за что отвечают средние частоты в музыке
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
Частоты, которые нужно и важно помнить!
Частоты, которые нужно и важно помнить!
Привет всем любителям высококлассного звука! Статья которую вы прочитаете ниже очень полезная не толькоаудиофилам, но и любителям, которые спешат настраивать
«Частоты, которые нужно и важно помнить!»
Стандартный звуковой спектр разделяется на 3 части: низкие, средние, а также высокие частоты.
Хотя границы частот, можно также отметить следующим образом: низкие частоты от 10 Гц до 200 Гц, средние частоты от 200 Гц до 5 кГц, а от 5 кГц — высокие частоты. Для точного определения, давайте поделим эти 3 части на более мелкие и проанализируем их по отдельности.
1) Низкий бас (от 10 Гц до 80 Гц)
это самые низкие ноты, от них резонирует вся комната, а провода гудят. Если же ваша звуко-аппаратура не воспроизводит данные частоты, то вы должны почувствовать утрату насыщенности, яркости и глубины звучания. Конечно, при записи и сведении такая потеря данных частот вызовет такой же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц)
это верхние ноты всех басовых инструментов и самые низкие ноты подобных инструментов, как гитара. Если же произошла потеря данного регистра, то вместе с ним пропадет и ощущение самой силы звука. В данных частотах заключается энергия звука, которая вынуждает вас танцевать под музыку, неспроста главная энергия ритм-секции направлена именно в данном регистре.
Ламповый фонокорректор ЗМ №2 купить
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц)
здесь располагается почти весь ритм и аккомпанемент, это сам регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц)
соло гитар, соло скрипок, а также фортепиано и вокал. Музыка, в которой не хватает данных частот называют «неувлекательной» или » занудной».
5) Верхние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц)
Хотя в данном диапазоне очень мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и кое-каких иных инструментов, зато здесь много гармоник и обертонов. Усиление данной части спектра верхних средние позволяет добиться насыщенного, яркого звука, который создают эффект присутствия. Впрочем, если энергия данной полосы частот чрезмерна, то она будет резать слух.
недорогой фонокорректор ЗМ № 3
Получило название «слушательская утомляемость» и является минусом большинства бюджетной акустики, которые искусственно усиливают эту часть спектра для «эффектности» звучания. Ну мы то знаем, что это всё коммерческие уловки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц)
где мы наблюдаем самые сильные искажения высоких частот и где шипение самой пленки (для любителей кассет) делается очень приметным, так как в этом месте очень мало иных звуков, способных скрывать это. Впрочем, люди, могут слышать и наиболее высокие тона, данные частоты считаются самым высшим пределом восприятия. Хотя, для высококачественного звука — это мало.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц)
здесь сосредоточена последняя октава, самые тонкие, хрустальные и нежные ВЧ. Если данный диапазон частот будет неполноценный, то вы испытаете дискомфорт когда будете прослушивать музыку.
Расскажите о своей звуковой системе аудио-видео аппаратуре постройке, настройке и т.д на конкурс.
Присылайте на эл.почту: Anl555@bk.ru текст, фото, схемы с пометкой на конкурс, если не знаете с чего начать, как написать, то пишите, мы вам поможем, пришлем список готовых вопросов для интервью.
Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.
#Звукостудия 1: Частотные диапазоны инструментов или что нужно знать при отстройке звука
При решении задач подзвучивания, наличие базовых знаний о характеристиках музыкальных инструментов может оказаться очень полезным. Я бы даже сказал необходимым.
Сразу скажу, что лучше строить на слух и именно на ваш вкус. И если технически вы доверяете настройку профессионалу, то пусть он это делает в вашем присутствии и с вашими коррективами. Так как слышите вы звук по разному и предпочтения у каждого свои.
Все же сталкивались с ситуацией когда вроде и компоненты нормальные и звук плоский или где-то гитара не так звучит и т.п.
Инструменты и другие источники звука характеризуются их частотным спектром, направленностью звука и динамическим диапазоном.
