На рис. 1.13 показано изменение отношения сигнал/шум Км ДЛя цент-ного (кривая /) и боковых (кривая 2) КИЗ в зависимости от вводимых мачений Ш- Кривая 3 соответствует равенству {К а ь)бон= (Кл ь)ц. Эти данные получены для речевой панорамы (см. рис. 1.12) методом, изложенным ранее, и также свидетельствуют о преимущественном разделении боковых источников.

Исследования [И] показывают, что для получения одинаковой разделимости каждого из КИЗ, составляющих панораму, их уровень громкости должен возрастать при приближении к центру базы. Кроме того, для каждого размера базы В существует свое оптимальное отношение громкостей (баланс уровней) КИЗ, соответствующее наилучшей прозрачности звучания стереопанорамы в целом Поэтому, строго говоря, воспроизведение стереосигнала слушателем должно производиться при том же самом размере базы, что и его формирование, тогда не будет нарушен задуманный звукорежиссером баланс громкостей в звучании отдельных элементов стереопанорамы. С этой точки зрения размер базы должен составлять 2,5-3,5 м.

1.6. Восприятие акустической атмосферы первичного помещения

Носителем информации об акустических свойствах первичного . помещения является его реверберационный процесс. Реверберационный процесс образует воздействующие на микрофон звуковые волны, отраженные от поверхностей этого помещения и отличающиеся от прямой звуковой волны уровнем, спектральным составом и направлением прихода. Пространственность ре-верберационного процесса является важнейшей его особенностью, существенно улучшающей благодаря присущей уху избирательной способности по направлению восприятие всех его временных и частотных особенностей.

Типичная для всех помещений временная структура реверберациоиного процесса представлена на рис. 1.14а. Начальный участок реверберациоиного процесса, состоящий из ряда дискретных отражений, несет информацию в основном о геометрических размерах помещения, его объеме. Завершающий участок, характеризуемый достаточно большим количеством отзвуков в единицу времени, определяет так называемую гулкость помещения. Исследования особенностей временных структур ревербернрующих сигналов, выполненные корреляционным методом, показывают, что коррелограммы таких сигналов (рис. 1.14в) содержат множество энергетических пиков, различающихся как по уровню, так и по расположению их на временной оси. Все это позволяет рассматривать реверберационный процесс (рис. 1.14а) как совокупность (сумму) апериодических процессов и групп периодических отзвуков (рис. 1.146), каждая из которых имеет различный период следования Tt и неодинаковое расположение на оси т, где т - текущее время реверберациоиного процесса.

Учитывая корреляционную природу слуха, можно считать, что группы периодических отражений (см. рис. 1.146) составляют при воспроизведении сигнала в помещении прослушивания (жилая комната) отзвуки высокого уровня, несущие информацию об акустических свойствах первичного помещения. Причем если разница во времени поступления к слушателю соседних пиков кратковременной функции корреляции (Дт 2; Дтг.з; ...; Дт; -) меньше порогового значения ДТп, то эти Отзвуки высокого уровня воспринимаются слитно. При ДТ( ->

>Дтп они воспринимаются раздельно.

Измерение временных интервалов между соседними пиками кратковременной функции корреляции реверберациониых процессов реальных помещений показало, что условия раздельного восприятия слушателем отдельных частей ре-верберирующего сигнала выполняется достаточно часто. Об этом говорит также и тот факт, что длительность слуховой памяти (25-50 мс) значительно меньше длительности реверберациониых процессов первичных помещений (0,8- О с). Поэтому при окончательной обработке реверберирующего сигнала в высших нервных центрах, т. е. при его превращении в ощущения, образуется целый ряд раздельно воспринимаемых вторичных звуковых образов.

При стереовоспроизведении реверберационные продолжения канальных сиг. налов различны Вследствие маскирующего действия головы слушателя (вызы. вающего значительное ослабление обходных сигналов, поступающих от левого

громкоговорителя на правое

20О ш а)

Ш 5М Т,мс

r (r)

ухо и наоборот) это различие в значительной степени сохра. няется и для сигналов, воздействующих на уши слушателя. Это приводит к локализаций вторичных КИЗ в различны)! точках на линии базы стереосистемы. Иначе говоря, при сте. реовоспроизведении благодаря особенностям бииаурального слуха частично восстанавливается пространственность прихода отзвуков, свойственная первичному помещению, и улучшаются тем самым условия для их восприятия.

восприятие направлени!! прихода отзвуков ограничено при стереовоспроизведении углом, под которым видны громкоговорители из точки расположения слушателя.

При монофонической передаче все отзвуки, составляющие реверберационный процесс в первичном помещении воспринимаются слушателем, как исходящие из одного громкоговорителя Они в значительной степени маскируются прямым звуком, поступающим от исполнителя к микрофону по кратчайшему пути, что затрудняет их выделение и тем самым проведение слуховой оценки акустических свойств первичного помещения. При моновоспроизведении оказывается невозможным разделение сигналов по направлению их прихода.

г,мс

Рис 1 14 К пояснению временной структуры реверберациониого процесса

1.7. Естественность и богатство тембров

Реверберационный процесс первичного помещения обогащает делает воспринимаемые тембры инструментов и голосов более разно-пбпазными и тоньше нюансированными.

Частотное представление реверберирующего сигнала приводит к выражению мгновенного спектра мощности реверберирующего сигнала [11] в виде

1уЛ(о) мгновенный спектр мощности сигнала, излучаемого источником

звуковых колебаний; Ч (ш) - мгновенный спектр мощности импульсного отклика первичного помещения, определяемый как

(а) = 2 S ~ ~ ~

ft *

= V ага;п(г --t)cos[(u(Ti-Tj)],

T<<T и xj<r, (1.13)

здесь a, и a, - амплитуда t-ro и /-го отзвуков, воспринимаемых микрофоном; т, и Т; - время запаздывания каждого из этих отзвуков; т - текущее врем реверберациоиного процесса; < -текущее время, излучаемого сигнала; т(т,-т) и m(Tj-T) - весовая функция, характеризующая память слуховой системы

т(тг-т) = ---е и т(т;-т) = -е . (1.14)

п п

Tj<T Tj<T

функции т(т,-т) и m(%j-x) равны О при т>т, и т>т,-. Величина Гц характеризует длительность памяти слуховой системы. Второе слагаемое в выражении (1.13) зависит от частоты и приводит к искажению формы спектра воспринимаемого сигнала Чг (ш, т) по сравнению с излучаемым сигналом {(£>). Поэтому, с одной стороны, наличие большого числа повторений звука в первичном помещении увеличивает длительность слухового восприятия каждого элемента, быстро изменяющегося во времени звукового события, и создает тем самым необходимые предпосылки для тонкого анализа особенностей воспроизводимых сигналов Однако, с другой стороны, использование этой возможности затруднено наличием интерференционных явлений, возникающих при одновременном восприятии нескольких таких повторений, различающихся по фазе и времени поступления. По-видимому, информация о тембральных особенностях звучания будет передана тем точнее, чем лучше в каждый момент времени т соответствие между огибающими мгновенного спектра мощности реверберирующего сигнала н сигнала, излучаемого источником звуковых колебаний. В качестве ве-

1/ (т):

j 5]а>Мтг-т)-1-¥ ¥Hfi>)do> (jjs)

глр да

-величина постоянная во всем диапазоне воспроизводимых частот от

fi До 0)2, определяемая из условия

J[4,((0, T)-4Y, (oj)]rf(D. (1.16>

рел HiCt) называется коэффициентом интерференционных искажений. Пе- Даваемые тембры воспринимаются наилучшим образом, если прн всех значениях т r\t{x)=0.