Про звук в наушниках и хармановскую целевую кривую

Захотелось досконально разобраться с целевыми кривыми, которые используются для настройки и оценки звучания наушников. Полез гуглить. Оказалось, что на русском толковых материалов нет в принципе, а на английском — только некие разрозненные кусочки.

Поэтому я собрал гору информации по различным источникам, а затем скомпилировал и написал такой текст самостоятельно. Статья вышла конского размера, но, кажется, получилась небесполезной.

Итак, проблематика: как должны звучать наушники? Или «что такое хорошо звучащие наушники»? Какая АЧХ должна быть у правильно звучащих наушников?

Естественно, в историческом процессе полноразмерные колонки появились значительно раньше наушников, и для колонок ответ на этот вопрос простой – они должны звучать «ровно». То есть берем безэховую комнату, берем колонку, берем калиброванный направленный микрофон, разворачиваем его в сторону колонки перпендикулярно динамику и на громкости 70 дБ прогоняем через колонку все по очереди частоты, от 20 до 20000 кГц. Записанное микрофоном должно выглядеть на графике как плоская прямая линия.

Тогда это хорошая колонка.

В ситуации с наушниками все сильно сложнее – давление звука на разных частотах необходимо измерять в том месте, где находится барабанная перепонка, то есть далеко за ушной раковиной.

Влияет ли как-то ушная раковина на звук? Да, и очень сильно. И не только ушная раковина.

Рисунок 1. Источник: Innerfidelity

На рис. 1 график за номером 1 – это граничное усиление, обусловленное наличием головы у человека. Также на звук влияет и граничное усиление, обусловленное наличием у человека шеи, плеч и тела – это график номер 2. Графики 3,4 и 5 отражают «искажения», которые вносятся в звук разными частями уха, а именно: раковиной наружного уха (3), краем ушной раковины (завитком) (4) и слуховым каналом с барабанной перепонкой (5).

Суммарный график отражает то, как наши уши и тела преобразуют звук динамика (колонки). Композиция этих функций 1-5 называется Head Related Transfer Function (HRTF). Иными словами, если вместо микрофона перед колонкой поставить усредненного человека и подать на колонку такой сигнал в интвертированном (перевернутом сверху вниз) виде, то человеку покажется, что громкость сигнала на всех проигранных частотах неизменна.

Казалось бы, вот и ответ: записываем звук на микрофон, применяем к записи такую коррекцию и слышим в наушниках «ровный» красивый звук.

Но – нет.

Для наушников этот график малоприменим: наушники – не колонки, поэтому на восприятие звука влияет только ушная раковина, слуховой канал, а также кусок кожи (и костей) вокруг уха. Ну и воздух внутри наушника. Голова, плечи и тело в этом процессе никак не участвуют. А еще есть вопрос прилегания наушника к уху.

Следующая проблема заключается в том, что данная модель работает только с усредненными ушами и телами, то есть с моделями. А в реальности вариативность размеров голов, ушей и всех остальных частей тела очень высока. И если различия в соотношении размера туловища и длины шеи к размеру головы пренебрежимо малы (то есть резонансы, отображенные на графиках 1 и 2, всегда выглядят более-менее одинаково для всех людей), то вот с формами голов и размерами частей уха есть огромные проблемы – и они бывают очень разные.

В разрезе вопроса о построении универсальной кривой сделать невозможно ровным счетом ничего. Просто потому, что работаем мы с моделями, а не с тёплыми ламповыми ушами, головами и телами. Максимум – с усредненными параметрами по некой выборке. Однако, в частном случае для каждого из слушателей решить этот вопрос можно путем построения своей собственной кривой, о чем я расскажу ниже. Сейчас же просто запомним, что уши у всех разные, поэтому локализация и степень резонансов, привносимых разными частями уха в слышимый звук, будут для всех разными. Поэтому – да, все мы немного по-разному слышим, и нарисовать единственно верную компенсационную HRTF-кривую не получится никак.

