Привет, Пикабу и всем жаждующим качественного звука, а так же тем, кто совсем ничего не знает, но желает знать! Читать придётся много, но объяснение доступно для всех.
Желающим найти истину, обозвать меня лгуном, начать холливар, сказать спасибо , опровергнуть или узнать больше - добро пожаловать :D
Я, как всегда, расходую своё время на поиск священного Грааля. Немало важная тема это звук. Он касается живого исполнения и прослушивания каких-либо записей.Что ж.. статья начинается. У меня тут стена из акустических систем, суммарной мощностью (даже считать страшно): 700 Вт (номинал) * 12 пар = 16 800 Вт (17 кВт) .. Скажем так: мощная буба в девятке имеет всего 2000 Вт пиковой мощности, а здесь 17 тысяч и это номинал.
📈Пиковая – максимальная кратковременная мощность, которую выдерживают без повреждений динамики при подаче на них специального шумового сигнала в течение короткого промежутка времени (обычно 1 с) . Испытания повторяются 60 раз с интервалом в 1 мин.
📉Номинальная – среднеквадратичное значение электрической мощности, ограниченной заданным уровнем нелинейных искажений. То есть номинальная мощность это то, на чём слушают громко, пиковая это то, при какой громкости начнётся левый шум,хрип, перегрев и выход из строя.
И вот решил я послушать хороший звук, для этого нужно настроить АС(акустические системы) под помещение, в котором они расположены. В качестве отладочных композиции я выбрал множество стилистически различных треков и решил слушать на стандартных настройках.
💬 Композиция Harry Potter Jedwig's Theme в исполнении якобы симфонического оркестра. (на самом деле инструменты там электронные - это слышно) Texas in July альбом one reality ребята писали в частном доме на свои электро штучки (якобы студия) - мастеринг слабый, не звучит. решил обратиться к более качественным MyGrain - и тут нет того, что нужно, потому что плохо. далее были lamb of god ведь они всегда точат мощь - промах за промахом . Slayer ? - эти мужики легендарны с дедушкой на вокале. - Не то качество. если ищу качество, то может великий чёрный альбом металики или другие альбомы? - НЕТ ! нет ! нет !.. давай самый лучший аудио подарок - Rammstein. крутил крутил.. даже они насколько качественные, всё равно не зазвучали.
👀Я так подумал: "до чего я докатился? я не слушаю музыку в плеере, потому что наушники мне не дают натуральный звук, хорошие стоят 15-30 тыс рублей, и те не самые лучшие.. я вообще перестал слушать музло, потому что очень сильно привык к живому звуку, и тут дошло дело до абсурда, я слушаю Metallica - Fuel и слышу как Kirk Hammet не идеально играет свою лажёвую партию припева :D:D я бы не сказал что я зазнался, а даже наоборот - хочу сказать что я вчера весь вечер потратил на звук. Да я вообще уже который год трачу на звук. ВСЮ НЕДЕЛЮ ОСТАВЛЯЛ ТРЯПКУ МОКРУЮ В ЧЕХЛЕ С ГИТАРОЙ, что бы ДЕРЕВЯШКА ПРОМОКЛА И ЗВУК СТАЛ ПЛОТНЕЕ О_____о . "
И создаётся вечное впечатление что я не слышу в записях того, что нужно .. так оно и есть! После этого были найдены сверхкачественные релизы известных композиций, который на мой взгляд помогут протестировать звучание АС и доставят удовольствие любому слушателю. Далее будет техническая часть доказывающая всем противникам хорошего звука, всем тем, кто смеялся на аудиофилами, всем, кто утверждал что всё это фантазии музыкантов. Доказательство людям, которые имеют хороший слух и вкус, и не могут защититься не имея фактов задокументированных наукой. Доказательсва в фактах и математических расчётах. Музыка - это искусство, наука не может быть против наивысшего проявление нашей развитости.
Учебная часть.
