Вразумление наушников через DSP

ТEКСТ: Комментарии (36)
75.05 дБ
Вразумление наушников через DSP

Трансфер музыкального сигнала в своих самых дерзновенных проектах всегда прибегает к DSP-колдовству. Увы, в этой задаче пока не поставлена точка единого стандарта. Самые удачные реализации room-коррекции стоят очень дорого. А то, что предлагает автокалибровка AV-ресиверов, не годится для стерео Hi-Fi. Зато внушают оптимизм результаты в малых формах — в наушниках.

Это тот случай, когда не было бы счастья, да несчастье помогло. Расцвет беспроводных наушников позволил производителям спокойно имплементировать DSP-коррекцию на уровень встроенного усилителя.

Идея замечательная — компенсировать наперед пики и провалы своего драйвера в конкретном акустическом оформлении. Ушные раковины, конечно, тоже бывают разными. Но объем задач здесь кажется более скромным, чем воевать с комнатой, в которой слушатели могут занимать разные точки. И вот с наушниками получилось весьма удачно.

Доходило до курьеза, когда выяснялось, что наушники Bose по богопротивному Bluetooth звучали лучше, чем по святому проводу. А всего лишь вышло так, что lossy-кодирование оказалось меньшим злом, чем родная кривизна АЧХ. Кстати, о кривизне. Мне, конечно, нравятся всякие измерения аудиотехники, но чтение подобных данных по наушникам, честно говоря, легко может ввести в заблуждение.

С колонками тоже своя морока. Существует разница между безэховой камерой и реальной комнатой. Но там хоть стандарт, который уже устоялся: вот ось, ставим микрофон на столько-то сантиметров от мембраны и т.д. А вот драйверы накладных и внутриканальных IEM-наушников находятся вроде и близко к нашим ушам, но на принципиально разных позициях и под другими углами.

Одни дуют в раковину, к которой прилегают ближе или дальше в зависимости от толщины амбюшур. Вторые лежат в начале слухового канала, третьи установлены глубже, четвертые — практически возле барабанной перепонки. Соответственно, все эти варианты по-своему взаимодействуют с внутренними резонансами уха. Попробуйте добиться линейной АЧХ в ушном канале — и вам высверлит слух назойливыми средними частотами. Попробуйте чуть-чуть вытащить «арматуры» — и все, до свидания низкие частоты. Как все это измерять?

Понятно, что производители измерительных комплексов включают в свои модели компенсационные кривые. Но итоговая АЧХ, что снимет тупица-микрофон, на выходе будет все равно далека от «линеечки». Такую кривую строго осудят чтецы аудиотестов. И ведь действительно осуждали — судя по реакции на замеры дорогущих Audeze. Хотя при этом речь могла идти об абсолютно линейной на слух модели! Как же отличить «нейтральные» наушники от просто кривых?

В библиотеке AES за небольшую денежку лежит 135-страничный труд. Несколько лет назад директор по акустическим исследованиям Harman International Шон Э. Олив вместе с коллегами изучали на фокус-группах реакцию на различные варианты коррекции АЧХ в наушниках. Во внутриканальные дела исследователи пока не лезли.

Было выбрано несколько ходовых моделей охватывающего типа: AKG K701 и K550; Audeze LCD-2 v2; Beats by Dre Studio; Bose Quiet Comfort 15; V-Moda Crossfade LP. Затем к ним прибавились еще пара Sennheiser HD 518 и HD 800. Итогом работы стала так называемая «кривая Harman».

Эта кривая описывает резонанс на средних частотах в раковине уха. Приложите ее наоборот — и наушники с такой АЧХ слушатель сочтет нейтрально звучащими. Подробности работы группы Harman в сжатом изложении можно почитать здесь и здесь.

Нетрудно догадаться, что возможностью предварительной эквализации наушников заинтересовались как профессионалы, так и любители. Для людей любопытных и работящих открылись новые перспективы. Опираясь на результаты измерений конкретных моделей наушников, теперь можно рассчитать установки параметрического эквалайзера с учетом кривой Harman. Подобный список можно посмотреть, например, здесь.

Далее из этих данных можно смастерить VST-плагин, который теперь спокойно загружается в тот же Foobar2000. И вот вы совершенно бесплатно получаете обновленный «правильный» звук на своих кривеньких наушниках. Не умеете мастерить VST, тогда просто повторите рекомендованные установки в параметрическом эквалайзере своего плеера.

Применяют компенсацию АЧХ и вполне официально — как уже упомянутая Audeze. Сначала это было на lightning-кабелях Cipher к наушникам серии iSine. Получилось весьма удачно — скажу по собственному опыту владения. Затем эта функция перекочевала и в Bluetooth-модуль Audeze и специальную секцию пресетов Roon.

