Измерение HRTF

Обычно при описании измерения HRTF упоминается безэховая камера, как и при измерении любых АС. На практике безэховая камера является дорогим помещением и в своей собственности оно есть лишь у институтов и крупных заводов.

При отсутствии доступа к такому помещению по разным причинам (финансам, времени, расстояний) есть альтернативные методы измерений в условиях обычного помещения, но с получением результата как в безэховой камере.

Суть сводится к тому, что в микрофон поступает как прямой сигнал, так и отраженный от стен, пола и потолка. В зависимости от расстояния до пола/потолка и стен отражения поступают в микрофон с некоторой задержкой. После получения импульсной характеристики, по ее спектру мы строим АЧХ.

Хитрость здесь в том, что мы можем посмотреть спектр на коротком временном участке, в котором будет только прямое излучение, до появления отражений. В этом случае недостатком метода является ограниченная частотная область в области низких частот. Для АЧХ АС это решается через отдельное измерение низкочастотной секции АС с близкого расстояния, а после сшивкой с частотным диапазоном от прямого излучения. И, на выходе АЧХ, практически как из безэховой камеры. Это требует больше времени на тестирование и более трудоемко, но возможно проще, чем транспортировка тяжелых АС до специализированного помещения, не надо ждать очереди для тестирования здесь и сейчас, и не нужно платить аренду при тестировании.

В случае с измерением HRTF головы живого человека такой способ более реализуем организационно. К недостатку метода здесь можно отнести только отсутствие измерения низкочастотного диапазона. С учетом того, что для измерения важен лишь диапазон выше 1 кГц, то этот недостаток не является существенным.

Как измеряется HRTF

При измерении в помещении расстояние выбирается по двум критериям, это минимальное расстояние, с которого звуковое поле становится равномерным, и максимальное, при котором еще не нет сильного влияния переотражений от стен.

Минимальное расстояние обычно зависит от габаритов АС. Максимальное - от габаритов помещения.

При предварительном тестировании пробовались разные варианты АС и в итоге лучший результат показал небольшой широкополосный динамик. Таким образом, оптимальным расстоянием от динамика до уха получился диапазон от 70 до 110 см.

Это расстояние в целом небольшое и накладывает определенные ограничения. Если расположить голову на оси динамика, то угол для уха не будет строго равен 0 градусов. Соответственно именно ухо должно располагаться относительно оси динамика и поворот должен производится именно вокруг оси уха.

Как измеряется HRTF от стенда

Для измерения стенда было сделано крепление под штатив таким образом, чтоб ось вращения штатива была ровно под осью ушной раковины. И дополнительно был распечатан трафарет угла поворота с шагом под 15 градусов.

Как измеряется HRTF от человека

Измерение человека немного сложнее, т.к. застыть как статуя довольно сложно. Для этого определяется точка в пространстве под положение уха. Положение в пространстве фиксирует лазер, который светит вертикально сверху. Пользователь соответственно через зеркало отслеживает положение уха в пространстве. Дополнительно над пользователем стоит установка с лазерами, которая светит во все стороны с шагом в 15 градусов. Над ухом располагается еще один лазер, при помощи которого можно обеспечить контроль точного поворота головы.

Вариант более быстрого тестирования через множество расположенных вокруг динамиков, или вращающейся платформы, может быть рассмотрен только при устойчивом спросе на такое измерение.