– avagy a zenei reprodukció és a nagy hangzáshűség
A kezdetek óta az emberiség hallásérzetét arra használja, hogy akusztikus hullámok formájában üzeneteket és jeleket fogadjon embertársaitól és a környezettől. Evolúciós folyamatunk során hallás érzetünk fokozatosan tökéletesítette képességét az akusztikai események elemzésére, kivonva és értelmezve azokat a tulajdonságokat, amelyek valamilyen módon kapcsolódnak a faj túléléséhez, megmaradásához.
A koncepció jobb illusztrálására képzeljünk el egy barlanglakót, aki az erdő közepén, saját léptei, a folyó víz és a levelek rezgésének hangjai között érzékel egy állat által keltett hangot. Néhány pillanat múlva felismeri, jobban figyelve rá elszigeteli a többitől, megkülönbözteti a hang keletkezési irányát és megközelítőleg felbecsüli a távolságát is, hogy végül a vadászatra vagy a gyors menekülésre szánja el magát.
Tehát a fülünk és az agyunk rendszere képes felfogni azokat a mennyiségeket, amelyek az akusztikus hullámokat és azok terjedését jellemzik (amplitúdó, frekvencia, harmonikus összetétel, érkezési idők), majd, még mindig ismeretlen módszerek szerint elemezni, és az összes hangeseményből levezethető hasznos információkat értelmezni. Mindannyian képesek vagyunk azonosítani azt a pontot, ahol egy érme leesett, még ha nem is látjuk, (a visszapattanások hangját követve) vagy elképzelhetjük a környezet „tágasságát” abból, ahogyan a hangok szóródnak/visszaverődnek. Egy személy hangját hallgatva nemcsak a kilétét, de lelkiállapotát is felismerhetjük.
A zenehallgatással kapcsolatos élményeink a zenészek (zeneszerzők/előadók) és hallgatók közötti kommunikáció sajátos formája. Az előbbiek azok, akik továbbadják az emberi lélek kimondhatatlan mozzanatait, míg mások örömet és érzelmeket kapnak. Mindez a hangok segítségével, zeneszerzők által készített partitúrák és a karmester jelzései szerint. A kultúra igény szerint jó lenne megőrizni a hangzás egyensúlyát és hatását az eredeti előadás után is, (annak egy felvételén) amelyet más helyeken és későbbi pillanatokban kívánunk újra meghallgatni, hogy ugyanolyan típusú kommunikáció lehetséges legyen más hallgatókkal is!
Készüljünk fel a lemezeink meghallgatására, hogy feloldódjunk a hangszeres és vokális részek élvezetében, mintha egy zenemű elemzésére vágynánk! Azt szeretnénk érezni, hogy részt veszünk, elmerülünk az eredeti előadás légkörében, érzékeljük az adott stúdió-tér vagy koncertterem atmoszféráját. A zene-reprodukció problémáinak kezelése – a fogalmak szem előtt tartásával – annak a meggyőződésnek leküzdését jelenti, hogy a helyes eredmény garantálásához elegendő a hangok rögzítéséhez és reprodukálásához használt berendezés tökéletessége.
A lapos frekvenciagörbék, az alacsony torzítások és a hangrendszer zajtalansága lehetővé teszik a hangforrások tartományainak, hangszínének és dinamikájának pontos reprodukcióját. Azonban, a természetes hangoknak vannak más jellemzői is, amelyeket hallásérzékünk arra használ, hogy többlet információkat nyerjünk, amelyek mindenekelőtt a hangesemény térbeli dimenziójához kapcsolódnak. Éppen ezeknek a kapcsolatoknak a megértése a kulcsa a hangrögzítés és lejátszás céljának, amely talán nem teljesen elérhető, de amely képes az eredeti eseményhez hasonló érzéseket kelteni. Sok jelenség továbbra is kielégítő magyarázat nélkül marad, míg más jelenségeken a tudósok, az értelmezésekben és a magyarázatokban is, vitatkoznak. A terület továbbra is nyitott a régi és új hipotézisek megvitatására és a kísérletezésre. Mindenesetre fontos megérteni, hogy a hangészlelés hiteles modelljének hiánya nem akadályoz meg bennünket abban, hogy hasznos információkat szerezzünk az elektroakusztikus rendszerek minőségéről.
Érzékelés és a „nagy hangzáshűség”
Valójában az emberi hallást mind a lineáris torzítás (szabálytalan frekvencia átvitel), mind a nemlineáris (általánosan ismert torzítás) jelenségei jellemzik. E tökéletlenségek ellenére a fül receptorai által továbbított adatok feldolgozása a már tárolt információkkal (tapasztalat) és az érzékelt további adatokkal kombinálva (bizonyos helyzetekben a testünk is hall) lehetővé teszi olyan hangok érzékelését, amelyeket a legmodernebb mérőrendszerek nem képesek észlelni. Gondoljunk csak a személy hangján keresztül történő azonosításának jelenségére! Nemcsak képesek vagyunk felismerni egy ismert személy a hangján keresztül, hanem érzékelni tudjuk annak lelkiállapotát.
