Forum Replies Created
-
Posts
-
Apie sunkiojo metalo muzikos atkūrimą.Klausytoją nudžiuginti gali nebūtinai didelis orkestras, nes keli muzikantai šiuolaikiniais instrumentais taip pat gali užpildyti sceną. Gali groti labai garsiai, kai elektrinių gitarų signalas įvaromas į pilną ribojimą, būgnai mušami ir spardomi visa jėga, lėkštės talžomos be gailesčio, o dainininkai mikrofonus sukiša į gerklę ir rėkia kiek jėgos leidžia. Įrašyti tokį garsą yra iššūkis net skaitmeniniu formatu, todėl studijose atliekamas muzikos dinaminio diapazono sumažinimas.Paaiškinsiu, kodėl naudojamas dinaminis diapazono sumažinimas.Vienas muzikos signalo parametrų yra Crest faktorius (CF), nusakantis pikinio (didžiausio) garso signalo santykį su vidutiniu garsumu. Muzikos mėgėjams tai labai svarbus dalykas. Deja, paliktas paraštėse.Pažvelkime giliau.Sinusiniam signalui CF yra nedidelis – 1,4, o decibelais tai būtų 3 dB. Muzikos, o ypatingai tos garsiosios CF siekia 20 dB arba 10 kartų. Štai čia pasitinka problemos… Tarkime, naudojame 85 dB/W/m jautrio kolonėles (įprastas lentyninių AS jautris), o muziką norime klausyti 90 dB garsumu. Tai maždaug 30 kartų tyliau negu roko muzikos koncerte, bet būtų įprastas garsumas trankesnei muzikai paklausyti namie. Padavus sinusinį signalą ir klausant 2 metrų atstumu, 90 dB garsumą turėsime su 6 W stiprintuvo galia. GAS darbo režimas bus lengvas, nes AS su nedideliais žemadažniais garsiakalbiais kolonėlių kompresavimas prasideda maždaug nuo 20 W. Didžiausias garsumas su lentyninėmis ir sinusiniu signalu būtų 95 dB, o pikinis – atitinkamai +3 dB didesnis (98 dB).Jei signalas yra nekompresuota „metalinė“ muzika, situacija visiškai pasikeičia: norint girdėti tą patį 90 dB vidutinį garsumą, reiktų paduoti 314 W galią. Su 85 dB/W/m jautrio lentyninėmis tai neįmanoma.Sukompresavus įrašą iki 12 dB (vidutinio ir maksimalaus garsumo santykis nebe 10, o 4 kartai) CF situacija pagerėja – GAS turėtų dirbti 50 W galios režime. Garsas bus kompresuojamas, girdėsime iškraipymus, bet… sunkiosios muzikos mėgėjai gali rizikuoti metalu pačirškinti garsiakalbius. Tiesą sakant, jei klausomas „metalas“, 90 dB garsumas man yra per mažas stuburo smegenims išjudinti.