В дебри мастеринга даваться не будем, а рассмотрим только, то что может понадобиться обычному пользователю при отстройке и эквалайзенге системы в том числе и в авто. Это частотные диапазоны наиболее встречающихся инструментов.
Для начала о частотах…
1) Низкие басы (от 10 Гц до 80 Гц) — это самые низкие ноты, от которых резонирует комната, а провода начинают гудеть. Если ваша звуковоспроизводящая аппаратура не воспроизводит эти частоты, вы должны ощутить потерю насыщенности и глубины звука. Естественно, при записи и сведении потеря этих частот вызовет тот же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) — это верхние ноты басовых инструментов и самые низкие ноты таких инструментов, как гитара. Если потерять этот регистр, то вместе с ним потеряется и ощущение силы звука. А ведь именно в этих частотах содержится энергия звука, которая заставляет вас пританцовывать под музыку, недаром основная энергия ритм-секции сконцентрирована именно в этом регистре.
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц) — здесь размещается почти весь ритм и аккомпанимент, это регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц) — соло скрипок, соло гитар, фортепиано, вокал. Музыку, в которой не хватает этих частот обычно называют «занудной» или «смурной».
5) Вехние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). Хотя в этом диапазоне мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и некоторых других инструментов, здесь много гармоник и обертонов. Усиление этой части спектра позволяет достичь яркого, искрящегося звука, создающего эффект присутствия. Однако, если энергия этой полосы частот чрезмерна, то это режет слух. Это и называется «слушательской утомляемостью» и является проблемой большинства недорогих аккустических систем, которые искуственно усиливают данную часть спектра для «яркости» звучания. Ну это уже коммерческие штучки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки (для любителей кассетной записи) становится самым заметным, так как здесь очень мало других звуков, способных скрыть это. Хотя люди, теоретически могут слышать и более высокие тона, эти частоты считаются пределом восприятия. Но по большому счету, для хорошего звука — это маловато.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц) наша последняя октава, это самые тонкие и нежные высокие частоты. Если этот диапазон частот будет неполноценен, то вы ощутите некий дискомфорт при прослушивании записей (если, конечно, медведь не наступил вам на ухо).
Итак… Диапазоны инструментов:
● Гитара 70-1000 Гц (обертона 1000-8000 Гц);
● Бас 40-250 Гц (обертона 250-1000 Гц);
● Бас гитара 40-800 Гц;
● Бас бочка или Большой барабан 40-250 Гц и щелчок во время удара — от 1000 Гц и выше (у злых афро нижний диапазон может быть глубже);
● Тарелки 300-15000 Гц;
● Литавры 300-200 Гц (обертона 200-4000 Гц);
● Скрипка 180-3500 Гц (обертона 3500-18000 Гц);
● Флейта 250-2030 Гц (обертона 2030-15000 Гц);
● Клавишные, струнные и перкуссия — важная область 400-1000 Гц;
● Вокал. Диапазон 80-10000 Гц.
Кроме непосредственно частотного диапазона в звуке того или иного инструмента присутствуют обертона, которые распределены в пределах более высоких частот и без которых звучание получается глухим и невыразительным.
Важно знать, что слух человека наилучшим образом воспринимает звук частотой 2000-3000 Гц. От наличия обертонов в пределах этих частот в голосе создаёт его полётность и звонкость.
Касаемо вокала:
— Бас 82-349 Гц;
— Баритон 110-392 Гц (Чтобы подчеркнуть баритон, нужно повысить уровень в диапазоне 2500-3000 Гц);
— Тенор 132-523 Гц (Чтобы подчеркнуть тенор, нужно повысить уровень в диапазоне 300-600 Гц);
— Контральто 165-692 Гц;
— Меццо-сопрано 220-880 Гц;
— Сопрано 262-1046 Гц;
— Колоратурное сопрано 1397 Гц.
Уровень каких частот корректировать для получения прозрачности звука?
