Найти тему
V_A_N

Pro ... желаемую "частотку" [target responce]

С недавних пор общепринято фактическую амплитудно-частотную наушников нормировать на так называемый target responce (желаемый частотный отклик), в связи с чем возникает много путаницы и брожение.

Тема уже поднималась-освещалась мною ранее и была отражена (правда, мельком) на конкретном примере:

Всеобъемлющий сбор забугорной инфы получился здесь:

Однако путаницы меньше не стало. Видать, я не достучался, а обзорный опус слишком длинным для массового чтения оказался. Необходимо разжевать получше.

Изначально все здравомыслящие дружно плясали вот от такой печки:

Работы различных авторов показали, что субъективное качество в основном коррелирует с линейными (спектральными) признаками, а не с нелинейными (искажающими) показателями (см. Temme et al., 2014; Fleischmann et al., 2014).
Измеренные  АЧХ студийных наушников, принятых считать образцовыми.
Измеренные АЧХ студийных наушников, принятых считать образцовыми.

По мере выпуска огромного количества разнообразных по типу (и звучанию) наушников возник соблазн навести ревизию, пересмотрев казалось бы незыблемое.

Суть в том, что для объективной оценки звучания наушников (в отличие от акустических систем в акустически идеальных помещениях) ровная как по линеечке АЧХ уже не катит. Поскольку излучатель находится слишком близко к уху (барабанной перепонке), а в случае внутриканальных наушников - вообще в ухе, то из-за резонансов ушного канала правильная АЧХ должна быть ... кривой. Правильная - в смысле, отражающая восприятие на слух наиболее точно и реалистично. А где реалистичность, там и (подразумевается) благозвучность.

И какая же форма АЧХ для наушников самая верная??? Очевидно, для накладных наушников должна быть одна, а для вставных - другая, для накладных - третья. Более того, поскольку с возрастом слух у людей сильно меняется, то и для каждого возрастного отрезка - свой оптимальный частотный отклик. Так, пожилым наверняка требуются более мощные высокие частоты. У жителей шумных мегаполисов, работников шумных производств слух подсаживается быстрее, значит, для них, чтобы сориентироваться при покупке, нужны свои оптимальные АЧХ наушников???

Но как это выяснить? Измерять АЧХ с помощью имитатора человеческого уха (в частности, GRAS) – допустим. А насколько сей имитатор воссоздаёт реальную картину? Получается, без косвенной оценки сопоставления - никак. Набрать побольше слушателей и побольше разных моделей наушников, прогнать пакетом гармонических сигналов на разных частотах при разных уровнях громкости и опросить мнение, когда "частотка" воспринималась одинаково. Однако при таком походе приходишь к хорошо известным кривым равной громкости, что не устраивало ни жаждущих новизны исследователей , ни аудио индустрию, цель которой продать как можно больше, т.е. удовлетворить спрос большинства. Поэтому проблемный вопрос разрулили кардинально, ограничившись увеличением числа слушателей, всего лишь варьируя искусственную эквализацию для самых линейных на тот момент наушников (Sennheiser HD800) относительно некой акустической системы, отстроенной по частотке "ровно"в точке прослушивания (размещения манекена) в идеализированном по акустическим свойствам помещении.

Народ сравнивал звук, пришедший от колонок, со звуком в наушниках, и крутил настройки эквалайзера для получения идентичности. Какое положение регуляторов эквалайзера показалось оптимальным электорату в плане красоты звука, то и как бы есть идеал, в том числе коррекции. Если вдуматься, это всё равно, если бы в студию с выверенными студийными мониторами запустили толпу с улицы и попросили покрутить ручки на пульте на своё усмотрение. А то, что большинство (исследователями персональная выборка не уточняется, кроме того, что участвовали подготовленные и не подготовленные слушатели) заведомо предпочитает посолонее и поперчнее, скромно умолчали. Выбранную массовкой эквализацию наушников, не парясь, приняли за эталонную, которую взялись навязывать рекомендовать производителям как заветный target responce. При этом о воссоздании реалистичности звучания и идентичности-натуральности речи и не шло. Оцените красоту игры!)))

