все о профессиональном звуке

142 конгресс AES

C 20 по 23 мая 2017 года в Берлине прошел очередной конгресс AES, который включал в себя множество мероприятий - научную сессию, учебные и научные семинары, большую выставку последних достижений аудиотехники, технические туры в студии звукозаписи, в центр электронной музыки и саунд-дизайна, а также большой комплекс студенческих программ.

Профессор A. Артеага (фото 1) прочитал вступительную лекцию «Слуховая архитектура и чувство окружения звуком», в котором представил концепцию восприятия окружающего звукового мира и практику развития ауральной архитектуры (новый термин, который широко используется теперь наряду с визуальной архитектурой).

Фото статьи

Мемориальную Хайзеровскую лекцию прочитал проф. Йорг Зенхайзер (фото 2). Она называлась «Историческое путешествие в звуковую реальность - от моно к AMBEO», в ней он описал историю развития пространственного звука.

Фото статьи

На научной сессии работало 25 секций, посвященных обсуждению широкого круга проблем современной аудиотехники.

На секции «Преобразователи» было представлено 15 докладов, которые обсуждались на трех заседаниях, а также предлагались в виде стендовых докладов и коротких инженерных записок.

Доклад представителя фирмы Klippel GmbH «Активный вибрационный  контроль изгибных мод колебаний диафрагм громкоговорителей» (препринт 9693) был посвящен давно исследуемой в литературе проблеме расчета и измерения резонансных колебаний диафрагм громкоговорителей, оказывающих существенное влияние на неравномерность АЧХ. В работе приведено численное решение (методом МКЭ) контактной задачи колебаний диафрагмы в воздухе (рис. 1), позволяющее рассчитать АЧХ, характеристику направленности в широком диапазоне частот и др., а также предлагается применение процессорной обработки для уменьшения резонансных пиков и выравнивания АЧХ.

 Рис.1 Моды колебаний диафрагмы

Фото статьи

В докладе специалистов фирмы Audio Communication Group, TU Berlin «Аналитическое приближение для оптимизации кривизны линейных массивов» (пр. 9699) предлагается метод расчета для оптимизации кривизны активных линейных массивов в зависимости от условий помещения и площади озвучиваемого пространства (рис. 2)

 Рис.2 Расчет кривизны линейных массивов

Фото статьи

Фирма Genelec (широко известная как производитель контрольной акустики) представила доклад «Акустический дизайн коаксиальных громкоговорителей с минимальной дифракцией и применением технологии Waveguides» (пр. 9695), в котором приводится история развития коаксиальных громкоговорителей, созданных фирмами Altec Lancing и Tannoy в 1950-годах, анализируются их преимущества, предлагается новая усовершенствованная конструкция такого совмещенного громкоговорителя (рис. 3) и новая модель трехполосной акустической системы (рис. 4) с двумя низкочастотными громкоговорителями, установленными сверху и снизу корпуса, коаксиальным СЧ-ВЧ-громкоговорителем и корпусом особой формы Waveguides, типичном для всех агрегатов этой фирмы.

Рис.3 Новая модель коаксиального громкоговорителя

Фото статьи

Рис.4 Контрольный монитор с коаксиальными громкоговорителями

Фото статьи

В докладе «Акустический излучатель с интегрированными поверхностями и активным контролем вибраций» (A. Беркхофф и др., пр. 9694) предлагается новая конструкция плоского излучателя, состоящего из двух слоев – внутренний слой сотовый, а внешний имеет небольшие перфорации (рис.5). Излучатель возбуждается несколькими вибраторами, при этом в системе используется активный прямой и обратный контроль мод колебаний, Это обеспечивает амплитудно-частотную характеристику с неравномерностью 3 дБ в диапазоне от 30 Гц до 2 кГц.

Рис.5 Конструкция плоского излучателя

Фото статьи

Теоретический анализ нелинейных процессов в фазоинверторах корпусов громкоговорителей, в т.ч. процесс образования вихрей в отверстиях и их влияние на общий уровень искажений рассмотрен в докладе Й. Бекмана «Нелинейность в корпусах громкоговорителей с фазоинвертором» (пр. 9697)

Результаты исследований по различным видам искажений в громкоговорителях, продолжающихся фирмой Klippel GmbH, представлены в докладе «Анализ причин качающихся мод в нелинейной области» (пр. 9696). Качающиеся моды возникают в результате дисбаланса в распределении жесткостей, масс, возбуждающей силы (рис. 6). В данном докладе представлен анализ причин их возникновения, проведенный с помощью лазерной интерферометрии, а также проведена идентификация параметров и изучена их роль в возникновении нелинейных искажений и дребезга.