Наши фонограммы, за редкими бинауральными исключениями, ориентированы на воспроизведение громкоговорителями. И наушники, по возможности, должны максимально близко давать ощущение звука акустических систем в комнате. Поэтому далее Audeze скооперировалась с Embody, чтобы предложить профессионалам в наушниках эмуляцию работы самых ходовых моделей студийных мониторов с контролируемыми отражениями помещения. Весьма перспективная затея в условиях карантина!

Пакет Audeze Reveal+ Plugin является платным. Но даже после окончания срока демо-версии у пользователя остается подарок на память — фирменный VST-плагин с подборкой коррекции по всем моделям Audeze, почему-то за исключением LCDi3 и LCD-1. Плагин несложно найти в дистрибутиве и установить затем в любой совместимый софт. Что и было мною сделано.

Относительно пресетов Audeze для каждой модели было интересно посмотреть, насколько сильно потребовалось корректировать исходную АЧХ. Для этого, своего рода, «реверс-инжиниринга DSP» мне потребовалось захватить цифровой сигнал после действия VST-плагина и забросить его в программу RMAA для оценки девиаций. Цифры искажений и шумов, понятное дело, оказались нулевыми, зато представилась возможность посмотреть в чистом виде, как в Audeze намерены предварительно эквализировать АЧХ.

Начнем с недорогих моделей. Обратите внимание, как смещаются акценты в зависимости от акустического оформления. У закрытых моделей (черный график) из-за резонанса корпусов больше неравномерности на средних частотах. За что мы их и любим меньше.

Далее смотрим планарную классику LCD. Самой «кривой» оказалась закрытая модель LCD-XC. А меньше всего коррекций потребовалось LCD-4z — ну, ожидаемо.

И напоследок — замеры малого форм-фактора Audeze. В свое время именно серия iSine убедила меня, что маленькие наушники могут звучать, как большие — и даже лучше многих больших. Амбюшур, массивного корпусного оформления вокруг драйверов здесь нет, а сами мембраны снабжены звуководами. Поэтому и коррекция здесь получилась более простая.

Примечательно, что модели с ценовой разницей более чем в семь раз имеют на басах и средних частотах практически схожую форму коррекции АЧХ. Но это еще не означает, что и сыграют они одинаково. Я точно могу сказать, что iSine10 уступал по звуку iSine 20 даже на одном DSP-кабеле Cipher. Так что в очередной раз призываю не только любоваться измерениями аудиотехники, но и слушать ее — потому что именно для этого она и предназначена.

75.05 дБ +

Комментарии

#

Очень интересно, я не знал всех этих особенностей. А звук Audeze ,HiFiman, MrSpeakers очень нравится, всегда их выделял.

- 46.99 дБ +
#
Опираясь на результаты измерений конкретных моделей наушников, теперь можно рассчитать установки параметрического эквалайзера с учетом кривой Harman. Подобный список можно посмотреть, например, здесь.

Сложилось впечатление, что в списке нет именно топовых моделей наушников. То ли им это не так надо, то ли их хозяевам...))))

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Rodomir #

каких топовых моделей вам не хватает? Были выбраны «нормальные» наушники со стабильной репутацией на рынке. Посмотрите коррекции по другим ссылкам, там больше список.

- 53.01 дБ +
⇡ в ответ @YG #

да я не против. Посмотрел, ориентируясь на свои - oppo pm1, Beyerdynamic T1 не увидел... но мне и не надо, честно говоря!)

- 50 дБ +
#

Ну вот,скачал Я измерения для 990 про,что можно с ним дальше сделать?Применимо к jriver. Ведь vst плагины создавать я не умею.

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Adamo #

Внизу измерений стоят цифры коррекции для параметрического эквалайзера, который можно активировать в jriver либо ином плеере, снабжённым этим инструментом . Я сейчас добавлю разъяснение в текст.

- 53.01 дБ +
⇡ в ответ @YG #

Огромная благодарность.

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Adamo #

расскажите впечатления, что получилось в итоге?

- 50 дБ +
⇡ в ответ @YG #

А в итоге метод понизил сверлящие ,свойственные Байерам,звук стал плотнее ,бас панч увеличился.Процентов 10 может ,Но в наушниках которые по сумме +переигрывают любые Сенхи для меня(ну кроме Орфеев наверно,их не слушал) это ощутимый вклад по устранению минусов

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Adamo #

В общем ощущение что контролируемый звук,а не долбежка.

