Метод распределенного баса

Сегодня индустрия домашнего аудио уделяет особое внимание объектно-ориентированным форматам окружающего звука. Локомотивом стала компания Dolby: благодаря ее формату Dolby Atmos, объектно-ориентированный (его еще называют иммерсивным) звук пришел из коммерческих кинозалов в домашние и даже на концертные площадки. Однако у звукотехников, работающих в сфере домашних инсталляций, зачастую сложностей больше, чем у тех, кто занят обустройством коммерческих кинотеатров и созданием концертных аудиосистем.

Пол Хейлс (Paul Hales), владелец и разработчик компании Pro Audio Technology, уже не первый год помогает инсталляторам устанавливать многоканальные системы. Пол считает, что качественный объемный звук получится, только если в комнате сделан т.н. «распределенный бас».

Особенности человеческого слуха и восприятия низких частот

Традиционно считается, что наши уши устроены таким образом, что низкочастотный диапазон мы не можем локализовать на слух, он как бы всенаправленный. Однако на практике, как отмечает Хейлс, как раз в системе объемного звука локализовать бас не составит труда.

«Часто говорят, будто низкие частоты — всенаправленные, и человеческое ухо не может определить их источник в пространстве. Это утверждение верно, если речь идет о синусоидальных сигналах или розовом шуме. Действительно, в таких случаях определить, откуда исходит звук достаточно сложно, — объясняет Хейлс. — Однако данное утверждение перестает быть верным, когда аудиосистема воспроизводит музыку и саундтреки фильмов. При прослушивании такого контента мы вполне четко понимаем, откуда идет бас».

Под брендом Theory выпускаются активные и пассивные сабвуферы с динамиками 12 или 15 дюймов

Хейлс также обращает внимание, что вышеописанная способность снижается при воспроизведении чистых тонов: «Практически все звуки, которые производятся людьми или же встречаются в природе, состоят из сложных гармонических наборов тонов, а ударные звуковые импульсы мы чувствуем буквально всем телом. Именно эти обертона и мощные импульсы дают нам представление о положении НЧ-источника».

Если объяснять все это простым языком, то человек, находящийся в одном помещении с барабанщиком или контрабасистом, сможет определить местоположение музыканта с закрытыми глазами.

Основываясь на опыте прослушивания барабанов и контрабаса, Хейлс утверждает, что именно обертона и гармоники позволяют человеку понять, откуда исходят низкочастотные звуки. По словам эксперта, если бы основной тон звучал отдельно, то локализовать его нам было бы намного труднее.

Изменить гармоническую структуру ноты можно только в студии, где есть специальные фильтры и эквалайзеры. В реальной жизни основной тон, гармоники и ударные звуковые импульсы слышны одновременно.

«Таким образом, чтобы добиться наиболее реалистичного воспроизведения звука аудиосистемой, все присутствующие в записи частоты должны исходить из одной точки в пространстве — точки, в которой расположена акустическая система. Именно поэтому так важно использовать системы с распределенными сабвуферами», — отметил Хейлс.

Что такое распределенный бас?

В современных системах иммерсивного звука используется большее количество колонок, поэтому и сабвуферов нужно несколько, если сравнивать с ДК-системами предыдущих поколений. Хейлс утверждает, что сделать звучание аудиосистемы более цельным позволит техника распределенного баса, которая предполагает установку сабвуферов максимально близко к колонкам. «Выражение “распределенный бас-менеджмент”, можно сказать, придумано мной. Я не знаю, использовал ли его кто-нибудь раньше и понимают ли люди, что я имею в виду, когда говорю это, — пояснил Хейлс. — Когда я говорю “распределенный бас-менеджмент”, я имею в виду сабвуферы, получающие индивидуальные низкочастотные сигналы от широкополосных акустических систем. Этот подход отличается от традиционного бас-менеджмента, когда все низкие частоты подаются сразу на все сабвуферы».

Многоканальный усилитель-процессор ALC-1508B (8 каналов) представили в этом году на выставке CEDIA 2018

Иными словами, метод Хейлса предполагает установку сабвуфера максимально близко к соответствующей колонке и трансляцию НЧ-сигнала с этой колонки на ее собственный сабвуфер, а не на все установленные в комнате сабы.

«Например, если у вас установлен сабвуфер сзади около левой стены, то вам необходимо организовать локальный бас-менеджмент для акустических систем, расположенных рядом с этим сабвуфером. Аналогично необходимо поступить и с другой стороной комнаты», — утверждает Хейлс.

