Notiuni generale de acustica si nu numai

[Moderator edit: Acest mesaj a fost postat inițial pe topicul Microlab, astfel se explică referirile la Solo6/7. Dat fiind că ideea generală e (mult) mai generală decât tema acelui topic, se creează acest nou topic :) ]

Salut,
Cateva comentarii (relativ la mai multe teme abordate anterior):
1. Pentru inceput as vrea sa precizez ca am de aproximativ 1 an un sistem Microlab SOLO 7 iar un prieten de-al meu are un sistem SOLO 7C
2. Din punct de vedere audiofil (auditii de calitate) telecomanda degradeaza sunetul iar dintre cele doua tipuri de telecomenzi, teoretic cea wireless are un potential mai mare de degradare a sunetului decat cea cu fir (acest lucru poate fi mai greu sau imposibil de sesizat in sisteme de calitate slaba sau cu surse de semnal de calitate mediocra sau slaba).
3. Continuind pe aceeasi linie, ORICE procesare a semnalului/sunetului (includ aici tonalitate/EQ, nivel si gradul de compresie) afecteaza mai mult sau mai putin calitatea semnalului/muzicii, indepartandu-l de intentia initiala a artistului ce l-a produs.
4. In ORICE fel de sisteme ORICE procesare suplimentara (fata de cea a suportului muzical) a semnalului introduce distorsiuni/armonici puternice ce pot duce de multe ori la degradarea sunetului (in functie de urechea si educatia muzicala a fiecaruia) si de multe ori la distrugerea prin supraincalzire a incintelor acustice/difuzoarelor si chiar a amplificatoarelor de putere (daca nu sunt proiectate/protejate corespunzator impotriva supraincalzirii). Eu personal militez pentru un semnal nealterat, iar atunci cand calitatea nu este convenabila, se schimba in primul rand SURSA DE SEMNAL.
5. Elementul cel mai important pentru a obtine o auditie de calitate este SURSA DE SEMNAL (front-end), prin asta intelegand atat partea hardware (CD-player independent, phono+preamplificator RIAA dedicat, ODD din calculator) cat si cea "software" intelegand prin asta suportul muzical (CD RedBook original 16 bits si 44,1 KHz frecventa de esantionare, SACD, HDA, vinyl-daca se poate cat mai putin uzat, fisiere compresate obisnuite de genul MP3 sau WMA, compresate lossless de genul FLAC sau WMA lossless  sau necompresate de genul WAV stocate pe HDD sau CD-R/CD-RW). Ca sa dau o imagine mai sugestiva, as echivala sunetul compresat MP3 sau WMA cu imaginea SD (standard definition din televiziune) compresata cu un utilitar de genul DivX, sunetul compresat lossless l-as echivala cu imaginea SD si in fine sunetul original CD-RedBook sau vinyl cu imaginea Full HD cu conditia ca auditia sa se faca avand ca sursa un CD-player independent sau phono+preamplificator RIAA dedicat. Se pot face aproximativ aceleasi paralele intre rezolutia/amanuntele sunetului/imaginiii, definitia/precizia sunetului/imaginii, coloraturii sunetului/imaginii, distributiei spatiale a sunetului/imaginii, reproducerea fidela si distincta a elementelor muzicii/imaginii, zgomot de fond si dinamica/contrast ale sunetului/muzicii/imaginii, viteza de reproducere (as incadra aici termenul de slew-rate-capacitatea unui dispozitiv audio/video de a reda cat mai fidel variatia semnalului) a sunetelor/imaginilor. Prin urmare (si nu vreau sa supar sau sa intru in contradictie cu nimeni pe acest subiect), daca se vor face auditii avand ca sursa PC-ul si fisiere compresate (chiar si lossless) nu se poate vorbi de auditii de calitate in adevaratul inteles al cuvantului ci doar de compromisuri.  Sunetul compresat reda linia melodica mai mult sau mai putin fidel (in functie de gradul de compresie si calitatea hardware-ului calculatorului) pe cand sunetul necompresat reda (sau ar trebui sa redea) muzica asa (sau cat mai aproape de) cum a fost ea gandita si inregistrata de artist. Fiecare categorie de calitate are fidelii ei si PRETUL ei.
6. Ceea ce vreau sa subliniez aici este o abordare ceva mai nuantata a problemei: se prioritizeaza intai obiectivul (auditie de calitate SAU buget) si apoi se cauta cel mai bun produs in categoria respectiva (de calitate SAU buget). As dori sa precizez ca nu intotdeauna cel mai mare pret aduce calitatea cea mai ridicata (desi in general CATEGORIA de pret cea mai mare aduce intr-adevar calitatea cea mai mare, dar exista variatii semnificative de calitate in cadrul aceleiasi categorii de pret si invers)
7. La categoria de pret 1000 RON NU exista (din experienta mea) incinte acustice MicroLab capabile de o reproducere a sunetului de inalta calitate. Abia la 1200 RON exista modelul Microlab Pure 100 (se gasesc de vanzare la Torent Computers), cel mai slab din gama audiophile de la Microlab ce se aproprie oarecum de acest tel.
8. Incintele acustice din gama SOLO sunt, asa cum indica si producatorul, destinate uzului general si PC-ului (se are in vedere aici faptul ca majoritatea covarsitoare a muzicii ascultate in ziua de astazi pe calculator si nu numai este compresata intr-un fel sau altul). Mergand pe aceasta idee, daca intentia este sa se asculte muzica compresata (chiar si lossless), oricare dintre modelele SOLO 6 si/sau SOLO 7 cu sau fara telecomanda (eu recomand fara) va satisface cerintele unei auditii corecte pentru nivelul respectiv de calitate atata vreme cat nu se vor folosi excesiv corectiile de ton. Eu am folosit sistemul meu SOLO 7 intr-un week-end la o cabana de lemn cu o sala de mese de aproximativ 30 m2 si aproximativ 10 persoane inauntru fara probleme (fisiere compresate direct de pe CD-uri originale RedBook folosind WMA 192 KHz, auditie fara corectii de ton si cu volumul la 50-60%).
9. Mergand ceva mai departe pe lantul audio, sunt de parere ca atata vreme cat se asculta muzica compresata este irational sa se arunce bani pe (super)placi audio/fereastra; imbunatatirea auditiei este doar marginala fata de diferenta de bani investiti. Eu, de exemplu, folosesc pe unul din calculatoare o placa audio E-MU 1212 care in ciuda recenziilor unanim pozitive/superlative pentru gama ei de pret, nu-si face simtite in mod semnificativ calitatile decat atunci cand schimb sursa de semnal (externa in loc de PC pe care am toata arhiva de muzica in format WMA lossless direct de pe CD RedBook) si incintele acustice.
Cam atat.
Va urez succes la cumparaturi!

