В акустике не работает “принцип ксерокса”. Энтропия. ч 2.

Почти всегда акустика с замечательными параметрами малопригодна для прослушивания музыки.

Казалось бы должен работать “принцип ксерокса”. Кладем в него фото, и тот ксерокс лучше, который делает копию с большим разрешением и лучшим цветовым охватом.

Но получается, что мы делаем искажения все меньше и меньше, АЧХ все ровней и ровней. А звучит это почему то все хуже и хуже.

Не читавшим первую часть, рекомендуем начинать читать статью с начала, – Принцип ксерокса. Часть 1. Иначе вам не все будет понятно. Как мы выясняли в первой части, музыкальные инструменты генерируют огромное количество искажений всех видов.

Технологии класса “одна палка 3 струны”, весьма несовершенны:

Но музыканты люди творческие, и донести им очевидную мысль о том, что им необходимо бороться искажениями не представляется возможным.

Музыкантами оперируют нотной системой. Так музыканты утверждаю, что на картинке ниже единичная нота ЛЯ частотой 110 Гц (гитара 5 струна). Но грамотный анализ графика АЧХ показывает, что это группа синусоид с превалирующей по уровню синусоидой на частоте 220Гц. А многократно большая часть сигнала, это не 110Гц, а искажения.

Таким образом перед инженерами встает уникальная задача, как воспроизвести искажения с минимальными искажениями.

Музыкальные инструменты категорически не делятся на инструменты НЧ, СЧ, ВЧ. К примеру, задавшись целью сделать гитару СЧ, мы обнаружим, что у нее потребуется отрезать  5 верхних струн:

Строй гитары, частоты

Конечно, и первая струна, с частотой 330Гц, не совсем СЧ частота. Но если оставить гитару совсем без струн, это будет уже не гитара, а барабан. А со всеми струнами получается, что взятый на гитаре аккорд, отыгрывает не только ВЧ, СЧ, НЧ динамики, но и сабвуфер!

Аккорд гитара, АЧХ, звучит 6 струн.

Взятый аккорд простирается по всему спектру.

И его фаза прокручивается в новодельных трехполосных АС раза три по кругу. Не меньше. Естественно, что получается “каша”. Так как события происходят в разное время и с очень разными фазами. Ведь никто не будет спорить, что у твиттера и НЧ динамика (не говоря про сабвуфер) сильно разные время, скорости и фазы.

Сами же хитрецы музыканты воспроизводят гитару исключительночерез один широкополосный динамик, или множество подобных однотипных: Гитара не терпит ни каких дополнительных фазовых искажений. И возможно посмеиваются над деревенскими HI-FI инженерами, которые ведут отчаянную борьбу с искажениями и ровняют АЧХ в линию. Аудиофилы, полагают, что вот сейчас они  потолще провода прикрутят и подороже купят усилитель, и все замечательно зазвучит.

Но нет. Аккорд никогда не “зазвучит” на многополосных АС с традиционными полосовыми фильтрами. Это невозможно. Для того, что бы казалось, что трехполосные АС звучат “качественно”, не стоит слушать на них аккордов, и “плотную” музыку с единым ритмическим рисунком, по всему спектру. Используйте фонограммы создающие ощущение качества.

При декларировании высокой точности воспроизведения, все HI-FI и HI-END акустические системы звучат абсолютно по-разному.

Разница в звучании АС порой размером в “пропасть”, а совсем не в 0,1%. Ровность АЧХ и минимизация искажений не корректируется у слушателей с ощущением качества звучания акустических систем. Многие инженеры это уже осознали.

Но в книжках и пособиях по созданию “высококачественных АС”, черным по белому написано, что нужно уменьшать искажения и ровняют АЧХ в линию. А это полный тупик.

Очевидно, что если нет корреляции количества искажений и качества, то первый вопрос который следует задавать, – все ли искажения одинаково вредны или полезны? Для инженеров существует только то, что можно померить, и они померили:

Гармоники усилителей. Слева лампа, справа транзисторный усилитель.

И пришли к выводу, что ламповые усилители насыщают музыкальный сигнал четными гармониками и дают легкую компрессию. Четные гармоники звучат в унисон, тем самым добавляя в музыку “красивость”.

Новость так себе, так как  это было известно уже 50 лет назад. Насыщение четными гармониками, – одна из основных причин по которой вокал и гитару пишут при помощи ламповых предусилителей.