Еще одна проблема– расположение источника относительно слушателя. Вышеприведенный график построен при условии расположения источника звука под углом 45 градусов относительно слушателя, причем в безэховой камере. Изменение этого угла очевидно приведет к изменению резонансов как уха, так и тела/головы.

И – собственно, безэховая камера. Если поместить колонку в некую усредненную не полностью заглушенную комнату, то с большой вероятностью в измерениях появится подъём на участке АЧХ до 200 Гц (из-за переотражений звука и резонансов помещения), а также понижение на 3 дБ на промежутке от 200 Гц до 2 кГц. А звук в безэховой камере ведет себя совсем не так.

Поэтому-то вопрос, как должна выглядеть та самая целевая кривая, под которую необходимо настраивать наушники, решался долго (и не вполне решен до сих пор), а подходить к решению пытались с очень разных концов.

Первая появившаяся целевая кривая – кривая свободного поля, она же Freefield curve (далее по тексту — FF). Получается экспериментальным способом примерно так, как описано выше: безэховая камера, манекен типа «голова-торс» (head-and-torso simulator, HATS) с микрофонами вместо барабанных перепонок, «плоско» настроенная колонка, направленная прямо на манекен. Способ был описан и зафиксирован в рекомендации, выпущенной ITU (International Telecommunication Union).

Рисунок 2. Источник: Harman

Выглядит FF примерно вот так (рис 3).

Рисунок 3. Зеленым – FF.

График немного похож по форме на то, что было на первом рисунке, а сам по себе метод не лишен вышеприведенных недостатков: имеется только один источник звука, имеется сильная зависимости от угла установки этого источника звука, а также нерелевантность относительно условий прослушивания в реальных помещениях.

Даже если забыть про помещения и обратиться строго к охватывающим наушникам, которые полностью закрывают уши, становится понятно, что звук в них ухо слышит как бы «со всех сторон», подо всеми углами сразу.

В попытке забороть недостатки первого способа измерений была разработана вторая целевая кривая – кривая диффузного поля, она же Diffusefield curve (далее по тексту — DF). Получается она экспериментальным способом примерно так: берется эховая камера – помещение, собранное из хорошо отражающих поверхностей. Время полного затухания звука должно составлять около 10 секунд при импульсе в 70 дБ. В комнату ставится множество излучателей звука, ни один из которых не направлен непосредственно на манекен, то есть уши манекена будут «слышать» только переотражения звука от стен комнаты или дополнительных отражающих поверхностей. Далее при помощи всенаправленного микрофона (расположенного на месте манекена) звук отстраивается так, чтобы микрофон давал «плоский» отклик. Далее на место микрофона ставится манекен и выполняется воспроизведение и запись уже через микрофоны в ушах манекена.

Таким образом, звук поступает одновременно со всех сторон, но при этом отстроен нейтрально, АЧХ (всенаправленного микрофона) плоская.

Получившаяся при записи через электроуши DF-кривая выглядит примерно вот так (рис. 4).

Рисунок 4. Синим – DF, зеленым — FF

Примерно, потому что исследований было проведено множество, разными людьми, с чуть-чуть по-разному настроенными системами. И все они получили чуть-чуть отличающиеся друг от друга результаты (рис 5).

Рисунок 5. Источник: https://crinacle.com

Условно канонической считается кривая диффузного поля, полученная учеными Хенриком Мёллером и Дорте Хаммерсхёй (Henrik Møller, Dorte Hammershøi) и представленная в работе «Design criteria for headphones» в 1995 году.

И да, FF-кривых тоже существует несколько видов, но на них я вообще не буду останавливаться.

