і методи звукозапису, які більш-менш відповідають певним типам кімнат; але є ще й особисті смаки й досвід, що теж не можна скидати з рахунків. І коли особисті переваги вживаються стосовно до surround-форматів, всеосяжна природа surround-сигналів переводить вищезазначену суперечку в дещо академічну площину. Обов’язковою умовою, очевидно, залишається лише невеликий час згасання й невелика кількість відбиттів. «Позасередовищний» метод уже застосовується, і дуже успішно, у багатьох країнах на студіях по зведенню музичного матеріалу для фільмів у форматі Dolby Digital Surround, і зроблені на таких студіях мікси дуже добре вписуються в умови кінотеатрів.

Деякі висновки

В мікшерних кімнатах, які використовуються для зведення музичного матеріалу surround-форматів для сугубо музичного застосування − точно так само, як у більшості традиційних стереофонічних контрольних кімнат − було б доцільно передбачити моніторну систему, наближену по розмірах до звичайних побутових систем. Звичайно, для забезпечення контролю якості на найвищому рівні великі широкосмугові монітори в гарній контрольній кімнаті представляються просто необхідними. Однак як альтернативний засіб контролю можна встановити на відносно близькій відстані навколо мікшерного пульта ще й невелику побутову surround-систему, що складається, скажімо, з п’яти сателітів і субвуфера. Орієнтуючись на ці дві системи, можна буде оцінювати сумісність динамічного діапазону, просторову сумісність, тембральну сумісність і сумісність музичного балансу. І це, мабуть, все, що можна зробити в плані контролю сумісності записів з побутовими системами. Адже питання, що є «звичайним» при всій розмаїтості побутових умов у масштабі всієї планети виглядає, стосовно до surround-форматів, ще більш заплутаним, чим у стереофонії. Тут виникає ще більше проблем із взаємним впливом самих гучномовців, і ще більше складностей через їхню взаємодію з акустикою приміщень. Та й акустика побутових приміщень відрізняється надзвичайною розмаїтістю. До того ж різні фірми-виробники побутового обладнання щосили зайняті просуванням на ринку своїх власних розробок, незважаючи на думку своїх колег. Зараз є великий вибір широкосмугових і вузькосмугових тилових гучномовців (гучномовців оточення), є можливість встановити дипольні гучномовці, є можливість використовувати розподілені гучномовці оточення, як у системах озвучення кінотеатрів.

Отож, всі ці можливості − і це потрібно розуміти − будуть давати зовсім різні результати в плані сумісності, про яку йшла мова в попередньому абзаці. Я думаю, що в тій мері, наскільки це можливо на практиці, було б корисно − до вигоди всіх зацікавлених сторін − спробувати виробити такі концепції контрольних кімнат і принципи роботи, які забезпечували б відносну стабільність частотного балансу та просторового розподілу систем, які б щонайкраще підходили для побутових реалій і, разом з тим, зберігали якість і художню цілісність записів. Якщо цього не зробити і студії будуть просто орієнтуватися на споживчий ринок, то, безсумнівно, усе обернеться хаосом.

Висновки

Після того, як ми розглянули усі зазначені тут теми, читачеві, очевидно, стало ясно, що, якщо йти по шляху простої адаптації колишніх стереофонічних контрольних кімнат під роботу в surround-форматі шляхом довільного нарощування моніторних систем, то ми навряд чи зможемо по максимуму скористатися тими перевагами, які потенційно закладені в системах просторового звучання. Гарними можуть бути лише ті контрольні (мікшерні) кімнати surround-форматів, які спеціально побудовані для цих цілей. А методи зведення повинні створюватися з урахуванням аспектів психоакустики, пов’язаних з локалізацією фантомних образів, і їхньою стабільністю. До того ж, якщо зведення в surround-форматі виконується непідготовленим персоналом, то існує ризик, що результат від застосування цих міксів нас збентежить – адже вони можуть не вписуватися з того середовища, в якому вони зводилися, в настільки різноманітні умови побутового відтворення. Просторове звучання є не настільки простим, як спочатку може здаватися!

Ще багато чого доведеться навчитися вже після того як студії по зведенню музичного матеріалу в surround-форматах стануть широко розповсюдженим явищем. Однак − як ми вже знаємо з гіркого досвіду квадрофонії − було б зовсім марнотратно не пам’ятати уроки, які були отримані настільки великою ціною, оскільки багато з них мають явно виражене відношення до методів роботи з об’ємним звуком в surround-форматах, які зараз народжуються. Ретельне планування приміщень і моніторних систем для систем просторового звучання може в майбутньому дати досить вражаючі результати.

Переклад і технічне редагування Олександра Кравченка

Посилання

  1. Holland. K. R.; Newell, P. R.: ‘Loudspeakers, Mutual Coupling and Phantom Images in Rooms’, Presented to the AES 103rd Conference, New York, September 1997.
  2. Newell, P. R.; Holland, K. R.: ‘A Proposal for a More Perceptually Uniform Control Room for Stereophonic Music Recording Studios’, Presented to the AES 103rd Conference, New York, September 1997,
  3. Newell, P. R.; Holland, K. R.; Hidley, T.: ‘Control Room Reverberation is Unwanted Noise’, Proceedings of the Institute of Acoustics, Reproduced Sound 10, Vol 16, Part 4 (1994), pp. 365-373.

Popularity: 27% [?]

Розповісти іншим:
Digg Google Bookmarks reddit Mixx StumbleUpon Technorati Yahoo! Buzz DesignFloat Delicious BlinkList Furl

Відгуків немає до “Від монофонічного звучання до систем просторового звучання”

Ваш відгук:

Name (required):
Mail (will not be published) (required):
Website:
Повідомлення (обов'зково):
XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Spam Protection by WP-SpamFree