Все, кто вовлечен в процесс создания музыки и ее записи, регулярно задают себе вопросы: «Хорошо ли звучит полученная фонограмма?», «Хорошо ли звучит гитара?», «Хорошо ли звучит монтажная склейка?», «Хорошо ли звучит комната?» и т. д.
Для меня, как конструктора громкоговорителей и контрольных комнат, этот вопрос всегда имел особенно большое значение. Только как проектировщик помещений для студий я задаю себе этот вопрос, скорее, в таком виде: «Что с физической и психологической точек зрения означает выражение 'звучит хорошо??» или «Как я должен построить контрольную комнату, чтобы люди сказали: 'Это звучит хорошо!?». Действительно, если я собираюсь потратить деньги моих клиентов на создание студийных помещений, которые заказчики планируют сдавать в аренду успешным музыкантам и продюсерам, студия просто обязана «звучать хорошо»! Это так же важно, как и то, чтобы законченная запись, которая выйдет из этой студии, характеризовалась тем же «звучит хорошо» в других помещениях и на другой аппаратуре.
Некоторым составляющим хорошего звучания контрольной комнаты и посвящена эта статья. Но данный материал не относится к разряду статей вроде «Как построить домашнюю студию» или «Основы акустики». Он ближе к категории «Дзэн и искусство построения контрольных комнат».
Итак, в области профессионального аудио громкоговорители и комнаты, в которых они установлены, используются для оценки качества записи, а также для прогнозирования того, как запись будет звучать в других помещениях с другими акустическими системами. Я думаю, все согласятся с утверждением, что при этом главной задачей громкоговорителей является точное воспроизведение сигнала в контрольной комнате. Но что означает «точно» в данном случае? Истинная, с точки зрения физики, акустическая точность не обсуждается — микрофоны и громкоговорители теряют слишком много информации, чтобы обеспечивать по-настоящему точное воспроизведение. Поэтому под «настоящей точностью» подразумевается, насколько я представляю, такое воспроизведение аудиосигнала, при котором возникает ощущение реального музыкального события, образ, который кажется реалистичным, «живым» и расположенным в одном пространстве (комнате) с нами. Когда такие ощущения возникают, мы говорим, что воспроизведение «точное».
Все это замечательно, но как построить контрольную комнату, чтобы каждый, кто попадал в нее, говорил бы: «Это звучит хорошо. Я могу работать здесь»? По своему опыту, опыту коллег, а также учитывая различные исследования в области акустики и отдельные показательные примеры из моей работы с громкоговорителями с очень широкой дисперсией, можно сделать вывод, что результат «звучит хорошо» является сложным пазлом, состоящим из очень большого числа элементов.
В первую очередь хочется вспомнить о связи между свойствами громкоговорителей и восприятием звукорежиссера записи/сведения. Звукорежиссеры привыкают к звучанию своих любимых акустических систем в конкретной комнате. Задачей продюсера, в частности, является научиться предвидеть, как будут восприниматься те или иные звуки различного качества в других акустических условиях сторонними слушателями. Это означает, что продюсерам надо понимать, как должна звучать запись в условиях конкретной контрольной комнаты, чтобы другие слушатели при воспроизведении фонограммы на своей аппаратуре сказали: «Это звучит хорошо».
Начнем с очевидных вещей. Акустические системы и комнаты формируют акустический тракт передачи сигнала. И те и другие влияют на то, что мы слышим и как мы воспринимаем звук (слух и восприятие — две разные, но связанные между собой вещи). Акустические системы должны обеспечивать минимум искажений и ровную АЧХ, а также не создавать слышимые резонансы и иметь широкий частотный диапазон вне оси направленности. Комнаты, как минимум, должны минимизировать проблемы со «стоячими» волнами и не рождать при этом чрезмерно продолжительной реверберации. Едва ли найдется много желающих (если они вообще найдутся), кто будет опровергать вышеприведенные утверждения.
