Хроніки Аудіо Лабораторії (5). Голоси у голові та Вибір Концепції

Вибір майбутньої концепції - це дуже важливий, прямо стратегічно, момент, який визначить... ну, фактично все, що відбуватиметься надалі. 
Настає він тоді, коли невдоволення звучанням заводської аудіо системи досягає точки біфуркації )
Отже. 
В базі ми маємо стереосистему. Це основний спосіб запису та відтворення музики: два канали.
В житті усе інакше - виконавці, інструменти, які народжують звук, знаходячись кожен у своїй точці простору. На живому концерті ми чуємо голос вокалістки по центру сцени, де вона і стоїть, чуємо звук гітари праворуч від неї, де бачимо гітариста, та басу ліворуч, від, звісно ж, басиста. І ударник теж по центру, але уже в глибині. 
При бажанні чути ці пісні не лише вживу, але й коли захочеться, доведеться зробити запис. А щоб створити ілюзію розміщення виконавців, як на концерті, потрібні оці два канали. Сильно спрощено можна сказати так: частина гучності інструмента потрапить в лівий канал, частина в правий. А далі, якщо співвідношення між ними буде 50/50, то при відтворенні, звуковий образ наш мозок уявить по центру, при співвідношенні нехай 30/70 образ сфокусується трохи в стороні, змістившись в бік гучнішого каналу, якщо ж вся повністю інформація буде записана лише в одному каналі, образ зміститься до самого краю цієї уявної, чи як називають, віртуальної сцени.
Це є принципом роботи стереосистеми - два канали, для створення ілюзії )
Збільшення кількості каналів в контексті високоякісного аудіо, привівши до зростання вартості необхідної апаратури та розміру треків, а, отже, об'єму пам'яті - в рази, трохи розширить можливості ешелонування, себто ілюзії глибини простору, в межах якого ми будемо чути фокусування звукових образів, але практично ніяк не вплине на саму якість відтворення, а також породить проблему прослуховування музики в навушниках - вух то у нас два. 
Так що стереосистема - мінімальна і достатня умова для якісного аудіо.
З точки зору німецьких інженерів 30-річної давності, мінімальна достатність для 124-го купе складалась із:
 - головного пристрою, як і притаманно тим часам, касетного:

 - двох широкосмугових динаміків, 12-сантиметрових, в кутиках торпедо:

 - та двох трохи менш широкосмугових і дещо басовитіших в кутиках задньої полички:

Також існує версія, уже згадував раніше, з додатковими мідбасами в дверях:

І це чудова ілюстрація перемоги дизайнера дверних кишень над дизайнером дверних гучномовців )):

Специфічні вони також тим, що вмонтовані у свої невеличкі пластикові корпуси, з причин, теж описаних в одному з попередніх дописів: двері в купе прямокутної форми, через що формуються противні акустичні резонанси, тому без цього ящичка було б не звучання, а гудіння.
Зрештою, зупинятись на них докладніше не буду, у мене вони з заводу відсутні, просто гладка кишеня справа, і зліва цікава опція - маленьке оглядове віконце.
Тоді ще не було таких комп'ютерних можливостей, як зараз, то ж щоб власник не пропустив час наступного ТО, дата відвідин сервісу вписувалась в лист-нагадування, і її було через це віконце видно - яка милота ))

Звісно, виникає запитання, мовляв, як так, що система - стерео, двоканальна, а в машині, по факту, чотири канали: два передніх, фронтальних, і два задніх, тилових?
Це теж перемога офісу простих рішень. Каналів насправді все рівно два, просто вони роздвоєні: ліві фронтальний та тиловий абсолютно аналогічні, як і праві. І це рішення... не дуже, скажу так. Погане рішення.
Давайте дещо піднімемо градус складності, але це треба, це база. 
Звук - він не лише амплітуда, тобто гучність, або тиск, це ще й фаза. Пам'ятаєте усі ці синусоїди в школі? Ага! Злякались, двійочники?! )))
Нічого, будемо розбиратись - колись же потрібно ))
Отже, найпростіший звук - коливання струни. Можна це представити на графіку у вигляді звичайної синусоїди:

Вверх-вниз, вверх-вниз - це амплітуда, тиск, можна сказати, або гучність. А вздовж осі абсцис, тобто по горизонталі - це фаза. Переклавши на коливання дифузора гучномовця, рухом його до нас, або вверх по графіку, він нагнітає тиск повітря. Досягнувши максимуму, тиск починає спадати, дифузор рухається від нас. І це відбувається в часі. І повний цикл руху, вверх, до максимума, вниз, через нуль, до мінімума і знову до нуля - це один період, 360 градусів - так, гаряче, вище температури плавлення мозкових звивин )) Але згадуймо інші градуси, підручник з геометрії, восьмий клас, перша чверть, сторінку не пам'ятаю ))

Тут щоб ніхто не думав, що все так просто, попавсь мені в тирнетах інший малюночок, оминути який вище моїх сил ))

Бо недавно підкинуло в рекомендовані на тюбіку ролик, де якась панянка, гойдаючись на, власне, гойдалці, розповідала, що нінащо їй ті синуси з косинусами не придались у житті. Дуже надіюсь, що це був такий тонкий тролінг ))
Але жарти вбік. 
Графік номер один - звичайна синусоїда. Це ніби один динамік, по центру торпедо, встановлений москалями в їхньому москвичі, приєднаний до радіоприймача, щоб ловити хвилі однієї радіостанції, слухаючи про незмінне коливання курсу КПСС, аби коливатись разом із ним:

Та демократія передбачає як мінімум дві партії, стереопартії акустичних сил відродження, і тут виникає проблема, зображена на графіках 2, 3 та 4. Бо у фонограмі синусоїда одна, а каналів два.