A hangzáshűség esetében a helyzet hasonló. Bár laboratóriumi mérések révén, kifinomult mérési technikákkal mérjük az audio-komponensek jellemző paramétereit, még nem tudjuk teljes bizonyossággal megjósolni a felhasználók nagyobb vagy kisebb elégedettségét. (A hangsugárzó értékeléséhez elengedhetetlen a szubjektív hallásvizsgálat.) Ez egy olyan érv, amely kizárólag azok mellett szól, akik a meghallgatásos vizsgálatok felsőbbrendűségét támogatják, de ez nem egészen így van, mert az eredmény nem megbízható.
Valójában a meghallgatásos teszt csak állapot felismerés. Nincs kellően teljes és hiteles hangérzékelési modellünk. A modell hiánya egyrészt nem teszi lehetővé számunkra, hogy egy audio-rendszer értékelésének minden részletét kimerítsük, másrészt komoly terhet jelent a hallgatási tesztek érvényességére az, hogy a paraméterek hiányát elektroakusztikus és pszichoakusztikus szempontból egyaránt nem szabványos ismeretek akadályozzák. (már az ismeretek különböző értelmezése is eltérő lehet) A gyakorlatban nagyon gyakran megtörténik, hogy még a tapasztalt hallgatók ítélete is – ami tökéletes jóhiszeműségből ered – teljesen haszontalan, mert nem teljesen meghatározott kísérleti feltételekhez kapcsolódnak. Sőt, erre bármelyik teszt klasszikus példa lehet, akár a phono-előerősítők, akár a lemezjátszókar és a hangszedő közötti problémák (a lehetséges kombinációktól függően), akár az erősítők kapcsolástechnikájából eredő különbségek, amely részegységek gyakran átveszik/továbbítják az adott készülék jellemzőit.
Bár igaz, hogy az érzékelés szabványos modelljének hiánya megakadályozza, hogy teljes bizonyossággal megállapítsuk az audio-lánc összetevőinek tervezési célkitűzéseit, az is igaz, hogy a tesztelők a megszerzett tudást gyakran elfelejtik vagy elhanyagolják. (sőt, az eredményt a márkanevek tudat alatt is befolyásolhatják)
Vannak pszichoakusztikai kérdések, amelyek hangzáshűség területén különös érdeklődésre tartanak számot. Először is, a fül érzékeny a hangok intenzitására és gyakoriságára. Ohm szerint, a hangok minősége kizárólag az adott spektrumukhoz kapcsolódik. Ha a fülnek, a fázisra való érzéketlensége tekintetében, ez a szabály kivételeket tesz, akkor a szint és a gyakoriság érzékelése szerzett képesség. (a frekvencia szelektivitás elvével kapcsolatban ma már tudjuk, hogy a dobhártyára továbbított hanghullámok gyakoriságától függően különböző a csillapítás)
Inkrementális frekvencia küszöbérték a frekvencia függvényében, a különféle hangnyomásszintek dB-ben, 20 µPascalra vonatkoztatva. A közép-tartományban 0,2% -os frekvencia változások érzékelhetők (Shower és Biddulph).
A legkisebb frekvencia változást, amelyet a fül képes diszkriminálni, „frekvencia-küszöbnek” nevezik. A klasszikus adatok szerint a frekvencia küszöb a frekvencia és a hangnyomás szintjének függvénye. Ha értelmezzük az adatokat kiderül, hogy a nagy hangzáshűség határa meglehetősen kicsi. Egy másik pszichofiziológiai jellemző a „szint küszöb”, amely kiemeli az érzékelés fontosságát a 150 és 3000 Hz közötti frekvenciák, a legjobban érzékelhető középtartomány, esetében.
Növekményes küszöbérték a frekvencia és a hangnyomásszint függvényében, 20 / <Pascal. 150 és 3000 Hz közötti frekvenciák esetében 0,3 70,2 dB (Fletcher) nagyságrendű szintváltozás érzékelhető.
A hallgató azon képességét, hogy megtalálja a hangok keletkezési irányát, hagyományosan a két fül által érzékelt intenzitási, érkezési idő, fázis és spektrum különbségével kapcsolatos információk feldolgozásának tulajdonítják. Így jön létre a sztereó hatás. A magyarázat ésszerűnek tűnik egy olyan hangforrás észlelésekor, amely vízszintesen mozog a hallgató körül. Tegyük fel, hogy a hangforrás a fej függőleges szimmetria-síkja mentén mozog! Ezesetben a fülek távolsága, az érkezési idő, a fázis, a diffrakció hatása teljesen azonos. Mégis, ha bekötött szemmel hallunk előttük, felettünk és mögöttünk elhangzó hangokat, akkor biztosan képesek vagyunk azonosítani a helyet, a forrást. Hogy lehetséges ez?
