Calibrare Audio | Tratamente Acustice Home Cinema
De ce calibrăm?
Muzica este considerată una dintre cele șapte arte tradiționale alături de arhitectură, sculptură, pictură, literatură, arta interpretativă și cinematografie. Ceea ce dorim de fiecare dată când percepem un act artistic (în epoca noastră consumeristă spunem uneori că este consumul unui produs artistic) este să-l trăim în forma lui cea mai pură, originală, autentică, nealterată în niciun fel. Din acest motiv, atunci când este posibil, ne deplasăm la muzee, teatre, săli de concerte, operă, expoziții, etc.
Când contactul nemijlocit cu creația artistică nu este posibil, căutăm o reproducere cât mai fidelă a originalului, în mod ideal simțurile noastre nu ar trebui să detecteze nicio deosebire între reproducere și original. În cazul muzicii experimentarea directă nu este simplă și la îndemâna oricui. Pe de o parte sălile sau chiar stadioanele sau alte locuri publice de adunare au un număr limitat de locuri disponibile, pe de alta un interpret, o formație sau o orchestră nu pot fi în mai multe locuri deodată, iar dorința noastră de contact cu arta există și între concerte sau reprezentații. Din acest motiv s-au pus la punct metode de înregistra actul muzical pe un suport, direct în timpul unei reprezentații publice sau în studiou, fără niciun fel de spectatori, și a-l pune la dispoziția celor doritori spre experimentare sub formă de reproducere.
Ce înseamnă în cazul reproducerii identitatea dintre copie și original, perceperea materialului în forma în artistul a dorit să fie comunicată semenilor? În cazul muzicii înseamnă să percepem la redare exact aceleași sunete ca cele percepute de echipa de producție în timpul procesului de modelare a formei finale a produsului finit artistic și la momentul „punerii semnăturii”, a audiției finale, când toți participanții au căzut de acord că fiecare detaliu este la locul lui și aceea este varianta care va fi oferită publicului.
Oare prin ce metodă ne putem asigura de această identitate sau apropiere cât mai mare (numită și fidelitate; în domeniul audio termenul de HiFi însemnând înaltă fidelitate, adică o concordanță ridicată între original și copie), în limita posibilităților, dintre copie și original, între ce au auzit urechile autorilor și ceea ce auzim noi în timpul redării pe propriile echipamente a înregistrării ce ne-a fost pusă la dispoziție? Mai înainte de aceasta, de ce această identitate sau apropriere foarte mare de original este în ultimă instanță posibilă? Este posibilă pentru că oameni de știință au studiat caracteristicile stimulilor pe care simțurile noastre, organe de simț plus regiunea aferentă din creier care transformă stimulii în percepții, le traduc în sunete, impresii auditive. Odată identificate caracteristicile, mărimile aferente, de exemplu frecvențe ale oscilațiilor sonore, captate de dispozitive care imită într-o anumită măsură urechile noastre, respectiv microfoane, au trebuit transformate în altele care să poată fi stocate pe un mediu de înregistrare convenabil, fezabil de livrat beneficiarului spre redare în aparatura adecvată, care să transforme informația stocată înapoi în unde acustice. Pentru că înregistrarea poate avea loc în diverse locuri și condiții, precum și redarea, a fost necesară introducerea unor reguli comune de înregistrare și redare, numite standarde, care să garanteze că sunete captate în locurile A și B să fie redate la fel, să producă acealeași senzații auditive, la consumatorii X și Y. Respectând aceleași standarde atât la înregistrare, cât și la redare, se creează posibilitatea tehnică de a avea o identitate între sursa originală de material artistic și reproducerea acesteia, toată informația (uneori aproape toată, din rațiuni de fezabilitate) necesară recreării actului artistic orginal aflându-se pe suport, codificarea (transformarea de la stimului original la mărimea fizică stocabilă) fiind una precis cunoscută și controlată.
Metoda de reducere la minimul posibil a deosebirilor dintre copie și original se numește calibrare a aparaturii de reproducere a înregistrării. În esență ea asigură că aparatul de redare respectă întrutotul standardele, repectiv redă exact același tip de sunet care se află codificat pe suportul de stocare. De ce nu se face această operație în timpul procesului de fabricație? În cazul sunetului deoarece urechile noastre nu vor percepe doar sunetul direct provenit la emițătorul de sunete al aparatului de redare, numit difuzor, ci și toate reflexiile acestuia din pereții camerei în care se face audiția, din mobilier, din uși, din ferestre, din alte obiecte aflate în cameră, incluzând aici chiar și corpurile celor care ascultă muzica. Este imposibil de cunoscut în momentul fabricației în ce condiții va fi instalată aparatura de redare și în ce fel locul de audiție va modifica sunetele emise de difuzoare, ajungând-se în final să auzim altceva decât se află pe înregistrare, să se rupă legătura dintre original și copie.