Рис.6 Качающиеся формы колебаний громкоговорителя

Фото статьи

В докладе представителя фирмы Neumann «Количественная оценка согласованности акустических стереосистем» (пр. 9713) описан метод проверки акустических параметров акустических систем и предлагаются допустимые коридоры разбросов основных характеристик при подборе акустических систем в стереопару для того, чтобы не было заметной размытости звукового стереообраза.

В докладе представителей фирмы Harmann (пр. 9715) представлены автоматизированные методы быстрого контроля основных акустических параметров автомобильных громкоговорителей при серийном производстве.

Большой объем результатов по слуховым экспериментам, представленный в докладе М. Mироновс и Х. Ли (Англия) «Влияние спектра источника и угла подъема громкоговорителя на вертикальное амплитудное панорамирование» (пр. 9782) показал, что существенную роль при определении высоты мнимого образа в системах с вертикальным расположением громкоговорителей оказывает спектральный состав источника звука - чем больше в нем высокочастотных составляющих, тем выше локализуется пространственный стереообраз.

В докладе «Конструкция легкого корпуса для низкочастотных громкоговорителей» (пр. 9784) рассматриваются различные варианты конструкции корпусов для низкочастотных блоков (subwoofer) с целью уменьшения толщины стенок за счет использования стяжек и прокладок на стенках (идея очень давно известная). Это позволило в конкретном случае уменьшить вес на 57%. Примеры конструкции корпуса показаны на рис.7.

Рис.7 Примеры конструкции облегченного корпуса

Фото статьи

На секции «Моделирование и создание звукового поля в акустике помещений» было представлено шесть докладов, из которых можно выделить следующие:

«Количественные исследования моделирования помещений с помощью поканально-панорамируемых и объектно-панорамируемых пространственных систем» (пр. 9741) (Институт IDMT, Ильменау, Германия), в котором проведено детальное обследование параметров звукового поля, создаваемого в помещении двумя разными типами пространственных систем Dolby Digital 5.1 и Wave field synthesis. Первая относится к типу поканально-панорамируемых систем, где амплитуды и задержки выставляются звукорежиссером в каждом канале, чтобы обеспечить расположение мнимого источника в заданном месте для фиксированного расположения громкоговорителей. Вторые относятся к объектно-панорамируемым системам, где слушательское пространство окружается линейками громкоговорителей, расположение виртуального объекта задается в виде метаданных. Из них рассчитываются параметры сигналов, поступающих к громкоговорителям для формирования волновой структуры звукового поля, обеспечивающей заданное положение одного или нескольких мнимых источников (принципы построения систем Wave field synthesis были изложены в предыдущих статьях). Системы такого типа называются объектно-ориентированными (примером может служить также система Dolby Atmos). Примеры расположения двух типов систем в помещении показаны на рис.8.

Рис. 8 Системы 5.1 и WFS для сравнительного анализа

Фото статьи

Импульсные характеристики, снятые в помещении для этих двух систем, показывают существенные различия, результаты субъективных экспертиз также показывают предпочтение для систем WFS, однако значения принятых в настоящее время для оценки помещения параметров, таких как C80 (ясность), STI (разборчивость) и BR (отношение низких частот) и др. существенно не различаются. Причины этого авторы предполагают исследовать в дальнейших работах.

Доклад «Параметрический синтез шума толпы в виртуальном акустическом окружении» (IRCAM, Париж пр. 9744) посвящен проблеме создания речеподобных шумов (шума толпы) с заранее изменяемыми свойствами - интенсивностью, распределением во времени и др. Исходным является записанная в заглушенной камере (рис.9) речь нескольких человек в дискуссии, из которой с помощью предлагаемых авторами алгоритмов можно синтезировать шум толпы с требуемыми свойствами. Это может найти применение в различных мультимедийных продуктах, в т.ч. системах виртуальной реальности.