● 5000 Гц — регулирование приближения/удаления;
● 8000 — 20000 Гц — воспринимаемое качество звучания, глубина, пространство;
● 31 — 50 Гц — создают ощущение силы и мощности;
● 80 — 125 Гц — слишком много этих частот приводит к появлению нежелательного гудения;
● 160 — 250 Гц — часть басового спектра. Недостаточный уровень частот этого диапазона — отсутствие теплоты и мягкости, избыток — скучный звук.
При сравнении частотного диапазона музыкальных инструментов и человеческого голоса, последний имеет самый широкий диапазон частот (если не считать фортепиано и рояль).
При отстройке так же необходимо учитывать силу звучания (динамический диапазон) данных инструментов.
Динамический диапазон гитары составляет 15 дБ; органа — 35 дБ; рояля — 45 дБ; женский голос 20-35 дБ; мужской голос 20-45 дБ, эстрадного оркестра 45-55 дБ, симфонический оркестр 60-75 дБ.
А человеческий голос имеет диапазон звучания от 75 до 1100 Герц, который так или иначе перекрывает (заглушает, смешивается) с любым музыкальным инструментом (оптимальная точка — 300 Герц). Поэтому при отстройке и эквализации под инструменты, вокал будет реагировать на это очень сильно.
Базовые знания для настройки аудио систем.
Не знаю с чего начать, хочу без терминов и заумностей. Писать буду от меры своего понимания, так что вы по мягче)
Давайте так, я буду рассказывать о типах, базе, затем о своей музыке, точнее о тех компонентах что есть и что с ними делать если у тебя штатная ММС, которую ты менять не хочешь, ну как я к примеру. (задр) С.
Начнем с самого простого, о звуковой полосе. Рисовать буду в паинте, для обычной наглядной простоты, вы же сюда зашли не для красивых картинок, а?
«Звуковая полоса», это тот спектр частот который выдает аудио-источник (магнитола), выглядит она примерно так:
«Звуковая полоса» состоит из частот, частоты делятся на несколько категорий.
1) Низкие басы (от 10 Гц до 80 Гц) — это самые низкие ноты, от которых резонирует комната, а провода начинают гудеть. Если ваша звуковоспроизводящая аппаратура не воспроизводит эти частоты, вы должны ощутить потерю насыщенности и глубины звука. Естественно, при записи и сведении потеря этих частот вызовет тот же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) — это верхние ноты басовых инструментов и самые низкие ноты таких инструментов, как гитара. Если потерять этот регистр, то вместе с ним потеряется и ощущение силы звука. А ведь именно в этих частотах содержится энергия звука, которая заставляет вас пританцовывать под музыку, недаром основная энергия ритм-секции сконцентрирована именно в этом регистре.
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц) — здесь размещается почти весь ритм и аккомпанимент, это регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц) — соло скрипок, соло гитар, фортепиано, вокал. Музыку, в которой не хватает этих частот обычно называют «занудной» или «смурной».
5) Вехние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). Хотя в этом диапазоне мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и некоторых других инструментов, здесь много гармоник и обертонов. Усиление этой части спектра позволяет достичь яркого, искрящегося звука, создающего эффект присутствия. Однако, если энергия этой полосы частот чрезмерна, то это режет слух. Это и называется «слушательской утомляемостью» и является проблемой большинства недорогих аккустических систем, которые искуственно усиливают данную часть спектра для «яркости» звучания. Ну это уже коммерческие штучки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки (для любителей кассетной записи) становится самым заметным, так как здесь очень мало других звуков, способных скрыть это. Хотя люди, теоретически могут слышать и более высокие тона, эти частоты считаются пределом восприятия. Но по большому счету, для хорошего звука — это маловато.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц) наша последняя октава, это самые тонкие и нежные высокие частоты. Если этот диапазон частот будет неполноценен, то вы ощутите некий дискомфорт при прослушивании записей (если, конечно, медведь не наступил вам на ухо).
Что бы настроить систему, вам нужно знать то что описано выше.
Что бы не лезть в дебри, рассмотрим 2ух компонентную акустику, 2ух и 3ех полоски.
