Виды целевых кривых
При оценке “ровности” АЧХ наушников
всегда возникает вопрос, как именно должна выглядеть субъективно ровная АЧХ.
Когда мы оцениваем АЧХ колонок, то “ровная” АЧХ должна быть максимально приближена к прямой горизонтальной линии. При этом производители могут закладывать неровную АЧХ намеренно, с поправкой на условия прослушивания, на громкость, параметры конечного помещения и особенности расстановки АС относительно слушателя.
АЧХ, которые служат ориентиром, называются как целевые кривые или таргет / target curve.
С наушниками ситуация осложняется тем, что голова человека, по аналогии с микрофоном, имеет разную АЧХ относительно положения источника в пространстве из-за сложной формы ушных раковин.
Второе осложнение, это метод измерения наушников. В случае с АС мы можем сделать измерение в условиях безэховой камеры, а потом внести расчетные поправки под практически любое помещение. Наушники мы измеряем непосредственно при взаимодействии с ушной раковиной, и здесь очень сложно вычесть из полученной АЧХ влияние ушной раковины и добавить поправку на АЧХ от другой ушной раковины. Т.е. это примерно как делать измерение АС в случайной ванной комнате с множеством резонансов и после этого давать прогноз, каким будет звук в другом помещении.
Сделать измерение без ушной раковины с последующим ее добавлением расчетным путем аналогично не получится, т.к. нарушается условие внутреннего заполнения пространства ушной раковиной. Из-за этого существуют разные концепции стендов, часть из которых вошли в международные стандарты, а другие в фактические или внутренние производственные.
Возможно, с учетом роста доступности 3D сканирования через смартфон, будет разработан иной тип стендов для первичного измерения и после моделирования влияния индивидуальной ушной раковины на конечную АЧХ.
всегда возникает вопрос, как именно должна выглядеть субъективно ровная АЧХ.
Когда мы оцениваем АЧХ колонок, то “ровная” АЧХ должна быть максимально приближена к прямой горизонтальной линии. При этом производители могут закладывать неровную АЧХ намеренно, с поправкой на условия прослушивания, на громкость, параметры конечного помещения и особенности расстановки АС относительно слушателя.
АЧХ, которые служат ориентиром, называются как целевые кривые или таргет / target curve.
График разброса АЧХ на 360° от ушной раковины без учета ушного канала. Живое измерение. Шаг поворота головы 15°. От -15° до 120° сплошная линия, 135°~165° и 300°~330° пунктирная линия, 180°~285° линия точками.
С наушниками ситуация осложняется тем, что голова человека, по аналогии с микрофоном, имеет разную АЧХ относительно положения источника в пространстве из-за сложной формы ушных раковин.
Второе осложнение, это метод измерения наушников. В случае с АС мы можем сделать измерение в условиях безэховой камеры, а потом внести расчетные поправки под практически любое помещение. Наушники мы измеряем непосредственно при взаимодействии с ушной раковиной, и здесь очень сложно вычесть из полученной АЧХ влияние ушной раковины и добавить поправку на АЧХ от другой ушной раковины. Т.е. это примерно как делать измерение АС в случайной ванной комнате с множеством резонансов и после этого давать прогноз, каким будет звук в другом помещении.
Сделать измерение без ушной раковины с последующим ее добавлением расчетным путем аналогично не получится, т.к. нарушается условие внутреннего заполнения пространства ушной раковиной. Из-за этого существуют разные концепции стендов, часть из которых вошли в международные стандарты, а другие в фактические или внутренние производственные
.
Возможно, с учетом роста доступности 3D сканирования через смартфон, будет разработан иной тип стендов для первичного измерения и после моделирования влияния индивидуальной ушной раковины на конечную АЧХ.
Основные распространенные целевые кривые
Изначально было предложено несколько вариантов “как правильно” вычислить такую АЧХ наушников, которая на стенде означала бы субъективно ровную АЧХ или "оптимальную или наилучшую АЧХ".Кривая свободного поля (Free-field curve) и HRTF
Первый вариант вычисления целевой кривой, это измерение АЧХ стенда для наушников в условиях безэховой камеры. Таким образом, измерение производится только прямого звука без дополнительных переотражений от стен.
При расположении источника перпендикулярно "лица" стенда мы получаем АЧХ с названием кривая свободного поля / Free-field curve. Так как мы обычно слушаем музыку не с монофонической колонки (расположенной под 0 градусов), а с двух колонок, расположенных под углами от 15 до 60 градусов, то кривая свободного поля зависит от угла измерения, и вместо одной целевой линии АЧХ мы получаем несколько вариантов. Обычно кривую свободного поля приводят к 0 или 45 градусам.
График АЧХ стенда HDM-X для 0°, 45° и 90°.
Так как под разным углом АЧХ меняется, то при выборе угла возникают и другие вопросы. Мы можем ориентироваться на расположение АС относительно слушателя, а можем вспомнить, что когда мы хотим что-то хорошо расслышать, то слушаем это одним ухом под 60~90 градусов.
Таким образом, вместо одной АЧХ под 0° или 45° в виде кривой свободного поля, АЧХ могут измеряться под разными углами. Группа этих АЧХ показывает зависимость изменения АЧХ от угла. Функция, которая описывает изменение АЧХ от угла называется Head Related Transfer Function / HRTF.
На основе комбинации АЧХ от разных углов можно сделать усредненную целевую кривую. Одной из таких является целевая кривая RAA Target v1
.
В RAA измеренные стенды и реальные живые головы попадают в базу под производителем c названием HRTF.
