Я далек от иллюзии, что чему-то можно и, главное, нужно
кого-то учить. Но, видимо, так уж устроен человек, что ему обязательно надо все
вокруг себя сначала объяснять, потом удивляться, затем уточнять (или
опровергать) уже объясненное, затем снова удивляться чему-то, что опять не
лезет в рамки, и.т.д. до бесконечности. И если для учения каких-то сложных
теорий физики, химии или других дисциплин требуется помимо абстракций часто
сложная прецизионная аппаратура, то вот в вопросах Звука мы уже располагаем чувствительным
и довольно точным прибором, отшлифованным, а может данным, как сверхопыт, –
слухом.
И еще об
одном. Автор, несмотря на приличное образование и материалистическое (в
вопросах, касающихся материального, впрочем) мировоззрение, весьма серьезно относится
к постулату о Божественном происхождении Звука. Помните: «Вначале было Слово…».
И это не дань моде, а вполне пережитой опыт. Более того, думаю, есть основания
полагать, что огромный, не осознаваемый подавляющим большинством, потенциал
Звука сокрыт. И доступен станет только после качественного скачка в развитии
человечества, начиная с новой ступени общественной морали. И тогда многие
сказочные страшилки станут вполне естественными логическими инструментами бытия
(хотя, к месту сказать, некоторые и довольно опасные процедуры уже активно
используются спецслужбами). А пока церковь выполняет свою миссию, охраняя сверхзнание
от нас, несовершенных.
Но это –
отдельная тема. А вообще-то изложение предназначено для тех, кому понятно, что
ни один Звук не бывает «пустым» в специальных помещениях, предназначенных для
качественного стерео либо домашнего кинотеатра. Ибо о них, специальных
помещениях, и будет в основном идти речь. Хотя и в обычных помещениях людям все
более хочется акустического комфорта, - хорошей защиты от шума, разборчивой
речи и отсутствия т.н. акустических фантомов – отрицательных звуковых образов,
формируемых некоторыми факторами окружающей нас техно- и антропогенной среды.
Но почему в
помещениях специальных, спросите Вы? Разве нельзя получать удовольствие в
обычных условиях, просто улучшая качество аппаратуры и носителя (винил, CD,
кассета)? Можно. Но все познается в сравнении. Когда-то и катушечные деки и
осыпающаяся после 10-й прокрутки пленка считались верхом совершенства. Теперь
мы ждем от музыки или речи не только общего уровня децибел, понятия о стиле и
жанре исполнителя. Мы хотим точного тембрального соответствия, нюансировки
звучания, сравнения мастерства исполнения и качества воспроизведения. Зачем мы
этого хотим? Мы ищем большой глубины эмоционального воздействия, стремимся к
новым впечатлениям. А вдруг за этим стоит новое знание?
Можно ли
добиться здесь большего, чем при прослушивании вживую? Ответ на этот вопрос
неизбежно вызывает такие относительные понятия, как «лучше», «хуже», что
субъективно, поскольку не опирается на какую-либо систему очевидных критериев
или, уж тем более, нормативную базу. Однако, движение в этом направлении
неизбежно, и обсуждать вопрос мы будем.
Хорошо
известно положение, что плохое с точки зрения акустики помещение способно
«убить» звучание любой аппаратуры. Приводятся даже оценки, что на долю
искажений, вносимых комнатой прослушивания, приходится от 30% до 60%.
Необходимо, все-таки, заметить, что не всегда волшебное превращение комнатной
акустики будет Вам приятно. Уместно при этом сравнение: чем качественнее
выполнен частичный ремонт квартиры, тем неприятнее впечатление от того, что
осталось. Так же и со Звуком. После исправления комнатной акустики Вы наверняка
разочаруетесь в качестве некоторых дисков и, возможно, переоцените в худшую
сторону качество некоторых аппаратурных компонентов, включая колонки.
Еще долгое
время наши знания о Звуке будут всего лишь частью наших слуховых ощущений.
Поэтому в описании реакции на Звук неизбежно возникают относительные элементы –
сравнения, ассоциации, аллюзии. Мы будем пользоваться и хорошо известными из
школы физическими определениями, такими, как, например, скорость звука,
громкость, частота, фаза и модели волнового взаимодействия, а «проще» говоря,
дифракция и интерференция.
Вообще
изложение не претендует на трактат, книжка во многом интуитивна. Просто не
хочется слишком серьезно говорить о серьезном.