Однако (и этому факту не уделяется достаточно внимания в аудиоиндустрии) громкоговорители также должны иметь в горизонтальной плоскости угол покрытия 140° или более по всему частотному диапазону. Между тем контрольные комнаты должны иметь мощные боковые стены, чтобы создавать боковые зеркальные отражения для сохранения акустической информации, передаваемой громкоговорителями вне оси своей направленности. Переднюю стену и потолок в контрольной комнате следует хорошо заглушить. Незеркального рассеивания, в целом, следует избегать особенно на задней стенке.
Студий, построенных по такому принципу, совсем немного, и это нормально. Наука построения студий сегодня активно развивается, и единых канонов конструкции контрольных комнат пока не выработано. В основе создания любой студии лежит стремление решить очевидные трудности с акустикой, используя при этом самые разные приемы.
Одним из самых распространенных приемов при построении студий является, как я его называю, «псевдобезэховый» подход. Его принцип основан на предположении, что сигнал, излучаемый непосредственно громкоговорителем, является в некотором роде «акустически точным» и что идеально было бы, если бы мы слышали только такой сигнал и ничего больше. Такой подход кажется вполне естественным. Исходя из элементарной логики, для его реализации нам нужна безэховая камера, но такие камеры по разным причинам совершенно не подходят для использования в качестве контрольных комнат. Получается, что нам нужны отражения, но только не «ранние отражения» — их иногда называют даже «акустическим искажением». Их подавляют или преобразуют в «реверберацию», используя рассеиватели.
Теперь самое время обратиться ко всему опыту акустических экспериментов человека (первые «зрительные залы» были построены примерно за 5 тыс. лет до нашей эры). Этот опыт неопровержимо свидетельствует, что отражения и реверберация исключительно важны, когда речь заходит о восприятии музыки. Дополнительным доказательством этому является то, что многие музыканты отказываются играть, если в контрольном тракте не добавляются реверберация и отражения, или то, что люди всегда слушают музыку в помещениях со своей реверберацией (комнаты, залы и т. д.).
В таком случае, как можно воспринимать ранние отражения как «акустические искажения»? Ответ заключается в том, что ранние отражения являются искажениями лишь при измерении сигнала с помощью измерительного микрофона. Именно поэтому для проведения измерений нужна безэховая камера, а при прослушивании фонограммы человеком отражения не только не воспринимаются как искажения, но и являются важной частью акустического пространства. Именно зеркальные ранние отражения, приходящие от твердых боковых поверхностей в контрольной комнате, поставляют слушателю широкополосную, согласованную по фазе информацию, которую наш мозг использует для локализации в пространстве громкоговорителя и связанных с ним кажущихся звуковых образов (КЗО), а также для определения тембра звука. Чем точнее ранние отражения соответствуют прямому звуку по фазе и частоте, тем лучше воспринимаются тембральные, временные и пространственные характеристики записи, воспроизводимой громкоговорителями, особенно в стереофонической и Surround-конфигурациях. Это может показаться немного алогичным, но со значительными, широкополосными боковыми отражениями кажущиеся звуковые образы становятся более ясными и «осязаемыми», глубина стереобазы увеличивается.
Здесь следует привести ряд важных фактов и наблюдений об особенностях слуха человека. Люди легко локализуют звуки в видимом пространстве, но если источники звука находятся значительно ниже, выше слушателя или вообще расположены у него за спиной, точность локализации снижается. По высокочастотным компонентам сигнала мы определяем положение источника звука в пространстве, а по низкочастотным — объем помещения. Согласованные по фазе ранние отражения продолжительностью примерно до 50 мс воспринимаются как единое целое. Поэтому с психологической точки зрения звук состоит из согласованных по фазе ранних отражений и прямого излучения из громкоговорителя. Отфильтрованные ранние отражения лучше слышны, если они выделены из общего сигнала, чем если они взяты из прямого звука. Отфильтрованные отражения, возникшие выше, ниже и сзади слушателя, в отличие от боковых отражений, затрудняют локализацию источника сигнала. Отраженная от боковых стен энергия усиливает чувство объемности звучания, причем как «живого», так и фонограммы. Поэтому сильно заглушенные, безэховые помещения не подходят для прослушивания музыки — звук в них слушается ненатурально и немузыкально.