Двухкомпонентная акустика состоит из 2ух компонентов, динамика » широкополосника » и высокочастотного динамика (пищалки) и пассивного кроссовера.
Двух полосная система, состоит из двух динамиков среднечастотника и пищалки.
Трех полосная система состоит из МИД — баса, среднечастотника и пищалки.
Теперь давайте отойдем не много от звуковой полосы, а не много рассмотрим некоторые типы динамиков (компонентов) что бы понимать что настраивать и где:
Сабвуфер — это динамик воспроизводящий звуки самых низких частот звукового диапазона (примерно от 20 до 65 Гц).
МИД бас — динамик, воспроизводящий часть низких и средних низких частот. (примерно от 40-50 до 600 гц.)
Среднечастотник — динамик способный воспроизводить от 500гц до 5000Кгц)
Высокочастотник — динамик воспроизводящий от 5000Кгц и до 20000Кгц)
Для общего понимания, хочу отметить, что абсолютно любой динамик может воспроизвести все частоты, вопрос лишь в том, с какой громкостью?)
По этому производятся разные типы динамиков, существуют разные конструкции динамиков позволяющие мидбасу к примеру играть от 30 гц до 4000 Кгц, однако скажем тот же мидбас, играющий скажем 50гц в полную свою ширину (до 4000 Кгц) может на высокой громкости захрепеть или не выдовать более высокие частоты, для этого настройка и нужна, для этого и существуют такие компоненты в системе, способствующие разным частотам. (динамик играет то что он должен).
«Рыба гниет с головы» вся настройка, системы начинается с фильтров первого порядка, с магнитолы, вообще скажем так, для меня есть 3 типа порядка фильтров.
О частотах и музыкальных инструментах + чуть-чуть психоакустики
Меня всегда бесила собственная «тугоухость». С одной стороны, я очень люблю музыку и качественный звук. С другой стороны, я могу целый день слушать свою систему, понимая что с ней что-то сильно не так… а что именно не так – сказать не могу!
Недавно я сильно поменял систему в девятке (изменил акустическое оформление СЧ и добавил усилитель, заменил все провода) – и звук меня не радовал первую неделю. Понимаю, что звучит не правильно, а что сделать, чтобы зазвучало – не понимаю! В итоге пришлось очень сильно менять частоты и порядки срезов, и пока не удалось обойтись без эквалайзера. Сейчас я более или менее звуком доволен, и кайфануть удается:)
Я нашел адекватную настройку или просто привык к особенностям этой системы? А фиг его знает…
Кстати рекомендую на него подписаться, если тоже интересуетесь звуком)
Так вот, очень интересная мысль: уши и голову нужно тренировать! Мы же не можем впервые в жизни сесть на велик и сразу поехать? Думаю, и тут такая же ситуация. Даже если всю жизнь слушаешь музыку и имеешь музыкальный слух. Определять особенности звучания акустики, четко указывать на недостатки системы и определять способы улучшения звучания – это совсем другое. Уверен, что этот навык поддается тренировке!
Нужно слушать разные системы на одном и том же материале, и сравнивать их звучание.
Это практика.
Кроме практики неплохо было бы подтянуть и теорию) Товарищ DenisChas скинул мне статью про эквалайзеры. Статья видимо, была написано звукорежиссерами для звукорежиссеров, но там есть очень интересный текст, который я здесь процитирую. И изначально текст о том, как эквализировать инструменты при сведении трека.
Этот материал (возможно) поможет нам определить проблемный частотный участок АС по простым и понятным категориям. Да и просто для общего развития интересно почитать:)
Частотный диапазон от 63 Гц до 500 Гц содержит около 60% всей энергии голоса, однако на его долю приходится лишь 5% информационного наполнения речи. Диапазон от 500 Гц до 1 кГц содержит около 35% информации, а остальные 60% информационного наполнения приходятся на долю «шипящего» диапазона от 1 кГц до 8 кГц, который несет лишь 5% энергии.
