10.5. Стереофоническая передача реверберационного процесса

Стереофоническая система должна обеспечивать для слушателей, находящихся во вторичном помещении, не только правильное воспри- ятие положения или движения любого из источников звука, сигна- лы от которых воспринимались ее микрофонами в первичном поме-" щении, но и создавать впечатление об акустической обстановке этого помещения.

При непосредственном слушании эта обстановка создается ре- верберацйонным процессом, который определяется различиями в уровнях, во времени и направлении прихода отраженных в помеще- нии сигналов. Причем разнонаправленность этих сигналов слух об- наруживает на начальном этапе затухания, когда- различие во вре- мени прихода отраженных сигналов еще достаточно велико.

Известно, что одноканальная система передает без искажений различия только для двух первых определяющих факторов ревербе- рационного процесса, разнообразия же в направлениях. прихода от- раженных сигналов она передать не может. Все отраженные в пер-" вичном помещении сигналы передаются ею с одного направления, ждущими jot громкоговорителя. Исходя из этого, представляется не- обходимым рассмотреть вопрос о том, в какой мере стереосистемы в «состоянии передать характерную для сигналов, возникающих в по- мещениях, разнонаправленность отражений, создающих ревербера- щионный процесс.

Определяя длины звукового луча любого отражения и времени прихода каждого из них [17] к микрофонам стереосистемы, можно для данного первичного помещения построить временные уровне- граммы отраженных сигналов [23]. Такая уровнеграмма для системы АВ с кардиоидными микрофонами (вариант //) в случае, когда

^расстояние от .источника звука до линии микрофонов — = 0,5, а

х _л п ^смещение его от оси системы составляет — = 1,U, показана на

-рис. 10.13 вертикальными линиями; Вверх по оси ординат отложены .значения звуковых давлений для ряда отражений, принятых первым микрофоном, а вниз — такие же значения давлений, дринятых вто- рым из дих. Пользуясь уровнёграммой, можно определить разность

i96

уровней JV_P ^сигналов, принятых обоими микрофонами, для каждого следующего друг за другом отражения,. Оказывается, что они из- мейяются в широких пределах с частыми переходами из области положительных значений в область отрицательных значений. Осо- бенно большой разброс этих величин йаблюдается на начальном этапе (до 50-^-60 мс) затухания реверберационной энергии {рис. 10.13)/

Рис. 10.13. Временнбй спектр звуковых дав- лений первых отражений, и изменение их уровней N_p (ломаная кривая) для помещения

с V-1100 м³ при у//-0,5 и д//-1,0

Результаты этого расчета вместе с графиком рис. 10.10, б_г свя- зывающим разность уровней N$ сигналов р положением — КИЗ»

Рис. 10.14. Временная картина перемещения КИЗ в зависимости от изменений N_p (1)- и At ~"Ш, соответствующих условиям рис. 10.13 ,

позволяют найти точки на линии между громкоговорителями систе- тды, откуда приходят отражения, и. построить временную картину ^перемещения КИЗ, обусловленных этими отражениями. Она .пред- ставлена непрерывной ломаной линией 1 на рис. 10.14. Из рисунка видно, что кажущиеся источники, созданные различными отражения- ми одного и того же сигнала, в процессе затухания энергии занима- ют различное положение в пределах базы воспроизводящей систе- *1Ш и направление их прихода для каждого слушателя все время

197

меняется. Через 20^30 мс после начала реверберационного процес- са пределы перемещения КИЗ становятся меньше, и те из них, ко- торые можно отнести к группе третьих и т. д. отражений, начинают перемещаться только вблизи оси системы.

Нужно иметь в виду, что для системы АД положение КИЗ оп- ределяется не только разностью уровней N_p, но и разностью во вре- мени Ат запаздывания в приеме каждого отраженного сигнала мик- рофонами системы. Подсчитывая эти запаздывания и определяя со- ответствующие смещения КИЗ, можно построить временную картину, полученную с учетом изменения Дт, которая показана пре- рывистой ломаной линией 2 на рис. 10.14. Эта кривая указывает да еще больший разброс в направлениях прихода прежде всего первых отражений, чем это имело место при воздействии разности уровней. Все последующие отражения, приходящие через 20-^-40 мс после начала реверберационного процесса, будут совпадать по направле- нию то-с одним, что с другим из крайних-громкоговорителей. Для них различия во времени прихода Ат одного и того же отражения к микрофонам системы становятся больше 1-ьЗ мс, что, как показы- вает эксперимент, приводит к нарушению условий локализации, и. такие отражения не могут быть выделены слухом из общей гулкости, создаваемой реверберационным процессом.

Таким образом, наличие интенсивностных и временных разностей для сигналов, принимаемых микрофонами стереофонической систе- мы АВ, независимо от того, являются они прямыми или отраженны- ми, приводит к тому, что те и другие будут локализоваться в раз- личных точках в пределах базы звуковоспроизведения. Так как временные интервалы между соседними отражениями даже в нача- ле процесса затухания не слишком велики, то,каждое из отражений не может восприниматься слухом раздельно; они создают только впечатление о разнообразии направлений их прихода, точно так же как и при непосредственном восприятии реверберационного процес- са. Следовательно, пространственное восприятие реверберации, пред- ставляющее собой важную особенность стереофонических передач* является одним из выражений локализационных свойств слухового аппарата.

Для систем XY и MS фактором, определяющим разнонаправлен- ность прихода первых отражений, может быть только разность уров- ней JVp сигнайов, принимаемых микрофонами. Поэтому для них: характер перемещения КИЗ для отраженных сигналов будет выра- жаться так, как показано ломаной линией 1 на рис. 10.14. Для них: разброс в направлениях прихода отражений будет меньшим, чем для системы АВ, что, очевидно, должно приводить к созданию ме- нее яркой пространственной картины.

В итоге рассмотрения вопроса о создании естественной акустиче- ской обстановки можно сделать несколько выводов.

1. Сравнительно редкие отражения первого порядка, создающие* рёверберационный эффект, воспринимаются слухом при стереофо- нических пе'редачах как приходящие с разных направлений в пре- делах между крайними громкоговорителями системы. Ьни не только»

несут информацию о размерах помещения, но и при стереопереда- чах создают определенную пространственность реверберационного процесса, характерную для его восприятия в естественных условиях.

2. Пространственная реверберация полнее проявляется при зву- копередаче по системе А5,- так как она обусловливается разностью в уровнях и разностью во времени прихода отраженных сигналов, и менее четко при передаче по системе XY и MS, потому что для них она создается только первым из названных факторов.

3. Увеличение разброса в направлениях прихода отраженных сигналов связано с увеличением расстояния (2/) между микрофона- ми системы с их несимметричным размещением относительно стен помещения и с размерами последнего.