Suprantama, visokius HighEndinius lempinius stiprintuvus reiktų pamiršti, nes jie duoda tik kelis vatus galios. Yra ir kitų problemų – metalo muzikai atkurti reikalinga aparatūra su mažais intermoduliaciniais iškraipymais.Kažkiek situacija pagerėja su didelėmis kolonėlėmis. Didelės buitinės taip pat būna nejautrios (87 – 92 dB/W/m), bet dideli žemadažniai perneša daugiau galios ir galime naudoti galingesnius stiprintuvus.Visiškai kitokia situacija su didelio jautrio kolonėlėmis. Jei kolonėlių su 15“ žemadažniu jautris 97 dB/W/m, o kokybiškai muziką galime klausyti iki 50 W galios, kai garsiakalbis pradeda kompresuoti garsą, tada girdėsime 94 dB vidutinišką ir 114 dB pikinį garsumą. Maksimali tokių AS galia būna 150 W ar net daugiau, o tai jau koncertams artimi garsumo lygiai (99/119 dB).Kyla kitas svarbus klausimas – ar audiofilą džiugins studijoje apribotas dinaminis diapazonas?Mane ir daugelį jūsų nedžiugins. Nenorime dalyvauti „Loudness War“, todėl keikiame radijo stotis, ieškome nekompresuotų įrašų tikroviškai muzikai atkurti.Išvados:1. Nekompresuoto sunkiosios muzikos garso lentyninės kolonėlės atkurti negali. Nei tos už 300, nei pačios brangiausios, nei mažieji studijiniai monitoriai.2. Didelių orkestrų, o tuo labiau sunkiojo metalo įrašams reikėtų rinktis kuo didesnes kolonėles. Geriausiai tinka 95 – 98 dB/W/m jautrio kolonėles. Arba pilnai ruporinės, kurių jautris per 105 dB/W/m.3. Sunkiosios muzikos įrašuose pačių žemiausiųjų dažnių (20 – 40 Hz) nebūna, todėl svarbesnės yra GAS dinaminės galimybės, o ne labai plati dažninė. Galiu pridurti, kad subvuferių naudoti prasmės aš nematau.Kova su kolonėlių korpusų vibracijomis yra sudėtinga ir brangi. Konstruojant didelio tūrio aukštos kokybės AS reiktų taikyti visas imanomas priemones vibracijoms sumažinti. Dar geriau būtų analizuoti vibracijas ankstyvojoje projekto stadijoje specializuotomis programomis. Įdomios tyrinėjimų medžiagos galime pamatyti tyrinėjimuose su COMSOL Multiphysics simuliacijos paketu.
Konstruodamas didelio jautrio AS vibracijas tyrinėjau specialiu stendu. Tai leido įvertinti antivibracinių sluoksnių įtaką ir pasirinktą vibracijų mažinimo schemą. Statybinės fermos schema pasirodė geriausiai, vibracijas pavyko sumažinti ~100 kartų. Pritaikyti schemą brangu, o didžiausia kaina yra laikas: adgezinis sluoksnis, plieno kronšteinai, amorfinis akrilo-smėlio mišinys ir aliuminio lakštų uždėjimas yra ilgai trunkantys procesai. Kasdien dirbdamas vieną AS komplektą surinkinėjau ir derinau pusmetį.
Paveikslėlyje išmatuotos vibracijos: žalia spalva – MDF panelės vibracijos, raudona – tos panelės vibracijos su antivibraciniu padengimu:
Helmholtz‘o rezonatorius ištirtas seniai. Sferinis rezonatorius skleidžia vieną garso dažnį, bet jei padarytume kitokios formos, rezonatorius skleistų platesnį spektrą. Kubo formos rezonatorius turėtų siauresnį spektrą, o stačiakampis-pailgas būtų panašus į marimbos ar metalofono su dar plastesniu ir muzikalesniu vibracijų spektru.
Apie rezonatorius parašyta Wikipedijoje, kur parodytas kieto stačiakampio kūno (membranos) virpėjimas su MATLAB simuliatoriumi. Analogiškai dirba marimba. Taip pat mūsų kolonėlių korpusų panelės, tik čia jas suvirpina prie panelės pritvirtintas žemadažnis. Jei garsiakalbį nuo panelės atitrauksime, korpusas praras mechaninį kontaktą ir nustos virpėjęs. Žinoma, garsas iš garsiakalbio membranų taip pat yra stimulas vibracijoms rastis, bet tai milijoną kartų mažesnis stimulas ir turi mažą reikšmę.Kodėl AS korpusų vibracijos turi platesnį negu elektroniškai apribotas garsiakalbio darbas spektrą?
Todėl, kad panelės rezonuoja, rezonansai ir virpesių atspindžiai nuo kietų panelių kraštų sugrįžta atgal į panelę, sudarydami sudėtingas kombinacijas. Kiekviena panelė turi pagrindinį (žemiausią) rezonansą, o taip pat aukštyn besidriekiančius kitus rezonansus.Kas yra vibracijų AS korpusuose aktyvatorius?