Но основной вопрос – «Как должны звучать хорошие наушники?» – остался без ответа, потому что наличие «плоского» отклика (с учетом компенсации HRTF при помощи FF или DF), измеренного на месте барабанной перепонки, вообще говоря, не означает, что такие наушники понравятся слушателям…

И тут на сцене появляется Шон Олив, занимающий в 2012 году должность целого директора по акустическим исследованиям в компании Harman International. Шон в индустрии не новичок, еще в восьмидесятых он вместе с еще двумя другими исследователями занимался поиском целевой кривой для звуковых излучателей (колонок) в Канадском национальном исследовательском совете.

Шон Олив и его коллеги, Тодд Вельти и Элизабет Макмаллин (Sean Olive, Todd Welti, Elisabeth McMullin), работают на базе компании Harman International и тоже пытаются понять, как же должны звучать наушники.

Рисунок 6. Слева направо: Тодд Вельти, Шон Олив, акустический манекен KEMAR и Элизабет Макмаллин. Источник: Harman.

В октябре 2012 на 133-ей конвенции AES (Audio Engineering Society) в Сан Франциско они публикуют работу «The Relationship between Perception and Measurement of Headphone Sound Quality», которая категорически изменяет подход к оценке звучания наушников.

И даже не изменяет, а вообще впервые формулирует его.

Шон утверждает: наши знания о том, как измерять наушники, на 30 лет отстают от того, что мы знаем про колонки. И если за эти 30 лет ученые придумали способы получения точных стабильных измерений колонок, то с наушниками всё плохо – никто ничего не понимает, производители действуют вслепую, да и пользователи выбирают просто «на слух». При этом существующие стандарты кривых FF и DF производителями при настройке наушников не учитываются.

«There were standards for diffuse-field and free-field headphone response, but no one was following them so there must have been something wrong.», Шон Олив.

Практически отсутствуют исследования, посвященные целевым кривым именно для наушников, которые основаны на контролируемых тестах прослушивания и которые позволили бы понять, какая целевая кривая соответствует «оптимальному качеству звука». При том что да, в контролируемых двойных слепых сравнительных тестах различных наушников исследователи сталкиваются с серьезными проблемами материально-технического свойства. К ним, в числе прочих, можно отнести тактильные и визуальные аспекты, которые неизбежно будут оказывать влияние на оценку.

Шон с коллегами задались целью сконструировать такое тестирование и исследовать связь между субъективным восприятием звука, предпочтениями слушателей и объективными измерениями наушников.

Методика

Контролируемые двойные слепые сравнительные тесты были проведены с использованием 6 популярных моделей охватывающих наушников стоимостью от 200 до 1000 долларов (рис. 7).

Рисунок 7. Источник: https://seanolive.blogspot.com

Группа из 10 подготовленных слушателей (сотрудников Харман, прошедших проверку слуха, а также внутренний обучающий курс «How to listen») оценила каждую из моделей наушников по таким параметрам как общая оценка звучания, воспринимаемый частотный баланс и комфорт. Также слушатели прокомментировали тембральные, пространственные и динамические особенности воспроизведения звука для каждой модели, что сделало их оценки звучания более полными.

Сравнение наушников производилось по 4 штуки за сессию, всего было проведено 3 сессии. Оценка давалась на основании прослушивания 3 музыкальных программ, а также одного повтора для стабилизации оценки слушателя. Порядок наушников, программ и сессий были рандомизированы. Сотрудник, проводивший тестирование, надевал наушники на слушателя, находясь позади слушателя, чтобы последний не мог судить о производителе наушников, их стоимости и внешнем виде. Разница в комфорте и тактильных ощущениях была, и её также предлагалось оценить в рамках теста. Слушатели могли скорректировать положение наушников на голове, но только при помощи пластиковых креплений, которые были приделаны к чашкам наушников, то есть не касаясь самих наушников.

Можно было бы придраться к такому подходу. Например, наушники вполне можно было распознать по весу и характерной форме амбушюров на ощупь. Сам Шон говорит по этому поводу вот что:

«We admitted up front that comfort/tactile factors were not eliminated from the test, and in that sense the test wasn’t blind. However, our listeners didn’t know which brands and models headphones were being tested so unless they could recognize the specific brand/model by its weight/comfort alone, their judgments weren’t influenced by brand, price,etc. We thought about anesthetizing subjects from the neck up to eliminate these tactile/weight factors, but our lawyers wouldn’t go for it».