Заказ такси здравствуйте ! куда поедете ? - радиорынок Герц. (или таблетки Допельгерц)
Дорогие читатели, Вы много раз слышали слово "Герц", возможно не все знают где его используют, что он означает и где можно использовать.
+ Герц - единица измерения переодических процессов в секунду.
1 Гц означает одно исполнение (реализацию) такого процесса за одну секунду.
Частота обновления экрана монитора 70 Гц означает что в секунду экран загорается 70 раз разными рисунками (иногда одинаковыми, но загорается, однако диоды не успевают остывать либо не выключатся, по этому мы не видим это мерцание (хотя на старых мониторах видно как они мерцают и дрожат), но если вы потрясёте рукой перед монитором, то увидите сколько картинок вы пропускаете из-за того, что 30% реальности монитор просто не осветил. Человеческий глаз рассчитан получать картинку со скоростью в 100 кадров в секунду.
Частотная характеристика амплитуды волны в Герцах означает сколько раз волна достигает высших по модулю точек в секунду, то есть крайних значений. Но её рисунок становится ещё сложнее в результате наличия обертонов - гармонических приколюшек. Сегодня я расскажу про звук достаточно глубоко, по этому пока в это лезть не будем. но скажу что на практике гул телефонной трубки это ровная синусойда, а звук пианино на этой же ноте - совершенно друга история.
Камертон звучит ровно, два камертона входят в резонанс и дают обертона. Флейта и другие более сложные инструменты, далее до бесконечности уже дают сложную функцию.
Запись известных форматов и возможности Акустических систем позволяют нам услышать почти всё что хотят показать музыканты, стараясь на студии.
Диапазон записи в формате для распространения обычно 20 - 22 000 Гц
Человек слышит 16 - 22 000 (не уверенно Википедия кое где намекает на 22 тысячи)
Цитата из "Энциклопедия по машиностроению XXL":
Согласно экспериментальным данным эквивалентный контур обладает при слабой силе импульса постоянной времени порядка 0,2—0,3 мсек., а при нормальной силе 0,06 мсек* . Видимо, эта величина представляет собой границу восприимчивости уха к быстрым динамическим изменениям уровня сигнала при более резких изменениях небольших уровней, что возможно, например, при автоматическом регулировании динамического диапазона, ухо не срабатывает , не доводя, таким образом, эффект до сознания. Установлением этого специфического порога слуха занимался ряд исследователей (Штейдель, Бекеши).
* здесь я сделал сам пометку, поскольку расчёты мои опровергают точность единицы измерения, которая указана в энциклопедии, предположим что они опечатались. Там должно быть не миллисекунд, а просто секунд. Суть вот в чём:
1 сек : 0,06 секунд=16,6666666666667
то есть. в 1 одной секунде таких кратковременных импульсов может быть максимально для слышимости 16,6. Это как раз стартовая позиция нашего уха, а именно 16 Герц.
исторический факт и технология : Суть кодирования в формат с потерями MP3 состоит в следующем. Аудиосигнал претерпевает перекрестную дискретизацию – по амплитуде и по времени, после чего эти данные описываются дискретными преобразованиями Фурье. Такой метод оцифровки аналогового сигнала был описан (страшно подумать!) почти восемьдесят лет назад в 1933 году в теореме Котельникова. Эта теорема гласит, что любой аналоговый сигнал ограниченного спектра может быть описан с дискретной последовательностью его мгновенных значений, следующих с частотой, вдвое превышающей частоту наивысшей гармоники данного процесса. Всем хорошо знаком тот факт, что частота дискретизации звука (в нашем случае – частота выборки мгновенных значений амплитуды звука) на аудио диске равна 44,1 кГц. Эта цифра объясняется просто – в силу физиологических особенностей человеческого уха, слышимый частотный диапазон среднестатистического человека обычно едва достигает 20 кГц. Удваивая эту частоту согласно теореме Котельникова, получаем 40 кГц, то есть, значение, практически используемое на аудио CD. Избыточность дискретизации 44,1 кГц взята для оставления запаса по отношению к теоретическому пределу. Половина этого значения (частота Найквиста) – 22050 герц – ограничивает верхнюю полосу частот, до которой звук может быть воспроизведён без искажений.
