Vet ikke om det er greit å legge inn lenke til en tråd på Avforum, men jeg synes den var så spennende at jeg tar sjansen:
Måle frekvensrespons i rom?
Vidar
Måle frekvensrespons i rom?
Vidar
Spennende tråd om frekvensmåling av høyttalere
- Trådstarter vidarje
- Startdato
N
Nyttbrukernavn555
Gjest
Virkeligheten som helhet er for kompleks til at den kan settes opp i et to-dimensjonalt skjema. Det medfører at man må velge en spesifikk egenskap eller faktor som kan måles og framstilles i et enkelt skjema på en forståelig måte. En frekvensrespons er en sentral del av lydproduksjon, men inneholder langt fra den hele og fulle sanneheten bak hva man hører. Jeg mener det viktig å forstå hva det er grafen viser og hva den ikke viser for å gjøre nytte av den. De fleste feilene begås ikke med målingene, men hvordan de tolkes. Eller sagt på en annen måte, hvordan de feiltolkes.
Frekvensrespons, vannfallplot, impuls respons, square wave respons etc. utgjør fremdeles ikke den hele og fulle sannheten bak hva vi hører, men er man i stand til å tolke og forstå informasjonen grafene viser mener jeg det setter oss i bedre stand til å forutsi hva man kan forvente av eksempelvis et spesifikt produkt.
Synes Midas berører flere av de viktigeste faktorene som påvirker hvordan vi oppfatter lyd på en utmerket måte, så velger å bare sitere hele innlegget hans:
Om akustikk og målinger
Frekvensrespons, vannfallplot, impuls respons, square wave respons etc. utgjør fremdeles ikke den hele og fulle sannheten bak hva vi hører, men er man i stand til å tolke og forstå informasjonen grafene viser mener jeg det setter oss i bedre stand til å forutsi hva man kan forvente av eksempelvis et spesifikt produkt.
Synes Midas berører flere av de viktigeste faktorene som påvirker hvordan vi oppfatter lyd på en utmerket måte, så velger å bare sitere hele innlegget hans:
Om akustikk og målinger
Takk for et bra innlegg, men jeg vet ikke om jeg nødvendigvis er helt enig i at man ikke kan måle frekvensresponsen. Eller mer presist, jeg mener målinger gir nyttig og en god beskrivelse av rommet man måler og at dette kan sammenlignes med andre systemer. Men er enig i at det ikke forteller hele sannheten om et lydsystem.
Jeg tillater meg å drøfte litt vidt om temaet:
Hørsel
Ørene våre er komplekse og hørselen og lydoppfatning i hjernen er mer kompleks. Folk er forskjellige i øreanatomien og har ulik lydoppfatningsevne. Ørekanalen er en ressonator som påvirker og endrer vår oppfatning av lyd. F.eks. bildet under viser lydtrykket i øreåpningen fra en lyd som kommer forfra (og den tar ikke hensyn til trommehinne og det indre øret).
Øret er også langt fra linært, som vises med at vi har ulik følsomhet for ulike frekvenser med ulike lydtrykk:
Selv om øret ikke er ideelt og linært kan man definere en referanse. På samme måte som vi kan definere at et lys med bølgelengde 635nm er rød og at vi har blitt opplært at denne fargen er rød, kan vi definere opp tilsvarende definisjoner for frekvenser og lydtrykk. F.eks. er 440Hz definert til å være en A og med noe trening så kan vi gjenkjenne denne Aen. Alt dette til tross for at folk oppfatter lyd (og bilde) høyst individuelt og at øre og hjerne prosesserer signalene ulikt.
En vesentlig del av denne debatten blir da et spørsmål om referanse (objektivt) og preferanse (subjektivt). Man må først etablere en objektiv referanse til hva riktig lyd er. Man kan definere at flat frekvensrespons på alle frekvenser fra 20Hz til 20kHz er et ideal. (Hjemme)kino bransjen ser ut til å være i nærheten av å definere at flat respons er et ideal.