Отправная точка сего грандиознейшего надувательства - 2012-й год. Идея и результаты исследований изложены в «The Relationship between Perception and Measurement of Headphone Sound Quality». Итог (похоже, промежуточный) подведен в «Perception & measurement of headphone sound quality: is there a preferred target response?».

Первым по списку в заключении значится вывод исследований, проведённых в 2015 году голландцем Йеруном Брибаартом: No correlation between headphone frequency response and retail price. (между ценой и частотным откликом нет взаимосвязи). Не слабо, но ожидаемо. Серьёзнейший научный журнал не даст соврать:

[https://pubs.aip.org/asa/jasa/article/141/6/EL526/917945/No-correlation-between-headphone-frequency]
[https://pubs.aip.org/asa/jasa/article/141/6/EL526/917945/No-correlation-between-headphone-frequency]

Следует пояснить, что у приведенных выше частотных откликов для каждого наушника было вычтено среднее значение по частоте. Таким способом отстроились от разной чувствительности наушников – показателя существенного. Т.е. наушники, раскрывающие детали звука, и наушники просто громкие, не мудрствуя лукаво, привели к, гм-м, одному знаменателю. И не удивляйтесь кривизне, плюс-минус 5 дБ в АЧХ наушников – явление широко распространённое. А вот то, что кривизна частотного отклика у наушников разной цены получилась очень схожей (по меньшей мере, конгруэнтной), заставляет задуматься. Больше всего настораживает огромный пик, торчащий в области 3 кГц. Для вставных (внутриканальных) наушников это норма. Но для остальных – мягко говоря, странно. Как их всех умудрились причесать под одну гребенку? Ответ прост как дважды два!!! Это у имитатора уха (HMS II.3 artificial head - HEAD Acoustics, Germany) АЧХ такая – сильно кривая.

Подоплека же данного вывода намного хитрее. Ушлые маркетологи выяснили, что в эпоху цифрового аудио качество звучания - не основной критерий выбора у абсолютного большинства покупателей. Главное - удобство, дизайн и фирма/цена. Накрайняк, звучание легко подстраивается цифровым эквалайзером. Поэтому искусственным ухом всех уравняли. Высший пилотаж, не правда ли?

Дальше – больше! Опять с помощью искусственного уха выдали на гора так называемую хармановскую кривую. Заполученный эталончик (по умолчанию предназначенный для всех землян) по ходу подзатачивали. Поэтому в разные годы плод вышел разным:

target responce в 2013, 2015, 2017 годах годах (зелёным цветом очередная муть)
target responce в 2013, 2015, 2017 годах годах (зелёным цветом очередная муть)

То, что кривулины упорно получались ассиметричным с так называемыми кривыми равной громкости, почему-то исследователей не навело на мысль. Как и то, что максимальная чувствительность слуха аккурат совпала по частоте (3 кГц) с пиком «коммунизма» новоявленной target response.

[https://manifold-studio.com/krivaya-fletchera-mensona/]
[https://manifold-studio.com/krivaya-fletchera-mensona/]

Кривая Флетчера-Мэнсона | Manifold Studio

Ну как же так, испытуемые люди задирали желаемый частотный отклик для наушников именно на частоте максимальной чувствительности своего слуха! Получается, в предложенных наушниках слышали как-то иначе, а все дёргания эквалайзера – ловкость рук и обман слуха ? Кстати, на какой громкости проводились исследования и какой музыкальный материал давали прослушать, упорно замалчивается.

Понимаю, тема наушников слишком подкрадывается к военным секретам. Поэтому запустить ложный след – дюже заманчиво, т.к. стопудово обеспечивает кусок жирный и пропитание с икорочкой с маслицем на долгие годы. Но почему весь научный мир тихой сапой схвал? А главное, почему мировые производители наушников сделали бравурную стойку?

Допустим (хотя и скрепя сердцем), что им там сверху виднее, тем более, аж в Харман (скупленным Гнусмас). Но чем же всё-таки мерили АЧХ для получения пресловутой target responce? А вот этим:

[https://www.grasacoustics.com/products/ear-simulator-kit/product/737-43ag]
[https://www.grasacoustics.com/products/ear-simulator-kit/product/737-43ag]

А что внутри? А вот это:

-6
-7

Цемус в том, что не заваливать высокие частоты производителям наушников очень затрано, а большинство народа их толком не слышит. Врубаетесь, откуда ноги растут у новоиспечённого эталончика?