Это значит что ЦАП и АЦП (Цифро-аналоговый преобразователь) работают таким образом: В 2 раза превышая наш слуховой порог, перекрывает этим запасом недостаток обертонов.
Недостаток вызванный малой частотой дискретизации, а вызвана она тем, что значений опирающихся на верхний порог умноженный на 2 с запасом недостаточно.
Это утверждение сделано слишком поверхностно, и профессора скажут что я сошёл с ума. Однако, на рисунке указана диаграмма всей песни .
Слева направо это время. Столбик в любом положении показывает частотную составляющую в одной точке временного отрезка.
Жёлтый - более низкие частоты, красные - средние , фиолетовые - высокие шипучки всякие, короче бархат :D . Здесь мы видим что в верхнем участке вырисовывается явный предел. в Данном случае 20 тысяч Герц.
А это АХЧ (Амплитудно частотная характеристика) как раз в один из моментов, который вы выберете на точке времени. Слева - низкие частоты, справа - высокие. Мы видим что после 16 000 Герц резкий провал в записи, но там есть целый запас до 22 000 который мы вообще-то в жизни слышим.
К стати количество этих столбиков на верхнем рисунке как раз ограничивается частотой дискретизации. То есть это то число сколько импульсов (фотографий сигнала, посылок с функциями) происходит в секунду на записи.
А ниже нарисована полная картинка, как должно быть, как бывает на качественных записях и что происходит в мире, в слышимом диапазоне для человека (не считая инфра и ультра звук). Как видим ниже, на фиолетовом рисунке высокие частоты плавно сходят, но не исчезают вовсе.
Скажу ещё что слушаем мы обычно на динамиках,в которые установлены мембраны сделанные из бумаги, и не одна в мире бумага не сыграет точно так же как пластик натянутый на корпус барабана.
То есть то, что происходит от музыканта до слушателя, это запись микрофоном, как шевелится мембрана (на пример) барабана (с очень высокой скоростью, толкая воздух, который действует разряжаясь и создавая давление на слуховой орган) затем звук считанный микрофоном, в котором стоит маленькая мембрана, двигающаяся, создавая магнитное поле отправляет электрический ток по проводу в микшерный пульт (усилитель, приёмник и прочее) - такой сигнал называется аналоговым. далее есть 2 пути:
1. сигнал попал в аналоговый (не цифровой) усилитель, усилился и пошёл в колонки. Это в случае с живым выступлением если не используется цифровая аппаратура (что редкость в наше время).
2. электрический ток принимает на себя АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) который рассчитывает функцию (по теореме Котельникова) записывается в текстовую последовательность графики функций и сохраняется в доступный оборудованием формат, либо идёт дальше в ЦАП, который решает функцию на основе результата подаёт электрический ток из предусилителя в провода, этот ток идёт на усилитель, а тот раскачивает его используя энергию тока из розетки (на пример), а этой силы тока уже должно хватить что бы заставить шевелиться тяжёлую (иногда и не очень) бумажную мембрану обмотанную медной проволокой помещённой в магнит - работать динамик.
И так частота дискретизации ЦАП и АЦП дома, на студии и в конечном варианте аудиофайла обычно - 41.1 тысяча Герц.
Это означает: что звуковая волна с бесконечным множеством существования тех самых столбиков пропускает их записывая всего :((( сорок одну тысячу сто штук в секунду. Разница таких импульсов и их прямое влияние на звучание изображено на графиках ниже. 41.100 блоков информации в секундочку.