То есть исследователи были готовы произвести анестезию голов и шей слушателей, чтобы те не могли идентифицировать наушники наощупь. Но юристы не позволили. Вот это подход, моё почтение. Интересно, как откликнулись бы на это сами участники эксперимента.

И вдогонку — я не могу не вспомнить про вот это видео.

Результаты субъективного прослушивания

После статистической оценки результатов получилось следующее:

  • Слушатели разделили наушники по группам, причем на разделение более всего влияли сами наушники.
  • Модели, оцененные выше всего, описывались слушателями как наиболее натурально и сбалансированно звучащие.
  • Звук моделей, получивших более низкие оценки, слушатели охарактеризовали как имеющий повышенные/пониженные низкие, средние или высокие частоты.
  • Наушники, признанные лучшими, были охарактеризованы слушателями как «имеющие хороший частотный баланс, отсутствие или совсем небольшую окраску, хорошую протяженность баса».
  •  Наушники, признанные худшими, были охарактеризованы слушателями как «скучные, окрашенные, гулкие, лишенные среднечастотного диапазона».

При оценке выяснилось, что слушатели могут устойчиво разделить наушники по принципу нравятся/не нравятся. При этом наиболее коммерчески успешные модели получили минимальные оценки с точки зрения качества звука. Наблюдались и случаи, когда оценка конкретного слушателя существенно расходилась со средней оценкой конкретной модели наушников. Во всех этих случаях было выявлено, что слушатель неверно понял задание, был менее подготовлен по сравнению с другими участниками или же посадка наушников на голове слушателя была некорректной, что влияло на воспроизведение низкочастотного диапазона (что было позднее подтверждено при прослушивании внутриканальных моделей теми же слушателями).

Результаты объективных измерений

Акустические измерения наушников производились при помощи стенда GRAS 43AG, оснащенного симулятором ушей и щек, а также акустического соединителя IEC 711. Данное измерительное устройство позволило симулировать акустические эффекты, характерные для среднестатистического человеческого уха, включая акустическое взаимодействие между наушниками и акустическим сопротивлением уха.

Связь между субъективными оценками и объективными измерениями

Сравнение объективных измерений наушников и субъективных оценок их частотного баланса выявило, что «плоский» протяженный (до левого края графика) отклик ниже 1 кГц воспринимается на слух как идеально сбалансированный. Наименее оцененные модели (рис. 8, HP5 и HP6) имеют наиболее неровный как по измерениям, так и субъективному восприятию частотный отклик ниже 1 кГц. Слушатели охарактеризовали такой звук как «окрашенный, гулкий и глухой». Наушники HP4 имеют небольшой подъём от 200 Гц и ниже; их звук был охарактеризован как «тонкий».

Рисунок 8. Источник: https://seanolive.blogspot.com

Модели на диаграмме:

  • HP1 — LCD-2 (Audeze);
  • HP2 — K701;
  • HP3 — Crossfade (v-moda);
  • HP4 — K550;
  • HP5 – Bose;
  • HP6 — Beats.

Выводы

В результате исследования получены доказательства того, что подготовленные слушатели предпочитают наушники, обладающие нейтральным сбалансированным звучанием. Акустические измерения наушников коррелируют с данными субъективного прослушивания и позволяют предсказать, какие наушники будут выбраны (положительно оценены) слушателями.

Также необходимо понимать, что выводы, сделанные в данном исследовании, не могут быть обобщены за рамками ограничений тестирования. Могут ли результаты быть распространены или аппроксимированы на иную аудиторию – неподготовленных слушателей, например? На данный момент мы этого не знаем. Основываясь на этом исследовании, можно предположить, что дети выберут нейтрально настроенные наушники, а не модели с доминирующим басом. Также, молодая аудитория при выборе наушников может исходить не из оценки звучания, а из соображений моды, или поддаваться влиянию маркетинга. Но таких данных на октябрь 2012 года не было.

