Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Co to jest system SDA?

Audio, zespoły głośnikowe

Sam producent, czyli Polk Audio, objaśnia skuteczność działania systemu SDA zaczynając od stwierdzenia: "Oryginalnie nagrane sygnały kanałów lewego i prawego są przeznaczone do odbioru przez odpowiednio lewe i prawe ucho. W działaniu konwencjonalnych kolumn, dźwięki z lewego i prawo kanału są słyszane również przez uszy znajdujące się po przeciwnej stronie. Powoduje to zniekształcenia obrazu dźwiękowego i zawężenie sceny". Nie musimy się z tym jednak zgodzić.

Stereofonię kojarzymy z systemami dwukanałowymi, czyli złożonymi z urządzeń dwukanałowych, zwieńczonymi parą kolumn głośnikowych (lub słuchawek). Takie rozumienie stereofonii stało się powszechne, ułatwia odróżnianie jej od systemów z większą liczbą kanałów (tzw. wielokanałowych), chociaż pierwotna i ścisła definicja stereofonii wcale nie wiąże się z użyciem dokładnie dwóch kanałów.

Dwa kanały to tylko "technologia", sprawdzony, szeroko stosowany, dostatecznie skuteczny sposób osiągnięcia bardziej ogólnego celu – przestrzeni dźwiękowej. Ale w zgodzie z takim podejściem nawet najbardziej rozbudowane systemy kina domowego wciąż są "tylko" systemami stereofonicznymi, tyle że lepiej (teoretycznie, a nie w każdym praktycznym przypadku) kreującymi tę przestrzeń.

Spór o to, czy lepiej ograniczyć się do stereofonii dwukanałowej, czy dążyć do otoczenia się większą liczbą głośników, jest odrębnym wątkiem, często powracającym, ale tutaj nie będziemy się nim zajmować, bo obiekt naszych badań - kolumny głośnikowe Polk Audio Legend 800 - wcale nie próbuje przekraczać granic transmisji dwukanałowej.

Dodatkowe sekcje, skierowane na zewnątrz, przypominają niektóre rozwiązania wprowadzane ostatnio np. do soundbarów, mające na celu otoczenie słuchacza dźwiękami z kanałów efektowych, poprzez skierowanie ich na boki i wywołanie odbić od ścian. Tym razem jednak nie o to chodzi, ani nawet o to, aby powiększyć obszar dobrego odsłuchu stereofonicznego.

Dalej stereofonią będziemy więc, zgodnie ze "zwyczajem" i na skróty, nazywać stereofonię dwukanałową. Zaczyna się ona w studio nagraniowym od różnych sposobów ustawienia mikrofonów, które "zbierają" dźwięki, albo z pomieszczenia, w którym gra np. zespół, albo z poszczególnych instrumentów, albo łącząc różne metody.

Rozwiązań jest wiele, ale wszystkie (oprócz jednego, o którym za chwilę) zmierzają do tego, aby realizator nagrania finalnie wszystko zmiksował do dwóch kanałów, monitorując efekt, również przestrzenny, za pomocą pary zespołów głośnikowych.

Doskonale wiemy, że głośniki są różne, pomieszczenia również, i nikt z nas nie usłyszy dokładnie tego, co słyszał realizator nagrania, ale nie można odrzucić całej koncepcji, bo po prostu nie ma lepszej.

Możemy sobie kupować najdziwniej grające kolumny i ustawiać je w niezwykłych warunkach akustycznych, ale zawsze będą to... dwie kolumny, ustawione przed słuchaczem, na planie trójkąta równoramiennego, podobnie jak dwa monitory przed realizatorem.

A odsłuch za pomocą względnie prawidłowo ustawionej pary kolumn oznacza zawsze i wszędzie działanie tego samego "mechanizmu" i teraz padnie najważniejsze stwierdzenie: Dźwięk np. z lewej kolumny (czyli z lewego kanału) dociera nie tylko do lewego ucha, ale i do prawego.

Czytaj również:

Jak należy ustawić zespoły głośnikowe względem miejsca odsłuchowego?
Prawidłowe ustawienie zespołów głośnikowych
Jaki jest związek między wielkością zespołów głośnikowych a wielkością odpowiedniego dla nich pomieszczenia?

Rys. 1. Konwencjonalna para głośników: linie ciągłe: sygnały pożądane, linie kropkowane: sygnały powodujące przesłuch.
Rys. 1. Konwencjonalna para głośników: linie ciągłe: sygnały pożądane, linie kropkowane: sygnały powodujące przesłuch.

I wcale nie powoduje to zakłócenia w odbiorze przestrzeni – wręcz przeciwnie: dźwięk do "drugiego" ucha dociera z opóźnieniem, z przesunięciem fazowym, musi przebyć nieco inną drogę wokół małżowiny (która jest "w cieniu" głowy), ostatecznie sygnały biegnące do ośrodka słuchu w mózgu są inne z obydwu uszu (nawet gdy gra tylko jedna kolumna pary stereofonicznej) i pomagają lokalizować źródło dźwięku.

