Czy istnieje jakiś "właściwy" dźwięk? Jak wygląda idealna odpowiedź amplitudowo-częstotliwościowa, jak można ją zmierzyć lub osiągnąć?

Pomiar słuchawek nie jest sprawą prostą, sztuczne ucho "słyszy" jedno, podczas gdy ucho ludzkie, ze względu na swoją budowę i szereg czynników, "słyszy" co innego (np. kształt małżowiny usznej znacznie wzmacnia dźwięk w zakresie 2 do 5 kHz). Aby skompensować te różnice, stosuje się różne funkcje, ale "klasyczne" krzywe pola rozproszonego (DF) lub pola swobodnego (FF) nie są najlepiej dopasowane do słuchawek.

To problem, którym od lat zajmuje się dr Sean Olive, dyrektor ds. badań akustycznych w firmie Harman International (AKG, Harman/Kardon, JBL, Lexicon, DigiTech, Soundcraft itp. On i jego współpracownicy badają związek między pomiarem a percepcją jakości dźwięku. W badaniach wzięło udział ponad 200 pracowników firmy Harman International z USA, Niemiec i Chin, a także studenci z USA i Kanady, którzy zmierzyli około 300 modeli słuchawek wszystkich typów i kategorii cenowych.

Główne wyzwania, przed którymi stanęli badacze to:

  • Jakie jest optymalne pasmo przenoszenia słuchawek pod względem jakości dźwięku?
  • Czy jest on taki sam dla słuchawek dousznych (AE = around ear) / nausznych (OE = on ear) i wewnątrzkanałowych (IE = in ear)?
  • W jakim stopniu różni słuchacze zgadzają się co do swojej docelowej odpowiedzi częstotliwościowej?
  • Czy można przewidzieć preferencje słuchaczy dotyczące jakości dźwięku w słuchawkach na podstawie obiektywnych pomiarów?

Przeprowadzono szereg testów i pomiarów oraz zastosowano różne podejścia (pełny raport jest niezwykle obszerny i skomplikowany, podamy tylko niektóre z nich):

  • Ślepe porównania różnych słuchawek.
  • Ślepe porównania "wirtualnych" słuchawek: Badany słucha próbek testowych w tych samych słuchawkach, na które nakładane są filtry/wyrównanie, symulujące AFC różnych modeli. Wyeliminowano w ten sposób problem różnego dopasowania testowanych słuchawek.
  • Testowanie różnych celów AFC (podobnie jak w poprzednim punkcie, ale zamiast różnych modeli słuchawek zastosowano krzywe pola rozproszonego (DF) lub krzywe pola swobodnego itp.)
  • Testowanie preferencji słuchaczy w zakresie ilości basów i sopranów: uczestnicy mogli regulować ich ilość podczas słuchania próbek w przyrostach +/- 0.25dB.

W rezultacie dr Olive uzyskał krzywą odpowiedzi Harmana (Harman Target Response Curve, wersja OE dla pełnowymiarowych, pierwsza wersja z 2013 roku / IE dla słuchawek wewnątrzkanałowych z 2017 roku).

Pomimo możliwych różnic w preferencjach co do ilości basów i wysokich tonów (które mogą wynikać z charakteru słuchanej muzyki, wieku słuchacza, jego wykształcenia i środowiska odsłuchowego), generalnie dźwięk zbliżony do tej krzywej w eksperymentach był oceniany jako neutralny, zrównoważony, naturalny i - dla zdecydowanej większości uczestników - najwyższej jakości.

Badacze postawili hipotezę, że docelowe AFC słuchawek powinno być zbliżone do AFC głośnika referencyjnego w przygotowanym pomieszczeniu - w końcu w takim ustawieniu zazwyczaj nagrywa się i miksuje muzykę, więc powinno to brzmieć najlepiej. I w pewnym stopniu hipoteza się potwierdziła, wynikowa odpowiedź amplitudowa dla słuchawek jest podobna do odpowiedzi amplitudowej systemu głośnikowego z badania Harman International z 2013 roku. Główną różnicą jest wzrost basu w przypadku słuchawek AFC, który wynika z chęci zrekompensowania przez słuchacza braku pełnego basu. Kiedy w najnowszej wersji badania (2017) obliczono osobną krzywą dla słuchawek wewnątrzkanałowych, można zauważyć jeszcze większe podniesienie w zakresie niskich częstotliwości.

Do jakich innych wniosków doszedł zespół Harmana?