Edited by antinari, 22 January 2010 - 17:06.
completare

WOW :w00t:

Flac/ape/alte formate lossless nu au pierderi de calitate, dacă există vreo diferență în redarea unui fișier audio flac și același fișier în cda pierderea de calitate vine ori din player ori din erorile provenite de la extragerea de pe cda.
În cazul redării de mp3 din pc o placă creative cu crystalizer face treabă mai bună decât un hammerfall sau un fireface, de exemplu. Cel puțin în opinia mea.
În funcție de răspunsul incintelor, oarece corecții de ton nu dăunează în mod necesar, ba chiar pot să ajute. Nu se poate generaliza în sensul că orice corecție/că orice procesare dăunează, depinde și de materialul audio redat și de lanțul audio folosit.

PS: Cred că mai corect ar fi termenul "comprimare" în mp3/wma/whatever, termenul "compresie" te duce cu gândul la compresia de dinamică...

Edited by antinari, 22 January 2010 - 17:02.

Intr-adevar, am ezitat inainte de a folosi termenul cel mai potrivit pentru a-mi exprima ideile, comprimare sau compresare datorita faptului ca formatele lossy produc intr-adevar fisiere comprimate ce au ca efect, printre altele, o compresie a dinamicii de exemplu, sau o limitare a domeniului de frecventa si implicit a sprectrului. Voi folosi de aici inainte termenul de compresie a sunetului in loc de compresare (recunosc, este o fortare a limbii) ce mi se pare mai adecvat pentru subiectul nostru.
Ma simt dator sa mentionez ca este departe de mine intentia de a considera/sugera ca incintele acustice din gama de pret sub 1000 RON sunt derizorii (eu insumi fiind posesorul unui astfel de sistem de care sunt multumit avand in vedere categoria de calitate careia i se adreseaza), doresc doar sa incerc sa clarific anumite aspecte legate de ierarhizarea incintelor si sunetelor pe care le reproduc.
O motivatie de a posta pe acest forum ar fi disconfortul pe care il simt cand vad pervertirea multor romani pe care ii cred un popor (din care cu bucurie fac si eu parte) audiofil, iubitor de muzica buna, de calitate, pe altarul consumismului, presiunii comerciale ce impinge pe multi sa cumpere orice le pica in mana sau cat mai repede, ametiti fiind de reclamele necinstite de multe ori sau care speculeaza lipsa de informare sau educare in domeniu.
In ceea ce priveste auditia semnalelor/muzicii lossy (cu pierderi), ma simt dator (si in contextul incadrarii diferitelor tipuri de incinte acustice Microlab si nu numai) de a face o prezentare scurta a domeniului stiintei numit Psihoacustica, din care sper, se va distinge ceva mai clar carui domeniu de utilizare se adreseaza incintele Microlab din gama de pret sub 1000 RON. Desi este relativ lung, pentru usurinta citirii, am inclus materialul direct in corpul mesajului pentru a putea fi citit fara autentificare.
Imi cer iertare anticipat daca materialul prezentat in mesajul urmator va fi considerat nepotrivit, principala mea intentie, postand pe acest forum, este de a avea o referinta comuna si a ajunge toti sa avem audio fun :)