Насправді, коливання звуку - це скоріше чергування тиску та розрідження. Але таке уявлення ускладнить процес розуміння, представлення ж у вигляді синусоїд і їх графіків робить все простішим.

Тимчасово уявимо собі, що ми - істоти з одним вухом, замість носа, наприклад. Так треба, для початку. І от ми слухаємо запис гітари, де музикант смикнув за одну струну, викликавши це елементарне коливання.

І до нашого центрального вуха одночасно з лівого та правого динаміків полетів звук. Якщо ми при цьому сидітимемо прямо на важелі КПП, то, не дивлячись на певні незручності десь нижче пояса, звучання струни ми чудово почуємо фактично у себе перед носом вухом. Тільки от повернувшись на сидіння водія отримаємо відстань до лівого переднього гучномовця - 82 см. А до правого - 122. І що в результаті? Очевидно, ми почуємо "бринь" струни спочатку від лівого динаміка, і з певною затримкою від правого, дальнього, адже справа звуку доведеться здолати більшу відстань, на що потрібно більше часу. Плюс ця довбана фаза. Нехай у відстань від лівого гучномовця до вуха поміститься певна кількість періодів хвилі, і долетить звук на своєму максимумі. А від правого гучномовця до вуха поміститься інша кількість періодів, й хвиля дістанеться вуха на своєму мінімумі.

В результаті плюс на мінус дадуть нуль, і... звуку не буде, тиша. Боротьба і єдність двох протилежностей. Це те, що зображено на графіку 3) малюнка різних фаз вище.
Далі гітарист, затиснувши струну на іншому ладу, знову нею бренькнув, відтворивши інший тон. Частота зміниться, вийде графік 4) - хвилі за фазою уже не протилежні, а дещо зсунуті між собою. При цьому вони глушитимуть одна одну лиш частково, тому щось ми та й почуємо. 
Ну а на графіку 2) ситуація, якщо гітарист, не доведи, вирішить смикнути одразу за дві струни. Боже нам помагай, щоб він не захотів взяти септакорд... 
Та повернемось до реальності, себто двовухого існування Хомо Аудіофіліусів. Між нашими локаторами ціла черепна коробка, сантиметрів 15 сірої речовини. І звук від лівого динаміка спершу досягне лівого вуха, а вже потім правого. Як і звук від правого динаміка. Це вже поєднання чотирьох хвиль з різною фазою. Круто!
А далі - більше, у нас же є також задні динаміки, до лівого з яких 132 сантиметри, а до правого, дальнього - 156 см. То ж навіть при звучанні запису однієї струни ми чуємо в себе в голові одночасно 8 голосів... То вже до психотерапевта пізно, тільки до психіатра ) 
Зате не буде повної протифази ніколи, як у випадку з одним вухом, і музику ми чутимемо неперервно )
Але я не зупинюсь ))
Звук, що вилетів з динаміка не увесь потрапляє одразу нам у вуха, велика його частина летить повз, вдаряється у вітрове скло, відбивається від нього, і частина цього відбитого теж летить до нас. А є ж іще інші вікна, з яким та ж ситуація. Звичайно, відбита хвиля відчутно ослаблена в порівнянні з прямою, та все ж треба уникати розміщення гучномовці зовсім поруч з вікнами.
І ще трохи складнощів досиплю )
Два вуха еволюційно потрібні нам не лише для того, щоб чути гучність, але й для здатності визначати місцезнаходження джерела звуку. І фаза тут ключова. 
Якщо ми, навіть сидячи строго по центру між динаміками, під'єднаємо один на прямій фазі, тобто клеми + та - до відповідних + та - підсилювача, а другий навпаки, - до + та + до -, в результаті чого доб'ємося протифази, тоді чути ми звук будемо не однієї гітари по ценрту, як є в фонограмі, і як би було при прямій фазі обох гучномовців, а почуємо дві гітари, кожну зі свого динаміка.
Повернувшись знову на сидіння, для таких феєричних ефектів не доведеться навіть неправильно під'єднувати гучномовці, все зробить різниця відстаней. На якійсь частоті хвилі будуть синфазними, й ми чутимемо фокусування звукового образу перед собою, в одній точці простору, на якійсь частоті хвилі потраплять в протифазу, й ми почуємо замість цього одного два образи, праворуч та ліворуч, а при менш значних зсувах локалізація буде у вигляді розмитої хмарки на пів лобового скла. В динаміці ж це виглядатиме, ніби гітарист збожеволів і товчеться по сцені, як навіжений )) І я знову забув за задні динаміки, які перетворюють цей перфоманс на люте божевілля ) 
Але й це ще не все ))
Реальний звукозапис - він не ідеальна синусоїда, це люто зазубрена пилка з широчезним динамічним діапазоном. 
І це ми ще до поділу кожного з каналів на смуги не добрались )))
Добре, вистачить з нас, подальші ускладнення будуть пізніше, хай розігрітий до 360 градусів мозок трохи охолоне )

А про вибір концепції таки продовжу в наступній частині Хронік, бо там чимало літер.

Реклама

Зимова вигода: знижка -1000 грн на ремонт авто!