1974-ben, Blauert képes volt bizonyítani, hogy ez a fajta lokalizáció, a füleknek a hangforrás magasságának változásával összefüggő frekvencia átvitele és az agy analizáló képessége. Amikor lehetetlen megtalálni, a két fül által érzékelt hangok közötti különbségek alapján, a hangkibocsátás helyét, az agy feldolgozza a frekvencia válasz adatait. …”Úgy tűnik, az ember megtanulta különböző spektrális jellemzőket társítani különböző magassági szögekben” (Schroeder 1975). Természetesen a forrásnak széles spektrumúnak kell lennie. Egy hangot nehéz megtalálni önmagában, a szimmetria szempontjából lehetetlen azonosítani a származási irányt, de, ezzel szemben a beszéd és a zene, mivel széles spektrumú jelek, lokalizálhatók.
A hangforrás elhelyezkedését a középsíkban (elöl, felül, a fej mögött) a jel spektruma határozza meg. Egyéb térbeli utalások hiányában az 1 kHz körüli nagy energiatartalmú hangok a hallgató körül lokalizálódnak. Ha az energiatartalom 500 Hz alatt és 3 kHz körül koncentrálódik, a forrást frontálisnak tekintjük. A 8 kHz körüli nagy energiatartalmú források a fej felett helyezkednek el. Az auriculum által okozott diffrakció szűrési hatása egyes frekvenciákat növel, másokat pedig gyengít. Ezzel a mechanizmussal a hallgató képes megkülönböztetni a frontális síkon a hangok eredetének különböző irányait (Blauert).
A fogalomnak a magas hangzás hűségre való alkalmazása lehetővé teszi számunkra, hogy egy nagyon fontos következtetést vonjunk le. A hangszórórendszerek frekvencia átvitelének különbségei nemcsak az érzékelt hangok színezését vagy tónusát befolyásolják, hanem a hangszínpad képének térbeli elrendeződését is.
Egy másik oldalról megközelítve ugyanazt a fogalmat, köztudott, hogy fejhallgató hallgatásakor általában az az érzés támad, hogy a hangok a fejünkön belülről képződnek. Azt is feltételezték, hogy a fej belsejében érzékelt hangok lokalizációja a fej természetes mozgásának hiányára vezethető vissza. Jelenleg a külső lokalizáció érzésének hiánya a fejhallgató és a dobhártya között kialakuló álló hullámoknak tulajdonítható. A hatás, a hallás mechanizmus és az agytevékenység miatt, különbözik a normál diffrakciótól, mivel nem találjuk a forrásokat a spektrum szerint, ezért társítjuk az egyetlen olyan ponttal, amelyre nincs információ – ez a fej középpontja. Ennek az elméletnek az érvényességét már bizonyították.
Halló-rendszerünknek a hang felismerése érdekében bizonyos munkát kell végeznie, és mivel hajlamos a fáradtságra, inkább az egyértelmű hangokat részesíti előnyben, amelyek felismerése a legkevesebb erőfeszítést igényli. 1981 óta nagy hangsúlyt fektetnek az audio-reprodukciós rendszer frekvencia átvitelének rendkívüli fontosságára. A linearitás értékének 0,2 dB-en belül tartása önmagában is lenyűgöző információs kört képes szolgáltatni a rögzített hangtér jellemzőiről.
Elengedhetetlen az eredeti hangesemény pontos reprodukciója (hangszint, dinamika, stb.), az eredeti percepció felidézéséhez nem elegendő egy homályosan hasonló akusztikai mező rekonstrukciója és annak dinamika-tartománya. Ebből következik, hogy a reprodukciós láncnak ahhoz, hogy magas hangzáshűségű legyen, nem feltétlenül kell tökéletesnek lennie (az eredeti esemény klónozása), de meg kell felelnie a követelményeknek. Valóban nélkülözhetetlen követelmény a hallgatási fáradhatatlanság és/vagy a pihent zenehallgatás. Végül is a magas hangzáshűség: a nem fárasztó reprodukció, amely rekonstruál egy elfogadható tér eloszlást, hogy felidézze a zenehallgatás tipikus felfogását. A valósággal történő összehasonlítási nem áll mindig rendelkezésre, mindegyikünk korlátozott számú élő előadásnak volt tanúja. Sok mindent csak reprodukálva hallgattunk.
Carlo Zuccati, Renato Giussani és Paulo Nuti cikke nyomán