  • Doświadczenie słuchowe miało niewielki wpływ na preferowany dźwięk.
  • Kraj miał również niewielki wpływ na wybór preferowanego dźwięku.
  • Wiek słuchaczy miał niewielki wpływ na preferencje: im starsi byli uczestnicy, tym mniej basów i sopranów dodawali podczas eksperymentu samowyrównywania. Było to prawdą dla wszystkich poza grupą wiekową "powyżej 56 lat", która dodała jeszcze mniej basów, ale więcej wysokich tonów (prawdopodobnie z powodu związanego z wiekiem upośledzenia słuchu).
  • Na preferencje dotyczące ilości tonów niskich i wysokich może mieć również wpływ materiał muzyczny i być może płeć (potrzebne byłyby dalsze badania, ponieważ kobiety stanowiły tylko 10% próby w tym eksperymencie).
  • Istnieje niewielkie zróżnicowanie w ilości preferowanego basu/wysokich częstotliwości, przy czym wszyscy skłaniają się ku dokładnemu/naturalnemu brzmieniu.
  • Postrzeganą jakość dźwięku można przewidzieć dość dokładnie na podstawie obiektywnych pomiarów (ale trzeba wypracować międzynarodowe standardy / producenci muszą współpracować w tym zakresie).
  • Aby poprawić spójność i jakość nagrywania/odtwarzania muzyki, potrzebna jest podobna jednorodność głośników i słuchawek używanych w całym łańcuchu od nagrywania do odtwarzania.

Z pewnością temat poszukiwania uniwersalnego i dobrego jakościowo dźwięku jest ciekawy i wymagający, ale czy te analizy i statystyki znajdują jakiekolwiek odzwierciedlenie w życiu? Oto niedawny przykład z zewnątrz, nie z firmy Harman.

Jude Mansilla, założyciel chyba najbardziej aktywnej społeczności audio w internecie - Head-Fi - opublikował recenzję nowych słuchawek Stellia firmy Focal, popartą pomiarami i porównaniem z krzywą Harmana.

Zapraszamy do zapoznania się z opinią Jude'a:

"Pomyślałem, że niektórzy z was mogą być zainteresowani porównaniem pomiarów odpowiedzi częstotliwościowej słuchawek Focal Stellia z docelowym AFC Harmana (Harman AE/OE Target*)

Na mój gust, pod względem balansu tonalnego, Focal Stellia są prawdopodobnie moimi ulubionymi słuchawkami zamkniętymi do ogólnego słuchania dla przyjemności (bezkrytycznego). I choć krzywa Harman Target z pewnością nie jest jedynym typem dźwięku, który lubię, to słuchawki, które brzmią "w stylu Harman-AE/OE" (oraz douszne z krzywą Harman-IE) niezmiennie należą do tych, których słucham z przyjemnością.

Pod względem budowy obrazu stereofonicznego, Focal Stellia jest dokładny, zrozumiały i jak na słuchawki typu zamkniętego, w moim doświadczeniu, dość przewiewny. Jednakże, jeśli chodzi o wielkość sceny i postrzeganą otwartość, Sennheiser HD820 i Sony MDR-Z1R pozostają dla mnie zdecydowanymi liderami (między nimi preferowałbym Sennheiser HD820).

W porównaniu do Sennheiser HD820 (z ich bardzo dużymi i stosunkowo gęstymi poduszkami usznymi) Stellia mają stosunkowo mniejsze poduszki, ale są bardzo miękkie i wygodne. Prawdopodobnie większości osób będzie znacznie łatwiej osiągnąć z nimi pewną i szczelną izolację akustyczną (co jest bardzo ważne, zwłaszcza w przypadku słuchawek zamkniętych). Osobiście nie mam żadnych problemów z dopasowaniem słuchawek Sennheiser HD820, ale sądząc po komentarzach społeczności, dla niektórych jest to problem. Myślę, że w przypadku Focala Stellia taka sytuacja będzie rzadkością. Moim zdaniem nie da się przecenić znaczenia tej kwestii.

Od czasu nakręcenia filmu o Focal Stellia, mój entuzjazm dla tych słuchawek tylko wzrósł. Stellia jest moim ulubionym aparatem z całej gamy Focala. I chociaż zamknięte Stellia są z pewnością (i bez zaskoczenia) gorsze od ich otwartego rodzeństwa Clear i Utopia pod względem czysto technicznych osiągów, rozdzielczości i sceny, to równowaga tonalna jest wystarczająco dobra (jak na mój gust), aby umieścić je w czołówce kompletnej już rodziny słuchawek Focal (ponownie, są to moje osobiste preferencje i priorytety, a ci, którzy oceniają wszystkie te czynniki inaczej, mogą oczywiście dojść do innych wniosków).

Dopóki "właściwe" brzmienie nie stanie się jednolitym standardem, życzymy każdemu z Was znalezienia swoich idealnych słuchawek.