Я сам сейчас бьюсь над этой проблемой, с басом и мидом уже решил этот вопрос, а вот СЧ и ВЧ еще не до конца...
Цитата:
Попробуем теперь хотя бы качественно оценить способность обычных стереофонических звукозаписей, выполненных с применением известных микрофонных техник, и воспроизводящей стереосистемы с двумя громкоговорителями донести до слушателя не только информацию, необходимую для правильной локализации источников звука, но и ту, которая гарантирует проявление феномена бинаурального освобождения. Хотелось бы поверить в способность аудиоаппаратуры вызывать у слушателей оба названных эффекта. Однако оказалось, что стереозаписи, выполненные с применением микрофонных техник, работа которых основана на улавливании только различий в интенсивности стереосигналов, принципиально не способны донести до слушателя информацию, необходимую для срабатывания указанного механизма освобождения. Это означает, что мозг слушателя, который непрерывно высчитывает текущие кросскорреляционные функции ушных сигналов, при прослушивании таких стереозаписей в результате действия названного механизма воспримет все источники звука как условно находящиеся на одной оси в пространстве между громкоговорителями, тогда как локализоваться на стереосцене они будут в разных направлениях - что само по себе даже забавно. Этот пример иллюстрирует версию о различии между механизмами локализации и пространственного освобождения от маскировки. Получается, что из-за отсутствия временных (фазовых) различий между ушными сигналами стереозапись, сделанная с использованием микрофонных техник интенсивной стереофонии, в принципе не может звучать более ясно и прозрачно, чем монофоническая.
http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image018.jpg
Рис. 2. Прохождение сигналов от источников звука S и N до ушей слушателя через стереосистему, включающую два встроенных в искусственную голову микрофона и два разнесенных громкоговорителя:
а) схема прохождения через стереосистему до ушей слушателя сигналов от источников S и N;
б) временные различия ушных сигналов для случая, когда эти сигналы – короткие импульсы и попадают в уши слушателя через стереосистему (где http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image009.gif и http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image011.gif- относительное запаздывание сигналов от источников S и N на выходе встроенных в искусственную голову микрофонов; http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image020.gif и http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image022.gif - относительное запаздывание ушных сигналов от правого и левого громкоговорителей)
Менее очевидной может показаться утрата информации, необходимой для бинаурального освобождения в тех случаях, когда стереозаписи выполнены с использованием микрофонных техник фазовой стереофонии. Чтобы убедиться в том, что эта утрата все же происходит, рассмотрим рис. 2а. Здесь изображено прохождение сигналов от тех же источников S и N к слушателю через стереосистему, то есть дополнительно через два микрофона, встроенные в искусственную голову, и затем через два разнесенных громкоговорителя. На первый взгляд, мы имеем идеальный, "экологически чистый" вариант донесения до слушателя всей пространственной информации. Но, не будем спешить с выводами и сравним эту схему со схемой прохождения сигналов от тех же источников в естественных условиях (рис. 1а). Оказывается, при прослушивании стереосистемы слушатель улавливает вдвое большее количество ушных сигналов, чем в естественных условиях. В их числе - пара когерентных сигналов, сообщающих о местоположении источника полезного сигнала в правом громкоговорителе, и пара с информацией о местоположении того же источника в левом громкоговорителе. Аналогичным образом слушатель воспримет пары когерентных сигналов, оповещающих о местоположении там же двух источников помех. Конечно, мозг слушателя попытается распознать временные различия в парах ушных сигналов, соответствующих фантомам полезного источника и источника помех, но тогда он воспримет их как слабо когерентные. Спутанность ушных сигналов, соответствующих фантомным источникам звука, хорошо видна на рис. 2б. Плохо то, что она возникает на отрезке времени, совпадающем с активным воздействием на восприятие первой волны звука. Из-за этой, как оказалось решающей, неразберихи в сигналах мозг слушателя в стремлении освободиться от маскировки, как это предписано "моделью предпочтений Османа" [13], предпочтет фантомным источникам реальные, то есть правый и левый громкоговорители, хотя в них полезный сигнал и помеха уже неразделимы. Таким образом, ожидаемый эффект освобождения от маскировки и в этом случае должен либо отсутствовать совсем, либо быть очень слабым, особенно если к этому добавить фазовые рассогласования каналов стереосистемы, возникающие, например, в результате распада поверхности диффузоров громкоговорителей на независимые зоны излучения.