Уменьшая уровень сигнала в области низких частот и «поднимая» диапазон 1.5 кГц, мы можем повысить субъективно воспринимаемую четкость и разборчивость речи или вокала. Подъем частотной характеристики в области 100.250 Гц делает вокал гулким и «грудным». Вырезание участка 150.500 Гц приводит к тому, что голос начинает звучать «как в трубе», открыто и пусто. «Провалы» отдельных участков АЧХ в диапазоне 500.1000 Гц делают голос жестче, а подъемы в области 1 кГц и 3 кГц придают вокалу металлический «носовой» оттенок. Вырезание участков в диапазоне 2.5 кГц делает голос вялым, безжизненным и неразборчивым, а усиление частот 4.10 кГц приводит к появлению яркости и «искристости».
Обработка вокала эквалайзером
Четкость и разборчивость звука большинства музыкальных инструментов определяются составом их гармоник. Человеческое ухо обладает способностью самостоятельно «подставлять» в звук плохо слышимые основные частоты при условии, что для этого в воспринимаемом сигнале есть достаточное количество их гармоник. Характерный пример — ударные инструменты, звук которых можно с легкостью очистить и «поднять» над миксом за счет простого снижения уровня низкочастотных составляющих.
В таблице ниже приведены характеристики основных (с точки зрения человеческого уха) областей звукового диапазона.
Ниже описан еще ряд характерных частот, управляющих звучанием тех или иных музыкальных инструментов. Во многих случаях — например, при озвучивании живого концертного выступления — имеет смысл заранее настроить канальные параметрические эквалайзеры пульта на эти частоты, чтобы сэкономить время при настройке звука. Помните — это не готовые решения ваших проблем, это лишь начальные позиции для ваших собственных экспериментов.
Басовый барабан («бочка»)
Помимо традиционного вырезания участка 200.400 Гц, в ряде случаев может помочь вырезание узких участков (эквалайзером с высокой добротностью) в районе 160 Гц, 800 Гц и 1300 Гц. Это нужно для того, чтобы выделить в миксе звучание других басовых инструментов — например, гитары. Можно включить фильтр высоких частот с частотой среза около 50 Гц — это сделает звук бочки более плотным и поможет компрессору справиться с его обработкой (так как на вход компрессора будет подан более «музыкальный» сигнал). Характерный для бочки «щелчок» лежит в диапазоне 5.7 кГц.
Малый («рабочий») барабан
Звучание малого барабана, с одной стороны, обычно достаточно характерно и отчетливо выделяется среди остальных инструментов. С другой стороны, его легко «замазать» и испортить слишком большим количеством низких частот. Вообще говоря, звуки ниже 150 Гц практически непригодны в любой современной ситуации звукозаписи, и в канал малого барабана можно рекомендовать включение фильтра ВЧ с частотой среза около 150 Гц. Благодаря резкому и отчетливому звучанию малого барабана необходимая частотная коррекция может свестись к вырезанию нескольких участков спектра. Обычно для этой цели используют частоты 400, 800 и 1300 Гц (или одну-две из них). Если малый звучит слишком уж «прозрачно», есть смысл немного прибрать частоту в районе 5 кГц и поднять участок около 10 кГц, чтобы сделать его поярче.
В звуке хай-хета очень мало низкочастотных составляющих, поэтому можно смело включать в его канале фильтр ВЧ с частотой среза около 200 Гц — это поможет избавиться от «грязи», проникающей в микрофон в ходе записи. Наиболее важная составляющая звука хай-хета — это средние частоты в диапазоне от 400 до 1000 Гц, причем наиболее характерным является участок в районе 600.800 Гц. Для того, чтобы сделать звучание хета более ярким, можно использовать полосовой фильтр с частотой около 12.5 кГц.
Наиболее характерный для большинства альтов и томов диапазон — это 300.800 Гц. Как и у малого барабана, в звуке томов нет ничего особо интересного ниже 100 Гц, поэтому эти частоты можно смело вырезать фильтром ВЧ (если только вы не стремитесь к созданию какого-нибудь специального эффекта). Слишком большое количество «низов» в звуке томов будет маскировать их гармонические составляющие и естественные обертоны. Стремитесь не к мощному, а к «красивому» звучанию.