Z kolei różnice natężeniowo-fazowe między sygnałami obydwu kanałów pozwalają na lokalizowanie źródeł pozornych, swobodnie rozmieszczonych w perspektywie stereofonicznej. Wydaje się, że skoro realizator tak odbiera dźwięk, to powinno to dotyczyć również słuchacza. I nie tylko dlatego.

Tak też odbieramy dźwięki ze źródeł naturalnych, gdy np. siedzimy przed zespołem muzycznym, każde ucho odbiera dźwięki wszystkich muzyków, tylko w inny sposób, i ten "inny sposób" jest w mózgu dekodowany w celu ustalenia ich pozycji.

Jest też zupełnie inna koncepcja, inny sposób mikrofonowania i monitorowania – techniką binauralną, związaną z zastosowaniem tzw. sztucznej głowy. Ustawienie i działanie mikrofonów ma tutaj być jak najbliższe funkcjonowaniu naszych uszu: mikrofony są zainstalowane w sztucznej głowie (z małżowinami).

Na tym etapie również tutaj do każdego ucha docierają dźwięki z całego nagrywanego obszaru, ale gdy już określone ich "mieszanki" zostaną zapisane w poszczególnych kanałach, na etapie odsłuchu nie dopuszcza się do ich kolejnego mieszania (przyjmowania przez uszy dźwięków z "przeciwnych" kanałów) - sygnały poszczególnych kanałów mają docierać tylko do odpowiednich uszu, co wiąże się ściśle z użyciem słuchawek, zarówno na etapie monitorowania nagrania, jak i słuchania przez końcowego "konsumenta".

Ale czy taki sposób odsłuchu, izolujący obydwa kanały, jest właściwy dla słuchania nagrań przygotowanych do odsłuchu głośnikowego? To właśnie jest dość zgodnie uznawane za problem słuchawek - zwykle słuchamy przez nie nagrań typowych, "głośnikowych" i pozbawienie np. lewego ucha odpowiedniej dawki dźwięku z prawego kanału zniekształca perspektywę przestrzenną: pozycje pozornych źródeł wydają się precyzyjne, ale dźwięki siedzą w środku głowy, brakuje głębi, dystansu, aury.

Niektóre firmy słuchawkowe pracują więc nad tym, aby wzbogacić dźwięk o wrażenia przestrzenne właściwe dla odsłuchu głośnikowego, co wymaga przekierowania do "drugiej" słuchawki części sygnału z pierwszej (odpowiednio skorygowanego pod względem natężenia, częstotliwości i opóźnienia, odpowiednio do faktu, że podczas odsłuchu głośnikowego ucho znajdujące się w cieniu głowy słyszy ten sam dźwięk inaczej niż ucho "wystawione" w kierunku źródła dźwięku - kolumny).

Polk Audio zmierza do czegoś dokładnie odwrotnego! Stara się wykreować za pomocą pary kolumn Legend 800 przestrzeń typową dla słuchawek. Producent oficjalnie nie formułuje swojego celu w taki sposób, to wstępne wnioski z naszej analizy. Polk Audio chce "poprawić" stereofonię, czyszcząc ją z efektu "przesłuchu międzyusznego" (interaural crosstalk").

Pojęcie "przesłuchu" (ale międzykanałowego) ma w technice audio negatywne znaczenie, konstruktor każdego urządzenia dwukanałowego (albo ogólnie wielokanałowego) słusznie dąży do jak najlepszej separacji kanałów, która przecież nie zniekształca efektów przestrzennych, ale pozwala usłyszeć je takimi, jakimi zostały nagrane i słyszane przez realizatora (przy wcześniejszych założeniach upraszczających).

Przesłuch międzykanałowy w urządzeniu źródłowym czy wzmacniaczu jest po prostu pewnego rodzaju zniekształceniem, zmianą względem sygnału i dźwięku oryginalnego.

Ale przesłuch "międzyuszny" jest czymś zupełnie innym, współtworzącym naturalne wrażenia przestrzenne, i to jego brak czy choćby redukcję można uznać za... zniekształcenie. Jako analogię można podać krzywe izofoniczne – to charakterystyki czułości ucha w funkcji częstotliwości, które wcale nie są liniowe.

Mimo to charakterystyki urządzeń audio powinny być zasadniczo bliskie liniowości, a nie skorygowane, abyśmy słyszeli nagrania tak, jak słyszymy dźwięki naturalne - przez "pryzmat" swoich krzywych izofonicznych. Przecież słuchając dźwięków naturalnych nie stosujemy żadnych urządzeń korygujących charakterystykę częstotliwościową (chyba że jesteśmy już na etapie wspomagania aparatami słuchowymi...).

Jak więc można obronić pomysł redukowania naturalnego zjawiska "przesłuchu w odsłuchu"? Po pierwsze niepisanym prawem każdego konstruktora urządzenia elektroakustycznego do własnej interpretacji i swobody w poszukiwaniu brzmienia subiektywnie najbardziej... naturalnego.