Рис.9 Запись речевых сигналов в заглушенной камере

Фото статьи

В докладе «Сравнительное изучение воспринимаемой атмосферы в залах с естественной и искусственной реверберацией, создаваемой пространственными системами» (Университет МакГилл, Канада пр. 9745) проводится сравнительный анализ естественно воспринимаемой атмосферы зала, а также записанной и воспроизведенной с помощью пространственной системы с четырьмя высотными каналами Auro 3D 9.1 (рис.10). Авторы показывают, что многие слушатели не замечают различий между ними.

Рис.10 конфигурация громкоговорителей в системе Auro 3D 9.1

Фото статьи

В докладе К. Гари и M. Коб «Исследование с использованием пространственных импульсных характеристик влияния музыкальных стоек (пюпитров) на сцене» (пр. 9746) приведены результаты анализа влияния отражений от стоящих перед музыкантами пюпитров на высокочастотные характеристики музыкальных инструментов (например, таких как труба). Исследования показали, что эти отражения могут оказывать достаточно существенное влияние на характеристики направленности и тембр инструментов. Состав измерительной установки показан на рис.11 (в качестве замены инструмента используется контрольный монитор с остронаправленным высокочастотным излучателем).

Рис.11 Измерительная установка на сцене Брамс-зала

Фото статьи

На секции «Аудиоанализ и синтез» можно выделить доклад «Оценка принятой на практике записи ближними микрофонами с точки зрения разделимости источников» (пр.9760), в котором детально анализируется техника микрофонной записи на близком расстоянии от каждого инструмента с точки зрения оптимальной разделимости источников в записи. Из различных вариантов расположения микрофонов у инструмента лучшие результаты оказались для кардиоидных микрофонов на расстоянии 12 см под углом 30-40 градусов от оси.

Другой доклад «Долговременный усредненный спектр популярной музыки и его отношение к уровню ударных инструментов» (Королевский технологический институт KTH, Швеция пр. 9762), был посвящен анализу усредненных спектров популярной музыки по большой базе данных (пример показан на рис.12).

Рис.12 Спектральная мощность для разных музыкальных отрывков

Фото статьи

Установлено влияние на характер изменения спектров различного количества ударных инструментов (особенно в области низких и высоких частот). Выполнена аппроксимация спадов спектральной огибающей мощности для  большого количества отрывков.

На секции «Дизайн аудиосистем и усилителей» был представлен очень полезный для разработчиков доклад известного специалиста профессора В. Клиппеля «Оценка воспроизведения звука громкоговорителем на протяжении всего его жизненного цикла» (пр. 9737), в котором дан подробный анализ существующих методов объективных измерений и субъективных оценок громкоговорителей на этапе разработки в лабораторных условиях, методов оценки параметров в процессе производственного цикла (приведена подробнейшая библиография по этому вопросу) и указана необходимость контроля параметров в процессе его эксплуатации в разных окружающих условиях и нагрузках. Это действительно очень важная проблема, поскольку ряд громкоговорителей, имея хорошие данные на стартовом этапе, могут быстро ухудшить свои характеристики в процессе их использования, если обладают малой надежностью и стабильностью.

На секции «Образование в аудио» (пр. 9788) был представлен совместный доклад двух университетов из США и Шотландии «Организация студенческого сотрудничества через создание совместных аудиопроектов онлайн», где обобщается результат их совместной работы по обмену опытом  и созданию студенческих работ в области аудиодизайна в онлайн-режиме.

На секции «Слуховые аппараты и сохранение слуха» полезные результаты были представлены в шведском докладе «Защищают ли IEM-мониторы слух музыканта?» (пр.9773). Там проанализировано, на каких уровнях используют музыканты сценические напольные мониторы и IEM-мониторы. Оказалось, что при прослушивании рок-музыки уровни на ушах музыканта во втором случае достигают от 86 до 108 дБ, что, естественно, не способствует сохранению слуха. Поэтому предлагается разработать ограничения на допустимые уровни, воспроизводимые через IEM-мониторы.