Žemadažnis garsiakalbis. Nesvarbu, kad paduodami tik žemi dažniai, membranos judesys aktyvuoja žemadažnio garsiakalbio metalinį korpusą, korpusas rezonuoja ir taip susikuria stimulas vibracijoms AS korpusuose rastis. Lyginant su į garsiakalbį paduodamu signalu, mechaninis stimulas turi platesnę dažnių juostą.Ar kolonėlių vibracijas sukelia akustinis garsas?
Lyginant su mechaniniu stimulu, garso bangos energija maža, todėl įtaka korpuso vibracijoms nedidelė. Akustinis slopinimas tą įtaką dar sumažina, todėl galime šios įtakos nevertinti. Taip pat nesvarbu kokiame dažnių ruože dirba žemadažniai ir kokio selektyvumo filtrais apribotas jų darbas – ŽD garsiakalbiai visad yra stiprus mechaninis stimulas AS korpusų vibracijoms rastis.Ar vibracijas galima panaikinti stangrumo panelėmis?
Stangrumo panelės problemos neišsprendžia, vibracijos persislenka aukštyn, bet vibracijų spektre išlieka net pats žemiausias (pirmasis) rezonansas. Paprastai šnekant – nesvarbu kiek stangrumo panelių sumontuosime, korpusas vibruos plačiame dažnių ruože. Korpusų vibracijas efektyviau mažina antivibracinės priemonės.
Londone yra didžiulė vinilo plokštelių biblioteka, kur veltui galima paklausyti bet kurią iš 6 milijonų ten esančių. Bibliotekoje taip pat yra milijonas diskelių ir 200 tūkstančių juostelių.
British Library Sound Archive (buvęs British Institute of Recorded Sound) kolekcijoje įrašai nuo 1898 m:
Yra daugiau panašių bibliotekų. Viena didžiausių Niujorko viešoji biblioteka su 600 tūkstančių 78 RPS diskų ir originaliais Maplesono cilindrais. Biblioteka turi daug filialų, kuriose per 53 milijonus išsaugotų šaltinių:
Iš privačių saugyklų galima paminėti Honkonge esantį muzikos kambarį su JBL Pro Blue kolonėlėmis, McIntosh lempiniais stiprintuvais, o taip pat senovinėmis Klipschorn AS. “Bulvės galva” (Potato head) meno centre esančiame kambaryje surinkta per 8 tūkstančius plokštelių. Ten lankytis galima privačiai susitarus arba išskirtinėmis progomis:
Iš kur atsiranda aukštesnių dažnių vibracijos, jei žemadažnis jų nespinduliuoja?
Modeliuojant mechaninį smūgį korpusui, reiktų vertinti, kad ŽD draiverio vibracijos yra ne harmoninis, o plačiajuostis-impulsinis poveikis. Tarkime, AS dirba iki 1 kHz. Tada membranos pajudėjimo iš ramybės padėties mechaninio impulso į AS korpusą trukmė kol pasiekiama 0,9 amplitudės reikšmė yra apie 0,2 ms. Vertinant filtrų slopinimą, žemadažnis dirbs iki 2 ar net iki 3 kHz ir mechaninių membranos (garsiakalbio korpuso) poveikių į kolonėlės korpusą impulsai bus atitinkamai trumpesni (~70 mikrosekundžių smūgiai).
Reikia nepamiršti, kad garso sklidimo greitis ore ir kietoje korpuso medžiagoje skiriasi; medyje garsas sklinda apie 10 kartų greičiau, todėl vibracijų ir akustiniai procesai atsiskiria ir vyksta katras sau.
AS korpusų vibracijos yra netiesiškesnės už kolonėlėse vykstančius akustinius procesus. Paprasčiau AS vibracijas būtų nagrinėti atsiejant nuo akustinės įtakos, nes garso įtaka korpusų vibracijoms yra mažareikšmė.Vėl prisiminiau marimbą, kur lentelės-rezonatoriai smūgiuojami plaktukais su veltiniu. Nors plaktukų smūgiai vienodi visoms instrumento lentelėms ir tie garso aktyvatoriai lėtaeigiai, aukščiausiai skambančioms instrumento lentelėms sužadinimo užtenka, kad jos virpėtų savais rezonansais, siekiančiais C7 natą.