Dette er mye det samme som at vi har definert at vår musikalske skala har 12 halvtoner per oktav. At vi har definert at musikk skal ha en takt, at musikk følger en spesielt tonegang, osv. Andre kulturer har andre idealer.
Subjektiv preferanse er like viktig, fordi dette også påvirker de definerte idealene. F.eks. er dagens idealer/preferanser en lyd med relativt stor tyngde i bunn, mens vår eldre generasjon ikke ønsker (dyp)bass fordi det ikke var allment før (dvs. når deres idealer ble definert). På samme måte som en studiotekniker synes en PA lydtekniker lager alt for basstung lyd, så syns PA lydteknikeren at studioteknikeren har et bassfattig lydbilde. På samme måte som høyttalerprodusenter designer inn BBC-dip for å varme opp lyden.
Ergo er det mulig å definere et ideal, en referanse. Når det kan defineres, kan det også måles og vi kan trenes til å omtale dette idealet som en referanse. Som leder meg inn på neste emne.
Målinger
En målemikrofon er et ganske nøyaktig måleinstrument (når kalibrert og innenfor sitt frekvensområde) og måler lyd mange desimalers nøyaktighet. Målingen er objektiv og har ingen preferanse på hvordan lyden låter subjektivt eller hvordan vi oppfatter den.
Men slike målinger har noen betydelige praktiske begrensinger som man må være klar over fordi mikrofonen er nøyaktig:
1) Plassert i et rom, så vil micen måle lydtrykket kun og kun på den nøyaktige plasseringen mikrofonen har. Det betyr at en slik frekvensmåling kun gjengir sannheten for den eksakte plasseringen. Andre plasseringer gir helt andre målinger. Som også skjer når vi flytter på hodet, så kan lydbildet endre seg drastisk.
2) Når bølgelengden på lyden begynner å bli liten, så betyr fysisk plassering alt i forhold til måleresultatet. F.eks. på 10kHz skal man kun flytte micen eller øret 1,7cm og fasen blir snudd 180 grader! Når man har mange refleksjoner i et rom, så vil målingene hoppe enormt fordi man beveger seg inn og ut av utslukning/noder på de ulike frekvenser. Derfor gir slike målinger på høye frekvenser begrenset verdi. Vår hørsel er vant med dette uten at det nødvendigvis påvirker vår oppfatning av lyden.
3) Når rommet ikke er ekkofritt, påvirker alle refleksjoner måleresultatet. Slike (eksess fase) målinger er da ubrukelig som en beskrivelse av selve høyttaleren, men en måling av høyttaleren og rommet som samlet system.
Når vi har definert et ideal, kan vi sammenstille målinger med dette idealet. Derfor mener jeg at det har hensikt å kommunisere målinger siden disse er objektive beskrivelser av systemet. Det er jo dette som gjøres når man publiserer frekvensrespons til en høyttaler.
Akustikk
Jeg klarer ikke å se hvorfor det ikke skal være interessant med målinger i rom (eksess fasesystemer). Fordi vår hørsel opererer omtrent alltid i eksess fasesystemer. Vår hørsel er vant med å forholde seg til romklang, refleksjoner og ekko.
Vår hørsel har også en slags innebygd gating funksjonalitet. Dersom en 1. refleksjon kommer til ørene våre en viss tid senere enn direktelyden, så oppfatter vi det på en annen måte enn hvis refleksjonen kommer tidligere. Se figur under som viser litt hvordan 1. refleksjonstiden påvirker vår oppfatning av lydbildet.
Et eksempel er at i større rom (aulaer og kirker) hvor 1. refleksjonen kommer mer enn ca. 80 ms etter førstelyden, så går ikke dette ut over taletydeligheten i rommet. Selv om rommet kan være veldig klangfullt. Dette har blitt benyttet i mange katedraler og kirker for å lage god taletydelighet, men allikevel med en betydelig (2-3 sekunder) etterklangstid.