На секции «Слушательские тесты и психоакустика» было представлено 12 докладов. В докладе С. Спорс и др. (Германия) «Улучшение методов для оценки локализации» (пр. 9755) предлагается для оценки ошибок локализации в системах волнового синтеза (WFS), в которых требуется большое количество распределенных по стенам громкоговорителей, использовать методы бинаурального синтеза. Т.е. следует производить свертку сигнала от конкретного громкоговорителя (или системы громкоговорителей) с импульсной характеристикой головы (BRIR), и прослушивать результирующие сигналы через стереотелефоны (рис.13).

Рис.13 Постановка экспериментов по оценке локализации

Фото статьи

Это дает возможность гибко менять расположение громкоговорителей, расстояние между ними и их количество, обеспечивая тем самым выбор оптимальной конфигурации системы.

В докладе Ф. Вендта «Исследование субъективных оценок эффекта предшествования» (пр. 9756) представлены результаты исследований оценки локализации с учетом эффекта предшествования, заключающегося в том, что ранние отражения (в пределах 50 мс) не нарушают локализации прямого звука. В докладе исследовалось влияние нескольких отражений для различных видов сигналов разной длительности, с разным временем атаки и спала и другими параметрами. Установлено, как выбор типа сигналов влияет на проявление эффекта предшествования, при разном количестве отраженных сигналов и времени их запаздывания.

В докладе «Важность точности локализации для воспроизводимого звука» (пр. 9759) обобщены результаты многочисленных исследований, позволивших установить, как при воспроизведении звука в пространственных системах (типа WFS) точность локализации звукового образа влияет на другие субъективные характеристики, такие как пространственность, экстернализация, чувство движения источника и др.

В докладе известного специалиста в области организации субъективных экспертиз С. Бека и др. «Сенсорное профилирование высококачественных громкоговорителей быстрыми методами» (пр.9775) предлагается способ быстрой субъективной оценки качества воспроизведения громкоговорителей с помощью специального дисплея (рис. 14), позволяющего расположить громкоговорители на различном расстоянии друг друга в зависимости от величины субъективных различий между ними по отдельным параметрам.

Рис.14 Дисплей для субъективной оценки громкоговорителей

Фото статьи

На секции «Звукозапись и живой звук» было представлено 14 докладов и пять коротких инженерных записок по данной тематике.

В докладе канадских специалистов «Субъективные оценки техники записи оркестровой музыки для трехмерных систем звуковоспроизведения» (пр. 9797) приводятся результаты субъективных оценок двух микрофонных техник записи оркестра, оптимизированных для японской системы 22.2. (Система состоит из трех слоев громкоговорителей: 9 в верхнем слое, 10 в среднем и 3 в нижнем на полу, плюс два НЧ-блока). Для сравнения использовались две микрофонных техники записи. Первая – это модифицированная система Decca Tree из пяти ненаправленных микрофонов, (средние три снабжены эквалайзерами), и трех направленных микрофонов, которые располагаются на 1 м выше сцены и обеспечивают нижний слой громкоговорителей. Основные разнесенные микрофоны обеспечивают средний и верхний слой громкоговорителей. Вторая система, созданная проф. Хамасаки, состоит из пяти суперкардиоидных микрофонов, размещенных на равном расстоянии по сцене. Окружающий звук снимается системой из четырех двусторонне-направленных микрофонов (ХН-восьмерка) известной как Hamasaki  Square (рис. 15). Сравнительный анализ записей не выявил существенных различий в оценке таких параметров, как четкость, натуральность и др.

Рис.15 Микрофонные системы для записи

Фото статьи

В докладе «Мониторинг живого звука на сцене при помощи напольных громкоговорителей или IEM» (пр. 9799) проведено сопоставление субъективных оценок музыкантами качества исполнения при использовании двух видов мониторов, предпочтение было отдано IEM-мониторам.

Очень важной проблеме был посвящен доклад польских специалистов «Установление уровня диффузности звукового поля при изучении реверберационных камер» (пр. 9706). Хотя вопрос изучения методов оценки диффузности звукового поля рассматривается уже на протяжении нескольких десятилетий и внесен в ряд стандартов для измерения коэффициентов поглощения, например ISO 354, ISO 17497-1 и ISO 3741, по-прежнему остается ряд вопросов по точности измерений, что очень важно для проектирования реверберационных камер и для оценки возможности применения статистической теории при создании моделей помещения, В данном докладе предлагается использовать для оценки диффузности параметр дисперсии звукового давления в нормализованных импульсных характеристиках от нормального распределения (kurtosis parameter), - чем выше этот параметр, тем ниже уровень диффузности звукового поля. Результаты измерения для трех разных видов реверберационных камер представлены на рис.16.

