Представьте себе ситуацию: компания друзей отдыхает на природе. Играет музыка. Как вы думаете, все ли будут воспринимать её одинаково? Конечно, нет. Одному будет неслышно слов, другой, наоборот, будет сетовать, что можно бы и тише сделать, а для третьего уровень громкости будет идеальным. И это не потому, что кто-то хочет привлечь к себе внимание или насолить другому, нет, просто громкость – понятие субъективное, и каждый по-своему воспринимает тот или иной звук.
Громкость позволяет нашей слуховой системе располагать звуки по определённой шкале, которая является своего рода условной градацией, помогающей нам дать оценку уровню громкости того или иного сигнала, основываясь на своих ощущениях.
Только вот наши ощущения далеко не всегда напрямую связаны с реально происходящими физическими процессами. Что мы имеем в виду? Смотрите, можно создать звуковые сигналы большой интенсивности и не вызвать никакого ощущения громкости, но при этом повредить слуховую систему. Такая ситуация может возникнуть, если сигналы будут слишком короткими (менее 35 мс) или же слишком низкочастотными (ниже 20 Гц).
Всё потому, что восприятие громкости зависит не только от интенсивности звука, но также и от его частоты, длительности, спектрального состава и многих других факторов. К тому же нелинейность нашего слуха и особенности конструкции слухового анализатора, включающего в себя всю цепочку – от наружного уха до слуховой коры головного мозга – тоже оказывают влияние на восприятие звука.
Fletcher-Munson Curves
Понять взаимосвязь объективных параметров и субъективно воспринимаемого психофизического уровня громкости помогают кривые равной громкости, или изофоны (Fletcher-Munson Curves), достаточно полно описывающие взаимосвязь объективных параметров и субъективно воспринимаемого психофизического уровня громкости.
На первый взгляд совершенно непонятно, что это за графики. Но на самом деле всё довольно просто. Итак, человек надевает наушники и слушает эталонный тон с частотой 1000 Гц и заданным уровнем. Затем в эти же наушники подаётся тон другой частоты, и испытуемому необходимо субъективно уровнять громкости этих тонов. Показания записывают в таблицу, строится график.
Так, значения максимальной чувствительности слуха находятся в местах, где значения графика минимальны – в диапазоне от 2000 до 5000 Гц (именно в этом диапазоне находится основная область частот человеческой речи).
Интересен тот факт, что по мере увеличения уровня звукового давления кривые спрямляются. Это говорит о том, что восприятие звука становится более линейным. Этот факт отчасти объясняет то, почему нам кажется, что когда звук громче, это лучше.
Кстати, этот принцип лежит и в основе так называемых тон-компенсаторов (кнопка loud), имеющихся в каждой магнитоле.
Комфортное прослушивание
Звуковое давление в диапазоне от -5,4 дБ до 2,4 дБ является для человеческого уха комфортным – если уровень сигнала будет находиться в этом диапазоне, при просмотре телевизора у вас не возникнет потребности в увеличении или уменьшении громкости звука. Но, к сожалению, звуковое давление значительной части необработанного звукового контента превышает 20 дБ, а разброс среднего уровня громкости для различного звукового материала и того выше.
Такая проблема – результат использования в качестве инструментов регулирования громкости лимитирования или компрессирования, которые являются достаточно примитивными и не учитывают психоакустические модели восприятия.
Что касается нормализации звукового материала по пикам, она также не обеспечивает устойчивое субъективное ощущение равной громкости.
Как показывает практика, вещательный сигнал формируется из различных чередующихся источников звука, которые могут быть разными по динамическим диапазонам и среднему уровню громкости. Яркий пример тому - рекламные вставки, громкость которых нередко преднамеренно максимально завышена. Зачем? Конечно же, для привлечения внимания телезрителей к содержанию того или иного рекламного ролика.
Как это работает: к примеру, вы смотрите фильм, и после тихой сцены под -24 дБ на экране появляется рекламный ролик с уровнем -10 дБ, приведённый по пикам. Безусловно, в таком случае вы невольно обратите всё своё внимание на рекламу.
После жалоб потребителей о возникновении подобных ситуаций Европейский вещательный союз разработал рекомендацию 128 (R128), которая гласит: «Контроль должен осуществляться не по пиковым значениям сигналов, а по значениям громкости».
То есть вместо того чтобы сосредоточиться на том, насколько максимальный пиковый уровень программного материала приближается к 0dBFS (полная шкала), в момент, когда динамический диапазон материала программы указывает на смещение «центра тяжести» громкости программы, измерение должно как бы «плавать».
Надо заметить, что разработанная и стандартизованная процедура оценки громкости сигналов позволяет достаточно точно определить субъектный уровень восприятия громкости.
Ещё один важный пункт рекомендации - требование ограничения максимального уровня звукового сигнала по истинным пиковым значениям – это позволяет обеспечить сохранение максимально возможного динамического диапазона без искажений в результате переполнения в процессе цифро-аналогового преобразования в звуковоспроизводящей системе.
Нельзя упускать из вида и тот факт, что используемые в вещании алгоритмы кодирования в процессе обработки могут изменять пиковые значения звуковых сигналов, что, в свою очередь, может стать причиной эффектов переполнения или ограничения и, как следствие, слышимых искажений.
В данном случае предварительное ограничение истинно пиковых значений позволяет обойтись минимальным защитным интервалом, не рискуя переполнением.
Что касается нашей страны, методика контроля громкости, используемая ФАС, хоть и основана на измерительной процедуре EBU, всё же устанавливает строгие требования касательно контроля скачков громкости во время выхода в эфир рекламы.
Но стоит заметить, что одной лишь предварительной нормализации, даже по среднему уровню громкости, подготавливаемых к эфиру программ часто недостаточно для того чтобы выполнить требования по удержанию громкости и избежать штрафов. Особенно это относится к программам с высоким динамическим диапазоном, прерываемым рекламой. Так, во время трансляции очень тихих фрагментов они могут выйти за рамки допустимых значений, что станет причиной штрафных санкций.
И здесь на помощь придут процессоры автоматического контроля громкости, которые позволяют как эффективно справиться со скачками громкости, так и обеспечить должный её уровень для прямого эфира, когда предварительная обработка невозможна.
Особенность данного оборудования состоит в возможности осуществлять мониторинг значений громкости и пиков удалённо, по локальной сети, а при необходимости, и сохранять результаты измерения для последующего анализа.
Таким образом, процессоры автоматического контроля громкости могут использоваться как для тонкой настройки оборудования, так и в качестве системы контрольной записи, позволяющей в случае необходимости эффективно реагировать на замечания со стороны контролирующих органов.
К слову, такие процессоры – идеальное решение как для радиостанций, так и для телеканалов, ведь пока вы будете наслаждаться рабочим процессом, данное оборудование обеспечит соблюдение всех рекомендаций в области нормирования звуковых сигналов в телерадиовещании.
Статья подготовлена по материалам сайта tract.media.