Super-įdomūs dalykai scenoje dedasi, apie kuriuos muzikos mylėtojai nei nenutuokia! Inžinerinė nuovoka ir patirtis man kuždėjo, kad šiuolaikinės technologijos leidžia pristatyti klausytojui muziką kitaip, kad populiariojoje muzikoje tikro instrumentinio garso reiktų ilgai ieškoti (jo beveik nebėra), kad koncertuose girdime kolonėles („atkūrimą“), bet ne gamtos ar žmogaus sukurtą garsą – vokalą, dūdelę, būgnus… Tu, Arvi dabar tą patvirtinai – ačiū.
Prisiminiau tokią lempinę patirtį.
Besimokant Šiaulių politechnikume grojau Šiaulių kultūros namų vokaliniame-instrumentiniame ansamblyje. Pirmasis mano instrumentas buvo vokiški elektro-vargonai Ionika su daugybe lempų. Būdavo ateini repetuoti, bet instrumentas groja ne pilnai; kažkuris modulis nustojęs veikęs ir per visas oktavas nėra vienos natos. Trinkteli kumščiu, arba atsidaręs instrumento panelę pajudini lempas ir garsas atsirasdavo. Pagrojus nutikdavo kita problema – aparatas buvo jautrus temperatūros pokyčiams ir įkaitęs išsiderindavo. Vėl reikdavo atsidaryti ir atsuktuvu paderinti potenciometrus. Instrumentas turėjo gerą tembrą, tačiau patikimumas buvo lempiškai-prastas.
Kitais metais Šiaulių kultūros namai nupirko rusišką instrumentą Юность. Šis buvo tranzistorinis ir remontuoti arba derinti nebereikėdavo. Bėda, kad sovietų konstruktoriai nemokėjo sukonstruoti platesnių galimybių elektro-vargonų ir sintezatorių.
Kaune organizuotoje roko grupėje jau turėjau Vermona. Šie vokiški gerai skambėjo ir buvo patikimi, bet tai jau tranzistorinė technika.
Kiekvienas instrumentas turėdavo savo stiprintuvą ir kolonėlę. Būgnai nebūdavo įgarsinami, o mikrofonus naudodavome vokalui, smuikui, fleitai, akustinei gitarai. Vokalui naudodavome 2 scenos priekyje pastatytas kolonėles ir stengdavomės, kad į plačiajuostes kolonėles kuo mažiau patektų garso iš instrumentų kolonėlių.
A. Mačiulskio vadovaujamas Šiaulių kultūros namų vokalinis-instrumentinis ansamblis (1968-69 m.)
KPI roko grupė “Nuogi ant slenksčio” (1970-74 m.)
Vokiška lempinė Ionika ir rusiški elektro-vargonai Юность.Audioforumas buvo vieta, kur rinkdavomės diskutuoti apie kokybišką garsą. Ten sudėliojome esminius akustikos, o taip pat GAS dalykus. Leidome laiką, bardavomės su aparatūros prekiautojais, kritikavome šiuolaikinę rinkodarą, bet judėjome pirmyn. Audioforumas paskatino mane patikrinti ką galima sukonstruoti naujausių pasiekimų pagrindu ir tada pasigaminau Nidą.
Mano vertinimu, per 3 metus nuo 2008-ųjų daug nuveikėme. Nuo tada prigijo trumpinys GAS, nebereikia aiškinti kad muzika neturi nieko bendro su įrašų atkūrimu, kad plati dažninė nėra garso kokybės garantas ir kad CD yra geriau už LP plokštelę.
Gramofone, kurio taip pat nebeliko vyravo kitos tradicijos. Diskusijos sukdavosi aplink analoginį garsą, jungiamuosius laidus, brangią aparatūrą ir tarpusavio nesusipratimus. Mokslas buvo antrajame plane, tačiau ir ten pasiliko įsimintinų diskusijų. Aptarėme kolonėlių sklaidos problemą ir tai jau prigiję. Įrašų studijos įranga ir garso monitoriai dabar taip pat yra garso kokybės vertinimo skalėje.
