Что мы делаем и что мы слышим...

[Pavlius]

Хочу узнать точно, что мы делаем в компьютере и на оборудование и слышим в реальности.

1. Не могу представить такую среду, в которой распространялись бы пилообразные волны. В синтезаторе мы можем выкрутить обычную "пилу", она, возможно, дойдет в таком виде прямо до наших динамиков, а дальше.... до наших ушей что дойдет?

2. Когда говорят о моделировании аккустики, говорят о добавлении реверберации и т.д., чтобы сформировать объем. Но... опять же, много от него толку, если у нас есть комната, в которой мы итак имеем реверберацию... Допусти мы смоделируем одну реверберацию в ревербераторе, а в комнате у нас будет как бы сумма ревербераций, будет реверберация реальная от сигнала с реверберацией искуственной? Это учитывается звукоинженерами? Или это не имеет такого знаения?

3. Когда мы генерируем в синтезаторе синусоиду, сколько и каких гармоник добавляется в нее на выходе из колонок, то есть при колебаниях мембраны и т.д.?

Хочется точно понять, как идет звук там-то и там-то, как он выходит из колонок.. т.е. весь путь звука проследить, подробно, от источника в компьютере, через звуковую карты, ЦАП, провода, колонки, воздух, комнату... до уха. Какие-нибудь может есть материалы на эту тему? Если нет, можно было бы составить %) Прямо описать ФОРМУЛАМИ путь одной волны.. например синусоиды...

Вот так:
Генератор синусоиды... синусоида идет в цифровом виде до ЦАПа, не меняясь, в своем первозданном виде (например A(t)=A*cos((2Пи/T)*t+фаза/T)). При выходе из ЦАПа к ней добавляется что-то вроде... зависящее от... (возможно есть какие-то коэффициенты..) ээ.. и так далее.. и так далее...

 

[Hyper]

1. Не могу представить такую среду, в которой распространялись бы пилообразные волны. В синтезаторе мы можем выкрутить обычную \"пилу\", она, возможно, дойдет в таком виде прямо до наших динамиков, а дальше.... до наших ушей что дойдет?

Если в начале пила, то и до ушей дойдёт пила. Только произойдут изменения, но незначительные. Если рассматривать с точки зреня оборудования, то тут очень много факторов которые могут повлиять на исходный сигнал. Наводки, искажения, качество звукового тракта и его АЧХ. К тому-же многое зависит от того, через что ты слушаешь, в каком помещении и даже среда распространения волн влияет. Влажность, состав воздуха и тд. Но это всё мизер, поэтому заострять внимание....

2. Когда говорят о моделировании аккустики, говорят о добавлении реверберации и т.д., чтобы сформировать объем. Но... опять же, много от него толку, если у нас есть комната, в которой мы итак имеем реверберацию... Допусти мы смоделируем одну реверберацию в ревербераторе, а в комнате у нас будет как бы сумма ревербераций, будет реверберация реальная от сигнала с реверберацией искуственной? Это учитывается звукоинженерами? Или это не имеет такого знаения?

Именно для этого, чтобы свести к минимуму ревербрацию контрольной комнаты и обклеиваются(обшиваются) стены. Чтоб свести на минимум естественную ревербрацию.

3. Когда мы генерируем в синтезаторе синусоиду, сколько и каких гармоник добавляется в нее на выходе из колонок, то есть при колебаниях мембраны и т.д.?

Опять-же пункт 1. Сам синус никаких гармоник не содержит. В чистом виде. Ну если только гудение переменного в его 50гц.

 

[tim_ka]

Искажения делятся на линейные и нелинейные.

1. Линейные - это, грубо говоря, отклонения АЧХ и ФЧХ от идеальных. Они моделируются сверточной функцией, и, в принципе, компенсируемы. Тоесть можно снять импульс с помещения и построить обратную функцию тракта. НО, эксперименты показывают, что это скорее вредно, чем полезно, так как когда ты контролируешь неоткорректированый звук, ухо и мозг автоматически вносит погрешности окружения и тракта, исходя из информации, получаемой из окружающей среды. Это тот самый эффект low-end акустики, когда человек достраивает в мозгах бас и высокие, слушая музыку в автомобиле. Проводились эксперименты, и было выяснено, что сведение на откорректированом тракте вредно.