Следующее исследование, представленное в мае 2013 года, называлось «Listener Preference for Different Headphone Target Response Curves»

Ученые делают предположение о том, как должна выглядеть настоящая хорошая компенсационная кривая, отталкиваясь от очень простой мысли: «Наушники должны звучать так, как звучат колонки в подготовленной для прослушивания комнате.» То есть не лишенной небольших отражений.

Для этого была использована эталонная комната для прослушивания, принадлежащая самой компании Harman (рис. 9).

Рисунок 9. Источник: Harman

Исследователи взяли манекен, вставили в его голову искусственные уши, внутри ушей – все тот же GRAS 43AG. Манекен разместили на позиции слушателя, колонки отстроили «плоско». Затем произвели замеры звука «из ушей» в трёх положениях манекена: прямом и с разворотом в горизонтальной плоскости на +/-30 градусов.

Так была получена базовая целевая кривая, отражающая то, как уши слышат звук хороших «ровных» колонок в подготовленной комнате.

Затем две модели наушников (Audeze LCD-2 v2 и Sennheiser HD 518) были замерены на том же манекене. Измерения были инвертированы, а наушники были эквализированы при помощи этих инвертированных измерений так, чтобы теперь замер давал просто плоскую линию на графике.

И вот этот «плоский» отклик стали пытаться дополнительно эквализировать при помощи различных целевых кривых:

  • диффузное поле на основе исследований Хаммерсхёй и Мёллера;
  • диффузное поле на основе исследований Мёллера;
  • модифицированное диффузное поле на основе исследований Гаэтана Лорхо (Gaëtan Lorho);
  • свободное поле на основе исследований Хаммерсхёй и Мёллера;
  • отклик на базе комнаты прослушивания Harman;
  • тот же отклик, только с пониженными басами и высокими частотами;
  • звук наушников без изменений.

Анализ результатов субъективного прослушивания показал, что среди испытуемых с баскетбольным счетом выигрывает настройка, дающая звук как в комнате прослушивания Харман. Но взятая не в исходном виде, а модифицированная так, чтобы подъём на высоких частотах превосходил по громкости низкие частоты на примерно 10 дБ. Следующими по популярности среди слушателей оказались кривые диффузного поля, которые слушатели описывали как «слишком яркие» или «тонкие», «лишенные баса». Кривые свободного поля получили наименьшую оценку, их назвали «лишенными баса», «резкими на высоких частотах», «с преобладающими средними частотами». Собственный, неэквализированный звук Audeze LCD-2 был назван слушателями скучным и лишенным ощущения присутствия или необходимой энергии на 1-2 кГц. Неэквализированные HD 518 были описаны как скучные, гулкие и окрашенные.

«The underlying premise or hypothesis was quite simple: since stereo recordings are optimized to sound good through loudspeakers in a room, they will only sound good through headphones that simulate the response of a loudspeaker system in a room. This study provides empirical evidence that this premise is well grounded

В августе 2013 публикуются результаты еще одной работы, «A Virtual Headphone Listening Test Methodology.

Я опущу описание исследования, но замечу, что посвящено оно было вопросам эквализации наушников с целью добиться от одной модели звука, полностью идентичного другой модели. Перейду сразу к выводам:

  • В среднем оценка «виртуальных» (целевых наушников, под которые программно эквализирована другая реальная модель) ниже оценки реальных целевых наушников. Однако разброс оценок для «виртуальных» наушников шире, чем реальных, что связано с возможностью мгновенного переключения профилей наушников и более аккуратного их сравнения.
  • Рейтинги выбранных реальных и «виртуальных» наушников полностью идентичен.

