Звуковая СТЕРЕО сцена

С моей точки зрения, вопрос формирования звуковой стерео сцены (soundstage) является одним из самых важных тем в аудио.
СТЕРЕО - это музыкальный формат, разработанный для получения иллюзии объёмного звука с помощью всего лишь двух АС (в отличие от многоканальных систем, в которых принцип построения звуковой сцены абсолютно иной...).
Стерео-эффект формируется исключительно за счёт взаимного расположения двух АС и точки прослушивания, относительно друг друга, доказательством чего, является то, что стерео существует и в условиях открытого пространства (при полном отсутствии отражений).
Таким образом, мнимые стерео образы формируются прямым звуком от двух АС за счёт физиологических особенностей звуковосприятия органов слуха человека. Собственно, это и объясняет тот факт, что услышать сцену из другого помещения, то есть, находясь вне музыкальной комнаты, невозможно в принципе.
В условиях же закрытого пространства различные отражения, как правило, негативно влияют на процесс формирования звуковой сцены, например, самыми разрушительными являются: интенсивные/первые отражения, циклические отражения - "флаттер" и SBIR-эффект, чрезмерно высокий уровень реверберации. То есть, это, как раз, те факторы, которые ослабляют прямой звук или конкурируют с ним. Собственно, влияние именно этих негативных факторов акустической среды музыкальной комнаты мы и пытаемся ослабить/исключить, производя акустическую обработку.
Для лучшего понимания о чём идёт речь, приведу простой наглядный пример.
Эксперимент 1. Исходные данные: Вы сидите чётко по центру, относительно двух АС на некотором расстоянии от них.
Подаём на обе АС звуковой сигнал одинаковой громкости. Пытаемся локализовать источник звука. Большинство людей указывают направление на мнимый источник звука (КИЗ) чётко по центру между АС.
Теперь, уменьшаем громкость одного из громкоговорителей (или увеличиваем громкость второго). Снова пытаемся локализовать источник звука. Большинство людей указывают направление на мнимый источник звука (КИЗ) ближе к АС, воспроизводящей более громкий сигнал. То есть, субъективно КИЗ при этом, смещается в сторону более громкого громкоговорителя.
Это амплитудный аспект СТЕРЕО.
Эксперимент 2. Как и в предыдущем случае, подаём на обе АС звуковой сигнал одинаковой громкости, при этом, точка прослушивания находится строго по центру, относительно двух АС на некотором расстоянии от них. КИЗ локализуется чётко по центру между АС.
Теперь, не изменяя громкости, постепенно смещаем точку прослушивания в любую сторону, параллельно плоскости АС. Пытаемся локализовать источник звука. Большинство людей указывают направление на мнимый источник звука (КИЗ) ближе к АС, находящейся ближе к точке прослушивания, поскольку слушателю кажется, что она воспроизводит более громкий сигнал. То есть, субъективно КИЗ при этом, смещается в сторону громкоговорителя, расположенного ближе к точке прослушивания.
Это фазовый аспект СТЕРЕО, поскольку фаза непосредственно связана с временной задержкой прихода звука к ушам слушателя, а временная задержка, в свою очередь, с расстоянием от источника звука до точки прослушивания. Понятно, что, чем ближе АС к точке прослушивания, тем быстрее звук от неё достигает ушей слушателя, по сравнению с более удалённой АС.
Именно эти эти два принципа и лежат в основе формирования СТЕРЕО в студии звукозаписи и являются основными инструментами звукорежиссёра.
Почему я оперирую термином "большинство людей"? Дело в том, что в силу физиологических особенностей (не заболеваний органа слуха!) некоторые люди менее чувствительны к фазовой составляющей. Например, у меня есть товарищ, не аудиофил, так вот он реально слышит только грубые переходы звука из одной АС в другую и всё... Может быть поэтому он музыкой никогда и не занимался...
На основании вышесказанного, нетрудно сделать вывод о том, что область восприятия полноценного стерео эффекта очень ограничена и говорить о том, что полноценное стерео звучание может присутствовать практически в любой точке комнаты, как минимум, некорректно. Собственно, этот момент и является одним из главных недостатков СТЕРЕО.
С моей точки зрения, вопрос формирования звуковой сцены, в большинстве случаев, является одним из важнейших характеристик звучания стерео системы. Почему "в большинстве случаев", да потому, что некоторые люди, если не полностью игнорируют данный вопрос (по разным причинам...), то просто не ставят его в разряд своих индивидуальных приоритетов.
Думаю, одной из главных причин этого являются индивидуальные физиологические особенности звуковосприятия конкретного человека - одни более чувствительны к фазовым характеристикам звучания, а другие - к амплитудным.
Естественно, что формат СТЕРЕО предусматривает в своём полноценном воплощении соблюдение ряда обязательных требований, в том числе: симметричность размещения АС и слушателя, симметричность акустической среды вокруг каждой из АС, в той или иной степени, сохранения "правила равностороннего треугольника" (оптимальное расстояние от плоскости АС до точки прослушивания, может иметь значение в пределах от 0,88 до 1,33, относительно расстояния между фронтальными АС - эти рекомендации касаются границ зоны восприятия звуковой стерео сцены с ещё приемлемыми характеристиками). Нетрудно заметить, что данные рекомендации никак не связаны с конкретными значениями расстояний, то есть, чем больше расстояние между АС, тем, соответственно, дальше от плоскости АС может находиться слушатель. Кстати, это ещё одно преимущество просторных помещений.
