Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

курсовая / материалы / osnovnye-parametry-opredelyayuschie-subektivnuyu-otsenku-kachestva-zvuchaniya-muzykalnyh-programm-v-zakrytyh-pomescheniyah

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
13.05.2026
Размер:
1.61 Mб
Скачать

Вестник Челябинского государственного университета. 2011. № 11 (226). Филология. Искусствоведение. Вып. 53. С. 154–157.

А. Р. Рустамов

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СУБЪЕКТИВНУЮ ОЦЕНКУ КАЧЕСТВА ЗВУЧАНИЯ МУЗЫКАЛЬНЫХ ПРОГРАММ В ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

В статье представлен обзор современного состояния исследований, посвященных анализу основных параметров, определяющих субъективную оценку качества звучания музыкальных программ в закрытых помещениях. В работе приведены наиболее значимые акустические параметры, обеспечивающие наибольшую корреляцию с экспертными оценками. Определение данных параметров имеет существенное значение в искусстве звукозаписи музыки и речи и может способствовать развитию современных систем пространственной виртуальной звуковой реальности.

Ключевые слова: звуковой дизайн, громкость, полнота, различимость, тембр.

Научные исследования, направленные на

лении, которые не нашли отражения в отече-

созданиепомещенийсхорошимиакустически-

ственной литературе. Настоящая статья наряду

ми качествами, ведутся на протяжении уже бо-

с другой нашей работой4 призвана восполнить

лее столетия. Наиболее значимые результаты

этот пробел и представить наиболее актуаль-

получены во второй половине XX века, когда

нуюнасегодняшнийденьинформациюподан-

большое внимание стало уделяться выявлению

ной теме.

 

 

субъективныхкритериев,отражающихвоспри-

Наиболее значимыми параметрами субъек-

ятие слушателем различных свойств звукового

тивной оценки акустических качеств помеще-

поля в помещении, и установлению их связей

ний в настоящее время можно назвать ‘про-

с объективно измеренными характеристиками.

странственное

впечатление’,

‘жизненность’,

Достижения в этой сфере позволили постро-

‘интимность’,

‘текстуру’,

‘различимость’,

ить известные своими уникальными архитек-

‘полноту’, ‘громкость’, ‘теплоту’, ‘тембр’, ‘то-

турными решениями и превосходными аку-

нальный баланс’ и ‘высокий регистр’. Из них

стическими качествами залы, среди которых

первые четыре связаны с пространственными

Tanglewood Music Shed в США, Christchurch

характеристиками звука. Они рассмотрены в

Town Hall в Новой Зеландии, концертный зал

работе автора4. Настоящая же статья рассма-

в Tokio Opera City в Японии и др.

тривает вторую группу параметров субъек-

Благодаря усилиям таких ученых, как Л. Бе-

тивного восприятия, связанных с другими (не

ранек, М. Баррон, Г. Маршалл, Дж. Брэдли,

пространственными) свойствами звукового

Г. Сулодре, М. Моримото, Д. Гресинджер и

поля в помещении, а именно: ‘различимость’,

др., в последние десятилетия было установле-

‘полноту’, ‘громкость’, ‘теплоту’, ‘тембр’, ‘то-

но значительное число параметров, адекватно

нальный баланс’ и ‘высокий регистр’.

отражающих различные аспекты слушатель-

Детальное рассмотрение каждого из них

ского восприятия музыки и речи в замкнутом

представлено ниже:

 

пространстве. Полученные материалы содер-

Громкость. Этот параметр используется

жат существенные сведения, которые значимы

для оценки субъективного восприятия уровня

не только для акустиков и архитекторов, но и

звука на определенном расстоянии от звуко-

для музыкантов, звукорежиссеров, композито-

вого источника. Громкость звука оценивается

ров и др.

слушателем в соответствии с его ожиданиями.