Рис.16 Коэффициенты для оценки диффузности звукового поля

Фото статьи

В докладе предложен анализ различных форм реверберационных помещений на компьютерных моделях (построенных в программе САТТ) и показано влияние изменения геометрических форм на уровень диффузности. Авторы считают, что необходима коррекция современных стандартов измерения коэффициентов поглощения, которые требуют точного определения уровня диффузности.

Группа польских специалистов под руководством проф. Б. Костек представила доклад «Измерения и визуализация распределения вектора интенсивности возле акустических диффузоров» (пр. 9709), в котором предложена методика измерения распределения вектора интенсивности звукового поля вокруг диффузоров Шредера, широко применяемых в студиях звукозаписи.

Интересный доклад был представлен итальянскими специалистами «Влияние аудитории на акустику древних театров при их современном использовании» (пр. 9702). Многие древние римские театры используются в настоящее время для современных представлений симфонической музыки, вокальных концертов и др. Зрители часто жалуются на «слабость» музыкального исполнения. Для оценки акустических свойств театров были построены их аурализационные компьютерные модели (рис. 17) и вычислены основные параметры – время реверберации, ясность, разборчивость и др. как при отсутствии, так и при наличии аудитории.

Рис.17 Компьютерная модель древнеримского театра

Фото статьи

Результаты показали, что время реверберации в обеих ситуация слишком низкое (порядка 0,8 с) для симфонической музыки (необходимо порядка 2 с), поэтому эти пространства для современных симфонических концертов не очень подходят.

Самое большое количество докладов было на секции « Пространственный звук». Они были представлены на семи заседаниях, кроме того было ряд стендовых докладов и коротких инженерных записок.

Из докладов, прочитанных на заседаниях секции, посвященных бинауральному звуку, можно выделить доклад известного звукорежиссера Д. Гризингера «Лабораторное воспроизведение измерений концертных залов с помощью индивидуально эквализированных стереотелефонов» (пр.9691). В нем рассматривается задача оценки параметров концертных залов с помощью свертки бинауральных импульсных характеристик в помещении с сигналами музыкальных инструментов и голосами, записанными в заглушенной камере, и прослушивании результатов через стереотелефоны. Это достаточно часто используется в современной практике, но в докладе показано, что для получения натуральности тембров требуется индивидуальная эквализация параметров стереотелефонов с учетом специфики резонансов ушного канала слушателя.

Для воссоздания реалистического звучания в трехмерном виртуальном пространстве с помощью бинаурального синтеза, и при прослушивании бинауральных записей через громкоговорители в настоящее время используются алгоритмы, позволяющие учитывать движения головы слушателя. Эти движения регистрируются с помощью специальных устройств для контроля (Head-tracker), чаще всего это оптические устройства. Анализ новых видов таких устройств и их роли в стабильности аудиокартин представлен в двух немецких докладах (пр. 9689 и 9690). Два доклада (пр. 9710 и 9711) были посвящены точности определения и методам индивидуализации передаточных функций головы HRTF, что имеет существенное значение для бинаурального синтеза.

Интересные факты приведены в докладе Р. Бомхардт и Дж. Фелс «Влияние асимметричности ушных раковин на ошибки локализации «фронт-тыл» (пр. 9712). В нем проанализированы большие базы антропометрических данных и установлено, что ушные раковины левого и правого уха обладают определенной асимметрией (рис.18).

Рис.18 Ассиметрия ушных раковин

Фото статьи

Были проведены сравнительные эксперименты с симметричными и несимметричными трехмерными моделями ушных раковин и установлено, что такая асимметрия уменьшает ошибки в локализации «фронт-тыл».

Во французском докладе «Системы «усиленной реальности» для улучшения мониторинга с помощью IEM у дирижеров» (пр. 9720) рассматривается ситуация, когда дирижеру оркестра необходимо использовать мониторинг, например, для синхронизации с фонограммами при записи музыки к кинофильмам, что создает для него массу неудобств. Для того, чтобы слышать звучание оркестра и контролировать записанные звуки, предлагается использовать систему Augmented Reality (усиленной реальности), когда встроенные микрофоны внутри телефонов позволяют слышать живой звук и записанные фонограммы одновременно.