Теперь стоит сказать несколько слов об особенностях акустических систем. Все громкоговорители излучают звук во всех направлениях. Если подвесить громкоговоритель, его область излучения будет полусферой, но общая акустическая мощность останется той же. Мы стремимся сконцентрировать наши усилия на изучении звучания по оси направленности громкоговорителя исключительно из-за того, что в этом случае легче и удобнее проводить тесты и измерения. Разумеется, прямой звук громкоговорителя очень важен: если есть какие-то проблемы с диапазоном на оси направленности, можно смело утверждать, что громкоговоритель отличается невысоким качеством. Но в любом случае такие параметры, как частотная характеристика вне оси направленности, частотная характеристика в крайних точках оси направленности и общая диаграмма излучения также очень важны, хотя на них не принято обращать внимание. Любой, кому доводилось измерять параметры громкоговорителей, знает, что упомянутая мною выше диаграмма направленности в 140° в горизонтальной плоскости очень широка. Многие, возможно, скажут: «Не может быть». Корректный ответ: «Не могло быть до наших дней.» Сегодня с помощью таких технологий, как акустические линзы, можно создавать громкоговорители с углом покрытия 180° в горизонтальной плоскости (включая точки, находящиеся под углом 90° относительно оси направленности) в диапазоне до 16 кГц. Такую область покрытия я называю «панорамное излучение энергии». Очевидно, что с подобными акустическими системами правила конструирования студийных помещений значительно изменяются.
У обычных громкоговорителей частотный диапазон по мере смещения от оси направленности заметно сокращается. Хуже того, из-за различных диаграмм направленности отдельных громкоговорителей частотный диапазон большинства акустических систем становится все более неровным по мере удаления от оси направленности. В результате в направлении под углом 90° к оси направленности излучаются преимущественно низкие частоты.
Здравый смысл подсказывает, что удачной для прослушивания можно считать комнату, в которой ранние отражения демпфируются или рассеиваются, а громкоговорители имеют узкую диаграмму направленности. Поэтому, несмотря на наличие описанного выше эффекта ВЧ-фильтра, в систему добавляют дополнительный ВЧ-фильтр, что оказывает заметное влияние на тон комнаты. В результате, потери в области высоких частот значительно ухудшают локализацию кажущихся звуковых образов и фантомной реверберации, а также усложняют общее восприятие тембра. А при использовании громкоговорителей с неограниченной областью покрытия точные боковые отражения обеспечивают создание более четких КЗО и значительно более натуральных тембров.
Теперь можно переходить к разговору о том, что все-таки происходит в контрольной комнате. Итак, несмотря на все усилия проектировщиков и инженеров, направленные на сужение диаграммы излучения громкоговорителей, акустические системы излучают звук во всех направлениях. Те, кто не обращает должного внимания на диаграмму направленности, будут страдать от низкочастотных излучений вне этой оси (о которых говорилось выше). Если боковые стены контрольной комнаты задемпфированы, они создают дополнительный ВЧ-фильтр для отражений. В результате, отражения в помещении устраняются, уменьшаются или искажаются, что значительно усложняет локализацию источников звука (то есть громкоговорителей и соответствующих КЗО). Если в передаточном тракте происходит рассеивание, то в отраженном звуке ухудшаются фазовые соотношения, что приводит к размыванию кажущихся образов в пространстве, усложнению их локализации и менее точной передаче тембров. Отраженная энергия, приходящая из-за источника звука или вместе с прямым излучением, не улучшает локализацию КЗО в той степени, в какой это делают боковые отражения. Без достаточного количества боковых отражений фонограмма имеет ухудшенные пространственные характеристики вплоть до того, что становится менее музыкальной. Если время ослабления сигнала в комнате не слишком продолжительное и примерно равно для каждой октавы в диапазоне от 63 Гц до 8 кГц, комната будет вносить в звучание «окраску».