Анализу этой проблемы уделялось значи-

Зал,такимобразом,можетбытьоцененкак«ти-

тельноевниманиев70–80-хгодахвотечествен-

хий», если уровень звука будет сочтен низким

ной научной литературе в трудах В. В. Фурду-

для дистанции, на которой слушатель находит-

ева1, Л. С. Маньковского2, Л. И. Макриненко3

ся от источника, хотя полный уровень звуково-

и др., однако новые технические возможности

го давления при этом может быть достаточно

в записи и обработке музыкальных сигналов

высоким5. Помимо этого, чувствительность

позволили за последнее десятилетия получить

слуховой системы к уровню громкости зависит

качественно новые результаты в этом направ-

от частоты оцениваемого звука. При равном

Основные параметры, определяющие субъективную оценку...

155

уровне звукового давления басовые звуки будут казаться тише, чем звуки средних и высоких частот.

Для определения громкости рассчитывают параметр ‘сила звука’ – G, определяемый как отношение звукового давления, измеренного на определенном расстоянии от источника в зале, к звуковому давлению от того же источника, измеренному на расстоянии 10 м в заглушенной камере, т. е. помещении, отражающие свойства стен которого сведены к минимуму.

В процессе измерений ‘силу звука’ рассматривают на двух этапах прихода звука к слушателю и различают ‘силу раннего звука’ (G80)

и ‘силу позднего звука’ (GL(LATE)). Ранний звук включает в себя прямой сигнал и ранние отра-

жения, достигающие слушателя в первые 80 мс от начала звучания. Поздний звук представляет собой всю звуковую энергию после 80 мс.

Различимость (ясность). Этот параметр характеризует степень, с которой слушатель может ясно различать звуки в помещении. Различимость подразделяют на ‘горизонтальную’ и ‘вертикальную’. К горизонтальной относится различение последовательно извлекаемых звуков. К вертикальной – звучащих одновременно6.

Горизонтальная различимость зависит от свойств помещения, темпа исполнения и расположения музыкантов относительно слушателей. Степень, с которой помещение способствует хорошей «ясности», определяется коэффициентом различимости С80, представляющим собой отношение энергии прямого звука и ранних отражений (первые 80 мс) к энергии позднего звука (после 80 мс). Преобладание ранней звуковой энергии в помещении способствует хорошей ясности звучания. Но недостаток поздней энергии ведет к потере таких качеств, как жизненность, полнота, окружение слушателя звуком. Поэтому необходимо придерживаться определенного баланса, чтобы достигнуть оптимальных показателей для максимального количества критериев. Рекомендуемые значения С80 для различных типов музыки следующие: классицизм (Моцарт, Гайдн)

–С80 ≥-1,6dB;романтизм(Брамс,Вагнер)–С80 ≥ -4,6 dB. Для сакральной музыки может быть приемлемым и С80 ≥ -5 dB7. Рекомендуется также использовать соотношение параметров G80

– сила раннего звука (до 80 мс) и GL(LATE) сила позднего звука в дополнение к значениям С80

для более детальной оценки ясности8. Вертикальная различимость также имеет

связь со значениями С80. Оценка вертикальной

различимости существенно зависит от свойств собственных резонансов помещения, от того, как обустроено сценическое пространство и как расположены в нем музыканты, от качества и характера исполнения музыки.

Преобладание поздней звуковой энергии в концертном зале вызывает у слушателя ощущение ‘полноты звучания’. Реверберационный звук заполняет паузы между последовательно извлекаемыми нотами, отсюда и происходит этот термин. Наиболее ярко ощущение полноты звучания проявляется в храмовых помещениях с высокими потолками, где звук имеет возможность свободно распространяться и отражаться в течение сравнительно долгого времени. Композиторы и исполнители используют этот эффект для реализации своих художественных замыслов, что можно проследить, анализируя их творчество.