И, наконец, в октябре 2013 появляется основное исследование, «Listener Preferences for InRoom Loudspeaker and Headphone Target Responses», сфокусированное на трёх вопросах:

  1. Совпадают ли предпочитаемые слушателями кривые отклика колонок в подготовленной комнате и наушниках?
  2. Могут ли рекомендованные кривые отклика колонок в подготовленной комнате и наушниках быть улучшены?
  3. До какой степени и какие факторы влияют на выбираемую слушателями целевую кривую?

Широкими мазками: для исследования была взята всё та же подготовленная комната с «ровными» колонками, а также наушники, конкретно – Sennheiser HD800. Отклик обоих систем был аккуратно скомпенсирован для достижения полностью «плоского» отклика. Далее участникам, 8 подготовленным слушателям и 3 неподготовленным, была дана возможность настраивать нижний и верхний частотные диапазоны каждой из систем на слух в соответствии с собственными предпочтениями.

Важно заметить, что «плоско» настроенная колонка в реальной комнате звучит не совсем ровно из-за непрерывного падения дисперсии звука от направленного излучателя по мере того, как частота возрастает, а также в силу повышения отдачи на басах в силу (обычно) небольшого размера комнаты. Поэтому звук «плоско» настроенной колонки в реальной небольшой комнате имеет чуть повышенный бас по сравнению с тем, как та же колонка звучит в безэховой камере.

В общем, в результате было обнаружено, что слушатели выбирали эквализацию колонок и наушников, очень далекую от ровной настройки. В среднем слушатели выбрали настройку, при которой разница между верхним и нижним частотным диапазоном составляла около 8 дБ максимум. Также было обнаружено, что слушатели предпочитают колонки, которые имеют на 2 дБ повышенный бас относительно середины и верха по сравнению с наушниками.

«Our expectation was that listeners would prefer more bass in the headphones to compensate for the lack of whole-body vibration and tactile cues that may have been present in the loudspeaker reproduction. That was proven not to be the case

В качестве результата именно этой работы рождается так называемая Harman Target Response Curve, хармановская целевая кривая отклика. Или просто «хармановская кривая», версии 2013 года (рис. 10).

Рисунок 10. Зеленым – колонки с «плоским» откликом, розовым – хармановская кривая 2013 г.

На графике (рис. 10) зеленым показан отклик (записанный в месте нахождения барабанной перепонки) для колонок с «плоским» откликом. Розовым – (хармановская) кривая, полученная в результате исследования.

Чтобы была понятна общая канва рассуждений: в случае с FF и DF исследователи пытались измерить отклик колонок в неких искусственно сконструированных идеальных средах. Шон Олив решил использовать другой подход – взял нормальные условия, в которых люди обычно слушают музыку, а также выдал испытуемым «крутилки», чтобы те могли подстраивать верх и низ частотного диапазона. Ну и посмотрел, что же слушатели накрутили.

В течение нескольких лет результаты исследований уточнялись, появлялись новые работы, а вид кривой постепенно видоизменялся (рис. 11). Были измерены и отслушаны более 100 охватывающих и более 60 моделей внутриканальных наушников.

Рисунок 11. Зеленым – колонки с «плоским» откликом, от розового к красному – версии хармановской кривой 2013, 2015 и 2017 гг.

Также была выведена кривая для внутриканальных наушников (рис. 12).

Рисунок 12. Зеленым – колонки с «плоским» откликом, светло-синим и тёмно-синим – хармановские кривые для внутриканальных наушников от 2015 и 2017 г. соответственно.

Интересно, что как для охватывающих, так и для внутриканальных наушников от версии к версии, от года к году целевые нижние частоты поднимаются.