44,1 кГц если вдуматься-то звучит многообещающе, более того я бы сказал что слишком круто :D
Очевидная вещь: звук любой частоты для точности просчитывается 41 100 раз в секунду, это что бы было понятно что это очень хорошо
Вернёмся к математике:
У шестой (толстой) струны стандартного строя "ми" частота колебаний равна 82,4 Герцам. Это значит что струна дёргается туда-сюда 82,4 раза в секунду.
Рассчитаем отношение:
44 100 : 82.4 = 535,1941747572816
Скажите, Вам достаточно одновременно услышать 535 гитар вариантов одной гитары в одной песне? Что означает это число? Достаточно ли в этом мире ограничится чем-то в количестве 535?
Всего 535 оттенков цветов.
Если вы видите полосы и их разницу, то имейте ввиду, что 16 бит поддерживает 65 миллионов оттенков цветов, но даже это заметно.
Предположим что других цветов (жёлтый и вообще всех остальных кроме как на фотке просто не существует) с сверху почти оригинал, снизу уже оцифрованная (увеличить для того что бы заметить)
А это уже совсем ущербно как мп3 песенка.
То же самое и со звуком ... 535 цветов. Всего 535 песен. 535 слов.
535.
Это число означает отношения частоты дискретизации к частоте колебания волны. Предположим что мы имеем почти 10 минутную запись, где каждую секунду звучат разные вариации звучания струны. их всего пока что 535 и все они одной громкости. предположим что в идеальных условиях они между собой выстроены последовательно, как красный переходил к чёрному. А теперь представим что вы перемотали с 7-ой секунды на 4-ю минуту. Кто-нибудь скажет насколько сильно бы отличался звук? думаю не все, но это не значит что это не слышат другие и этого не существует. Выше я описал идеальные условия, которые никогда не будут существовать, и в этих идеальных условиях каждый удар по струне - отличается.
Попробуйте бить по столу абсолютно одинаковыми ударами, что бы возникло подлинное ощущения дежавю. :D я пока не могу посчитать вероятность этого события, но это можно сделать с помощью сверхмощных ПК, если солнце не сгорит, пока он это высчитывает. Однако вероятность ограничивается теорией, а в природе никогда ничего не бывает одинакового.
На пример: мы построили механизм который дергаёт по струне абсолютно одинакового. в случае когда мы играем на одной струне - второй удар будет уже по изношенной струне с трещинами и ссадинами на металле, в другой уже влажности воздуха и в иной разряженности в воздуха. (О, да: я- маньяк). 2 механизма -в разных замкнутых закрытых системах изолированных друг от друга пророчит РАЗНОЕ магнитное поле объектов вселенной действующее на струну. В общем: повторить на практике - никогда.
Если представить картину сложнее то там есть обертона, ультра звук и инфра звук, то что не воспринимают мембраны ушей, но воспринимают нейроны волос, басс - наше тело, а ультразвук - влияет на молекулярном уровне. Ах да, в ультра- и инфра- звук тоже сложные волны с обертонами :) И это только струна гитары, а там ещё бас-гитара, барабаны, голос - совсем другие картины.
По этому и ценится так актерская игра, когда плёнка и время оценивается очень дорого, нужно сыграть жестами, мимикой и криком самый лучший, подлинный и близкий по эмоциям вариант. По этому и ценится так актерская игра, когда плёнка и время оценивается очень дорого, нужно сыграть жестами, мимикой и криком самый лучший, подлинный и близкий по эмоциям вариант.
Я не стану публиковать расчёты, но скажу что если слишком сильно запищать и повышать ноту (частоту колебания), то после самой высокой слышимой ноты, получится дельфиновый ультразвук, затем вы попадёте в чей-то эфир своей радио волной, потом перекроете сотовую связь, затем помешаете Wi-Fi -ю выполнять свою функцию, затем повлияете на бортовые радиолокационные станции и системы управления вооружением современных самолётов-истребителей, если ещё поднапрячься, то начнёте светить ртом, дальше - ультрафиолет (электромагнитное излучение между видимым светом и рентгеновским) Да, дальше вы рентгените на кого-нибудь в лицо, а потом радиация, гамма-излучение , в конечном итоге сжигаете и разрушаете на молекулярном уровне что-нибудь, в зависимости от мощности связок :D . если на оборот низкую ноту, то землетрясение, конечно в зависимости от мощности голоса..)
