АЧХ без паники: как читать графики и всё-таки слушать музыку

В аудио существует замечательная способность превращать полезный инструмент в религиозный символ. Сначала появляется график. Потом на графике появляется линия. Потом кто-нибудь замечает, что линия недостаточно ровная.

И примерно через пятнадцать минут два взрослых человека уже объясняют друг другу в интернете, почему один из них ничего не понимает в звуке.

Особенно хорошо для этих целей подходит АЧХ. Она выглядит убедительно, измеряется в цифрах и позволяет провести вечер гораздо продуктивнее, чем музыка. Вместо того чтобы слушать Майлза Дэвиса, можно долго рассматривать провал на 7,8 кГц и постепенно начинать чувствовать, что именно он мешал вам жить последние десять лет.

Проблема не в измерениях.

Измерения как раз чрезвычайно полезны.

Проблема начинается тогда, когда от них требуют ответить на вопрос, на который они не отвечают. АЧХ может рассказать очень многое о колонках или наушниках. Но она не умеет сказать: «Вам понравится».

Это всё ещё придётся выяснять самостоятельно.

Для начала: что вообще показывает АЧХ

Представьте, что аудиосистема должна воспроизвести одновременно бас-гитару, человеческий голос, тарелку и звук человека, который в соседней комнате случайно уронил пульт.

Все эти звуки находятся в разных частотных диапазонах.

АЧХ показывает, какие из них система воспроизводит громче, какие тише и насколько сильно меняется уровень в зависимости от частоты.

Если на условных 100 Гц есть подъём, бас может восприниматься более массивным. Если провалена зона середины — голос способен отойти назад. Если заметно поднята определённая область верхней середины — вокал и гитары могут стать назойливее.

То есть график действительно связан со звуком.

Это важно.

Но дальше начинаются нюансы, ради которых аудиофорумы и были, видимо, придуманы.

Ещё в исследованиях Флойда Тула (автор книги «Sound Reproduction: Loudspeakers and Rooms», которую называют «библией» объективного подхода к аудио) было показано, что характеристики громкоговорителей действительно связаны с предпочтениями слушателей, причём особенно информативна совокупность измерений, включая поведение акустики под разными углами, а не одна красивая линия, снятая строго по оси.

Иными словами, измерения имеют смысл.

Но смотреть нужно не только на то, насколько эффектно линия проходит через экран.

Главный миф: чем ровнее, тем лучше

С усилителем всё относительно просто.

Если хороший усилитель получает сигнал, в его должностной инструкции обычно нет пункта «добавить от себя немного 4 кГц, потому что сегодня настроение такое». В рабочем диапазоне от него ждут максимально нейтральной передачи.

С колонками сложнее.

С наушниками — ещё сложнее.

А с комнатой можно вообще открывать бутылку.

Идеально горизонтальная линия, которую вы ожидаете увидеть от электроники, вовсе не является универсальной целью для всего аудиотракта.

Хорошая акустическая система должна обладать предсказуемой собственной частотной характеристикой и разумной направленностью. Но поставьте её в обычную комнату — и стены, пол, потолок и мебель немедленно вступят в переговоры.

Обычно без вашего согласия.

Отражённый звук складывается с прямым. На одних частотах усиливает его, на других ослабляет. В басу возникают комнатные моды. Меняется расстояние до стены — меняется характер провалов и подъёмов.

Genelec, компания, зарабатывающая на профессиональных мониторах и потому довольно серьёзно относящаяся к этой теме, прямо указывает: положение колонок и слушателя способно существенно изменить низкочастотную характеристику, а перемещение точки прослушивания иногда решает проблему, которую никакой эквалайзер не решит.

Отсюда первое правило бытовой акустики:

прежде чем исправлять комнату цифрами, попробуйте исправить её мебелью.

Самый дешёвый акустический процессор — ваши ноги

Допустим, в любимом кресле бас на некоторых нотах исчезает.

Первая реакция современного человека понятна: открыть приложение.

Не спешите.

Включите композицию с ровной, хорошо знакомой басовой линией. Встаньте с кресла и медленно перемещайтесь вперёд-назад примерно на полметра.

Если бас то появляется, то исчезает, поздравляем: скорее всего, вы только что провели свой первый эксперимент по комнатной акустике.

Без микрофона.

Без графиков.

Без регистрации на форуме.

Попробуйте переместить кресло на 20–30 сантиметров вперёд или назад. Иногда такой смешной манёвр даёт больше, чем несколько часов эквализации.

С колонками можно сделать то же самое. Меняйте расстояние до передней стены небольшими шагами и каждый раз слушайте один и тот же фрагмент.