Toate bune.

Psihoacustica este studiul perceptiei umane (subiective) a sunetelor. Termenul psihoacustica descrie sistemul auditiv uman pe care se bazeaza tehnicile moderne de procesare/codare a sunetelor.
1. Considerente Generale
Auzul este un fenomen atat mecanic, reprezentat de propagarea undelor printr-un mediu, cat si unul de natura senzoriala si perceptuala. Cu alte cuvinte, cand o persoana aude sunete, acele sunete ajung la urechea externa a omului ca unda mecanica traversand mediul ambiant, sunt transformate ulterior in impulsuri nervoase prin intermediul urechii interne si ajung in final la creier unde sunt interpretate.
Urechea interna efectueaza o cantitate semnificativa de procesare de semnal in timpul conversiei undelor sonore in impulsuri nervoase, o consecinta fiind faptul ca anumite diferente dintre formele de unda devin imperceptibile in mod direct. De asemenea, urechea are o sensibilitate/reactie diferita la forme de unda de frecvente diferite. Cu alte cuvinte, semnalele de frecvente diferite sunt transmise/procesate de ureche cu o amplitudine diferita de la o frecventa la alta. Mai mult decat atat, datorita raspunsului neliniar al urechii, sunetele apropiate in frecventa produc  asa numitele note tip „batai fantoma” (phantom beat notes) sau distorsiuni de intermodulatie (altfel spus, distorsiunile de intermodulatie sunt rezultatul mixarii mai multor semnale ce genereaza alte semnale de frecvente in general diferite de armonicile semnalelor originale implicate in mixaj).
Cred ca se cuvine sa amintim aici ca forma de unda primara este cea sinusoidala. Orice sunet (forma de unda) este alcatuit(a) din sinusoide „curate” combinate cu armonici de frecvente si amplitudini diferite. Armonicile sunt multipli ai unei frecvente fundamentale (armonica intai), de exemplu frecventa de retea f=50 Hz poate avea armonici la 2f=100 hz, 3f=150 Hz ... 7f=3500 Hz samd.
2. Domeniul de perceptie umana
2.1. Domeniul de frecventa perceput de o ureche umana sanatoasa si tanara este intre 20 Hz si 20 KHz, limita superioara scazand o data cu varsta, o buna parte din adulti nemaipercepand in mod direct sunete peste 16 kHz sau chiar mai jos. Totusi, studii relativ recente au evidentiat faptul ca desi urechea umana este limitata la gama de frecvente mai sus amintita, frecventele ultrasonice produc modificari ale encefalogramei subiectilor testati. Altfel spus, desi nu suntem capabili sa auzim sunete peste 20 kHz, prezenta ultrasunetelor produce senzatii/impresii auditive/neurale diferite. Mai mult decat atat, prezenta unei serii armonice de nivele succesive de tipul 2f, 3f, 4f, etc, produc creierului senzatia ca armonica intai adica f este prezenta deasemenea. Acesta este un fenomen cunoscut ca nivel virtual (virtual pitch) sau nivelul fundamentalei lipsa (the pitch of the missing fundamental).
2.2. Rezolutia in frecventa a urechii umane este de aproximativ 3,6 hz in zona octavei 1000 Hz – 2000 Hz (o octava este un domeniu in care frecventa se dubleaza, un alt exemplu fiind de la 2 KHz la 4 KHz sau de la 4 KHZ la 8 KHz samd). Cu alte cuvinte, urechea percepe cu usurinta nivele de semnal plasate la intervale de frecventa de minim 3,6 Hz intre ele. Totusi, este posibil sa fie auzite si nivele de semnal plasate intre limita de 3,6 hz prin fenomenul numit beat-ing (bataie). Beat-ingul este rezultatul interferentei a doua semnale de frecvente apropiate si se manifesta ca variatii periodice de volum cu o perioada (la frecventa joasa) egala cu diferenta dintre cele  doua frecvente ce interfereaza.