Даже при беглом ознакомлении с рисунками бросается в глаза главная причина утраты когерентности ушных сигналов, соответствующих фантомным источникам - это перекрестные сигналы (то есть сигналы из правого громкоговорителя в левое ухо, и наоборот). Эти противоестественные сигналы к тому же слегка опаздывают, примерно на 100 мкс, так как проходят более длинный путь, чем прямые. Именно из-за добавления этих сигналов мы ощущаем такое разительное ухудшение пространственного впечатления при стереовоспроизведении по сравнению со слушанием в естественных условиях. Эту разницу нельзя было не заметить, и некоторые прогрессивные несоветские ученые заинтересовались влиянием перекрестных сигналов на пространственное восприятие, в частности, на когерентность ушных сигналов [14]. Более того, в 1962 году М. Шредеру и Б. Аталу [15] в лабораторных условиях удалось при воспроизведении через два разнесенных громкоговорителя исключить перекрестные сигналы, впервые применив их электрическую компенсацию. Спустя 7 лет П. Дамаске и В. Меллерт [16], а также Р. Кюрер, Г. Пленге и Г. Вилкенс [17] создали пригодные для промышленного производства системы, в которых также была применена компенсация перекрестных сигналов. Через 16 лет в СССР автором статьи с группой сотрудников было смакетировано устройство для электрической компенсации перекрестных сигналов в трехмесячный срок. Срок был установлен приказом министра промышленности средств связи. Об этом достижении было сообщено в газете "Социалистическая Индустрия" от 25 февраля 1979 года. Но это уже чисто советская история. Помню, я сделал тогда несколько записей оркестра с балкона в Большом зале Ленинградской филармонии с помощью двух микрофонов, встроенных в искусственную голову. Эти записи, воспроизведенные через обычную стереосистему и устройство для компенсации перекрестных сигналов, звучали, несмотря на грубое нарушение музыкального (инструментального) баланса, поразительно ясно, но тогда всех, и присутствовавшего журналиста из газеты, взволновала удивительная локализация источников звука. Особый восторг вызвала демонстрация специальной записи того, как мотоциклист разъезжает вокруг слушателя.
Именно тогда аудиотехника имела шанс пойти по пути улучшенной стереофонии (названной бинауральной[6]), но, по-видимому, всемирная звукорежиссерская мафия каким-то образом воспрепятствовала этому[7].
Одержав победу над здравым смыслом, звукорежиссеры не стали задумываться о вреде перекрестных сигналов. Осуществляя стереозаписи, они пошли по пути искусственного конструирования стереосцены, а также добивались ясного звучания с помощью звукорежиссерского пульта. Именно он дал возможность балансировать громкость звучания музыкальных инструментов, устанавливать соотношение прямого звука и реверберации, выбирать ее параметры и т. п. Понятно, что в этой работе без полимикрофонной техники и искусственной реверберации было уже не обойтись. Поскольку первичного звукового пространства в стереозаписях совсем не оставалось, чисто конструкторская работа звукорежиссера, называемая сведением, была признана творческой и попала под защиту Закона "Об авторском праве и смежных правах".