Formålet med å måle et system i eksess fase (høyttalere + rom) er nettopp at man karakteriserer det rommet man befinner seg i med høyttalerne i. Man må forstå at det ikke er en minimum fase måling, dvs. det er ikke en måling av høyttalerens absolutte korrekte (ekkofrie) egenskaper, men høyttalere og rom sammen.
Å gjøre en vurdering av totalsystemet med målinger er interessant fordi det kan gi mye nyttig informasjon. F.eks. kan det si noe om frekvens og faserespons, frekvensavhengig demping, impuls respons (klangkarakter), timing/avstand, romnoder.
(En liten kuriositet: Dersom man har et roms impulsrespons, så kan man gjenskape klangen i rommet ved å gjøre en matematisk operasjon kalt konvolvering. Impulsresponsen får man ved å lage et pistolskudd i rommet og rett og slett ta opp resultatet. Dette har blitt brukt til å legge på romklang fra gode konsertsaler på vokal og instrumenter. Det gjøres ved å konvolvere impulsresponsen med vokalen. Resultatet er identisk slik det ville låte om man spilte i salen!)
Konklusjon
Jeg er enig i at hørselen har flere parametre enn hva vi måler med en frekvensrespons (og andre parametre f.eks. REW måler). Som Snickers-is nevner med ørets evne til å retningsbestemme lyder i rommet og hvordan vi filtrer bort reflekterte lyder gjør at vi har ikke funnet en absolutt korrekt metode til å beskrive lydoppfatning på. Og sånn sett kan ikke målinger beskrive hele sannheten.
Men jeg mener derimot at målinger, frekvensresponser og andre kurver er et uvurderlig verktøy i å lage en god tilnærming til oppførselen til et system. Ved å se på målinger kan man danne seg et større bilde av hvordan systemet låter. Men man må selvsagt oppleve rommet for å få det eksakte bildet. Men det er tilstrekkelig nøyaktig til å kunne gjøre vurderinger og tiltak i rommet, høyttaler eller signalkilde.
Og sist men ikke minst, måler man i rommet, måler man hele systemet; signalkilde, forsterker, høyttaler og rom. Ikke høyttaleren alene!
(Sånn, så får jeg håpe at jeg ikke har lagt meg selv ut for slakt!)
Jeg tillater meg å drøfte litt vidt om temaet:
Hørsel
Ørene våre er komplekse og hørselen og lydoppfatning i hjernen er mer kompleks. Folk er forskjellige i øreanatomien og har ulik lydoppfatningsevne. Ørekanalen er en ressonator som påvirker og endrer vår oppfatning av lyd. F.eks. bildet under viser lydtrykket i øreåpningen fra en lyd som kommer forfra (og den tar ikke hensyn til trommehinne og det indre øret).
Øret er også langt fra linært, som vises med at vi har ulik følsomhet for ulike frekvenser med ulike lydtrykk:
Selv om øret ikke er ideelt og linært kan man definere en referanse. På samme måte som vi kan definere at et lys med bølgelengde 635nm er rød og at vi har blitt opplært at denne fargen er rød, kan vi definere opp tilsvarende definisjoner for frekvenser og lydtrykk. F.eks. er 440Hz definert til å være en A og med noe trening så kan vi gjenkjenne denne Aen. Alt dette til tross for at folk oppfatter lyd (og bilde) høyst individuelt og at øre og hjerne prosesserer signalene ulikt.
En vesentlig del av denne debatten blir da et spørsmål om referanse (objektivt) og preferanse (subjektivt). Man må først etablere en objektiv referanse til hva riktig lyd er. Man kan definere at flat frekvensrespons på alle frekvenser fra 20Hz til 20kHz er et ideal. (Hjemme)kino bransjen ser ut til å være i nærheten av å definere at flat respons er et ideal.
Dette er mye det samme som at vi har definert at vår musikalske skala har 12 halvtoner per oktav. At vi har definert at musikk skal ha en takt, at musikk følger en spesielt tonegang, osv. Andre kulturer har andre idealer.