Причём здесь лучше работать именно небольшими шагами. Перенести колонку из одного угла комнаты в другой способен любой человек. Интерес начинается тогда, когда выясняется, что разница между «плохо» и «хорошо» иногда составляет двадцать сантиметров.

Genelec отдельно рекомендует сохранять левую и правую акустику симметричными относительно комнаты и слушателя и напоминает о классической геометрии: в базовой стереосистеме угол между колонками относительно места прослушивания составляет около 60 градусов.

Практически это означает очень простую вещь.

Сначала поставьте колонки и место прослушивания примерно в вершинах равностороннего треугольника. Проследите, чтобы расстояния от головы до левой и правой колонок были одинаковыми. Затем сдвигайте систему маленькими шагами.

И только потом открывайте эквалайзер.

Это скучнее, чем купить новый компонент.

Зато иногда работает значительно лучше.

Эквалайзер — отвёртка, а не машина времени

Эквалайзер действительно умеет очень многое. Если в комнате устойчиво слишком много баса, его можно аккуратно убрать. Если наушники кажутся чересчур яркими, широкий фильтр способен сделать верх комфортнее. Если вокал постоянно звучит чрезмерно назойливо, небольшое снижение соответствующего диапазона иногда превращает раздражающий звук в нормальный.

Но эквалайзер не может восстановить то, чего физически нет.

Он не исправит плохой драйвер. Не заставит корпус перестать резонировать. Не изменит диаграмму направленности колонки. Не сделает левый динамик идентичным правому, если они действительно отличаются.

И особенно плохо он умеет бороться с глубокими провалами, образованными акустическим взаимным уничтожением волн.

Genelec приводит вполне наглядный пример: отражение от стены позади монитора может создать провал порядка 6–20 дБ, и обычное повышение уровня эквалайзером проблему не решит — усилится не только прямой звук, но и тот самый отражённый сигнал, который его гасит.

Представьте двух человек, которые тянут дверь в противоположные стороны.

Добавить каждому ещё по одному человеку не означает открыть дверь.

Как пользоваться эквалайзером, если вы никогда им не пользовались

Не пытайтесь сразу стать мастеринговым инженером.

Начните с одной проблемы.

Например: «В этих наушниках слишком много баса».

Не с «на 84 Гц наблюдается предположительно избыточная добротность».

Просто слишком много баса.

Сделайте широкое снижение примерно на 2 дБ и послушайте несколько знакомых записей. Затем включите и выключите коррекцию.

Если эффект кажется недостаточным — попробуйте 3 дБ.

Если на 3 дБ звук стал худым — вернитесь к двум.

Вот и всё.

Главная ошибка начинающего пользователя параметрического эквалайзера — увидеть красивый чужой график и немедленно создать двенадцать фильтров с точностью до сотой доли децибела.

Например:

8437 Гц, Q 7,64, −2,37 дБ.

Это выглядит чрезвычайно научно. Особенно если реальные наушники сдвинулись на голове на пять миллиметров.

Для начала лучше использовать широкие фильтры и небольшие изменения. Два-три децибела — уже очень хорошо слышимая разница.

А ещё сделайте полезную вещь: после настройки проживите с ней два-три дня.

Ухо и мозг довольно быстро адаптируются к тональному балансу. То, что через десять секунд кажется эффектным, через час может оказаться утомительным.

В аудио вообще подозрительно много улучшений, которые замечательно работают первые тридцать секунд, но в следующие тридцать подопытный начинает задумываться о суициде.

Никогда не исправляйте колонку, если виновата комната

Представим более конкретную ситуацию.

На измерении появился большой провал в районе 60 Гц.

Есть два варианта.

Первый: акустическая система действительно плохо воспроизводит этот диапазон.

Второй: система воспроизводит его прекрасно, просто прямая и отражённая волны в точке вашей головы пришли в противофазе.

Эквалайзер этих двух случаев не различает. Он видит −10 дБ и предлагает добавить +10.

Но во втором случае после этого динамик начнёт двигаться значительно сильнее, усилитель отдавать больше мощности, искажения вырастут — а в кресле по-прежнему будет примерно та же яма.

Поэтому при больших басовых провалах алгоритм для обычного человека должен быть почти примитивным.

Сначала встаньте.

Походите.

Сядьте немного ближе.

Потом немного дальше.

Если проблемная нота резко меняется от положения головы, сначала работайте с размещением системы.

Эквалайзер оставьте на потом.

С наушниками главный измерительный прибор иногда называется «рука»

С наушниками комната исчезает, зато появляется другая проблема.

Вы.

Ваши уши отличаются от измерительного манекена. Форма ушной раковины отличается от уха другого человека. Размер головы отличается. Посадка отличается. Очки отличаются. Даже положение чашки имеет значение.

Исследование, опубликованное Audio Engineering Society (международное профессиональное сообщество по стандартизации в области звуковой техники и технологий), показало, что небольшие реалистичные изменения положения наушников дают спектральные изменения, которые слушатели способны различать. Более свежие исследования измерительной повторяемости тоже рассматривают позиционирование и прижим как заметные источники вариативности результата.

Поэтому прежде чем эквализировать странный пик в верхнем диапазоне, проделайте крайне сложную процедуру.

Снимите наушники.

Наденьте их снова.

Подвиньте чашки немного вперёд.

Потом назад.

Измените высоту оголовья.

Если носите очки, сравните посадку с ними и без них.

Иногда вы обнаружите, что огромная проблема частотной характеристики исчезла после перемещения чашки на сантиметр.

В этот момент можно ненадолго представить человека, который уже заказал новый кабель.

А с внутриканальными наушниками всё ещё веселее

У IEM герметичность посадки критична.

Если насадка не обеспечивает нормального уплотнения слухового канала, прежде всего страдает бас.

И здесь возникает классическая ошибка: человек видит, что баса мало, добавляет его эквалайзером, затем вставляет наушник чуть лучше — и неожиданно обнаруживает небольшое землетрясение внутри головы.

Поэтому с IEM первым инструментом тональной настройки должен быть не PEQ, а коробка с насадками.

Попробуйте соседний размер.

Попробуйте другой материал.

Убедитесь, что левая и правая стороны сидят одинаково.

И только потом решайте, нужен ли басу эквалайзер.

Иногда лучший DSP-процессор поставляется в комплекте и называется Large Silicone Tip.

Почему выше 8–10 кГц график превращается в зону осторожности

Верхний диапазон особенно чувствителен к геометрии измерения и посадке.

Именно поэтому узкий пик где-нибудь на 11 или 12 кГц нельзя автоматически воспринимать как диагноз.

Он может действительно быть слышимым.

А может заметно измениться при другой посадке.

А может быть особенностью измерительного стенда.

Сам исходный материал верно предлагает в этой области ориентироваться скорее на повторяемость и собственное восприятие, чем рисовать узкие фильтры по одному чужому измерению.

Практический метод здесь простой.

Если вас действительно раздражает сибилянтность или металлический оттенок, сначала воспроизведите несколько разных хорошо знакомых записей.

Если проблема есть только на одном альбоме — возможно, виноват альбом.

Если она появляется на десяти — уже интереснее.

После этого слегка сместите посадку наушников.

Если характер раздражения остаётся, попробуйте широкое снижение на 1–2 дБ.

И только если конкретная узкая частота стабильно беспокоит вас при разных посадках и на разных записях, имеет смысл применять более узкий фильтр.

То есть сначала проблема должна выдержать перекрёстный допрос.

И только потом – приговор и приведение в исполнение.

Как выбрать наушники по графику и не испортить себе жизнь

График полезен прежде всего для предварительного отбора.

Допустим, вы знаете, что не любите очень яркую верхнюю середину.

Посмотрите измерения нескольких моделей.

Если одна из них обладает выраженным подъёмом именно в проблемной для вас области, это повод отнестись к ней осторожнее.

Не повод немедленно написать производителю.

Просто повод послушать внимательно.

Сравнивайте модели, измеренные на одном стенде и одним источником. Это важно: измерительные системы отличаются друг от друга, и прямое сравнение двух графиков с разных платформ может вводить в заблуждение. Это как мерить температуру по Цельсию и по Фаренгейту. Вроде, одно и то же. Но в действительности — нет.

И не ищите победителя по принципу «у этой линии отклонение меньше».

Ищите ответ на более полезный вопрос:

похож ли общий тональный баланс этих наушников на тот, который мне обычно нравится?

Это уже работа для графика.

Очень важный тест, который почти никто не делает: одинаковая громкость

Представьте две версии одной и той же системы.

Одна играет чуть громче. В большинстве быстрых сравнений именно она покажется более детальной, энергичной, басовитой и вообще заслуживающей кредитной карты.

Поэтому любое серьёзное сравнение должно проводиться при максимально близком уровне громкости.

Не «примерно одинаково».

А «полностью одинаково».

Если у вас нет измерителя, используйте хотя бы человеческую версию метода: возьмите знакомый фрагмент, переключайтесь между вариантами и специально снижайте громкость того, который кажется «явно лучше».

Если преимущество внезапно исчезло вместе с одним делением регулятора, возможно, вы только что сэкономили деньги.

Это особенно важно при сравнении эквализации.

EQ часто меняет общий уровень сигнала. Поэтому вариант «с коррекцией» нельзя считать лучшим только потому, что он оказался на полдецибела громче.

Уши чрезвычайно умны.

Но они совершенно не обязаны знать правила вашего эксперимента.

Простейшая домашняя настройка колонок за один вечер

Для начала уберите из головы идею получить совершенно прямую линию АЧХ. Ваша цель значительно скромнее: чтобы система нигде явно не мешала музыке.

Поставьте левую и правую колонки симметрично. Сделайте расстояние до слушателя примерно равным расстоянию между колонками. Направьте их в область прослушивания.

Включите монофонический вокал.

Голос должен ощущаться точно по центру, а не как человек, который не может решить, с какой стороны комнаты ему войти.

Затем включите запись с хорошо знакомым басом.

Перемещайте место прослушивания вперёд-назад небольшими шагами.

Потом сделайте то же самое с колонками.

Когда найдёте положение, где самые очевидные басовые проблемы уменьшаются, послушайте несколько совершенно разных альбомов.

Не один тестовый трек с барабаном.

Музыку.

Если после этого остаётся устойчивый избыток в определённой области, можно подключать эквализацию. Снижать пики обычно безопаснее, чем пытаться поднимать огромные провалы.

И двигайтесь маленькими величинами. В аудио 2 дБ — это уже решение. 10 дБ — начало новой проблемы.

Простейшая настройка наушников за пятнадцать минут

Наденьте их удобно и запомните положение.

Возьмите три-четыре хорошо знакомые записи: одну с мужским или женским голосом, одну с акустическими инструментами, одну с хорошим басом и что-нибудь насыщенное.

Послушайте без EQ.

Опишите проблему одним предложением.

Не «пик 5,4 кГц».

А «вокал слишком кричит», «баса многовато», «тарелки быстро утомляют».

Затем сделайте одну широкую коррекцию на 1–2 дБ.

Послушайте снова.

Если стало лучше на всех выбранных записях — продолжайте.

Если улучшилась одна, а испортились остальные — возможно, вы эквализировали не наушники, а конкретную запись.

После каждой значимой коррекции возвращайтесь к исходному варианту.

Это чрезвычайно полезная кнопка.

Она называется Bypass.

Пожалуй, одна из самых недооценённых технологий в Hi-Fi.

А нужен ли вообще измерительный микрофон?

Если вы хотите всерьёз заниматься комнатной коррекцией — очень полезен.

Но покупать его в первый день совершенно необязательно.

Сначала сделайте всё бесплатное.

Расставьте акустику. Проверьте симметрию. Поэкспериментируйте с местом прослушивания. Уберите очевидные ранние отражения, если комната совсем пустая и звенящая.

Только потом измеряйте.

Потому что хороший измерительный микрофон прекрасно покажет вам проблему, которую иногда можно было исправить передвижением кресла.

Это всё равно что вызывать автомеханика, не проверив, есть ли в баке бензин.

Почему нельзя выбирать между слухом и измерениями

Популярный спор выглядит так:

— Я доверяю только ушам.

С другой стороны:

— Я доверяю только измерениям.

Оба подхода обладают приятной простотой.

И оба неполны.

Измерение говорит: при таких условиях устройство ведёт себя вот так.

Слух говорит: в моей голове результат воспринимается вот так.

Это не взаимоисключающие утверждения.

Исследования Тула как раз интересны тем, что пытаются связывать объективно измеряемое поведение акустики с результатами контролируемых слушательских тестов.

А серия работ Harman делает примерно то же самое с наушниками: не объявляет один график красивым, а проверяет, какие варианты предпочитают реальные слушатели.

Наука об аудио вообще становится особенно полезной в тот момент, когда перестаёт пытаться отменить человека.

И последнее: когда надо перестать настраивать

Есть простой тест.

Вы включили музыку.

Прошло двадцать минут.

И внезапно обнаружили, что всё это время слушали музыку, а не систему.

Вы не думали о 3 кГц.

Не оценивали сцену.

Не пытались понять, стало ли положение контрабаса на три сантиметра точнее.

Не смотрели на график.

Вот это и есть хороший результат.

АЧХ — великолепный инструмент. Она помогает увидеть тональный баланс, обнаружить проблемы, осмысленно использовать эквалайзер и не покупать устройство вслепую.

Но она остаётся инструментом.

Молоток тоже чрезвычайно полезен.

Просто никто не покупает картину, потому что ему нравится график движения молотка при забивании гвоздя.

С аудио примерно то же самое.

Измеряйте то, что имеет смысл измерять.

Новости и обзоры

Фонотека

Десять отличных альбомов, которые невозможно спасти

У аудиофила есть очень успокаивающая теория. Если запись звучит плохо, значит, просто недостаточно хороша система. Нужно купить ЦАП получше. Усилитель посерьёзнее. Кабель потолще. Наушники подороже. Потом дать всему этому прогреться

Читать полностью »

Фонотека