Не будет преувеличением сказать, что оверхеды (микрофоны, размещаемые над ударной установкой при записи) — одни из наиболее важных (с точки зрения звука ударных) микрофонов, так как именно они определяют общий характер звучания барабанов и придают ему объем и пространство. В звуке этих микрофонов принято вырезать участки в диапазоне около 400 Гц, а также использовать фильтр ВЧ с частотой среза около 150 Гц. Еще раз — эти микрофоны служат не для наполнения звука энергией, а для придания ему окраски. Вырезайте все, что может маскировать гармонические составляющие звуков барабанов и делать их звучание скучным. Попробуйте прибрать участок в районе 800 Гц и подчеркнуть полосовым фильтром диапазон выше 12.5 кГц.
Бас-гитара служит источником всех тех частот, которые вы стремитесь убрать в звуке всех остальных инструментов. Четкость звучания баса во многом определяется участком в районе 800 Гц. Слишком высокий уровень низких частот приведет к «замазыванию» баса и сделает его неразборчивым. Существует такой подход к созданию звука баса: полностью вырезать все частоты ниже 150 Гц, сформировать среднечастотным эквалайзером нужный вам тембр и затем постепенно вводить обратно низкие частоты до тех пор, пока в звуке не появится нужная вам энергия и мощность. Если бас звучит неопределенно, проблема скорее всего в избытке низких частот и недостатке средних. Представляйте себе звук в линейном виде, как на диаграмме — «бугор» в области низких частот будет прятать от вас все, что лежит за ним в области средних и высоких.
Авторы: © Девин Дево, Аарон Трумм
Воспроизведение звука и музыки: какие частоты используют и зачем их ограничивают
Содержание
Содержание
Собаки слышат до 45 кГц, кошки — до 79 кГц, дельфины и летучие мыши — выше 100 кГц, а человеческое ухо едва в состоянии услышать несчастные 20 Кгц, а чаще — всего 16-17 кГц. Почему все так? И зачем тогда гордые значения воспроизводимых частот типа «16 Гц — 40 кГц» на аудиотехнике? На каких частотах вообще звучат музыкальные инструменты и человеческий голос? Об этом ниже.
Что такое частота звука?
Звуковая волна, как и любая другая, имеет две главные характеристики — амплитуда и частота. Если к поплавку на озере привязать карандаш и устроить так, чтобы он чертил на движущейся бумаге свою траекторию (как кардиометр или сейсмограф), то получится синусоида:
Почему мы слышим хуже кошки?
Звуковые волны могут иметь любую частоту колебаний, но человеческое ухо улавливает их в диапазоне примерно от 20 Гц до 20 Кгц. На самом деле, в идеальных лабораторных условиях некоторые слышат аж до 12–16 Гц, а те, кто не слышит, могут уловить низкочастотные колебания телом. А вот с высокими частотами все хуже. Лишь немногие смогут уловить 20 кГц, большинство же слышат лишь до 16-17 кГц, и с возрастом это значение падает до 8–10 кГц.
Более того, человеческое ухо наиболее чувствительно к диапазону от 2 до 5 кГц — это так называемая зона разборчивости. Чувствительность к волнам на разных участках спектра различается. Любой может записаться на аудиометрию — обследование слуха, чтобы получить аудиограмму — кривую чувствительности своих ушей по частотам. Правда, в медицине она измеряется в диапазоне от 125 Гц до 8 кГц, но даже в таком укороченном отрезке у всех будет видна неравномерность слуха. Чувствительность ушей зависит даже от времени дня и настроения.
Кроме того, воспринимаемая громкость зависит от частоты звука. К примеру, на малой громкости низкие и высокие частоты слышны хуже. Это как раз следствие того, что человеческое ухо заточено под средние частоты, позволяющие распознавать речь. Эффективная коммуникация — одно из главных эволюционных преимуществ человека, поэтому эволюция и наделила нас тем слуховым диапазоном, что мы имеем.