Тут может сложиться впечатление, что с 2012 по 2018 никто кроме команды Harman International исследованиями в области звука не занимался. Естественно, это не так. Например, в 2015 годы появилось интересное исследование, доказывающее необходимость корректировки HRTF для китайцев: Typical data and cluster analysis on head-related transfer functions from Chinese subjects. «By comparing the similarity between the Chinese HRTFs and those of Western subjects, it is also proved that Chinese and Western HRTFs differ significantly on statistics, and therefore separately analyzing the similarity and cluster of Chinese HRTFs is necessary and reasonable.» Также в 2015 году выходит работа голландского исследователя Йеруна Брибаарта No correlation between headphone frequency response and retail price, показывающая отсутствие связи между стоимостью наушников и качеством их звука; на эту работу впоследствии ссылается и Шон Олив. Интересна и корреляция между данной работой и рейтингом внутриканальных наушников, составленным обзорщиком Кринаклом. При переносе оценок Кринакла и стоимостей наушников на график связь между стоимостью и качеством звука также практически не прослеживается.

Наконец, в 2017 году выходит абсолютно эпическое исследование, обобщающее все предыдущие исследования и уточняющее их результаты: «Perception & measurement of headphone sound quality: is there a preferred target response?». Автором, помимо Шона Олива и Тодда Вельти, указан также Омид Хонсари. Для этого исследования используется уточненная модель человеческого уха, количество участников исследования увеличивается до 238 человек, из которых 71 человек – представители США, 72 из Германии, 26 из Китая, 69 из Канады, мужчины и женщины. 39 подготовленных слушателей, 199 – неподготовленных. Как всегда, проводятся двойные слепые тесты, используются также «виртуальные наушники», слушателям опять дают покрутить настройки низких и высоких частот. Результаты:

  • Опыт прослушивания (подготовленность слушателя) практически не влияет на выбор наушников.
  • Слушатели из разных стран выбирают одни и те же наушники.
  • Возраст слушателя имеет небольшое влияние на выбор наушников.
  • 64% слушателей при слепом прослушивании выбирают наушники, тюнинг которых соответствует хармановской кривой.
  • Женщины предпочитают менее выраженный бас и менее выраженные высокие частоты по сравнению с мужчинами, но в этом вопросе требуются дополнительные исследования.
  • Участники, обладающие бОльшим опытом прослушивания, предпочитают более ровную настройку звука по сравнению с менее опытными участниками.
  • С повышением возраста до 56 лет слушатели выбирают настройку звука с меньшим количеством баса и высоких частот. После 56 лет – меньше баса, но больше высоких частот, что связано с деградацией слуха.

Общий вывод о том, как должна выглядеть целевая кривая настройки звука: это не одна кривая, а некоторый класс кривых, лежащий в определенном диапазоне. Выбор конкретной кривой конкретным слушателем может зависеть от:

  • Предложенного для прослушивания материала.
  • Индивидуальных предпочтений (возраста и опыта прослушивания).
  • Фонового шума, обладающего маскИрующим эффектом относительно нижних и средних частот.
  • Посадки наушников (отыгрывания басовой составляющей).

Проводится и исследование восприятия звука внутриканальных наушников, для которого приглашается 71 слушатель (36 подготовленных, 35 неподготовленных) и берутся 30 моделей внутриканальных наушников. В результате хармановская кривая для внутриканальных наушников подтверждает свою состоятельность, её стабильно выбирает большинство слушателей. Работа огромная, презентация занимает 132 страницы, но если вы хотите разобраться в теме, я настоятельно рекомендую ознакомиться с этой работой, она сверхинтересная.

Итак, на конец 2020 года мы имеем хармановскую кривую версии 2019 года для внутриканальных наушников и хармановскую кривую для охватывающих наушников версии 2018 года (рис. 13).

Рисунок 13. Зеленым – колонки с «плоским» откликом, тёмно-синим – хармановская кривая для внутриканальных наушников 2019 г., красному – хармановская кривая для охватывающих наушников 2018 г.

Тут следует заметить, что данные кривые не являются единственными актуальными целевыми кривыми.