Аудиомурзилки интерпретировали ситуацию более радостно, – у ламповых усилителей больше выражены четные гармоники (унисонные). Что не правда, они не больше выражены, а “выпирают” и вносят отсебятину.

Внимание! При сравнении графиков учитывайте масштаб. У ламповых усилителей гармоники имеют значение единиц процентов. У транзисторных же это 0.00…%.

Действительно, ламповые усилители добавляют “красивости” в музыкальный сигнал, особенно в вокал. Но мы все же обсуждаем не обработку фонограмм.

(Про компрессию ламповых усилителей аудиомурзилки молчат, так как полностью противоречит их бесконечным статьям о вреде компрессии. Про компрессию можно почитать здесь – Как записывают музыку. Ликбез для аудиофилов.).

Правильно сформулированный вопрос звучит так, – по какой причине, что-то кажется нам красивым или не красивым?

Философ Вл. Соловьев в известной статье «Красота в природе» (1889) написал много букв. Если сделать выжимку из его работы, то за основу берется тезис: “цветок красив”. На базе этого тезиса он формирует огромное количество смыслов и выводов. Но так как мы оперируем инженерными понятиями, предлагается разобраться, – а с чего вдруг “цветок красив”?

“Красивость” очень хорошо коррелируется с энтропией.

Изначально этот термин был введен для описания того, как тепло переходит в другие виды энергии. Сейчас понятие энтропии применяется не только в термодинамике, но и в экономике, социологии, в теории информации итд.

Упрощенно, энтропия – это мера беспорядка.

Так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, обратимся к фотографиям. В природе все упорядоченное ведет к тепловой смерти. У нас на планете отсутствуют прямые линии. И если быть совсем кратким, – прямое, квадратное и прочее упорядоченное не может быть красивым. Так как подсознательно воспринимается людьми, как противоестественное и аномальное. Упорядоченное на земле существует только в виде плодов труда людей. Прямое и квадратное делать значительно дешевле.

Спальный микрорайон

Если убрать деревья станет по настоящему страшно. Снижение энтропии пугает людей.

Не смотря на серьезные затраты, люди всячески пытаются избегать всего упорядоченного. И по максимуму искажают и загибают все, что только можно. Включая музыкальные инструменты.

Чтобы коробки домов не вгоняли жителей в депрессию, их разумеется нужно искажать и загибать.

В своих же квартирах люди так же борются со всем упорядоченным. Самое простое и дешевое средство для этого – витиеватые обои и рисование фактуры дерева на пластике мебели. Ну, а у кого денег побольше, может и камней себе в дом натаскать.

Общий принцип таков, – прямые линии быть могут. Но они не должны преобладать и доминировать.

Иначе исчезает чувство спокойствия и комфорта. Что активно используют в офисах, где все обычно прямоугольное и без полутонов.

Работа не то место где нужно расслабляться. Разумеется музыкальные инструменты делают “кривыми” не только для внешнего вида.

“Кривые” инструменты генерируют “кривые” искажения.

Энтропия таким образом из световых волн (зрения) переходит на другой уровень, – в звуковые волны (слух).

И если в искажениях звука начинает преобладать упорядоченное, люди начинают придумывать им разные глупейшие эпитеты: сухой, стерильный, холодный, мертвый итд.

И если обратить внимание, можно заметить, что все эти эпитеты очень близки к медицинской терминологии. Так как словами пытаются выразить  необъяснимую и непонятную аномалию.

Ровно с той же целью, для чего на мебели рисуют фактуру дерева, некоторые аудиофилы любят слушать проигрыватели грампластинок.

Да, все трещит, шумит… АЧХ и стерео сильно покорежены. Но все упорядоченное забивается “в ноль”. Уровень комфортности и энтропии такой, как всю комнату коврами завесил:

Ковры ссср

В этом месте я совершенно не стебусь. У самого в коллекции есть около сотни альбомов. При этом, эти альбомы не особо нужно иметь в физическом  виде. Можно брать их в цифре, хоть с ютуба. Звуковые и общие ощущения, совершенно не отличаются от прослушивания физических грампластинок.

Тактильных ощущений конечно нет. Но зато есть и преимущество, – специально обученный человек за вас переворачивает пластинку на другую сторону.

Можете попробовать – коллекция Vinyl From USSR 

Действительно, своеобразная прелесть от прослушивания искаженных винилом фонограмм есть. Но предполагаю, что все же необходимо, что бы ранее вы слушали эти же альбомы на виниле. Или же магнитофонные записи с этих грампластинок.

Но вряд ли LITTLE BIG имеет смысл, даже пытаться, слушать на виниле.

Современный человек с большой иронией относится к интерьерам с запредельной энтропией (фото с коврами). Им кажется, что это явный перебор. Но следует понимать, что люди в прошлых веках реально боялись всего упорядоченного. Им было  очень не комфортно “в прямом”.

Модерн, 1902 год.

Увеличение энтропии, где ее и так много, не дает положительного эффекта.

Рассмотрим пример:

Когда мы имеем дело с объектом с изначально большой энтропией, – энтропию следует не увеличивать, а уменьшать. Так на левой картинке мы видим искусственное снижение энтропии по средством выпрямления, сглаживания и упрощения.

И здесь следует соблюдать меру, и не раскрасится до уровня мульт-персонажа. В примере же правой картинки мы видим явный перебор с количеством энтропии, – лучше было без раскрашивания.

Страх к упорядоченному со временем будет уменьшается. Это уже можно проследить. В царской России всегда был перманентный голод. Для понимания ситуации: накануне Первой мировой войны ежегодно от голода в России (которую мы потеряли)  умирало 1,5 млн человек. Это очень сильно больше, чем от короновируса.

А они вместо решения этой очевидной проблемы, с маниакальной страстью, емкости для кипячения воды загибали.

Самовар и чайник

Но очевидно, что в ближайшие тысячелетия человеку придется с ощущением энтропии жить. И прорывается она порой в удивляющей всех форме.

Вот например, Рогозин предложил разрисовать космические корабли под хохлому и гжель. Что сразу показывает в нем человека старой закалки.

Может не стоит так категорично? Может быть ограничимся нанесением на ракету фактуры дерева? Березы например.

Примирительно к аудиотехнике существует два способа борьбы со страхом к упорядоченному.

На этапе записи фонограмм, в студиях, в их звучания вносятся артефакты призванные увеличить энтропию. Об этом мы уже пишем статью, – Живая и мертвая музыка. Как записывают инструменты в студиях и какие они бывают.

Второй способ. Уменьшение упорядоченных искажений в акустических системах. Этой теме будет посвящена следующая 3 часть этой статьи.

К примеру, многие наверно замечали, что музыкальные инструменты делают в основном из дерева. А не из пластмассы или кевлара.

И основой материал диффузоров динамиков, как и 100 лет назад, – бумага. Не замечаете взаимосвязи? Уверяю вас, это не случайное совпадение.

Подписывайтесь кому интересно.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рейтинг
( 31 оценка, среднее 4.87 из 5 )
AudioArt.ru
Комментарии: 9
  1. Ювелир

    Я понял к чему вы клоните!)))) Как раз по случаю, не так давно проводили тестирование небольшой концертной акустики на открытом воздухе, погода была абсолютно тихая да и местечко выбрали по дальше от посторонних шумов, осталась видеозапись, микрофон на камере довольно не плохой, закинул в редактор записи и провел сравнительный анализ, чистым эксперемент назвать нельзя однако я получил именно те результаты которых ожидал!)) Теперь мне ясны банальные проблемы нехватки нч вч а также подход к эквализации но это касательно отстройки концертного звука, а вот с постройкой АС тема становиться ещё более обширной! Мое сознание перевернуто в настоящий момент и уже руки чешутся в плане эксперементов. Хотя общий вывод я вижу таким что идеальной акустики нет и быть не может, а поиск такой просто фанатизм и нежелание признать что король голый! Только вот кому теперь всё это будет нужно кроме нас с вами))) Аудифилы как мне кажется ещё более рьяно начнут бить себя кулаком в грудь и навязывать свою субкультуру

  2. Ювелир

    Нет я сегодня не усну!)) Всё ведь так просто и лежит на поверхности! Ни кто в упор не видит а может не хотят замечать? По поводу гармоник, возможно что патериалы и конструкция динамика влияют на гармоники как компрессор, где то усиливаются где то съедаются, ведь динамическая головка в виду своей конструкции это крайне не линейная система в зависимости от подаваемого уровня сигнала с усилителя, (связка до конца не изученая) Похоже это и объясняет применение в муз-центрах 90х систем с энхансерами, у разных производителей они назывались по разному, была такая кнопочка которая делала вч более сочными даже в тех треках где вч были сильно обрезаны. В поздних муз центрах эта функция стала исчезать, но именно она придавала звучанию некоторую “живость”

    1. Иван Васильевич

      Это вы с изобразительным искусством вплотную не сталкивались. У них это давно известно. Сальвадор Дали писал по молодости фотореалистичные картины. Потом плюнул на это. И стал все загибать. И бизнес сразу попер.