В свою очередь, эволюционные преимущества других животных могут отличаться. К примеру, летучие мыши ориентируются в пространстве, издавая и улавливая ультразвук, поэтому и слышат до 200 кГц. А большая восковая моль часто становится добычей летучих мышей, поэтому ей пришлось развить слуховой диапазон до 300 кГц, чтобы избегать встреч с ужасом, летящим на крыльях ночи. Кошка слышит ультразвук, потому что многие грызуны общаются на высоких частотах, а киты слышат инфразвук, чтобы общаться самим, потому что низкочастотные волны лучше передаются на большие расстояния.
Фундаментальная частота голоса мужчины — в районе 80-150 Гц, женщины — 150-250 Гц. Однако телефонные линии обрезают в звуке все, что ниже 300 Гц и выше 3,5 кГц. Почему? Потому что кроме фундаментальной частоты есть еще обертона. Это призвуки, которые появляются из-за того, что у человека звучат не только голосовые связки, но и гортань, голова, да и все тело целиком. Обычно они находятся выше основного тона, поэтому так и называются.
У мужчин обертона голоса достигают 4 кГц, у женщин — 5-6 кГц. Они сильно влияют на звучание, благодаря им мы можем отличить одного человека от другого и даже определить по голосу его телосложение. Соответственно, именно они, а не фундаментальный тембр, важны для телефонных переговоров.
Частоты музыки
Бас гитара, как и контрабас, обычно настраиваются в ми контроктавы — это 41 Гц, гитара — на октаву выше, 82 Гц. Скрипка, один из самых писклявых инструментов в оркестре, начинается с соль малой октавы (196 Гц) и заканчивается на ля четвертой октавы (440 Гц). Диапазон большинства фортепиано — от ля субконтроктавы (27,5 Гц) до до 5 октавы (523 Гц).
Как можно заметить, диапазон большинства музыкальных инструментов находится довольно низко по спектру, не выше 4-5 кГц. Зачем тогда вообще что-то выше условных 5 кГц в аудиотехнике?
К слову, первые граммофоны умели воспроизводить от 170 до 2 000 Гц, а с появлением электронной записи их диапазон расширился на 2,5 октавы — от 100 до 5 000 Гц. То есть как раз, чтобы воспроизводить диапазон голоса и большинства инструментов в оркестре. А другой музыки в 20-х годах прошлого века и не было.
Однако, как и в случае с человеческим голосом, решающую роль играют обертона. Они также зависят от «телосложения» инструмента — его габаритов, плотности дерева или металла, массы и т. п. Ведь когда нажимаешь клавишу ля на фортепиано — звучит не чистый синус, а весь инструмент целиком, включая и ноты ля в других октавах — они начинают колебаться в унисон. На этом эффекте основано звучание ситара — у него есть дюжина резонирующих струн, производящих характерный звон.
Более того, даже части самой струны, кратные ее длине, начинают колебаться в унисон. К примеру, половина, треть, четверть, пятая части струны будут издавать обертона на октаву или несколько октав выше фундаментальной частоты.
Обертона, которые кратны основному тону, называют гармоническими, или, попросту, гармониками. Именно они придают инструменту свой уникальный характер звучания, именно в них вся красота, именно количеством обертонов хороший инструмент отличается от плохого. Благодаря обертонам и гармоникам музыка предстает перед нами во всей полноте. Для них и нужен этот, на первый взгляд, пустой участок от 5 до 20 кГц.
Частотный диапазон у аудиотехники
Производители аудиотехники всегда стремились расширить диапазон воспроизводимых частот, чтобы добиться красоты и величественности звучания настоящих инструментов. Во времена ламповой техники верхняя граница едва достигала 12 кГц. Магнитная запись повысила порог до 15 кГц, но даже этот показатель могла выдать только студийная магнитная пленка с высокой скоростью протягивания ленты. У бытового катушечного магнитофона верхняя граница воспроизводимых им частот падает до 10–12 кГц, а в кассетных магнитофонах — и того меньше.