Я бы обратил внимание читателя на еще два варианта (рис. 14):

  • Фиолетовый – целевая кривая (IEF target curve), предложенная известным обзорщиком Кринаклом (Crinacle, https://crinacle.com/).
  • Белый – целевая кривая, предложенная пользователем реддита Oratory1990. По его словам, данная целевая кривая основана на неких еще не опубликованных исследованиях в области аудио. Насколько мне известно, Oratory1990 – инженер, работающий в аудиоиндустрии в Австрийской компании.
Рисунок 14. Зеленым – колонки с «плоским» откликом, красным – харман 2018 для охватывающих наушников, синим – харман 2019 для внутриканальных наушников, фиолетовым – Crinacle для охватывающих наушников, белым – Oratory1990 для охватывающих наушников.

Лично мой опыт прослушивания показывает, что мне наиболее близка именно кривая Кринакла.

Что касается индивидуальных целевых кривых, в эту сторону «копает», например, компания Theoretica Applied Physics, которая предлагает приобрести систему для снятия индивидуальной HRTF под конкретное ухо, в комплекте с соответствующим софтом. Всего за $3000.

Шон Олив жив и здоров, он продолжает исследования в области звука на должности Harman Senior Research Fellow. В одном из последних своих интервью он рассуждает о новых наушниках AKG K317 и некой фирменной целевой кривой AKG. У него есть YouTube-канал, последнее видео на котором было выложено 5 лет назад. Однако, именно там можно найти презентации по некоторым его исследованиям.

В следующей части — о том, как правильно смотреть, и на что конкретно смотреть в графиках измерений наушников.

Источники:

  1. https://www.researchgate.net/publication/327883233_The_Dynamic_Response_of_the_Basal_Membrane_to_Short_Acoustic_Pulses
  2. https://seanolive.blogspot.com
  3. https://www.soundstagesolo.com/index.php/features/217-where-are-we-at-with-the-harman-curve
  4. https://hydrogenaud.io/index.php/topic,100538.0.html
  5. https://hydrogenaud.io/index.php?topic=104155.0
  6. https://thevinylcleaner.com/the-relationship-between-perception-and-measurement-of-headphone-sound-quality/
  7. https://www.headphonesty.com/2020/04/harman-target-curves-part-3/
  8. https://www.soundstagesolo.com/index.php/features/217-where-are-we-at-with-the-harman-curve
  9. https://crinacle.com/2020/04/08/graphs-101-how-to-read-headphone-measurements/
  10. https://web.archive.org/web/20130702072525/http://www.innerfidelity.com/content/harman-researchers-make-important-headway-understanding-headphone-response
  11. https://web.archive.org/web/20140303001714/http://www.innerfidelity.com/content/headphone-target-response-curve-research-update
  12. https://web.archive.org/web/20140325124559/http://www.innerfidelity.com/content/first-test-estimated-harman-target-response-curve-various-headphones
  13. http://mariobon.com/Glossario/Cuffie_Risposta_in_frequenza_1.pdf
  14. http://mariobon.com/Glossario/Cuffie_Risposta_in_frequenza_2.pdf
  15. https://pro.harman.com/insights/harman-pro/video-akg-reference-response-acoustics-and-why-it-matters-to-critical-listening/
  16. https://github.com/jaakkopasanen/AutoEq/tree/master/compensation
  17. https://www.youtube.com/watch?v=SDRHFNfFCFU
  18. https://www.headphones.com/pages/measurements-and-frequency-response
  19. https://www.stereophile.com/content/stereo-image-page-2
  20. https://www.stereophile.com/content/between-ears-art-and-science-measuring-headphones-page-4
  21. https://www.listeninc.com/wp/media/Perception_and_-Measurement_of_Headphones_Sean_Olive.pdf
  22. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003682X1500033X
  23. https://www.reddit.com/r/headphones/comments/dr1jp3/what_exactly_is_the_harman_curvetarget/
  24. https://www.youtube.com/user/tonmeister86/videos
  25. https://daystarvisions.com/Music/31-band_EQ_values.pdf

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *