Кривые равной громкости ISO 226-2009 и АЧХ наушников
О кривых равной громкости
Работа Loudness в Technics SE-A6
Известно, что восприятие количества низких частот существенно зависит от громкости. В Hi-Fi усилителях и предусилителях часто встречается режим Loudness, поднимающий низкие частоты. Благодаря этому на тихой громкости низкочастотный регистр достаточно хорошо слышен.
На примере предусилителя Technics это выглядит как подъем низких и средних частот на 9 дБ.
Если использовать "басовитые" акустические системы в условиях тихого прослушивания, то получается естественный подъем на АЧХ, аналогичный включенному режиму Loudness.
Наглядность и практичность исходных кривых равной громкости
Последняя модель кривых равной громкости вошла в международный стандарт ISO 226-2009.
АЧХ линий показывают, как на самом деле мы слышим относительную громкость между частотами в зависимости от громкости исходного сигнала. Сравнение громкости делалось относительно частоты в 1 кГц. Можно видеть, что частоты в районе 3 кГц, в области максимальной чувствительности уха воспринимаются аналогично громко при подаче на меньшей громкости.
По сути, сама по себе кривизна линий мало интересна, т.к. является своеобразным эквалайзером наших ушей и при воспроизведении записей с естественным уровнем громкости будет восприниматься ровно с акустической системы с "ровной" АЧХ.
При изменении уровня громкости субъективно тональный баланс будет меняться, но АЧХ в абсолютных величинах останется такой же ровной.
Такой вид графика используется в справочных материалах и не дает прямого наглядного применения для настройки аудиосистем.
Часто этот график используют для пояснения порога слышимости, и это оставляет иной информационный акцент, где мы условно или слышим низкие частоты, или не слышим и включаем настройку Loudness. На деле же это одно из применений этого графика.
АЧХ линий показывают, как на самом деле мы слышим относительную громкость между частотами в зависимости от громкости исходного сигнала. Сравнение громкости делалось относительно частоты в 1 кГц. Можно видеть, что частоты в районе 3 кГц, в области максимальной чувствительности уха воспринимаются аналогично громко при подаче на меньшей громкости.
По сути, сама по себе кривизна линий мало интересна, т.к. является своеобразным эквалайзером наших ушей и при воспроизведении записей с естественным уровнем громкости будет восприниматься ровно с акустической системы с "ровной" АЧХ.
При изменении уровня громкости субъективно тональный баланс будет меняться, но АЧХ в абсолютных величинах останется такой же ровной.
Такой вид графика используется в справочных материалах и не дает прямого наглядного применения для настройки аудиосистем.
Часто этот график используют для пояснения порога слышимости, и это оставляет иной информационный акцент, где мы условно или слышим низкие частоты, или не слышим и включаем настройку Loudness. На деле же это одно из применений этого графика.
Преобразование в практичный вид кривых равной громкости
Сведение всех линий графиков к одному относительному уровню.
Если все линии просто свести относительно одной частоты, то будет более наглядно видно, что от уровня громкости меняется восприятие низких и верхних частот.
Но такое представление графика все равно не позволяет визуально дать ответ на вопрос - как именно меняется восприятие АЧХ конкретных наушников при изменении уровня воспроизведения музыки.
Если взять за основу определенный уровень (например 72 дБ SPL) и представить его в виде прямой линии, то остальные кривые мы получим как разность от этой линии. Таким образом мы получаем наглядную картину, как меняется наше восприятие АЧХ при изменении уровня громкости! Т.е. график, приведенный ранее, выпрямляется и переворачивается. По сути, эти кривые показывают настройку эквалайзера, которая накладывается на основную АЧХ наушников.
В этом нет никакого глобального открытия, но есть возможность наглядно применить эту зависимость на практике с наушниками.
Мы видим, что при повышении уровня громкости увеличивается отдача в области самых низких частот (желтые и красные кривые). А при понижении уровня наоборот отдача уменьшается (зеленые и синие кривые). Это очень похоже на ручку тембра низких частот. Если мы выставим уровень громкости ниже естественного, то будем ощущать недостаток баса, а если выше, то наоборот, избыток.
Но такое представление графика все равно не позволяет визуально дать ответ на вопрос - как именно меняется восприятие АЧХ конкретных наушников при изменении уровня воспроизведения музыки.