      1. Ювелир

        Полистал картинки фотореализм, потом Сальвадора Дали а ведь и правда!)) Естественность и пластмассовость))

        1. Иван Васильевич

          Больше того. Если посмотрите и проанилизируете работы топовых фотографов – они всегда стараются задать условия при которых фотография формально реалистична. Но в нее вводятся. Приемы искажающие картинку. Задраный контраст. Сверхширокий угол. Ракурсность…

          1. Ювелир

            Смесь на естественного с искажениями? Это воздействует на мозг как наркотик и привлекает внимание?

  3. Константин

    Ювелир, вот вы написали, что вам в результате эксперимента стали понятны проблемы в концертного звука, а нам читателям не хотите о своём опыте рассказать? Было бы интересно.

  4. Иван

    “…а нам читателям не хотите о своём опыте рассказать? Было бы интересно.”
    Поддерживаю данный призыв!

  5. Алексей

    Идея дробления электроакустического тракта в хай фае и хай энде была гениальной с точки маркетинга . Вместо законченой системы мы получаем конструктор и недешёвый. Активная АС с активным кроссовером и би или три амплингом где все динамики согласованы с усилителями как минимум не хорошо , гораздо лучше чем у условно 90% компонентных систем против”связки” усилитель+кабель+ акустика. И если в первом случае сразу понятно”играет” или “не играет” то во втором можно потратить полжизни перебирая компоненты. Меняя усилители, акустику и потом провода.
    Влияние на воспроизведение усилителей с глубокой ООС тоже до конца не разобрано. Усилители тестируют на синусоидальном или (достаточно медленно меняюшемся ) скользящем тоне иногда на менанре или импульсе. И почти всегда на резистивном эквиваленте нагрузки. А реальные особенно многополосные с фильтрами АС далеко не эквивалент нагрузки. Даже в широкопоснике меняются разные параметры в зависимости от частоты и даже амплитуды входного сигнала. Более того АС может “возвращать” на выход усилителя энергию запасённую в конденсаторах , катушках и даже наведённую индекцию от движения в магнитном поле катушки дигамика. А ведь гапомню с выхода усилителя снимается сигнал для ООС. Это как то “фиксят” маленьким выходным сопративлением и большим коэффицентом демпфирования. И всё это отлично оаботает на ТЕСТОВЫХ сигналах типа синуса или меандра и ХХ как себя ведёт на реальном звуковом сигнале.
    Читал так же версию что усилитель с глубокой ООС звучит “сухо” потому что ООС “давит” вместе с паразитными гармониками( которых не было в исходном сигнале, которые появились в результате прохождения по каскадам усилителя) и УЖЕ ПРИСУТСВУЮЩИЕ гармоники основных тонов инструментов, особенно чётные низких порядков. А усилители класса А(тот же JLH или ламповые) без глубокой ООС или даже вообще без ООС ,с ОС по каскадам. Хоть и имеют на порядки более высокий общий % искажений звучат не утомительно.( Сейчас стали появлятся и доступные АВ усилки с приятным звучанием)Сами знаете где.
    Но и усилитель это ге конец:в почти 100% современных многополосных ХФ и ХЭ систем на выходе мы имеем плюс ко всем перечисленным бедам ещё и акустику которая непредсказуемо “крутит” фазу , особенно вблизи частоты раздела. Акустика уже не ппосто бумкает и цыкает как раньше ещё вокал и средние слышны разборчиво. Но утомляет всё равно.
    И самое обидное что по моему большинство производителей , особенно из старых ЗНАЕТ как и даже может ,сделать акустику и усилители, звучащую как лучшие образцы ХЭ( приятно, неутомительно на любой громкости, с глубокой и широкой стереопанорамой)и недорого, но не делают этого. Кто же будет резать курицу несущую золотые яйца? Особенно сейчас.

Добавить комментарий

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.

© При использовании материалов AudioArt.ru обязательным условием является наличие открытой гиперссылки на исходную страницу