Subjektiv preferanse er like viktig, fordi dette også påvirker de definerte idealene. F.eks. er dagens idealer/preferanser en lyd med relativt stor tyngde i bunn, mens vår eldre generasjon ikke ønsker (dyp)bass fordi det ikke var allment før (dvs. når deres idealer ble definert). På samme måte som en studiotekniker synes en PA lydtekniker lager alt for basstung lyd, så syns PA lydteknikeren at studioteknikeren har et bassfattig lydbilde. På samme måte som høyttalerprodusenter designer inn BBC-dip for å varme opp lyden.
Ergo er det mulig å definere et ideal, en referanse. Når det kan defineres, kan det også måles og vi kan trenes til å omtale dette idealet som en referanse. Som leder meg inn på neste emne.
Målinger
En målemikrofon er et ganske nøyaktig måleinstrument (når kalibrert og innenfor sitt frekvensområde) og måler lyd mange desimalers nøyaktighet. Målingen er objektiv og har ingen preferanse på hvordan lyden låter subjektivt eller hvordan vi oppfatter den.
Men slike målinger har noen betydelige praktiske begrensinger som man må være klar over fordi mikrofonen er nøyaktig:
1) Plassert i et rom, så vil micen måle lydtrykket kun og kun på den nøyaktige plasseringen mikrofonen har. Det betyr at en slik frekvensmåling kun gjengir sannheten for den eksakte plasseringen. Andre plasseringer gir helt andre målinger. Som også skjer når vi flytter på hodet, så kan lydbildet endre seg drastisk.
2) Når bølgelengden på lyden begynner å bli liten, så betyr fysisk plassering alt i forhold til måleresultatet. F.eks. på 10kHz skal man kun flytte micen eller øret 1,7cm og fasen blir snudd 180 grader! Når man har mange refleksjoner i et rom, så vil målingene hoppe enormt fordi man beveger seg inn og ut av utslukning/noder på de ulike frekvenser. Derfor gir slike målinger på høye frekvenser begrenset verdi. Vår hørsel er vant med dette uten at det nødvendigvis påvirker vår oppfatning av lyden.
3) Når rommet ikke er ekkofritt, påvirker alle refleksjoner måleresultatet. Slike (eksess fase) målinger er da ubrukelig som en beskrivelse av selve høyttaleren, men en måling av høyttaleren og rommet som samlet system.
Når vi har definert et ideal, kan vi sammenstille målinger med dette idealet. Derfor mener jeg at det har hensikt å kommunisere målinger siden disse er objektive beskrivelser av systemet. Det er jo dette som gjøres når man publiserer frekvensrespons til en høyttaler.
Akustikk
Jeg klarer ikke å se hvorfor det ikke skal være interessant med målinger i rom (eksess fasesystemer). Fordi vår hørsel opererer omtrent alltid i eksess fasesystemer. Vår hørsel er vant med å forholde seg til romklang, refleksjoner og ekko.
Vår hørsel har også en slags innebygd gating funksjonalitet. Dersom en 1. refleksjon kommer til ørene våre en viss tid senere enn direktelyden, så oppfatter vi det på en annen måte enn hvis refleksjonen kommer tidligere. Se figur under som viser litt hvordan 1. refleksjonstiden påvirker vår oppfatning av lydbildet.
Et eksempel er at i større rom (aulaer og kirker) hvor 1. refleksjonen kommer mer enn ca. 80 ms etter førstelyden, så går ikke dette ut over taletydeligheten i rommet. Selv om rommet kan være veldig klangfullt. Dette har blitt benyttet i mange katedraler og kirker for å lage god taletydelighet, men allikevel med en betydelig (2-3 sekunder) etterklangstid.
Formålet med å måle et system i eksess fase (høyttalere + rom) er nettopp at man karakteriserer det rommet man befinner seg i med høyttalerne i. Man må forstå at det ikke er en minimum fase måling, dvs. det er ikke en måling av høyttalerens absolutte korrekte (ekkofrie) egenskaper, men høyttalere og rom sammen.