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Adamo #

вроде выставил,только не знаю как понизить preamp gain

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Adamo #

А ведь прибрал звук этот метод,сдержаннее стал.Ну и в довесок плотнее.

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Adamo #

preamp gain - это общий уровень громкости надо прибрать

- 50 дБ +
#

Вы тут такие опасные темы пишите!) Ещё лет 10 назад начал говорить на форумах об этой теме - всегда поднимали на смех. Особенно, в теме о наушниках. Достаточно посмотреть на графики Westone 10 и то, как о них отзываются в темах, чтобы было понятно. По мне - так они жесть, кривые и эквализацией не исправить.


Спасибо вам, измерения и коррекция с чёткими параметрами - именно то, что искал уже давно!

- 60 дБ +
#

Своих наушников не нашёл. Но видел замер их АЧХ. Вопрос: как, зная кривую Харман и АЧХ наушников, сделать корректировку в эквалайзере?

- 50 дБ +
⇡ в ответ @Michael_Nefedov #

надо все-таки поискать данные коррекции на всяких профильных форумах, самостоятельно вы не сможете выставить нужные фильтры на эквалайзере - все эти shelf и q

- 50 дБ +
#

Без последствий любая коррекция АЧХ, даже нужная и полезная, не получается, в цифровом виде тоже. При эквализации в аналоге возникают фазовые сдвиги, в цифре - крайне неприятные, со значительным уровнем комбинационные частоты. Понятно, дополнительные компоненты в звучании лишние, общее качество они не улучшают.

Можно провести простой опыт и сравнение. В том же Фубаре, сначала послушать свип - тон от 2 кГц до 20 кГц при отключенном эквалайзере. Далее, включить эквалайзер, равномерно поднять частоты выше 1 кГц и снова послушать тот же свип. Появившиеся трели и свисты в верхней части диапазона имеют значительный уровень. Как это отразится на живой музыке понятно, будет ли это заметно, зависит от тракта и индивидуальных слуховых особенностей слушателя.

- 46.99 дБ +

какие еще трели? вы путаете обычный и параметрический эквалайзеры

ну и в звукозаписи эквалайзеры применяются тысячу раз при микшировании фонограммы, не смущает этот момент?

- 50 дБ +

Между обычным и параметрическим эквалайзерами принципиальной разницы нет. Кроме независимой установки параметров (отсюда и название) для каждой центральной частоты. Когда я шесть лет назад приобрёл качественные, в дереве наушники, тоже решил компенсировать АЧХ. Существуют интернет-ресурсы, которые предлагают данную услугу. Другой вопрос, а надо ли. Хороший производитель не не может сделать ровную АЧХ в средне-средневерхнем диапазоне. Зачастую это делается намеренно, не единожды обсуждалось. Так вот, подобрал я в параметрическом эквалайзере частоты, уровни, Q. На слух явно выровнялось. К сожалению, при прогоне свипом, на некоторых частотах вверху засвиристело и зачирикало. Пришлось отказаться.

Тогда, после такого разачарования я подумал примерно о том же: возможно многие цифровые релизы потому и звучат не совсем натурально, что нещадно эквализуются с попутным появлением ненужных призвуков. Известен и, мне тоже нравится недлинный тракт настоящей аудиофильской записи - пара ламповых микрофонов, пред, лимитер, магнитофон. Пример, люблю рояль (отдельная тема, требует немного ресурса как инструмент, но очень проблемно правильно записать) - Э. Гилельс 60-х и ранний К. Джаррет. Современных пианистов не слушаю, вполне возможно из за описанных проблем. Мой любимый период звукозаписи - 50-е годы. Меньше железа при записи - больше музыки при воспроизведении.

- 50 дБ +

Эквалайзеры использовали еще до всяких цифровых релизов. Описанная вами модель годится для акустической записи одного инструмента. А как быть с электрогитарой, ударными, клавишными итд? Обычно же альбом музыкальной группы популярной или нет, но записывается на множество дорожек, которые потом дополнительно обрабатываются в процессе микширования. Как-то категорично заявить, что вот после 50-х годов фонограммы стали невозможно плохими.

- 50 дБ +

Мой любимый период звукозаписи - 50-е годы. Вот что я сказал, не более. Почему любимый, потому что всё было на лампах. Тем не менее и далее, качество записей не вызывало у меня вопросов примерно до середины - конца 70-х. Дальше, (на мой слух) начались проблемы, подозреваю из за внедрения микроэлектроники (операционные усилители и т. д.) и усложнения техники студий звукозаписи. Тем не менее есть для меня приятное исключение, очень любопытный аудиофильский диск от 2002 года. Записана на нём как раз группа, опять же микрофонами и, насколько я понял из описания, без многочисленных наложений. Понятно парой тут уже не обошлось, микрофонов было много. Эта запись здорово, очень акустически внятно и прозрачно звучит. На мой вкус интереснее, признанных аудиофильскими теларковских и пр. http://www.xn--80aeatqv1al.xn-...