Человек ко всему привыкает. Безусловно, многие работают в комнатах, построенных так, как описано выше, хотя это и требует большого напряжения. В результате, дебаты о разработке громкоговорителей и контрольных комнат не прекращаются. Кому-то нравится конкретная комната, но не устраивают установленные в ней акустические системы. Кто-то не удовлетворен комнатой, но доволен установленными в ней громкоговорителями. В любом случае все мы вынуждены адаптироваться к конкретным системам в конкретных комнатах. Как только мы привыкли к звуку конкретных акустических систем, мы можем прогнозировать, как будет звучать та или иная сделанная нами запись в других условиях. При этом другие системы, на наш взгляд, звучат ненатурально и перенастройка занимает у нас много времени и нервов.
Cтудия The Garden
В качестве примера студии, построенной с использованием акустических систем с широкой зоной покрытия, можно привести студию The Garden, входящую в состав комплекса The Plant Studios (www.plantstudios.com), расположенного недалеко от Сан-Франциско. Установленные в ней мониторы причудливой формы, как и другие подобные акустические системы, излучают звук во всех направлениях. Однако в этой студии не возникает эффекта ВЧ-фильтра даже под углом 90° к оси излучения. Диаграмма направленности уменьшена только в вертикальной плоскости. Боковые стены отражают, но не поглощают звук, что обеспечивает наличие широкополосных боковых отражений, способствующих улучшенной локализации кажущихся звуковых образов. Задняя стена поглощает низкие частоты и зеркально отражает высокие с помощью большого цилиндрического отражателя, который направляет звук обратно на боковые стены комнаты. Вся фронтальная стена является широкополосным поглотителем звука. Комната имеет неизменное время затухания звука 0,2 с в частотном диапазоне 250 Гц…8 кГц. Помещение не создает и малейшего впечатления чрезмерной заглушенности, и даже когда в нем звучит речь на нормальном уровне, возникает естественная атмосфера. Благодаря тому, что мониторы имеют очень широкую диаграмму направленности, рабочая область для звукорежиссера значительно больше, чем обычно. Ключевым словом при описании звучания студии при воспроизведении музыки является слово «прозрачность». Возникает ощущение, будто в контрольной комнате нет громкоговорителей (это не преувеличение: во время прослушивания студии командой профессиональных экспертов по «слепому» методу один из специалистов остановил прослушивание, так как был уверен, что присутствует на живом исполнении). В звучании различимы все нюансы, но при этом отсутствует аналитичность.
Важно понимать, что ничто из описанного мною выше не опровергает большинства признанных критериев построения высококачественных контрольных комнат и акустических систем. Моей целью является, скорее, показать, что не стоит рассматривать студийные помещения только на предмет их заглушенности и рассеивания отражений.
В заключение хочу обратить внимание на то, что все изложенные выше идеи не являются новыми, а также не могут считаться единственно возможными решениями описанных выше проблем. К примеру, мой партнер по бизнесу Дэвид Молтон на основе тех же умозаключений, что привел выше я, разработал очень простую и недорогую конструкцию контрольной комнаты, подходящую для всех типов акустических систем.
Сегодня многие специалисты в области акустики признают, что разработка акустических систем с широкой диаграммой направленности и комнат, построенных по описанным принципам, является важным этапом в развитии акустики. Эти принципы применены уже во многих знаменитых студиях и используются для записи музыки самых разных жанров, включая поп и рок.
Мэнни Ла Каррубба - архив журнала «Звукорежиссер»