Рационально, или Что мы знаем о Звуке
Звук от
колонки, или, выражаясь научным языком (чтобы нас не сочли за совсем уж
дилетантов) источника звука, распространяется во все стороны неодинаково. Не
обсуждая здесь различную природу этого явления, отметим, что неоднородность
звукового излучения чаще всего такова, что максимальная порция излучается в
полупространство в направлении слушателя. И если мы находимся в чистом поле, то
Звук, не встречая препятствий, плавно затухает пропорционально квадрату
расстояния от источника. Единственное, что слегка портит эту плавную идиллию –
поверхность пола.
Важным
фактором является скорость звука. Интересно, что её значение в природных
условиях может сильно меняться, что связано с изменением температуры,
атмосферного давления и влажности. Влияние последней довольно любопытно:
известно, например, что при сильном тумане обычная речь становится слышимой на
гораздо большем расстоянии (что не связано напрямую с изменением скорости
звука).
Волновой
характер распространения Звука приводит к чрезвычайно сложному его
распределению внутри помещения. «Виной» тому три фактора: форма или геометрия помещения,
состав материалов, из которого оно сделано, и объективное существование ряда
познанных и ряда ещё не познанных процессов взаимодействия Звука с объектами
живой и неживой материи, приводящих к образованию устойчивых и не очень
акустических образований (акустических фантомов).
Упрощенное
толкование такой схемы описания Звука внутри помещения выглядит так: есть два
полюса, две модели, управляющие поведением Звука. Один – для НЧ выглядит как
чисто волновой процесс сложения (интерференции) всех источников НЧ, приводящий
к образованию трёхмерной картинки для каждой частоты подобно горному рельефу с
чередующимися пиками и провалами громкости.
Второй – для
ВЧ подобен корпускулярному излучению света с известными законами преломления,
дифракции и отражения.
Общую
картину дополняет смешение этих двух процессов для СЧ и, чтобы было не скучно,
для всех трех процессов необходимо учитывать ещё и поглощение внутри различных
материалов конструкций и отделки.
Иррационально, - некоторые мелкие спекуляции автора на запретную тему
Роль звуков,
а точнее их последовательностей наряду с созвучиями очень слабо изучена. А их
воздействие между тем хорошо известно: определенным акустическим воздействием
мозг может быть приведен в специальное, т.н. пограничное состояние, а затем,
опять же определенной последовательностью звуков можно вызвать изменение
функционального состояния всего организма. Не верите? Случаев «заговоров» не
только одной зубной боли – предостаточно.
Так
называемые харизматические проявления отдельных личностей нам всем хорошо
знакомы. Однако, мало кто задумывается о существенно акустической стороне дела,
об инстинктивном или приобретенном умении подобных лиц акустикой своей речи
приводить толпу в экзальтированное состояние.
Вообще
говоря, существует три уровня, три информационных потока в речевом общении.
Первый уровень – довольно узкий, сигнальный, на котором обмениваются звуком
высшие животные и человек (простые звуки, например, междометия). Второй уровень
– более широкий, диалоговый, где воздействие идет в т.н. усредненном режиме.
Другими словами, на первом и, еще больше, на втором уровне усиливается работа
по приему и адаптации звука - переводу звукового воздействия на язык образов и
рефлексов, чтобы добиться максимального взаимопонимания. Третий уровень, ширины
его мы не знаем, - уровень высших воздействий. И, скорее всего, видна здесь
только вершина айсберга. На этом уровне работа принимающего по адаптации звука
в информативный поток уже не требуется. Воздействие идет непосредственно на
мозг.
Феномен
музыки в значительной степени ( в какой именно – тайна) относится именно к
третьему.
Что знать надо
Здесь автор
хотел бы сначала поговорить на тему деления частотного диапазона. Начинать
нужно с условной верхней границы высоких частот или ВВЧ (высокие частоты) –
примерно 16 – 18 кГц. На практике звуки таких частот обычно слышны как «сип», в
отличие от «шипения» НВЧ (низкие высокие частоты) – около 8000 Гц. Избыток ВЧ
проявляется обычно в резких, неприятных, металлического оттенка скрипичных
партиях, навязчивых тарелках хета, с трудом переносимых челесте и ксилофоне.
Если такой эффект сопровождается и высоким уровнем реверберации в данном
диапазоне, то симфонический оркестр становится просто невозможным, а игра на
щеточках тон-барабана превращается в пытку.