Știința transmiterii la distanță a sunetelor
Pentru a înțelege ce anume ajustează calibrarea audio și ce beneficii aduce, trebuie să trecem pe scurt în revistă cum percepem sunetele. Sunetele sunt oscilații mecanice ale moleculelor de aer (majoritar azot, oxigen și bioxid de carbon; acesta este cazul uzual, sunetele se pot propaga și în alte medii, chiar lichide sau solide), în fapt suprapunând o direcție de propagare peste mișcarea browniană normală pentru un gaz aflat la o anumită temperatură. Variațiile alternative de la starea de echilibru (absența sunetului) se manifestă la nivelul presiunii atmosferice locale sau cel al vitezei nete (rezultanta micro-mișcărilor aleatorii dintre ciocnirile a două molecule) de deplasare. Aceste variații de presiune pun în mișcare timpanul urechii și produc în cele din urmă senzații sonore.
O primă caracteristică a percepțiilor sonore este intensitatea sau tăria sunetelor. Diferența între cel mai slab sunet perceput și cel mai puternic care încă nu ne produce senzații de durere în organul auditiv poartă numele de interval dinamic.
Domeniul de frecvențe ale undelor acustice care produc senzații este aproximativ între 20 Hz (oscilații pe secundă) și 20 kHz. Sunetele produse de instrumente muzicale sunt caracterizate de o frecvență de bază, numită fundamentală, care dă nota generată, și un număr de multipli ai fundamentalei, numiți armonici, care determină timbrul instrumentului care produce nota.
Percepția capetelor de jos și de sus a gamei de frecvențe sonore este dependentă și de intensitatea sunetelor, acuitatea urechii la capetele spectrului de frecvențe fiind relativ mai redusă pe măsură ce intensitatea scade. Presiunea acustică care produce senzații de intensitatea egală pe măsură ce frecvența de modifică urmărește niște curbe numite adesea și Fletcher-Munson sau contururi de intensitate sonoră egală.
În afară de capabilitatea de a recunoaște sursa sunetelor, de exemplu vocea unei anumite persoane, pe baza amestecului specific de frecvențe diverse cu intensități relative particulare, faptul că avem două urechi ne permite să identificăm și direcția din care vine sunetul și distanța până la sursa sonoră, totul pe baza diferențelor în modul în care sunetele sunt recepționate de către cele două urechi. Suntem capabili să facem asta nu numai în condițiile în care unda sonoră ajunge la urechi dintr-o sigură sursă, ci și în condițiile unor reflexii multiple ale sunetului din diverse obiecte înconjurătoare, ceea ce conduce la înregistrarea de către urechi a unor semnale similare, dar din direcții diferite și decalate între ele în timp. Cheia în acest mecanism de percepție într-un câmp complex de reflexii multiple și repetate o reprezintă o combinație între decalajul temporal al sunetului principal, care ajunge primul la urechi pe drumul cel mai scurt (viteza de propagare a sunetelor este limitată), și diferența de intensitate între sunetul direct și reflexii. În anumite condiții percepem un sunet contopit dintr-o singură direcție, în altele percepem un sunet de bază dintr-o direcție și un ecou sau mai multe ecouri din alte direcții.
Pentru a reproduce pe sistemul de destinație aceste caracteristici ale percepției auditive umane, trebuie pe de o parte să înregistrăm și să putem reda tot intervalul dinamic de intensități sonore și toată gama de frecvențe percepute, iar pe de alta să stocăm cel puțin două canale de sunet, corespunzătoare sunetelor care ajung la cele două urechi, pentru a asigura pe lângă redarea timbrelor și pe cea a poziționării în spațiu, scena acustică.
Tehnica propriu-zisă a calibrării
Cel mai important atribut urmărit în timpul calibrării audio este claritatea. Acesta se referă la recunoașterea cu ușurință a naturii și amprentei sursei sunetelor, precum și a variațiilor acestora pe durata evenimentului sonor, discernerea facilă a diferitelor surse dintr-o multitudine de surse care emit simultan și poziționării spațiale a acestor surse. Claritatea asigură pe de o parte înțelegerea cu ușurință a dialogului în filme sau textului muzicii interpretate vocal și pe de alta a diferențelor și detaliilor fine de intonație sau de mod acțiune asupra instrumentelor muzicale.