К практической реальности.
Разница в фазе: ветвистые нейроны способны различать фазовый сдвиг до 10-15 градусов между приходом звуковых волн в правое и левое ухо для частот в примерном диапазоне от 1 до 4 кГц (что соответствует точности в определении времени прихода в 10 мкс). Разница в спектре: складки ушной раковины, голова и даже плечи вносят в воспринимаемый звук небольшие частотные искажения, по-разному поглощая различные гармоники, что интерпретируется мозгом как дополнительная информация о горизонтальной и вертикальной локализации звука
* Микросекунда (мкс) — единица времени, равная одной миллионной доле секунды
Точность определения места возникновения звуковой волны работает со скоростью
1 миллион принятых импульсов человеческим ухом в секунду. Факт. После звука из динамика, к нам доходят ещё отражения от стен, что называется реверберацией. Факт.
Это очень разн и тся с тем, что считают многие пиком идеальности качества в 44,1 тысячи Герц. А ещё эти люди смеют говорить другим, что никто в мире не слышит нюансов. То есть человек, который сказал что всё нормально и обзывается ламподрочером заявляет что у него слух лучший в мире. )) Для новичков в теме звука: вам ещё предстоит слышать термин "тёплый ламповый звук" не один раз, в некоторых случаях он не применим из-за гибридности цифровой и аналоговой техники, лампа вносит искажения которые можно оценивать как полезные, так и отрицательные.
По факту вот что происходит:
В начале импульса происходит быстрое нарастание напряжения до амплитудного значения Um. В течение некоторого времени напряжение сравнительно медленно уменьшается на величину ΔUC, затем быстро падает. Можно выделить три части реального прямоугольного импульса: фронт, вершину (плоская часть) и спад. Кроме того, вследствие переходных процессов в конце фронта и спада импульса может возникнуть выброс напряжения или тока. После выброса наблюдаются затухающие паразитные колебания.
Ниже показано как лампа сглаживает квадратную волну, а если в песне много ступенек, то лампа может и улучшить такой порезанный звук, такой какой вы слушаете зачастую не имея пластинок, плееров и крутых усилков.
Когда вы покупаете наушники, обычно вы смотрите на диапазон - окей.
Пусть там будет 20 - 20 000... это всего лишь показывает то, что мембрана наушника может шевелиться со скоростью от 20 до 20 000 раз в секунду, и как она шевелиться, на сколько широкий у неё ход на какой-то частоте определяется АХЧ- Амплитудной характеристикой частоты.
На рисунке указано что чем ниже бас, тем тише он звучит, средние - норм, а вот высокие - не стабильно.
Как человек, который бы не знал всего этого, я бы сказал: если где-то что-то прибавилось - где-то что-то убавится.
Высокая скорость движения мембраны = малый ход мембраны, а значит очень слабая громкость.
Высокая скорость = для чьих-то ушей может быть и не уловимым в силу изношенности слухового аппарата. (перепонки и ещё кое чего)
Ну, теперь вы стали взрослее.
DVD-аудио диск обеспечивает частотный диапазон от 5 до 96000 Гц (до 48000 Гц для многоканальной записи), динамический диапазон до 144 дБ и время звучания до 74 мин. Максимальный битрейт – 9,6 Мб/с. Хватит ли на это вашей аппаратуры что бы услышать что там есть?
2 уха, 1 миллион Герц чувствительности. Современный человек. Живой звук.
И на гитаре игрец и на районе человек не последний :D
всё.