Универсальная концепция распределенного баса

Идея домашнего кинотеатра с распределенным басом была разработана для больших сетапов, но, по словам Хейлса, это — масштабируемое решение.

«Метод распределенного бас-менеджмента можно использовать в разных помещениях. В самой простой конфигурации система включает один сабвуфер на стене с экраном и дополнительный сабвуфер в зоне окружающих колонок», — говорит Хейлс.

Окружающие сателлиты могут работать со своим сабвуфером в своей зоне, а фронтальные, высотные (Atmos) и центральная колонки — со своим «фронтальным» сабвуфером. Для большинства систем мы рекомендуем использовать четыре сабвуфера: два около фронтальной стены, расположив их слева и справа на расстоянии, равном четверти ширины комнаты от боковых стен и два сурраунд-сабвуфера, расположенных в левой и правой частях комнаты в зоне окружающих каналов. Комнату можно условно разбить на четыре сектора и подавать низкие частоты с колонок того или иного сектора на сабвуфер, расположенный в той же зоне.

Есть один важный момент: Хейлс говорит, что не стоит использовать его метод просто ради самого факта наличия распределенного бас-менеджмента. Пол утверждает, что любая колонка в системе должна работать в полном частотном диапазоне, на который она рассчитана. Частоты, находящиеся вне этого диапазона должны перенаправляться на сабвуфер.

«Способностью направлять низкочастотный сигнал с любого канала на сабвуфер обладают контроллеры-усилители нашего нового бренда Theory», — говорит Хейлс. В частности, он рекомендует инсталляторам обратить внимание на новые контроллеры-усилители ALC-1809B и ALC-1508B.

Специальный микшер BassDirector, используемый для бас-менеджмента в моделях Theory Audio ALC-1809B и ALC-1508B выводит низкочастотные сигналы различных каналов. Все, что потребуется инсталлятору — это анализатор спектра. Таким инструментом, согласно Хейлсу, большинство профессионалов пользуются регулярно. В качестве наглядного примера работы продукции Theory Пол Хейлс предложил нижеследующий сценарий.

«В первую очередь низкочастотный LFE-сигнал подается на сабвуферный вход ALC-1809B. Эта модель имеет балансные аудиовходы и выходы для каскадирования сигнала, что позволяет подать LFE-сигналы на несколько ALC-1809B без использования Y-адаптеров. Затем, используя встроенные источники сигнала или генератор тестового тона AV-процессора, инсталлятор может выставить уровни LFE для основных сабвуферов и сабвуферов для окружающих каналов. Мы советуем подать большую часть LFE-энергии на основные фронтальные сабвуферы, чтобы импульс шел со стороны экрана. Уровень вспомогательных сабвуферов окружающих каналов мы обычно выставляем так, чтобы он был на 6 дБ ниже основных сабвуферов в референсной точке прослушивания. Перенаправление части LFE-энергии на сабвуферы окружающих каналов помогает сделать бас в помещении равномерным», — объясняет Хейлс.

Контроллеры-усилители Theory предлагаются в обычных и рэковых корпусах высотой 1U

Для каждой из окружающих АС инсталлятор может задействовать генератор розового шума ALC-1809B. Используя встроенный микшер BassDirector независимо для каждого громкоговорителя, специалист выставляет частоту среза кроссовера (а также уровни колонок и соответствующих им сабвуферов) так, чтобы анализатор спектра показал плоскую АЧХ во всем диапазоне. Таким образом некоторое количество басовой энергии направлено с акустической системы на сабвуфер, причем сделано это так, чтобы получить ровную АЧХ во всем диапазоне. Эту процедуру можно повторить для каждого из восьми входных каналов контроллера ALC-1809B. В итоге инсталлятор добьется более реалистичного звучания, чем в системах с традиционным бас-менеджментом.

Пакет программ PRO SoundTools от Pro Audio Technology поможет инсталляторам откалибровать аудиосистему

После завершения всей процедуры сабвуфер окружающих сателлитов будет воспроизводить LFE-сигнал точно в тех пропорциях, которые необходимы для согласования с сопряженными каналами. При использовании данной методики можно получить весьма реалистичный, правдоподобный окружающий звук. У зрителя появится ощущение «непрерывности» звукового поля, а значит, повысится и уровень реализма на экране.

Подготовлено по материалам портала "Stereo & Video", ноябрь 2018 г. www.stereo.ru