|
Цитата:
http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image005.jpg
Рис. 1. Прохождение сигналов от естественных точечных источников звука до ушей слушателя от полезного S и от помехи N:
а) схема прохождения сигналов (http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image007.gif- угол между направлением на источник и осью симметрии головы слушателя в горизонтальной плоскости);
б) временные различия ушных сигналов для случая, когда эти сигналы – короткие импульсы (где http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image009.gif и http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image011.gif - относительные запаздывания ушных сигналов от источников S и N)
Естественные звуки, которые воспринимает слушатель, как видно на рис. 1а, несут его мозгу достаточную информацию для приведения в действие кросскорреляционного способа освобождения полезного сигнала от помех. На этом рисунке в горизонтальной плоскости изображены два находящихся в разном направлении относительно головы слушателя источника звука: S - источник полезного сигнала, и N - источник помехи. От каждого из них слушатель улавливает по паре сигналов. Понятно, что сигналы в каждой такой паре имеют между собой большое сходство и поэтому когерентны, тогда как по относительному запаздыванию они не равны друг другу. Последнее объясняется характерной для каждого положения источника в пространстве неодинаковостью расстояния до левого и правого ушей слушателя. Именно различие относительных запаздываний, обозначаемое мной неравенством http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image013.gif(см. рис. 1б), имеет решающее значение для кросскорреляционного освобождения сигналов источника S от маскировки сигналами источника помех N [11]. Для слуха человека относительное запаздывание, соответствующее определенному местоположению источника звука в окружающем пространстве, равно http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image015.gif (гдеhttp://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image017.gif- максималь*но возможное различие ушных сигналов по времени, составляющее 630 мкс;
http://www.aml.nm.ru/articles/Stereo...s/image007.gif- угол на горизонтальной плоскости между осью симметрии головы слушателя и проекцией на нее направления на источник).
Текущий кросскорреляционный анализ, осуществляемый, как предполагается, мозгом слушателя, с одной стороны, объединяет пару когерентных ушных сигналов в один слуховой объект, с другой - сохраняет в подсознании как пароль информацию об относительном запаздывании. Последнее вполне естественно, так как аргументом кросскорреляционной функции является не текущее время, а именно это запаздывание.
Чем больше отличие относительных запаздываний сигналов, исходящих от источников S и N, тем больше различаются их кросскорреляционные функции, а значит, тем лучше мозг обособляет полезный сигнал. Что любопытно, кросскорреляционный способ предоставляет слушателю возможность отличить сигнал от помехи, даже когда они мало отличаются друг от друга (например, если и те и другие сигналы - щелчки, как показано на рис. 1б) и звучат одновременно. Кросскорреляционное разделение слухом сигналов наблюдается, даже когда сигналы от источника S когерентны, а от источника N некогерентны. Это подтверждается фактом, что в реальных условиях восприятию прямого звука диффузное поле реверберации не мешает.
Достоинством корреляционной модели является то, что она математическая, а значит, все ее возможные, а также невозможные следствия легко предсказуемы. Например, модель эта, корректно раскрывает механизм бинаурального освобождения полезного сигнала от маскировки, но при этом она бессильна объяснить [12], как происходит выделение информации, необходимой для формирования ощущения направления на источник звука, из уровневых различий. Но, как говорится, нет худа без добра. Наэтот раз научное противоречие даже принесло некоторую пользу, так как подтвердило мою точку зрения относительно того, что механизмы локализации и бинаурального освобождения от маскировки по своей сути должны быть совершенно разными.
Если обдумать сказанное, то остается признать, что накопленные наукой и широко использованные в стереофонии знания о пространственной локализации, а также все хитрости, придуманные ради того, чтобы обмануть механизмы локализации для достижения так называемого стереоэффекта, можно спокойно выбросить на свалку. Резкость моего заявления оказывается оправданной, если считать феномен бинаурального освобождения главным при двухушном восприятии музыки. Надеюсь, что хотя бы меломаны меня в этом поддержат.
|
А тут полная статья хотя там речь идет о противопоставлении моно vs стерео, но не это главное, главное что там чеко описан механизм восприятия и распознавания человеком звука. |