P. S. Пришла простая мысль: может это только у меня свип тон с включённым эквалайзером подсвистывает на верхах.

- 50 дБ +

у вас очень специфические требования к фонограммам


у меня нет такой аллергии на микропроцессоры

- 50 дБ +

К процессорам я отношусь лояльно, глупо быть луддитом XXI века. Использую же компьютер как источник и нормально. Привязанность же к чему то - субъективна, как любая приязнь. Попытаюсь объясниться без околотехнического бреда. От современных записей у меня стойкое ощущение, что звукам тесно, они торопятся выскочить, мешают друг другу, из за этого получается некая сумятица, сумбур. В старых же записях всё чинно - благородно, ясно и прозрачно. Звуки плавно и по порядку проистекают, совершенно не мешая друг другу. Это я не про темп, разумеется, про общее ощущение. Ещё любопытное наблюдение. Есть у меня масса рипов советских винилов конца 50-х - 60-х годов (ностальжи обычное дело для моего возраста), выполненных на хорошем тракте, но в MP3. Несмотря на MP3, то же самое, ясность и лёгкость проистекания музыки.

- 50 дБ +
#

А как же приложение Wavelet? Насколько понимаю самый простой способ на Андроид?

- 50 дБ +
⇡ в ответ @asi #

я вообще не уверен, что Android все делает честно с аудио, без пересчета в 16/48

- 50 дБ +
⇡ в ответ @YG #

Тоже об этом подумал, хочу в USB Audio Player Pro занести в эквалайзер данные. Пока не понял как.

- 50 дБ +
⇡ в ответ @asi #

В usb audio pro есть вариант выбора наушников с коррекцией

https://asa.scitation.org/doi/...

- 50 дБ +
⇡ в ответ @achugunkin #

Поясните пожалуйста, где?

- 50 дБ +
⇡ в ответ @asi #

- 53.01 дБ +
⇡ в ответ @achugunkin #

Спасибо! Я думал это имитация под определённые виды наушников, не понятно как изменяет... Надо поразбираться

- 50 дБ +
⇡ в ответ @asi #

Это и есть коррекция или имитация. Т.е. на входе стоят ваши наушники, на выходе то, что хотите получить. Стандартные пресеты у них называются Generic - я как понял там есть для разговора, по кривой хармана, студийный пресет, хайфай пресет. Интересно чем по их мнению студийный от хайфай отличается )

- 50 дБ +
#

Хорошая статья! Про АЧХ наушников наконец стало всё понятно

- 50 дБ +
#

Признаться, после того, как добавил в Фубаръ плагин SPL TwinTube от
Plugin Alliance и настроил по своему вкусу не хочется больше ни каких
поползновений и "улучшений" в тракте. По крайней мере, пока не найду
миллион долларов...))



- 50 дБ +
#

Прислали в почту доп. сведения, т.к. человек не зарегистрирован в соцсетях и не может пройти авторизацию на stereo.ru:



Использую давно коррекцию для наушников. Очень эффективно. Было несколько пар, сейчас остaвил только focal clear. Oratory1990 - топ!
По этому адресу можно найти коррекцию для многих моделей ( в поиске вводим модель ).

https://github.com/jaakkopasan... Clear/README.md

Самый простой способ- использовать конвольвер любого плеера. Конвольвер foobar очень качественный. Даём ему корректировочный файл .wav и сохраняем пресет. Можно сохранить несколько пресетов.

Чтоб сделать файл, rePhase - простой и качественный вариант. Коррекция по минимальной фазе.

https://rephase.org/

Вот настройки. В закладке "General" выстраиваем общий уровень коррекции, который дается с параметрами коррекции. И жмём "generate".

с rePhase и конвольвером удобен и для румкоррекции. При помощи rePhase можно корректировать не только АЧХ, но и ФЧХ, убирая избыточную фазу. По замерам в МП. Результат не уступает Dirac Live.

- 53.01 дБ +
#

Вот тоже хотел спросить, если с наушниками так все просто, почему такое же не сделать с колонками? :-)

У меня S90, а хочу Сонус Аиду 😂

- 53.01 дБ +
⇡ в ответ @asi #

делают-делают

Просто в комнате много точек, а у наушников одна позиция

- 50 дБ +
Чтобы оставить комментарий, войдите, пожалуйста.