Тру-ля-ля! Если по уму, то у всех, допущенных к рулю («я не с руль, я – Чебурашка!»), сначала надо бы проверить слух на аудиометре, вымыв ушки тщательнее. И потом уж наводить науку и выносить вердикты.

Система слуха человека представляет собой набор волокнистых резонаторов (полосовых фильтров), функционирующих параллельно во времени. Резонаторы имеют разную добротность и распределены по частоте неравномерно, поэтому восприятие звука не линейно. Барабанная перепонка, улитка, орган Корти – это всё внешняя часть. Основная обработка сигналов происходит в мозге. Причем сигналы обрабатываются постоянно одновременно с осуществлением локации источника звука и отсеиванием-подавлением отражённых звуков. Заткните одно ухо, и покрутитесь в кресле при звучащей акустической системе. Мозг достроит звуковую картину, определив расстояние до источника звука и сбившись только когда отраженные от стен сигналы превзойдут по амплитуде прямые. Благодаря работе мозга частотное слуховое восприятие мало изменяется с расстоянием от источника звука. Вот и с наушниками мозг достраивает «картину» относительно звука из колонок. В случае предшествующего привыкания к звуку из бумбоксов (дурного музыкального вкуса, или недостаточного опыта прослушивания) мозг сбивается спонталыку, требуя от наушников особенного частотного отклика. Между прочим, не задумывались, почему с высокочастотных резонаторов нейроимпульсы выдаются в мозг чаще, чем с низкочастотных?)))

Однако производители, раскусив фишку, встретили target responce аплодисментами , переходящим в продолжительные бурные овации. Фокус-покус поясню на примере конструктивно аналогичных Mi Air 2 Pro наушников модели Anker SoundCore Liberty Air 2 Truly Wireless :

сплошной линией - измеренная АЧХ, пунктиром - желаемый отклик
сплошной линией - измеренная АЧХ, пунктиром - желаемый отклик
абстрактная АЧХ - после математической коррекции (для левого и правого наушника)
абстрактная АЧХ - после математической коррекции (для левого и правого наушника)

Двузубец, сильно торчащий в области 6-8 кГц, очевидно, желанная перчинка. Или резонанс мембраны, устранять который производителю шибко накладно.

Вернёмся к тому, откуда ноги растут. Почему желаемый частотный отклик от Харман имеет такую странную форму? На графике ниже кривая зеленого цвета – якобы для колонок с «плоским» откликом (хрень какая-то, чтобы мозги запудрить), синего – кривая коррекции для внутриканальных наушников, красного – кривая для охватывающих наушников. С басами всё ясно, но пичара в области 2-3 кГц убивает наповал. Как сие может понравиться людям с нормальным слухом, чтобы там доценты не накрутили с искусственным ухом ?

-10

На десерт провёл собственное маленькое расследование. Дал послушать народу в режиме чёрного ящика трое накладных наушников: топовые Sennheiser HD600, скромные HD100 и средние из Pioneer.

АЧХ у которых вместе со 2-й, 3-й и 4-й гармониками следующая:

HD600
HD600
HD100
HD100
Pioneer
Pioneer

То есть АЧХ у всех трёх существенно разная, как и искажения.

И как вы думаете, звучание каких наушников больше всего понравилось большинству? Последних!!! У которых самая неровная АЧХ и самые большие (на НЧ и ВЧ) искажения.

Отсюда далеко идущие выводы J :

1) Искажения звука в наушниках для большинства покупателей не актуальны

2) Сглаженность/ровность АЧХ даже мониторных наушников для большинства покупателей не обеспечивает желанного звучания

3) Форма идеального частотного отклика и цена наушников явно имеют более сложную связь.

И что теперь делать меньшенству покупателей, обладающих уточённым (не убитым) слухом? Копить на Hi-End !!! Understand me right???

======================================================