На начальном участке реверберациониого процесса, где слуховое ощущение в каждый момент времени т определяется малым числом отзвуков, наиболее заметны эффекты текущей интерференции импульсного отклика помещения, приводящие при неудачном расположении микрофонов и источника звука в пер, внчном помещении к искажениям тембра передаваемого звучания. На завершающем участке реверберациониого процесса в каждый момент времени приходит достаточно большое число повторений, различных по уровню и по времени поступления в точку расположения микрофона. Кроме того, слуховая память человека сохраняет еще и более ранние по времени прихода отзвуки. Поэтому суммарное число формирующих слуховое ощущение сигналов импульсного отклика помещения здесь оказывается настолько большим, что эффекты текущей интерференции в основном сглаживаются. На завершающем участке реверберациониого процесса практически имеет место энергетическое суммирование сигналов отзвуков. Поэтому наблюдается хорошее соответствие между огибающими мгновенных спектров мощности т) и 4i((u). В этом случае

значение tit(T) О.

Анализ интерференционных явлений в стереофонических системах звукопередачи позволяет утверждать, что:

а) в общем случае частотные зависимости звукового давления возле левого и правого уха не одинаковы; местоположения максимумов и минимумов нх не совпадают. Поэтому если какая-либо частотная составляющая сложного сигнала на входе одного уха оказывается ослабленной, то через другое ухо (другой канал слуховой системы) эта составляющая проходит со значительно меньшим ослаблением или вообще без него. В отличие от этого, при монофоническом воспроизведении интерференционные искажения сигналов, воздействующих на

. левое и правое ухо слушателя, всегда идентичны, и по этой причине происходит подавление одних и тех же частотных составляющих сйектра;

б) различие временных структур реверберирующих сигналов при стереовоспроизведении и сохраняющаяся вследствие маскирующего действия головы слушателя значительная независимость левого и правого воспринимаемых сигналов используются слуховой системой для еще большего уменьшения интерференционных искажений суммарного сигнала, формирующего слуховое ощущение.

Эти две перечисленные причины не являются единственными, способствующими более правильной передаче тембров инструментов и голосов. Пространственное разнесение звуковых образов, присущее стереовоспроизведенню, уменьшает их взаимное маскирующее действие, являющееся, как известно, частотно-зависимым. Поэтому пространственное разнесение звуковых образов также . должно способствовать улучшению условий для более правильного восприятия тембров при стереовоспроизведении.

1.8. Пространственные искажения звуковой панорамы

При формировании оптимальной пространственной панорамы звукорежиссер всегда занимает место на оси симметрии контрольных громкоговорителей студийной аппаратной. При этом каждому КИЗ соответствуют те или иные значения AL и Ат. Прн асимметричном расположении слушателя относительно громкоговорителей Гр1 и Гр2, установленных в жилом помещении, возникают дополнительные временные Атх.у и интенсивностные AL.y разности, обусловленные различием расстояний до громкоговорителей, а также их полярными характеристиками. Появление AL.y и Ат.у приводит к тому, что воспринимаемая слушателем стереопанорама будет отличаться от исходной (оптимальной), т. е. приводит к возникновению пространственных искажений. Наглядное представление о характере пространственных искажений дает рнс. 1.15. Смещение слушателя в сторону от оси симметрии громкоговорителей вызывает сильную деформацию исходной стереопанорамы: значительная часть составляющих ее звуковых образов оказывается расположенной в области ближайшего громкоговорителя (Гр2 на рис. 1.15а).

Количественные результаты, позволяющие оценить эти пространственные ис-

кажения, приведены на рис. 1.156. Здесь показано смещение каждого из

(о/)

пяти речевых КИЗ, составляющих стереопанораму, при боковом перемещении 22

дя на расстояние х. Этн данные получены экспериментальным путем-случая ненаправленных громкоговорителей прн В=1,8 м и i/=l,5 м. На-яльное положение каждого из этих КИЗ, соответствующее симметричному положению слушателя, показано в левой части рис. 1.156. Заметим, что если бы в исследуемой системе звуковоспроизведения отсутствовали пространственные не-

кажения, то зависимости

(В/2)

=1{х) для каждого из этих источников имели

бы внд прямых линий, параллельных осн абсцисс. Из полученных кривых следует что наибольшее смещение от первоначального положения претерпевает КИЗ, расположенные в средней части панорамы (источники 2, 3, 4 на рис.

a)

0,2 - 0 -0,2

-0,8

-1,0

Рис. 1.15. Искажения пространственной панорамы при боковом перемещении слушателя вправо вдоль линий базы

1.156). Кажущиеся источники звука, находящиеся дальше от центра базы {1 и 5), меньше подвержены пространственным искажениям вследствие нелинейности (по краям) зависимости -гг =f(AL, Дт), так как прн формировании

(В/2)

этих источников введены большие различия М или Дт (Д1>7 дБ или Дт> >0,8 мс). Для источников, расположенных в позициях громкоговорителей, пространственные искажения практически отсутствуют, так как введенные М илн Дт прн их образовании значительны (Д>20 дБ или Дт>2-3 мс). Можно считать, что в этом случае мы имеем два действительных источника, каждый из которых образуется только сигналом своего канала.