2. Нелинейные искажения - совсем другое дело. Они характеризуются добавочными гармониками и и лишними обертонами. Носят характер новых звуков, например, при перегруззках тракта или дребезге акустического оформления. Ухо не может скомпенсировать их, исходя из общей картины, и нет программ, которые бы их эффективно учитывали и компенсировали. Поэтому их стараются не допускать.

Вывод - делать музыку надо на хорошей технике с минимумом искажений в контроле, хорошо поглощающей комнате, и с минимумом приборов между носителем и контролем. Применение всевозможных фильтров на контроле в таких условиях нецелесообразно.

Другое дело если нет бюджета. Тогда берешь дешевые колонки и стараешься сгладить основные горбы АЧХ, которое ухо не в состоянии вырулить (а такие достигают 20 ДБ по моему опыту), и которые попросту вызывают нелинейные искажения - колонки начинают на них дребезжать. Приходится выбирать наименьшее зло.

Вопрос о форме сигнала - что получает ухо - не имеет смысла. Ухо не слышит форму, а слышит амплитудный спектр (в случае периодического сигнала нешумового). Пила не дойдет до ушей в любом случае хотябы потому, что разные частоты распространяются в воздухе по-разному, чо не мешает нам слышать тембр именно пилы.

Формула которую Вы ищете, существует для линейных искажений и вычисляется импульсной сверткой. Для нелинейных искажений существет переходная характистика, да вот беда, она разная для разных частот. Ключевые слова я дал - остальное найдет гугл. Только вряд ли это поможет на практике, если Вы не собираетесь заниматься сигнал процессингом, программировать эффекты, ни к чему все это.

 

[darlock]

tim_ka ты забыл еще пояснить, что человеческое ухо фазочуствительно только до частоты 4кГц. И само по себе имеет интереснейшую переходную характеристику (огромная вторая и чуть меньшая третья гармоники).
Да и искажения помимо линейных и нелинейных бывают еще и динамическими, т.е. практически не поддающимся измерению и трудно одолимы схемотехнически (эффект эрли, термические искажения п-н перехода и т.д (феномен транзисторного и лампового звучка).
У одних чудовищные нелинейные статические, но легко измеряемые, у других динамические, хрен чем их измериш, но ухо чует. :biglaugh:
Кратко можно обобщить: чемпион по искажениям в тракте - это электродинамические головки, и помещение - акустическое оформление в НЧ диапазоне. Усилитель и ЦАП друг друга дополняют в плане динамических, тут много вариантов компоновки. от R-2R с однотактником, до сигмадельты с ОУ.

 

[Ortseam]

tim_ka ты забыл еще пояснить, что человеческое ухо фазочуствительно только до частоты 4кГц.

Не совсем так. Оно нечувствительно только к стационарному сдвигу фазы стационарных гармонических сигналов. В случае же нестационарного сигнала (например на ”острие атак”) фазовые искажения улавливаются во всем частотном диапазоне. Аналогично на таком сигнале возможно восприятие частот выше той, что человек способен услышать в виде стационарной гармоники. (Не помно сейчас источник, но попадались мне исследвания о восприятии таким образом частот до 25 кГц).

И само по себе имеет интереснейшую переходную характеристику (огромная вторая и чуть меньшая третья гармоники).

Но мозг умудряется это все прекрасно разруливать и превращать в неискаженный звуковой образ. Аналогично он через какое-то время начинает компенсировать и косяки тракта/комнаты, если ты постоянно с ними работаешь.

 

[Alexey Lukin]

Оно нечувствительно только к стационарному сдвигу фазы стационарных гармонических сигналов.

В некоторых случаях даже для стационарных гармонических сигналов сдвиг фазы различим. Например, когда число гармоник велико, и между гармониками имеется сильная фазовая когерентность. Характерные примеры - человеческая речь, саксофон. Форма волны у этих источников часто напоминает серию импульсов (pulse train). При сильном фазовом сдвиге теряется когерентность импульсов (т.е. они размазываются по времени), и это бывает заметно.

Когда мы генерируем в синтезаторе синусоиду, сколько и каких гармоник добавляется в нее на выходе из колонок, то есть при колебаниях мембраны и т.д.?

На самом деле, не так уж много. Как правило, нормальная акустика обеспечивает нелинейные искажения в районе -50 дБ. А у большинства ЦАПов они и того меньше, в районе -100 дБ.