Полнота звучания зависит от соотношения энергии звуков, достигающих слушателя после 80 мс от прихода прямого звука (диффузный сигнал), и энергии звуков, приходящих в первые 80 мс (прямой звук и ранние отражения):

Оценка полноты звучания связана также с временем реверберации в помещении (RТ60 – время, в течение которого уровень звукового давления падает на 60 дБ) и ранним временем реверберации (Early Decay Time, EDT – время,

в течение которого уровень звукового давления падает на 10 дБ, умноженное на 6), который используется для оценки начальной фазы реверберационного процесса. В процессе исполнения музыки каждые последующие звуки маскируют реверберационный отзвук предыдущих, и преимущественно слышен лишь начальный этап реверберационного процесса. Это объясняет, почему раннее время реверберации (EDT) лучше отражает субъективную реакцию слушателя, и вариации значений этого параметра (EDT) обладают большей информативностью9.

Тембр связан со свойством помещений «окрашивать» тембр звуковых источников. Каждое помещение можно рассматривать как резонатор с определенным набором резонансных частот. Плотность спектра резонансных частот увеличивается от низких частот к высоким, а их положение на частотной шкале зависит от размеров помещения: чем больше помещение, тем ниже его первая резонансная частота. В маленьких помещениях самые низкие и, соответственно, самые дискретные резонансы попадают в слышимую человеком

156

А. Р. Рустамов

область частот, и поэтому в таких помещениях

частотами обладает наибольшей (наряду с яс-

звук «окрашивается» неравномерно. С увели-

ностью) корреляцией с общим впечатлением

чением размеров помещения дискретная часть

об акустике зала. Авторы эксперимента пола-

спектра резонансных частот смещается ниже

гают, что настолько высокая корреляция могла

диапазона музыкальных инструментов и голо-

быть обусловлена родом деятельности участ-

са. Воспринимаемый звук в таких помещениях

ников тестов. В своем большинстве это были

окрашивается только плотно расположенными

профессиональные звукоинженеры, и возмож-

резонансами, и возможные тембральные иска-

но, что их предпочтение звуковых образцов с

жения в них могут быть сведены к минимуму.

более насыщенными высокими частотами про-

Тональный баланс – один из ключевых фак-

диктовано соответствующими современными

торов, характеризующих субъективное каче-

тенденциями в звукозаписи. К тому же авторы

ство помещения. Тональный баланс показы-

упоминают, что в тестах участвовало всего де-

вает сбалансированность звучания низких и

сять человек, и этого количества недостаточно,

высоких частот в помещении. Наиболее рас-

чтобы делать значимые выводы. Тем не менее,

пространенным случаем плохого тонального

следует выделить ‘высокий регистр’ из общего

баланса является излишнее преобладание низ-

числа субъективных параметров.

ких частот и/или недостаток высоких. В таких

‘Высокий регистр’ связывают с поздней

помещениях наблюдается глухое звучание,

высокочастотной звуковой энергией. Наиболь-

речь и вокал воспринимаются с трудом из-за

шей корреляцией с этим критерием обладает

плохой разборчивости.

объективный параметр ‘коэффициент высоких

В работе зарубежных исследователей10 для

частот’12, определяемый как отношение энер-

измерения тонального баланса в помещении

гии позднего (после 80 мс) высокочастотного

рекомендован специальный параметр – ‘девиа-

звука (4 кГц) к энергии позднего среднечастот-

ция уровня’(DeviationofLevel,DL),эффектив-

ного звука (1–2 кГц).

ность которого подтверждена методами субъ-

Заключение

ективных экспериментов. Коэффициент девиа-

В статье были представлены признанные

ции уровня показывает, насколько значение

большинством ученых субъективные параме-

уровня звукового давления на разных частотах

тры оценки акустических качеств закрытых

отклоняется от среднего в диапазоне 7,5 октав

пространств. Несмотря на то, что приведен-

(63–12500 Гц).

ные в статье критерии изначально предназна-

Теплота звучания связана с ощущением

чены для оценки непосредственно первичного

низкочастотных составляющих звука. «Те-

звукового поля в помещении, они могут быть

плым» называют зал, в котором басовые со-

использованы и в звукорежиссуре, для оцен-

ставляющие слышны отчетливо, и при этом не

ки вторичного звукового поля, когда громко-

ощущается недостатка в высоких частотах.