На заседаниях секции, посвященной бинауральному звуку, было представлено также много стендовых докладов и инженерных записок (коротких сообщений). Среди основных тем сообщений можно отметить вопросы, связанные с индивидуализацией передаточных функций головы (HRTF), созданием современных баз данных HRTF, решением проблем, связанных с бинауральным синтезом, в частности, появлением доступной специалистам программы Piphon (E – Brief 346 - Flexible Python tool for dynamic binaural synthesis applications).

Специальное заседание секции было посвящено проблемам особой пространственной системы Ambisonics, в которой производится запись пространственными микрофонами (типа Soundfield) в формате В,затем звук перепроцессируется в другие форматы и может воспроизводиться через определенное количество громкоговорителей. В докладе M. Франка и Ф. Зоттера «Исследование субъективно воспринимаемой зоны пространственного эффекта в Ambisonics» (пр. 9727) предлагаются субъективные критерии для определения размеров зоны пространственного эффекта (sweet area) для различного расположения громкоговорителей.

Доклад «Сравнение микрофонов для Ambisonics» (пр. 9730) представляет анализ параметров и результатов записи для нового поколения микрофонов, наряду с Soundfield, таких, как Soundfield MKV, Core Sound TetraMic, Sennheiser Ambeo, MH Acoustics Eigenmike, Zoom H2n (рис.19). Это значительно расширяет возможности применения системы Ambisonics.

Рис.19 Новые микрофоны для системы AMBISONIC

Фото статьи

На заседании, посвященном проблеме пространственных систем с поканальным панорамированием (в отличие от объектно-панорамируемых систем, например Dolby Atmos) можно отметить доклад A. Пейло «Пространственная калибровка многоканальных звуковых систем» (пр. 9795), в котором предлагается метод автоматической перестройки параметров усиления и задержек для каждого громкоговорителя, чтобы обеспечить зону оптимального прослушивания (sweet pot) даже, если слушатель занимает несимметричное положение относительно центра системы громкоговорителей.

На секции, посвященной пространственному звуку, было также представлено много стендовых докладов и коротких инженерных записок. Из них можно отметить доклад Х. Ли «Субъективно-мотивированное амплитудное панорамирование (PMAP) для точной локализации мнимого источника» (пр. 9770), в котором предлагается новый закон для стереопанорамирования, основанный на многочисленных субъективных экспертизах, что обеспечивает большую точность локализации, чем принятые в практике законы синуса и тангенса.

В докладе фирмы Dolby «Практическое измерение громкости для пространственного звука» (Е-352) предлагается метод для оценки громкости в системах радиовещания новых форматов, предназначенных для современных объектно-ориентированных пространственных систем, которые еще не вошли в нормативные документы.

Кроме научных докладов, на конгрессе было проведено двадцать четыре научных семинара и двадцать пять учебных. Среди интересных тем семинаров можно отметить «Микширование музыки в Dolby Atmos», «Звукозапись, микширование и мастеринг для 3D-форматов», «Бинауральное аудио для кино и ТВ», «Звукозапись в формате AURO-3D» и др.

Как обычно проходил целый комплекс студенческих мероприятий - студенческая ассамблея, образовательный форум, соревнования звукозаписей.

22 августа 2017

Ирина Алдошина

Пока никто еще не оставлял комментарии. Вы можете быть первым.

Возможность оставлять комментарии доступна только для зарегистрированных пользователей.

Новые статьи

142 конгресс AES

22 августа 2017

Реверберация и ревербераторы

22 июня 2017

Результаты Конкурса-2017

14 апреля 2017

Состав участников Конкурса им. В. Бабушкина

02 марта 2017

Конкурс творческих работ студентов-звукорежиссеров имени В.Б. Бабушкина

19 января 2017

141 конгресс AES

26 декабря 2016

Новая система звукоусиления в Колонном зале Дома Союзов

05 декабря 2016

140 конгресc AES в Париже - научные результаты

12 августа 2016

DI-BOX SAMSON

09 июня 2016

Разработка сетевых аудиорешений на основе RAVENNA

15 апреля 2016