Если взять за основу определенный уровень (например 72 дБ SPL) и представить его в виде прямой линии, то остальные кривые мы получим как разность от этой линии. Таким образом мы получаем наглядную картину, как меняется наше восприятие АЧХ при изменении уровня громкости! Т.е. график, приведенный ранее, выпрямляется и переворачивается. По сути, эти кривые показывают настройку эквалайзера, которая накладывается на основную АЧХ наушников.
В этом нет никакого глобального открытия, но есть возможность наглядно применить эту зависимость на практике с наушниками.
Мы видим, что при повышении уровня громкости увеличивается отдача в области самых низких частот (желтые и красные кривые). А при понижении уровня наоборот отдача уменьшается (зеленые и синие кривые). Это очень похоже на ручку тембра низких частот. Если мы выставим уровень громкости ниже естественного, то будем ощущать недостаток баса, а если выше, то наоборот, избыток.
Одна из причин, почему кривые равной громкости не спешат использовать на практике – все линии рассчитываются под определенное звуковое давление. Естественный уровень при воспроизведении музыки варьируется от жанра, например инструментальная музыка обычно негромкая - 70-85 дБ SPL, а тяжелый металлический рок порой громче 100-110 дБ SPL.
Тем не менее, если мы построим графики для разных опорных уровней, распределение кривых «громче» и «тише» останутся такими же, с погрешностью около 1 дБ.
Возможно, отсутствие наглядности в исходном графике кривых равной громкости изначально давало ложное предположение о сложности применения этих кривых к заранее неизвестному уровню громкости. Так как погрешность измерений АЧХ наушников выше, чем 1 дБ, то это позволяет применять кривые равной громкости к любому разумному уровню громкости.
Таким образом, можно привязать график к относительному изменению АЧХ, а не определенному уровню в абсолютных величинах.
Относительное субъективное изменение количества низких частот не зависит от того, какое звуковое давление мы принимаем за исходно-ровное. При повышении уровня громкости на 12 дБ, мы получим относительную прибавку в 6 дБ на 40 Гц независимо от исходного уровня. В рамках обсуждения музыки мы можем принять нормой 72 дБ для живого исполнения или спокойных жанров, а для других жанров берем другие уровни.
Тем не менее, если мы построим графики для разных опорных уровней, распределение кривых «громче» и «тише» останутся такими же, с погрешностью около 1 дБ.
Возможно, отсутствие наглядности в исходном графике кривых равной громкости изначально давало ложное предположение о сложности применения этих кривых к заранее неизвестному уровню громкости. Так как погрешность измерений АЧХ наушников выше, чем 1 дБ, то это позволяет применять кривые равной громкости к любому разумному уровню громкости.
Таким образом, можно привязать график к относительному изменению АЧХ, а не определенному уровню в абсолютных величинах.
Относительное субъективное изменение количества низких частот не зависит от того, какое звуковое давление мы принимаем за исходно-ровное. При повышении уровня громкости на 12 дБ, мы получим относительную прибавку в 6 дБ на 40 Гц независимо от исходного уровня. В рамках обсуждения музыки мы можем принять нормой 72 дБ для живого исполнения или спокойных жанров, а для других жанров берем другие уровни.
Какую практическую пользу можно извлечь из ISO 226-2009 для наушников?
Зная субъективное изменение АЧХ, можно подобрать наушники с наиболее субъективно ровной АЧХ под ту громкость, под которой производится прослушивание музыки. Для определения своего референсного уровня громкости есть отдельный материал
.
Например, у наушников может быть приподнят бас. Можно вычислить, на каком уровне громкости наушники должны восприниматься наиболее ровно. Здесь видно, что при уровне -10 дБ от естественного наушники становятся "ровными". Это значит, что такие наушники будут оптимальны для прослушивания в более тихом режиме, и наоборот, будут "бубнящими" на обычной или повышенной громкости.
Здесь обратная ситуация. Видно, что при уровне +10 дБ от естественного наушники становятся "ровными". Это значит, что такие наушники будут оптимальны для прослушивания в громком режиме, и наоборот, будут слишком "светлыми" на обычной или пониженной громкости.
Здесь приподнят бас. При уровне -17 дБ от естественного наушники становятся "ровными", но в сторону средних частот, самые же низкие частоты получаются ослабленными.