Пространственные искажения, проявляющиеся в изменении местоположения КИЗ относительно своего первоначального (задуманного звукорежиссером) положения, достигают максимальных значений при х = ±В/2, т. е. когда слушатель находится напротив одного из громкоговорителей. В этом случае наблюдается разрыв стереопанорамы на две части: большая часть КИЗ локализуется в направлении ближайшего громкоговорителя, остальные - в области наиболее удаленного громкоговорителя. Наибольшие пространственные искажения свойственны КИЗ, расположенным в средней части панорамы.

Появление пространственных искажений сопровождается также целым рядом других изменений. Прежде всего теряется раздельность восприятия отдельных частей звуковой панорамы, а значит, и свойственная стереофонии высокая степень прозрачности звучания.

Пространственные искажения приводят также к нарушению музыкального баланса в стереопанораме или баланса громкостей [11]. Следствием нарушения баланса громкостей является еще большее ухудшение прозрачности звучания.

И наконец, направления восприятия отраженных звуков первичного ревер-оерационного процесса искажаются в той же мере, что и направления восприятия прямых звуков. Теряется пространственное разделение вторичных КИЗ, а ледовательно, ухудшаются условия для восприятия акустической атмосферы первичного помещения. Пространственное сближение КИЗ увеличивает их час-

тотно-зависимое взаимное маскирующее действие, что приводит также к ухудшению условий для правильного восприятия тембров инструментов и голосов Су. лцественное влияние при этом оказывает и частотная зависимость характеристик направленности громкоговорителей.

J.9. Зона стереоэффекта

Итак, предпочтительность стереовоспроизведения существенным образом зависит от местоположения слушателя относительно громкоговорителей Весьма убедительным подтверждением этому являются результаты описанных здесь экспертиз. Фонограммы для проведения экспертиз были подготовлены звукорежиссером в двух вариантах стереофоническом н монофоническом. Они имели длительность около 20 с и представляли собой симфоническую, эстрадную камерную музыку и хоровое пение Прослушивание сравниваемых отрывков осуществлялось в помещении типа жилой комнаты площадью 26 м Слушательские места располагались равномерно, для каждого из этих мест определялась предпочтительность стереовоспроизведения, что дало возможность построить -кривые равной предпочтительности

Типичная картина полученных при этом результатов, усредненных по всем типам программ, представлена на рис 1 16. При выполнении этих исследований было установлено, что предпочтительность стереовоспроизведения перед моно-.фоническим снижается от 90 (если слушатель находится на оси симметрии

В=3

ЗанйВес

Рис 1 16 Изменение предпочтительности в помещении прослушивания при стереовоспроизведении

Рис 1 17 Зона стереоэффекта при двухкаиальном звуковоспроизведении

Громкоговорителей) до 607о (когда он расположен напротив одного из громкоговорителей) При этом зоны наивысшей предпочтительности (свыше 85%) совпадают с зонами качественно правильной локализации, где еще возможно уверенное пространственное разделение звуковых образов, составляющих стереопанораму Предпочтительность стереовоспроизведения сохраняется при боковом смещении слушателя с оси симметрии громкоговорителей Гр1 и Гр2 до тех пор, пока ансамбль воспринимается пространственно разделенным хотя бы на три группы И наконец, когда число воспринимаемых направлений сокращается до одного, предпочтительность стереовоспроизведения исчезает

Площадь пола жилого помещения, в каждой точке которой преимущества стереофонии проявляются в достаточно полной мере, назовем зоной стереоэффекта Форма и размеры зоны стереоэффекта для самого общего случая приведены на рис 1 17 [17] Для определения размера зоны стереоэффекта, обеспечиваемой каждой конкретной звуковоспроизводящей системой, необходим более точный количественный критерий для ее оценки Учитывая наличие тесной связи между предпочтительностью и возможностью пространственного разделения КИЗ, воспользуемся для оценки зоны стереоэффекта пространственной звуковой панорамой, состоящей из трех КИЗ. И пусть в случае симметричного рас-