Кривая диффузного поля / Diffuse-field curve
Второй вариант предполагает, что в реальности мы слышим не только прямое излучение звука, но и переотражения от стен, пола и потолка. Для измерения такой АЧХ предполагается получить АЧХ на стенде от ненаправленного звука. Для этого звук излучается множеством источников и в области уха должна получиться ровная АЧХ на ненаправленный микрофон. Таким образом, мы должны получить некий аналог корректной суммы от кривых свободного поля. Такая АЧХ называется кривой диффузного поля / Diffuse-field curve.
Недостатком такого подхода в первую очередь является невозможность надежного контроля параметра “ненаправленности” звукового поля. Из-за этого проблематично независимо воссоздать условия измерения и получить прогнозируемый результат. Таким образом, в для одного и того же стенда в разных лабораториях получается разный результат.
Недостатком такого подхода в первую очередь является невозможность надежного контроля параметра “ненаправленности” звукового поля. Из-за этого проблематично независимо воссоздать условия измерения и получить прогнозируемый результат. Таким образом, в для одного и того же стенда в разных лабораториях получается разный результат.
Кривая Harman curve
В 2012 году была предложена целевая кривая от компании Harman на основе субъективного прослушивания наушников с коррекций звука в сравнении со звучанием АС в акустически подготовленного помещения. Этот метод позволил получить общий вид АЧХ субъективно ровно звучащих наушников для стенда стандарта IEC 60318-4 (GRAS 43AG). На сегодняшний день это одна из самых известных и масштабных работ в области исследования целевых АЧХ.
Трудоемкость и подход выведения этих целевых кривых вызывает большое уважение во всем мире.
К минусам можно отнести то, что кривая создана под определенный стенд и вывести такую кривую тем же способом под другой стенд слишком долго и трудоемко. Более того, увеличение количества участников приводит дальнейшим поправкам целевой кривой, а это значит, что кривая является общим ориентиром.
Вторым минусом, или скорее особенностью, является то, что целевая кривая презентуется потребителям довольно упрощенно, из-за чего нет четкого представления о пределах погрешности, правильной интерпретации и зависимости от внешних условий. Подробнее об этом разобрано в отдельном материале про кривую от Harman.
Вторым минусом, или скорее особенностью, является то, что целевая кривая презентуется потребителям довольно упрощенно, из-за чего нет четкого представления о пределах погрешности, правильной интерпретации и зависимости от внешних условий. Подробнее об этом разобрано в отдельном материале про кривую от Harman
.
Усредненные лучшие АЧХ
Альтернативным способом получения целевой АЧХ может быть усреднение группы АЧХ тех наушников, которые по субъективному тестированию показались наиболее ровными и нейтральными. Такой вариант использует Soundguys.
Вариант целевой кривой "фирменного" звука от Kennerton в открытых планарных моделях, измеренных на стенде HDM-X
Вы можете подобную целевую сделать под себя самостоятельно. В сервисах RAA есть функционал для создания целевой кривой на основе усредненных АЧХ и возможность создания корректировки АЧХ наушников.
Из особенностей - такое усреднение желательно делать не по полному частотному диапазону от каждой модели, а по тому, который субъективно показался ровным.
Пересчитанные целевые кривые
Что делать, если хочется, к примеру, получить кривую Harman под альтернативный стенд? Самым простым способом является вычитание конечных АЧХ одинаковых моделей наушников, а после эту поправку добавить к новому стенду. Т.е. по сути сделать расчет относительной коррекции между двумя стендами.Обычно такой способ дает большую погрешность из-за разных экземпляров наушников и особенностей проведения тестирования (где на результат могут влиять усилители с ненулевым импедансом
). Еще погрешность добавляется из-за вычислений АЧХ с разным уровнем сглаживания и разным подходам к усреднению АЧХ.
Обычно после таких вычислений на выходе получаются излишне изрезанные целевые АЧХ против более гладкого оригинала. И как бы не рассчитывалась поправочная кривая между стендами, все равно эта поправка не позволит получать АЧХ на одном из стендов такой, какой она бы получилась на другом стенде. Но, здесь важным является уровень сглаживания АЧХ и чем он больше, тем расхождений будет меньше.
Гипотетически для пересчетов разницы между стендов под полноразмерные наушники, бОльшую точность можно получить не через измерения наушников, а через HRTF непосредственно стендов. Такой вариант будет проверяться в RAA отдельно.
Комбинированные целевые кривые - МультиТаргет
Так как наушники слушаются в самых разных условиях, например на разной громкости и внешней зашумленности, то единой верной для всех целевой кривой нет. Но, можно разделить целевые кривые на базовые и поправочные.
Два МультиТаргета - красный показывает, как должна восприниматься АЧХ наушников при громком воспроизведении, а желтая при тихом. АЧХ измеренных наушников показывает, что на средней громкости они будут восприниматься так же, как если бы ровные наушники играли на тихой громкости. Восприниматься же ровными они будут при более громком прослушивании, а не естественной громкости.
К базовым могут относится те кривые, которые показывают лишь влияние ушной раковины или часто применяемую целевую кривую - например от Harman или диффузного поля. К поправочным могут относится варианты изменения АЧХ от условий прослушивания, громкости, зашумленности, ощущения передачи баса и т.п.
Например, конечная кривая целевая от Харман сочетает в себе условно базовую (высокие частоты) и поправочную кривую (низкие частоты) и кто-то использует ее целиком, а кто-то считает, что поправку в области низких частот необходимо убирать.
Именно в этом направлении развивается функционал сервисов с АЧХ
, где появляется возможность гибкой настройки конечных целевых АЧХ.
Часть целевых кривых находится под "маркой" целевые кривые, а другая часть в маркерах/функциях.