Å gjøre en vurdering av totalsystemet med målinger er interessant fordi det kan gi mye nyttig informasjon. F.eks. kan det si noe om frekvens og faserespons, frekvensavhengig demping, impuls respons (klangkarakter), timing/avstand, romnoder.
(En liten kuriositet: Dersom man har et roms impulsrespons, så kan man gjenskape klangen i rommet ved å gjøre en matematisk operasjon kalt konvolvering. Impulsresponsen får man ved å lage et pistolskudd i rommet og rett og slett ta opp resultatet. Dette har blitt brukt til å legge på romklang fra gode konsertsaler på vokal og instrumenter. Det gjøres ved å konvolvere impulsresponsen med vokalen. Resultatet er identisk slik det ville låte om man spilte i salen!)
Konklusjon
Jeg er enig i at hørselen har flere parametre enn hva vi måler med en frekvensrespons (og andre parametre f.eks. REW måler). Som Snickers-is nevner med ørets evne til å retningsbestemme lyder i rommet og hvordan vi filtrer bort reflekterte lyder gjør at vi har ikke funnet en absolutt korrekt metode til å beskrive lydoppfatning på. Og sånn sett kan ikke målinger beskrive hele sannheten.
Men jeg mener derimot at målinger, frekvensresponser og andre kurver er et uvurderlig verktøy i å lage en god tilnærming til oppførselen til et system. Ved å se på målinger kan man danne seg et større bilde av hvordan systemet låter. Men man må selvsagt oppleve rommet for å få det eksakte bildet. Men det er tilstrekkelig nøyaktig til å kunne gjøre vurderinger og tiltak i rommet, høyttaler eller signalkilde.
Og sist men ikke minst, måler man i rommet, måler man hele systemet; signalkilde, forsterker, høyttaler og rom. Ikke høyttaleren alene!
(Sånn, så får jeg håpe at jeg ikke har lagt meg selv ut for slakt!)
Synes mye av det som Snickers skriver der er direkte misvisende. Men der er også litt uklart hva han mener. Han er ikke tydelig og bruker ikke akkurat språk fra faglitteratur.
Det var noen som etterspurte målinger fra en kalibreringsjobb. Jeg svarte at jeg hadde flere hundre målinger, og at disse igjen hadde vært benyttet med mange ulike tidsvinduer for å finne de ulike tingene som skjedde i rommet. Tråden ble startet for å forsøke å kaste lys over hvorfor jeg ikke benyttet èn måling som referansemåling og kalibrerte mer eller mindre blindt etter den, og i tillegg, hvorfor jeg ikke syntes det hadde noe for seg å plukke ut en av disse målingene og poste på forumet.
Flott å se Snickers tilbake! Jeg er veldig enig det han skriver og syntes han legger det frem bra om man leser helheten i avsnitt og poster isteden for enkeltdeler. Dette er et SVÆRT tema som er meget vanskelig å summere opp kortfattet. Dermed må noen ting forenkles og droppes for å passe inn på et forum.
Jeg leser det som at man ikke skal slutte å måle for å optimalisere høyttalere og rom, men at man må være varsom med å legge for mye vekt på enkeltmålinger. Hjernen benytter enormt mange parametere til å vurdere input fra ørene at enkeltstående målinger langt fra kan representere helheten, men de kan belyse enkelte deler av opplevelsen. Gjennom metodisk arbeid med enkeltdelene kan helheten forbedres.
Bra jobba Snickers
Jeg leser det som at man ikke skal slutte å måle for å optimalisere høyttalere og rom, men at man må være varsom med å legge for mye vekt på enkeltmålinger. Hjernen benytter enormt mange parametere til å vurdere input fra ørene at enkeltstående målinger langt fra kan representere helheten, men de kan belyse enkelte deler av opplevelsen. Gjennom metodisk arbeid med enkeltdelene kan helheten forbedres.
Bra jobba Snickers
Spot on! Hvorfor kunne ikke jeg bare skrevet det så enkelt?
Hva mente du egentlig med dette?