Недостаток
ВЧ - также весьма неприятное явление. Звук теряет пространственную глубину,
появляется ощущение «ваты в ушах». Отсутствие звукового «флёра» или, как ещё
говорят, «воздуха» придает музыке элемент «искусственности», схоластики. Джаз
теряет теплоту, интимность; концертные записи теряют ощущение зала; женский
вокал становится «холодным» и «глухим». Тарелки хета «шипят», как, впрочем, и
звуки «ц» и «с».
Отдельный
вопрос – флаттер или «порхающее эхо» (как-то, к слову, вспомнилось, что моя
тётя Люся, когда-то оперная прима в Свердловске, шутя, называла своего мужа
Марка «порхающим» за танцующий шаг). Оба названия довольно условны, но отражают
ощущение такого эффекта на слух. Флаттер в авиации означает вибрацию, дрожание
несущих плоскостей – явление, грозящее разрушением самолету. В помещении иногда
можно услышать, как любой отрывистый, резкий звук (хлопок, падение предмета)
вдруг приобретает «дрожащий» хвост с металлическим оттенком. Такой эффект
хорошо заметен в не отделанных пустых помещениях и представляет собой плотно
упакованный набор волн в виде трехмерного веретена, мечущегося между двумя
параллельными твердыми плоскостями. Это является примером типичного
акустического фантома и при известном воображении может дать повод фантазиям о
привидениях (впрочем, таким ли уж и фантазиям?) в гулких комнатах пустых
замков. Известны случаи, когда некоторое, физическое воздействие внутри
помещения вызывало ответное акустическое. Существует легенда, согласно которой
при перестройке храма Иоанна Воина, что на Якиманке, при вскрытии одной из стен
ризницы присутствовавшие рабочие и духовные служители ясно услышали после
удара, пробившего пустоту внутри стены слово «Отче».
Но вернемся
к флаттеру. Итак, для его проявления необходимо иметь пару параллельных стен из
хорошо отражающего материала. К примеру, бетон – подойдет. Годится и толстое
стекло, и камень, и кафель. Важно и расстояние между плоскостями. В туалете 1х1
м флаттер вы и не услышите вовсе. Как же его добиться или, что по-моему важнее,
НЕ? Мы поговорим об этом в другой главе. А сейчас пойдем ниже по частотной
шкале.
Средние
частоты – СЧ есть важнейший информационный канал. В диапазоне (согласно
принципу нашего деления по умолчанию НСЧ – ССЧ – ВСЧ) 200 – 8000 Гц
сосредоточено основное тональное звучание человеческого голоса, звуков живой
природы (с человеческой, естественно, точки зрения) и музыкальных инструментов,
за некоторым исключением. Понятно, что к качеству передач по такому каналу
предъявляются особые требования. Разборчивость речи или качество артикуляции
должно быть таким, чтобы отчетливо понимать даже шепот.
Звуки музыки
также не должны наезжать друг на друга. Конец звучания при быстром повторе
одного звука не должен сливаться с началом следующего. Часто под этим
понимается быстрота нарастания звука или звуковая атака. Однако, нехорошо, если
атака идеальна, т.е. мгновенна. В этом случае Звук становится агрессивным,
резким, теряется ощущение пространства, объемности музыки. Очевидно, что
оптимум лежит между двумя крайностями.
СЧ -
диапазон гораздо более сложен для изучения, чем диапазон ВЧ. Почему? Потому,
что значения границ СЧ –диапазона отличаются друг от друга в 40 раз! И на
границах этого диапазона царствует различная по своему характеру физика.
С диапазоном
НЧ (20 – 200 Гц) чуточку в этом смысле полегче. Стоит отметить, что своей
любовью к музыке человек почти целиком обязан басам. Благодаря уникальной
способности баса полностью заполнять собой пространство так, что мы с трудом
можем (а иногда и не можем вовсе) локализовать источник НЧ, мы слушаем музыку
СЧ и ВЧ в «бульоне» низкочастотного фона, что наделяет, например, рок-музыку
силой магического воздействия.
Поведение НЧ
-волн очень капризно. Они не замечают маленьких препятствий (если их размеры
много меньше длины волны), но стоит им встретить что-нибудь стоящее (хм…) или
лежащее подходящего размера и плотности, - все жутко усложняется. Волны
многократно накладываются, возникает интерференционная картина, сильно
зависящая от взаимного расположения источника звука и препятствия. Естественно,
чем больше источников звука и препятствий, тем картина еще сложнее.