Obținerea clarității optime depinde de realizarea corectă a altor atribute, focalizarea (identificarea precisă a poziției în spațiu a surselor sonore), învăluirea (asigurarea unui câmp acustic de 360 grade în jurul ascultătorului), răspunsul în frecvență (menținerea rapoartelor corecte, din înregistrare, între intensitățile diferitelor frecvențe redate, adică fidelitatea timbrelor), dinamica (redarea curată, neacoperită de alte sunete și nedistorsionată, a tuturor categoriilor de intensități sonore, de la foarte slabe la foarte puternice) și consistența între locurile de audiție (același sunet perceput în diferite poziții ale ascultătorilor), foarte importantă atunci când materialul audio este urmărit simultan de către mai multe persoane.
Ceea ce este foarte important de înțeles în cazul sistemelor audio cu redare prin intermediul boxelor, a incintelor acustice echipate cu difuzoare, este că nu percepem doar sunetele provenite direct de la aceste boxe, ci și totalitatea reflexiilor acestor sunete directe din pereții camerei de audiție (incluzând aici podeaua și tavanul) și din toate obiectele aflate în cameră. Contribuția camerei este esențială și poate schimba total sunetele emise de boxe, motiv pentru care în cursul calibrării un efort considerabil se alocă minimizării modificărilor induse de acustica încăperii, eventual păstrării doar acelor efecte ale încăperii care contribuie la creșterea calității sunetului (de exemplu o scenă acustică mai largă sau o învăluire mai completă).
Ideal pentru a asigura fidelitatea materialului audio redat este să recreem în încăperea de audiție configurația utilizată la post-procesarea sunetului în studioul cinematografic sau de înregistrări, caz în care vom auzi același lucru ca persoanele care au realizat coloana sonoră sau materialul muzical. Putem face acest lucru pentru că poziționarea boxelor în ceea ce privește unghiurile dintre ele este standardizată și știm că s-au folosit camere amenajate pentru a influența cât mai puțin sunetul provenit de la boxe, ceea ce înseamnă în ultimă instață un anumit tip de curbă de răspuns.
Pentru o optimiza redarea materialelor sonore în încăpere se recurge la identificarea elementelor care reduc calitatea audiției atât prin ascultare directă a unor piese bine cunoscute, cât și prin măsurători acustice efectuate în poziții multiple din încăpere cu microfoane speciale de măsurare și dispozitive de afișare a diferiților parametri captați de microfoane, niveluri de presiune acustică, întârzieri de propagare a sunetelor până într-un punct, curbe de răspuns în frecvență. Optimizarea se face pe trei niveluri, parametrii sistemului audio (nivel de referință, volume și întârzieri pe canal, frecvență de separație între semnalele trimise către anumite tipuri de boxe, corecții de curbă de răspuns), modul de interacțiune a boxelor cu camera (locurile de amplasare a boxelor în cameră) și acustica încăperii înseși (tratamente acustice de corectare a modului în care camera modifică sunetul).
În ceea ce privește primul nivel de calibrare, se urmărește combinarea corectă în punctul de audiție a sunetelor provenite din diferite boxe, ceea ce înseamnă că suntele trebuie să ajungă într-un raport corect de intesități, sincrone în timp și corectate la nivel de curbă de răspuns în raport cu boxele folosite și camera în care se află sistemul. Nivelul de referință asigură redarea la intensitatea folosită și în studiou și care permite perceperea clară și a capetelor de jos (bași) și sus (înalte) ale spectrului de frecvență.
La nivelul al doilea se urmărește atât respectarea unghiurilor recomandate de poziționare a boxelor, cât și minimizarea interacțiunii dintre boxe și camera de audiție.
Al treilea nivel prespune utilizarea de tratamente acustice (absorbție și difuzie sau dispersie) în cantitate adecvată și în poziții corecte pentru a elimina reflexiile nedorite și a le menține pe cele benefice, pentru a crește complexitatea câmpului acustic și pentru a reduce neuniformitățile de răspuns în frecvență induse de cameră. Orice cameră este o incintă rezonantă, precum cele ale instrumentelor muzicale, care induce în mod natural, prin fenomenul de interferență a undelor, accentuarea anumitor frecvențe (cele proprii de rezonanță, numite moduri) și atenuarea altora, ceea ce conduce la denaturarea tonalităților și timbrelor. Evitarea sau reducerea acestor efecte se face atât prin folosirea de tratamente acustice potrivite, cât și prin poziționarea corectă a boxelor în cameră.