2.3. Gama de intensitate a sunetelor percepute de urechea umana este exprimata in unitati logaritmice (dB) datorita variatiei foarte mari. Se considera ca omul poate asculta pe perioade scurte sunete de intensitati pana la 120 dB fara a suferi degenerari ale aparatului auditiv dar expunerea prelungita la sunete ce depasesc 80 dB poate produce degenerari iremediabile ale aparatului auditiv (pierderea auzului). S-a stabilit ca urechea percepe intensitatea sunetelor in functie de frecventa lor, altfel spus percepe frecvente diferite la intensitati diferite. Exemplificam in atasament cu o curba de „contur de intensitate egala” (equal loudness contour) din care se vede ca sistemul auditiv uman are un varf de sensibilitate in zona 1000 Hz ... 5000 Hz, ce scade cu varsta pana la 2000 Hz.
Aceste curbe sunt standardizate ca ISO 226, fiind revizuite ultima data in 2003.
2.4. Efectul de mascare („masking” effect) se produce atunci cand un semnal de intensitate mica este estompat/acoperit de un semnal de intensitate mai mare (de exemplu o conversatie normala in casa este acoperita de zgomotul produs de motorul unui tractor puternic ce trece prin dreptul casei in acelasi timp, fenomen denumit mascare simultana). Tonalitatea (sistem din muzica in care relatia dintre mai multe nivele ierarhice ale sunetului este raportata la un sunet de baza/cheie) unui semnal ii determina partial abilitatea de a masca alte semnale. De exemplu un semnal sinusoidal are nevoie de o intensitate mai mare pentru a masca un semnal asemanator zgomotului (ce are un spectru de frecventa sau raspandirea in frecventa mare) decat are nevoie un semnal asemanator zgomotului pentru a masca un semnal sinusoidal. De asemenea, un semnal slab emis chiar inainte sau dupa un semnal puternic este mascat de semnalul puternic (mascare temporala in amonte sau aval).
3. Aplicatii
3.1. Codec-uri „lossy” (cu pierderi); exemplu mp3, wma, AAC, Ogg Vorbis, etc.
Modelul psihoacustic este folosit de aceste aplicatii pentru a determina ce parti din semnal pot fi eliminate sau comprimate (cat mai puternic) fara consecinte dramatice asupra calitatii sunetului perceput. Cu alte cuvinte, aceste aplicatii se folosesc de limitarile urechii umane in ceea ce priveste domeniul de frecventa, sensibilitatea (vezi curba de contur de intensitate egala prezentata in atasament), mascare simultana si mascare temporala. In acest fel, algoritmii de compresie atribuie prioritate scazuta semnalelor din afara domeniului auditiv, mutand biti din semnalele cu prioritate scazuta catre semnalele cu prioritate ridicata, asigurandu-se in acest fel o perceptie auditiva cat mai aproape de realitate (de „calitate”)
3.2. Muzica
Folosindu-se de modelul psihoacustic, muzicienii si artistii produc experiente audiofile deosebite accetuand anumite sunete in detrimentul altora.
3.3. Constructia incintelor acustice
Anumiti producatori de incinte acustice folosesc  in procesul de proiectare si implementare a incintelor fenomenul de nivel virtual (nivelul fundamentalei lipsa) descris mai sus pentru a crea auditorilor senzatia ca respectivele incinte redau sunete mai joase decat sunt ele fizic capabile. In general (in anumite limite), incintele acustice pot fi proiectate pentru a favoriza sau defavoriza anumite aspecte ale sunetului.
3.4. Constructia sistemelor audio High-End

Intr-un mesaj viitor, voi incerca (daca nu se va considera nepotrivit) sa descriu un pic formatele lossless (fara pierderi) de tip FLAC, ALAC, WMA lossless samd si de ce putem aplica zicala "teoria ca teoria, dar practica ne omoara"

Numai bine.

Edited by antinari, 22 January 2010 - 17:06.
nu e necesara citarea postului anterior

Quote

alea se pot numi in cel mai bun caz de calitate dar nu audiofile;cat despre diferente intre placile de sunet crede-ma ca cele uzuale gen creative se bazeaza pe efecte;procesare etc in niciun caz nu vei obtine un sunet corect cu placi de sunet de genul asta. Sunt diferente intre placile de sunet ce cinstau in piesele folosite:op-amp de calitate;condensatori de calitate ;sursa de alimentare foarte bine proiectata(in pc tensiunea ce ajunge  la placa sta foarte prost la capitolul riplu),ecranare ca sa nu mai vorbim de DAC.
Cred ca totusi despre ce vorbesti nu intra in domeniul audiofil;ci tine de o auditie de calitate.