.
Синяя линия - исходная АЧХ наушников.
Зеленая - вариант субъективно ровной АЧХ на определенном отклонении громкости.
Оранжевые - разные варианты отклонений.
Зеленая - вариант субъективно ровной АЧХ на определенном отклонении громкости.
Оранжевые - разные варианты отклонений.
Например, у наушников может быть приподнят бас. Можно вычислить, на каком уровне громкости наушники должны восприниматься наиболее ровно. Здесь видно, что при уровне -10 дБ от естественного наушники становятся "ровными". Это значит, что такие наушники будут оптимальны для прослушивания в более тихом режиме, и наоборот, будут "бубнящими" на обычной или повышенной громкости.
Синяя линия - исходная АЧХ наушников.
Зеленая - вариант субъективно ровной АЧХ на определенном отклонении громкости.
Оранжевые - разные варианты отклонений.
Зеленая - вариант субъективно ровной АЧХ на определенном отклонении громкости.
Оранжевые - разные варианты отклонений.
Здесь обратная ситуация. Видно, что при уровне +10 дБ от естественного наушники становятся "ровными". Это значит, что такие наушники будут оптимальны для прослушивания в громком режиме, и наоборот, будут слишком "светлыми" на обычной или пониженной громкости.
Синяя линия - исходная АЧХ наушников.
Зеленая - вариант субъективно ровной АЧХ на определенном отклонении громкости.
Оранжевые - разные варианты отклонений.
Зеленая - вариант субъективно ровной АЧХ на определенном отклонении громкости.
Оранжевые - разные варианты отклонений.
Здесь приподнят бас. При уровне -17 дБ от естественного наушники становятся "ровными", но в сторону средних частот, самые же низкие частоты получаются ослабленными.
Функционал в RAA с ISO 226-2009
Поправка для АЧХ на сайте RAA с учетом ISO 226-2009 производится через соответствующую функцию-маркер.
.
АЧХ наушников и целева кривая "МультиТаргет" из базовой целевой кривой RAA v1 и поправочной по ISO 226-2009 для громкости выше средней на 16 дБ.
Ее можно применить как к АЧХ наушников, так и к целевой кривой для дальнейшего сравнения с АЧХ наушников или эквализации.
В примере целевая кривая построена для условий прослушивания с уровнем громкости на 16 дБ выше естественного. В этом случае наушники из примера будут восприниматься наиболее ровно, но в условиях, когда они будут наоборот слушаться на 16 дБ тише. Эквализация потребуется лишь для устранения общей неравномерности в области низких и средних частот.
В дополнительном сводном отчете для наушников можно переключить отображение графика в компенсированный вариант и переключать отклонение для ISO 226. После подбора более ровного графика по значению от ISO 226 можно сделать вывод о том, для громкого или тихого прослушивания эти наушники будут оптимальны.
В примере целевая кривая построена для условий прослушивания с уровнем громкости на 16 дБ выше естественного. В этом случае наушники из примера будут восприниматься наиболее ровно, но в условиях, когда они будут наоборот слушаться на 16 дБ тише. Эквализация потребуется лишь для устранения общей неравномерности в области низких и средних частот.
В дополнительном сводном отчете для наушников можно переключить отображение графика в компенсированный вариант и переключать отклонение для ISO 226. После подбора более ровного графика по значению от ISO 226 можно сделать вывод о том, для громкого или тихого прослушивания эти наушники будут оптимальны.
Эквализация под свой уровень громкости
АЧХ наушников и целевая кривая "МультиТаргет" из базовой целевой кривой RAA v1 и поправочной по ISO 226-2009 для громкости выше средней на 16 дБ.
Для себя можно определить условия прослушивания со своим комфортным уровнем громкости и сделать иную компенсацию.
Например, наушники хочется слушать на громкости на 12 дБ громче.
Тут коррекцию для МультиТаргета надо применить с противоположным знаком: если тише, со знаком "+", если громче, наоборот со знаком "-".
В данном случае получается -12 дБ.
Например, наушники хочется слушать на громкости на 12 дБ громче.
Тут коррекцию для МультиТаргета надо применить с противоположным знаком: если тише, со знаком "+", если громче, наоборот со знаком "-".
В данном случае получается -12 дБ.