Лично я предпочитаю "детальность картинки" и цельность "центрального образа", поэтому соблюдение "правила равностороннего треугольника" в той или иной степени считаю хорошим решением.
Помимо размещения АС и оптимизации места слушателя в музыкальной комнате, крайне важную роль в формировании звуковой сцены играет акустическая обработка, целью которой является ослабление интенсивных отражений, полное устранение "флаттера" в трёх плоскостях каждой АС, минимизация SBIR-эффекта и проявлений НЧ резонансов, нормализация времени реверберации.
Также важное значение в формировании стерео-картины играет способ акустической обработки, в первую очередь, боковых стен и центральной области фронтальной стены. Например, если обрабатывать площадки первых отражений на боковых стенах "без фанатизма", то можно получить более широкую сцену и более "лёгкое" звучание. То же самое можно сказать и об акустической обработке центральной области фронтальной стены (но это уже из области личных предпочтений и компромиссов).
Ещё один немаловажный момент! В соответствии с концепцией LEDE нужно стремиться добиться доминирования прямого звука с фронта при обеспечении необходимого уровня реверберации с тыла и оптимальном балансе между ними...
Диффузор Шрёдера, размещённый на тыловой стене создаёт диффузное звуковое поле в зоне прослушивания , которое не оказывает непосредственного влияния на звуковую сцену, но обеспечивает расширение зоны прослушивания и крайне положительно сказывается на характере звучания и качестве восприятия пространственных эффектов.
Кстати, пространственные эффекты на записи - это ещё одна интересная тема. Качество их восприятия непосредственно связано с качеством звуковой сцены, но в отличие от виртуальных музыкальных образов, локализованных на сцене, они достигают самой точки прослушивания и даже распространяются за её плоскость. В тонкостях не знаком с нюансами звукозаписи, но, думаю, это как-то связано с использованием фазовых характеристик звука... Таких примеров множество, например, в альбоме "Touch" YELLO в конце третьей композиции "Out Of Dawn", самолёт летит из глубины сцены к точке прослушивания и, делая круг прямо над моей головой слева направо, снова удаляется вдаль (в глубь сцены) по сложной траектории... Или всё тот же "легендарный" трек из тестового диска "The Best Chesky Jazz. Vol.2", где папуасы с народными ударными инструментами ходят вокруг АС и точки прослушивания в разных направлениях... Такие эффекты часто использовались при записи альбомов YELLO, Pink Floyd, Roger Waters...
Кстати, на качество восприятия именно таких эффектов, с моей точки зрения, таки больше влияет наличие диффузного звукового поля в области прослушивания
Как известно, в аудио нет чётких критериев, но есть цели, к которым можно и, очевидно, нужно стремиться... Формирование звуковой сцены - не исключение.
Что бы не говорили, любое решение в аудио таки является компромиссным и, если не в техническом плане, то обязательно в мозгах конкретного индивидуума...
Просто несколько практических наблюдений без анализа нюансов:
- близкое расположение АС к фронтальной и боковым стенам не позволит получить широкую и глубокую звуковую сцену, а также обеспечить её "воздушность", но в такой позиции бас, однозначно будет гораздо мощнее (обсуждение его качества умышленно опускаю...);
- расположение слушателя ближе к точке в вершине равностороннего треугольника делает локализацию виртуальных музыкальных образов максимально точной, сцену наиболее интересной, максимально глубокой, центральный образ отлично сфокусирован, но при этом общий характер звучания, как правило, бывает достаточно резким, а некоторые слушатели отмечают "недостаток баса";
- при удалении точки прослушивания от плоскости АС тембральный баланс нормализуется, звучание становится более "мягким", по мере приближения к тыловой стене "крепчает" бас, но центральный образ постепенно растворяется в полотне сцены, локализация и очерченность виртуальных музыкальных образов теряется, размеры образов несколько увеличиваются, сцена "смазывается", постепенно превращаясь в плоскую стену пусть и приятного по тембру звука;
- хотите больше "воздуха" и "эмоциональности" - взамен непременно получите некоторую потерю локализации виртуальных музыкальных образов и некоторое увеличение их размера;
- хотите максимально точных и локализованных виртуальных музыкальных образов - взамен: некоторое сужение сцены и потерю "вовлечённости";
- разворот акустических осей АС в сторону точки прослушивания фокусирует центральный образ, но делает звучание более резким и наоборот.
Ну и так далее...
Однако, помимо акустического аспекта, характеристики звуковой сцены также во многом зависят: от особенностей конкретной записи, особенностей звуковоспроизведения отдельных аудио компонентов и их класса, типа используемых АС. Например, величина области прослушивания сильно зависит от диаграммы направленности АС. У узконаправленных - зона полноценного восприятия СТЕРЕО уже, а у широко-направленных, соответственно - несколько шире.