Все изменилось с появлением цифровой записи и CD, позволивших кодировать весь диапазон от 20 Гц до 20 кГц. Но вновь откатилось с появлением интернета и mp3, срезающих значительную часть верхов во имя меньшего объема файлов.
При этом сделать колонки, воспроизводящие весь диапазон, оказалось проще. Одни из первых студийных мониторов на рынке, Altec 604, в некоторых модификациях уже могли воспроизводить от 20 Гц до 22 кГц, а это 70-е годы прошлого века. Большинство современных колонок без проблем воспроизводят до 20 кГц, а нижняя планка зависит от диаметра вуфера, конструкции фазоинвертора и наличия саба.
Также нередко встречаются колонки с диапазоном до 30–40 кГц. Но нужно всегда смотреть на АЧХ, чтобы понять, на какой громкости они могут эти частоты воспроизводить, и будет ли их вообще слышно.
Тем не менее, многие обладатели колонок и наушников с расширенным частотным диапазоном (от 5/10/15 Гц до 30/40/50 кГц) утверждают, что они звучат ярче и/или глубже. Правда, чтобы это услышать, нужно воспроизводить музыку, в которой есть соответствующая информация. К примеру, ютуб режет все, что выше 16 кГц, mp3 даже в 320 bpm режет до 19 кГц, а стандарт CD (16 bit 44.1 кГц) срезает все, что выше 22 кГц. Расширенным диапазоном могут похвастаться стандарты типа DVD-Audio, Super Audio CD, DSD и некоторые другие, но музыки в таких форматах не так уж и много.
Если же наушники еще и беспроводные, то диапазон частот дополнительно ограничен кодеками Bluetooth. Даже Aptx-HD имеет потолок в 19 кГц, и только LDAC от Sony умеет транслировать музыку в высоком разрешении, но многие жалуются на слабое качество сигнала в таком режиме.
Жанры музыки и частоты
Стоит сказать, что не всегда гармоники и обертона делают музыку лучше. Слышимый диапазон можно представить себе, как тесный лифт, инструменты — как его посетителей, а обертона и гармоники — как их вес и габариты. В этом случае оркестр будет похож на группу детей — большинство инструментов не обладают большим диапазоном и занимают строго свое место, поэтому их может поместиться много.
Но в той же рок-музыке звучание инструментов многократно усиливается, обертонов становится слишком много, это больше похоже на сумоистов в пуховиках. Чтобы уместить их в лифт, нужно убрать лишнее — снять пуховики. Этим занимается звукорежиссер — он ограничивает частотный диапазон каждого инструмента фильтрами хай-пасс и лоу-пасс, а с помощью эквалайзера убирает ненужные и выделяет нужные гармоники.
К примеру, электрогитары, вокал и рабочий барабан обычно ограничивают от 100–150 Гц до 8–12 кГц, бас и бочку — от 20–40 Гц до 6–10 кГц и т. п. Да, звучание каждого инструмента становится менее богатым, но за счет этого в общем миксе они не мешают, а дополняют друг друга.
Появление синтезаторов дало возможность сделать чистый синус без обертонов, и уже потом обогатить его нужным количеством гармоник. Это позволило создать очень густой и четкий бас глубиной до 20 Гц, что невозможно проделать с живыми инструментами.
Заключение
Теперь понятно, почему музыка в высоком разрешении — это по большей части всякий джаз, кантри и классика, где сведение выполняется по минимуму, либо вообще отсутствует. Вполне возможно, что такая музыка в ультравысоком разрешении будет звучать максимально живо и естественно в наушниках, играющих от 4 Гц до 51 кГц.
В некоторых жанрах электронной музыки также встречается бас в районе инфразвука. Однако чаще всего электроника, рок и метал не содержат информации за пределами слышимого диапазона. Там все лишние обертона заботливо вырезал господин звукорежиссер, а те, что как-то выжили, добил мастеринг-инженер. Зато осталась самая сочная часть, которую будут отлично воспроизводить любые колонки и наушники.