Специально
можно выделить проблему резонансов. Это когда небольшое воздействие вызывает
непропорционально больший ответ. Примеров тому предостаточно. Упомянем хотя бы
все музыкальные инструменты, построенные по принципу резонансного извлечения
звука. В церковной акустике известно с давних времен применение «голосников» -
керамических кувшинов, вмурованных в стены для придания масштабности звучания
хорам. Гельмгольц впервые исследовал физику этого явления, дав обоснование
применения целого класса акустических резонаторов своего имени. Один из
замечательных примеров применения резонаторов Гельмгольца каждый из Вас, кто
летал на самолетах, слышал. Это – похожие на аккордеон или орган звуки в
среднем регистре. Возникают они, как остаточное явление, от гашения мощных
резонансов гудящих реактивных двигателей.
Что знать не надо
Этот раздел
написан для тех, кто хочет знать немного более о физических процессах
распространения звука. В частности, изложение пока не касалось временных
характеристик. Характерное время движения звуковой волны легко оценить. Если
предположить, что примерное расстояние, интересующее нас, определяется
небольшими размерами помещения с максимальным измерением, скажем, по длине 6-
Во-первых,
это неодинаковая чувствительность нашего уха к различным частотам для разного
звукового давления или громкости. Эта зависимость носит «корытообразный»
характер с впадиной в районе средних частот, причем глубина «корыта»
уменьшается с увеличением громкости. Этой особенностью объясняется наше нервное
отношение к недостатку низких и высоких частот при прослушивании – наше ухо
менее чувствительно к ним.
Во-вторых,
это эффект маскировки вышестоящих частот – нижестоящими, причем значимость
этого эффекта сильно возрастает для диапазона НЧ. Известна даже величина
порога, начиная с которого маскирующий эффект проявляется – примерно 13-15 дБ
разности по громкости между двумя одновременными звуками.
В третьих,
это «мертвое время» срабатывания слуховых рецепторов, т.н. временное разрешение
нашего слуха, равное около 2 мс. Это означает, что два одинаковых по частоте
звука, разнесенных по времени на величину менее 2 мс мы уже не различаем. Здесь
надо отметить, что данную величину не надо путать с т.н. интегрирующей
способностью нашего уха, когда мы слитно воспринимаем сумму звуков, складывая
их амплитуды. Это характерное время оценивается разными авторами по-разному, но
находится в диапазоне до 50 мс.
В четвертых,
это бинауральность, или способность ушей локализовать источник звука или
звуковой фантом в пространстве. Причем, временное разрешение составляет
величину не менее 0,3 – 0,5 мс (что, в общем-то, определяется расстоянием между
ушами).
В пятых,
неодинаковая наша слуховая чувствительность к консонансам и диссонансам. В этом
смысле, очень показательно выражение «режет слух» - ощущение, невыносимое для
персон, имеющих абсолютный музыкальный слух.
В шестых, с
некоторой натяжкой можно отнести к слуховому восприятию наше ощущение
инфрабаса, - таких частот НЧ, которые передаются ощущениями вибрации тела.
Список этот
далеко не полон. Ученые постоянно раздвигают границы познания.
Человек внутри коробки
Вообще
понятие «помещение» или «дом» - это отдельная тема. Люди почему-то, придавая
огромное значение световой и цветовой структуре внутри дома, на которую дом
имеет опосредованное влияние, забывают напрочь, или не знают, что дом
категорически «программирует» нашу акустическую среду, задавая вполне
конкретную акустическую реакцию на звуковое возбуждение в любой точке внутри
дома. А эта реакция может иметь и негативный характер: я помню, как в детстве
на даче у бабушки проснулся ночью от жуткого скрежета, доносящегося из угла
мансарды. Паника была изрядной, а это был всего лишь майский жук, свалившийся
ночью в спичечном коробке с полки.
Кое - что о привычке мыть уши
Наши уши
есть источник нашего настроения. Вы не замечали разницы в смене осеннего и
зимнего настроения, когда густой мягкий снег, укрывая землю, приглушает резкие
порывы осенней погоды, и звуки вокруг уютно смягчаются, или наоборот, когда
яркие весенние звуки вдруг взрывают сонную тишину зимней дрёмы? И не является
ли, например, провинциальная размеренность следствием и не агрессивности
акустической среды в малых городах?
Иное дело –
акустическая среда внутри дома. Нам пока слишком мало известно о её влиянии на
здоровье, интеллект и мировоззрение человека.