Wszyscy wiemy, że trzymanie się tylko teoretycznych zaleceń nie gwarantuje wielkiego sukcesu, chociaż ich lekceważenie jeszcze częściej prowadzi do porażki...

Sztuka projektowania urządzeń audio, a zwłaszcza zespołów głośnikowych, wymaga połączenia wielu wątków teoretycznych i praktycznych, doświadczenia i intuicji, staranności i pomysłowości. Nie wszyscy, nawet najlepsi konstruktorzy kurczowo trzymają się liniowych charakterystyk przetwarzania.

Rys. 2. Para głośników z systemem SDA: linie ciągłe: sygnały pożądane, linie kropkowane: sygnały powodujące przesłuch, linie szare: sygnały różnicowe, znoszące się z sygnałami powodującymi przesłuch.
Rys. 2. Para głośników z systemem SDA: linie ciągłe: sygnały pożądane, linie kropkowane: sygnały powodujące przesłuch, linie szare: sygnały różnicowe, znoszące się z sygnałami powodującymi przesłuch.

Wyjaśnienie, dlaczego jedne rozbieżności między przesłankami teoretycznymi a praktycznymi realizacjami wychodzą brzmieniu na dobre, a inne na złe, jest często trudne do ustalenia, a tym bardziej do przystępnego wyjaśnienia.

Zjawiska akustyczne i proces słyszenia składają się na bardzo skomplikowaną materię, której do końca nie opanowali nawet najwięksi eksperci. Gdyby tak się stało, byłoby już wiadomo, jak mają grać kolumny, i wszystkie grałyby tak samo...

Niektóre rozwiązania pozostają blisko książkowych zaleceń, inne eksperymenty są odważniejsze, a ostateczny rezultat nawet dla najbardziej doświadczonych konstruktorów jest zawsze w pewnym stopniu niespodzianką w stosunku do początkowych oczekiwań.

System redukcji przesłuchu zaproponowany przez firmę Polk Audio należy do najbardziej niekonwencjonalnych i kontrowersyjnych z teoretycznego punktu widzenia, ale co usłyszymy... trudno przewidywać.

Zmiana perspektywy stereofonicznej może jednym nagraniom zaszkodzić, innym pomóc, podobać się lub nie. Odtworzenie przestrzeni z zachowaniem przesłuchu lub z jego redukcją zawsze jest w dużym stopniu zniekształcone względem sytuacji "w źródle", chociaż może być efektowne, a nawet przekonujące.

Pewne dość łatwe manipulacje na samej charakterystyce przetwarzania powodują przybliżenie lub cofnięcie pierwszego planu, co nawet przez osłuchanych audiofilów jest często odbierane pozytywnie, gdyż pozwala muzykom "wejść" do pokoju albo odczuć "prawdziwą" głębię.

Przecież znany jest dylemat, w jak dużym stopniu należy wytłumiać pomieszczenie: przy mocnym wytłumieniu uzyskujemy klarowny obraz z precyzyjną lokalizacją pozornych źródeł, ale brakuje swobody, lekkości i "atmosfery".

Przy słabym wytłumieniu mamy radosny bałagan. O ile jednak precyzyjna lokalizacja jest cechą całkowicie zrozumiałą, niemal wymierną, to czym jest "atmosfera"?

A tego określenia używają nawet inżynierowie, nie tylko audiofile. Wszyscy wchodzimy na grząski grunt, szukając jak najlepszego brzmienia dla siebie i dla innych. Za redukcją "przesłuchu w odsłuchu" może ewentualnie przemawiać jeden mocny, obiektywny argument.

Większa niż dawniej popularność słuchawek może też zwiększać liczbę realizacji nagrań w technice binauralnej, a odtwarzanie takich nagrań przez kolumny będzie teoretycznie prawidłowe po wyeliminowaniu przesłuchu.

Czy jednak udział nagrań binauralnych jest rzeczywiście na tyle duży, aby taki argument brać pod uwagę? Nie wiem. Polecam dyskusję na forum Stevehoffman.tv

Live Sound & Installation kwiecień - maj 2020

Live Sound & Installation

Magazyn techniki estradowej

Gitarzysta listopad 2020

Gitarzysta

Magazyn fanów gitary

Perkusista wrzesień - październik 2020

Perkusista

Magazyn fanów perkusji

Estrada i Studio listopad 2020

Estrada i Studio

Magazyn muzyków i realizatorów dźwięku

Estrada i Studio Plus listopad 2016 - styczeń 2017

Estrada i Studio Plus

Magazyn muzyków i realizatorów dźwięku

Audio listopad 2020

Audio

Miesięcznik audiofilski - polski przedstawiciel European Imaging and Sound Association

Domowe Studio - Przewodnik 2016

Domowe Studio - Przewodnik

Najlepsza droga do nagrywania muzyki w domu