Forumuose buvo smagu, bet… dabar visi turime grumdytis Feisbuke. Ten vėl Audioforumas.lt ir vėl Gramofono forumas. Visokių specializuotų skaitmenos, ausinių ar plokštelių mylėtojų feisbukinių bendruomenių nesuskaičiuosi.
Man gaila, kad kokybiško garso vektorius drimba žemyn. Krykštaujama suvokus, kad ausinėmis galima pilnai atkurti įrašus. Arba nusprendžiama, kad už 300 € galima nusipirkti puikias kolonėles. Neseniai perskaičiau, kad kolonėlėms užtenka 65 eurų, kad AS nuolat gerėja, kad bus dar pigesnės ir dar geresnės! Kaži kam leisti pinigus, jei išmaniajame telefone visa muzika, o komplekte Samsungas duoda grojančius ausų kamštukus? Jei tai, tada nebėra apie ką diskutuoti. ?
Man tai primena aną ratą, kurį apsuko geros muzikos mylėtojai su boom-boksais. Bičiuliai nešiojamą aparatūrą seniai padėjo į lentyną ir vėl klauso stacianarias GAS. Būtų smagu sulaukti kada apsisuks lietuviškų feisbukų ratas ir diskutuosime kaip pasiekti garso aukštumas.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Garso kokybės prasme per dešimtmetį nuo 1978 m. nešiojami aparatai mažai tobulėjo. Gamintojai nėrėsi iš kailio vis daugiau prikišdami garsiakalbių, bet struktūra neleido patobulinti garsą.2 puslapiai iš Hitachi 1988 m. katalogo:
O čia lietuvo svajonė – 75 cm dydžio plastmasės korpuse 3-juostės kolonėlės su subvuferiais. Tokio Šarpo nepanešiosi ir ilgai muzikos neklausysi. Reikėjo laiko tą suvokti. ?
Muzikinių failų kompresavimo pagrindas yra garsų maskavimo fenomenas. Kuriant MP3 kaip tik šis psichoakaustikos reiškinys buvo išnaudotas, bet nežinojau, kad formato kūrėjų grupės vadovas Karlheinz Brandenburg rezultatus tikrindavo klausydamas Suzanne Vega atliekamą dainą Tom’s diner iš 1987-ųjų albumo Solitude Standing. Skaičiau, kad šią dainą MP3 konstruktorius klausęs 500, o gal 1000 kartų…
Ar išgirsime pagerėjimą, klausydami aukštesnės rezoliucijos muzikos failus?
Mano patirtis sako, kad CD formatas yra tobulas. Atliekant įrašų apdorojimą studijoje naudojami aukštesnės rezoliucijos formatai, tačiau muzikos atkūrimo grandyje 16/44 standartas gali patenkinti įnoringiausią melomaną. Aparatūra, o pirmiausia – kolonėlės ir muzikos kambarys neleidžia išgirsti visos CD formate įrašytos muzikos ir garsų, todėl neverta švaistyti laiko sunkiasvorių failų kaupimui. Kitaip sakant – pati brangiausia GAS bus ta siauroji vieta, bus tas butelio kakliukas, bet ne CD ar 16/44 failas su geru įrašu.
Sakoma, kad sviestu košės nepagadinsi. Gal todėl susigundome pirkti sunkiasvorę garso produkciją, nors visą mums reikalingą dažnių ir dinaminį diapazoną galime atkurti iš 16/44 WAV, FLAC, AAC ar net mažiau kompresuotų MP3 256 kbps failų.
Patiko patyrusio muzikanto, mokytojo, prodiuserio Rick Beato pasakojimas ir eksperimentas su jauna dalyve Mišele. 10 minučių filmukui Audiophile or Audio-Fooled? How Good Are Your Ears? paskirti verta.
Skirtingų formatų garso failų dydis labai skirtingas. Ar verta rinktis didelės rezoliucijos failus sprendžiate jūs, bet man labiausiai patinka CD.
