Регулировка звука. Что такое Volume, Bass и Treble? Часть 1

Музыка и голос с точки зрения физических явлений — сложные звуковые волны, и — будучи ими — они обладают такими свойственными волнам характеристиками, как частота и амплитуда. Между частотой звуковых колебаний, измеряемой в герцах, и уровнем звукового давления, измеряемым в децибелах, существует интересная функциональная связь, впервые детально исследованная в начале 1930-х годов в Лабораториях Белла: субъективное восприятие интенсивности звука, которое было описано тогда американскими учёными, мы называем громкостью.

Как оказалось, при низких уровнях громкости ухо менее чувствительно к нотам низких частот, чем к нотам средних частот. Этот «дефект» нашего организма означает, что частотная точность воспроизводимой музыки зависит от настройки уровня громкости. Прослушивание музыки на низких уровнях громкости и на высоких требует разных амплитудно-частотных характеристик или частотного отклика. Похожие отклонения наблюдаются и с реакцией уха на высокие частоты, хотя и в сравнительно меньшей степени.

На практике это означает, что для того, чтобы негромко послушать запись выступления, которое было изначально сыграно и записано с более высоким уровнем громкости, слушателю необходимо было бы отрегулировать уровень низких и верхних частот, повысив их на своей аппаратуре, при условии если слушатель желал бы сохранить баланс звука верным, аутентичным оригинальной записи. Нелинейный частотный отклик человеческого уха прибавляет много сложностей к задачам записи и воспроизведения музыки.

Высота звука — ещё одно субъективное свойство звука, которое может зависеть от уровня громкости сигнала. Высоту звука не следует путать с частотой звука. Между ними есть очевидная связь, но нет линейной зависимости. Частота звука является объективным показателем, поддающимся измерению прибором, тогда как высота звука — качество слухового ощущения человека. Экспериментально доказано, что для низких частот высота звука становится ниже при увеличении уровня звука, для высоких — наблюдается обратное: высота одного и того же звука воспринимается человеком более высокой в том случае, когда выше уровень сигнала.

Описанное восприятие частотно-амплитудных характеристик является одной из причин, по которым производители аудиотехники предоставляют возможность слушателям регулировать уровень громкости отдельных частотных диапазонов самостоятельно. Старые добрые винтажные рукоятки отдельного контроля низких и верхних частот на портативных колонках Bengher — удобный, дружественный интерфейс, и являются формой эквалайзера, то есть цепи, которая меняет баланс воспроизводимого аудиосигнала. Звук бывает необходимо балансировать таким способом и по другим причинам. Акустика помещения, в которой прослушивается музыка, может усиливать или наоборот поглощать определённые частоты, что требует их компенсации. Не только все комнаты не одинаковы, но и не все персональные вкусы одинаковы — всегда можно подобрать спектральный баланс соответствующий тому, что нравится конкретному человеку. Музыкальные записи также могут отличаться в балансе низких и верхних частот, что тоже можно компенсировать регулировками. Слушатель может удовлетворить прихоть увидеть хоть целый симфонический оркестр под другой перспективой, отличной от перспективы звукозаписывающего инженера, и это дополнение к аудиосистеме, добавляющее ценность и участие к опыту слушателя.

Воспринимаемый человеческим ухом спектр звуковых частот — от 16Гц до 18кГц, довольно часто его для удобства округляют — от 20Гц до 20кГц. В действительности многие люди могут слышать тона ниже 20Гц, но далеко не все способны слышать выше 18кГц. Подростки и женщины среднего возраста и моложе могут слышать звуки с частотой выше 18кГц, но такая чувствительность уменьшается с возрастом. Доказано, что женщины обладают большей способностью слышать высокие частоты, чем мужчины, а также, что они сохраняют эту способность дольше.

Низкие частоты (соответствуют термину и рукоятке Bass) занимают частотный диапазон от 16 до 250Гц. Здесь можно услышать такие инструменты как большие барабаны, бас-гитары, монофонические синтезаторы, а также виолончели, фаготы, баритоновые и теноровые саксофоны, тромбоны. Хорошо настроенный бас показывает «качество, а не количество» инструмента, детали и нюансы бас-гитары. Корректное воспроизведение баса важно для получения удовольствия от музыкального воспроизведения вообще. Нижние частоты составляют тональный фундамент и ритмический «якорь». Плохо настроенный бас не позволяет услышать его как отдельные ноты, со своими собственными высотами звучания и чёткими изменениями амплитуды сигнала, вместо этого больше походя на монотонный гул. В музыкальных жанрах, в которых бас играет важную ритмическую роль — роке, блюзе, частично джазе — бас-гитара и большой барабан кажутся в таких случаях отстающими от остальных инструментов, волоча ритм позади. Более того, большой барабан бывает погребён в звуке бас-гитары вместо того, чтобы вносить чувство резкого удара. Недостаточный бас лишает драйва любую музыку, вплоть до классической: оркестр теряет свою силу, когда контрабас начинает звучать как виолончель, виолончель — как альт.

Наряду со слуховым восприятием люди обладают осязательным восприятием низких звуковых частот на высоких уровнях громкости. Двойное восприятие начинается в верхнем регионе баса, около 100Гц. По мере того как высота звука перестаёт быть слышимой, тактильные ощущения усиливаются на очень низких частотах. Чрезмерно усиленный бас — частый элемент рок-концертов по той причине, что это оставляет глубокое впечатление, когда дыхание в грудной клетке подчиняется бас-гитаре и «бочке». К счастью, низкие частоты не несут большого риска для потери слуха.

Верхние частоты (соответствуют термину и рукоятке Treble) занимают частоты от 2 до 20кГц. При неправильной настройке чрезмерность верхних частот проявляется в свистящих и шипящих звуках в вокалах, чрезмерно подчёркнутых тарелках, «жидких» скрипках. Проблемы с верхними частотами могут создать восприятие, что они не «вплетены» в музыкальное произведение, а «прилеплены» сверху. Верх в таких случаях кажется отделенным от музыки, а не интегральной частью записи. Требл должен звучать как продолжение верхних средних частот, нежели как что-то обособленное от них.

Понижая с помощью соответствующих рукояток верхние и/или нижние частоты и одновременно управляя общим уровнем громкости, мы можем влиять на уровень средних частот. Средние частоты расположены в частотах от 250Гц до 2кГц. Обиходной фразой многих аудиофилов могла бы быть: «Если не звучит хорошо мидрейнж, всё остальное уже даже не имеет значения». Средние частоты важны по нескольким причинам: значительная часть музыкальной энергии расположена именно там, в особенности — важные обертона большинства музыкальных инструментов. Этот регион не только содержит много музыкальной энергии, но и человеческое ухо гораздо более чувствительно к средним частотам и нижней части диапазона верхних частот, нежели к басу или самым высоким частотам слышимого спектра. В особенности ухо наиболее чувствительно к звукам между 800Гц и 3кГц и к каждым небольшим изменениям в частотно-амплитудных характеристиках внутри этого интервала. Важность средних частот при воспроизведении — то, почему важно бывает управлять настройками звука «вычитательным методом», приглушая низкие и верхние частоты.

Достижение баланса между всеми этими частотами при воспроизведении аудиосигнала — интегральная часть того, что называют точной передачей, и именно поэтому важно уметь правильно их настраивать.

В следующей статье мы взглянем более детально и ситуативно на то, как можно улучшить восприятие звука, отрегулировав низкие и верхние частоты.