говорители излучают записанное первичное

Для оценки «теплоты» звучания Л. Л. Бера-

поле либо синтезированный звук. Конечно,

нек предложил параметр ‘коэффициент баса’

в зависимости от условий записи, обработки

(‘bass ratio’), равный отношению суммы значе-

звука и прослушивания рекомендуемые зна-

ний времени реверберации на частотах 250 Гц

чения параметров могут быть пересмотрены и

и 500 Гц к сумме значений времени ревербера-

адаптированы к конкретным ситуациям. Тем

ции на частотах 500 Гц и 1000 Гц. Однако поз-

не менее, основы, изложенные в данной рабо-

жебылоустановлено,чтоэтоткоэффициентне

те, могут служить отправной точкой в поиске

имеет четкой корреляции с субъективным вос-

верного решения на пути создания естественно

приятием низких частот11.

звучащих высоко художественных звуковых

Наиболее продуктивными исследованиями

картин.

восприятия баса в помещении стали работы

Примечания

американских авторов12. Их результаты пока-

зали, что восприятие басовых составляющих

 

наиболее связано с уровнем позднего низкоча-

1 Фурдуев, В. В. Стереофония и многоканаль-

стотного звука в октавной полосе 125 Гц.

ные звуковые системы. М. : Энергия. 1973.

Высокий регистр. Несмотря на редкое упо-

112 с.

минание этого параметра в литературе, в ходе

2 Маньковский, В. С. Акустика студий и залов

субъективных тестов12 было выявлено, что сте-

для звуковоспроизведения. М. : Искусство,

пень насыщенности звукового поля высокими

1966. 376 с.

Основные параметры, определяющие субъективную оценку...

157

3Макриненко, Л. И. Акустика помещений общественных зданий. М. : Стройиздат, 1986.

174с.

4Рустамов, А. Р. Формирование художественного звукового образа с учетом акустических качествзакрытогопространства//Вестн.Башк.

ун-та. 2010. Т. 15. № 3. С. 732–735.

5Barron, M. Auditorium Acoustics and Architectural Design. Second Ed. T & F Books UK, 2009. 6 Beranek, Leo L. Concert halls and opera houses

: music, acoustics and architecture. N. Y. : Springer, 2003. 700 c.; Алдошина, И. А. Музыкальная акустика:учебник/И.А.Алдошина,Р.Приттс. СПб. : Композитор, 2006. 720 c.

7 Barron, M. Using the standard on objective measures for concert auditoria, ISO 3382, to give reliable results // Acoust. Sci. & Tech. 2005. Т. 26, № 2. С. 162–169.

8 Bradley, J. S. Using ISO 3382 measures, and their extensions, to evaluate acoustical conditions

inconcerthalls//Acoust.Sci.&Tech.2005.Т.26, № 2. С. 170–178

9 Beranek, Leo L. Concert halls and opera houses…

10Takahashi, D. Objective measures for evaluating tonal balance of sound fiields / D. Takahashi, K. Togawa, T. Hotta // Acoust. Sci. & Tech. 2008. Т. 29, № 2. С. 2–8.

11Beranek, Leo L. Concert hall acoustics 2001– 2007 // Proceedings of 19th International Congress on Acoustics. Madrid, 2007. URL : http:// www.sea-acustica.es/WEB_ICA_07/fchrs/papers/ rba-06-001.pdf.

12Bradley, J. S. : 1) Subjective evaluation of new room acoustic measures / J. S. Bradley, G. A. Soulodre // Journ. Acoust. Soc. Am. 1995. Т. 98, № 1. С. 294–301;2) Factors influencing the perception of bass / J. S. Bradley, G. A. Soulodre, S. Norcross // Journ. Acoust. Soc. Am. 1997. Т. 101, № 5. С. 3135.