Gama dinamica a sunetului muzical perceput in timpul unei auditii casnice

Ideea acestui articol a pornit de la un subiect lansat pe Facebook in care se discuta despre intensitatea sonora la care ascultam muzica acasa. In opinia mea o discutie despre un asemenea subiect presupune cunostinte minime despre loudness, compresie dinamica, noise floor (zgomot de fundal), gama dinamica. Urmarind si intervenind in discutie am avut senzatia ca nu toata lumea este familiarizata cu acesti termeni. In articol am sa explic intr-o varianta succinta acesti termeni si am sa va invat cum puteti calcula dinamica sunetului muzical in timpul unei auditii private. 

Loudness
In acustica intensitatea zgomotului este perceptia subiectiva a presiunii sonore . Pe intelesul tuturor, loudness-ul este modul in care creierul ordoneaza sunetele pe o scara care incepe de la sunetul cu cea mai mica intensitate (sunet silentios) si se termina cu sunetul avand intensitatea cea mai mare (senzatia de sunet tare).

Loudness war
Se refera la tendinta cresterii nivelului, intensitatii audio in inregistrarile muzicale, folosind in mod intentionat un proces numit compresie dinamica. Intensitatea poate fi crescuta prin mai multe tehnici de procesare a semnalului  precum compresia si egalizarea dinamica. Inginerii pot aplica un raport din ce in ce mai ridicat de compresie la o inregistrare, pana cand aceasta atinge constant varfuri ale amplitudinii maxime. In limbaj informal, fraza de mai inainte inseamna ca intensitatea semnalului este crescuta artificial catre o valoare a sunetului care se aude constant tare. 
Compresia dinamica nu se reduce doar la cresterea intensitatii semnalului pentru a oferi senzatia unui sunet puternic asa cum ati putea crede. Poate fi folosita in mastering si ca metoda pentru reducerea volumului unor instrumente cu sunete puternice (toba) sau amplificarea sunetelor unor instrumente a caror sunet are o intensitate sonora scazuta (flaut). Folosind acest proces un inginer de master echilibreaza dinamic sunetul instrumentelor si ofera posibilitatea ascultatorului sa auda fara efort intregul spectru sonor.

Zgomot de fundal - datorat inregistrarii
Zgomotul de fundal este in general zgomotul detectat într-un fisier muzical si care nu contine informatii utile. Acest zgomot este, de obicei, cel mai bine detectat atunci cand nu există niciun alt semnal audio. Cand vine vorba de zgomot de fundal, cu cat zgomotul de fundal este mai mic, cu atat mai bine. Dar nu va faceti griji, aceasta este o problema obisnuita in audio, fie ca vorbim de inregistrari digitale sau analogice. Aproape orice poate genera zgomot de fundal in timpul unei inregistrari audio, camera unde s-a facut inregistrarea, un calculator, miscare instrumentistilor in timp ce canta, microfoanele cu care se capteaza sunetul, aparatele cu care se proceseaza sunetul in studioul de inregistrare, prelucrarea digitala a inregistrarii. 

Zgomot de fundal - datorat conditiilor de acasa
Acasa, in timpul auditiilor muzicale, zgomotul de fundal isi face din nou aparitia. Acesta este generat de sistemul audio folosit pentru ascultat muzica si de zgomotul mediului inconjurator. 
Sistemul audio genereaza zgomot de fundal. Acesta se masoara in decibeli si poarta numele de SNR (raport semnal zgomot). SNR este definit ca fiind un raport intre puterea semnalului si zgomotul de fundal generat de aparate, sistem audio. Zgomotul mediului inconjurator este compus din zgomotul camerei de auditie (respiratie, miscarea noastra prin camera, alte surse de zgomot) si zgomotul de ansamblu al orasului, spatiului unde locuim.

In concluzie, cand ascultam muzica acasa, dinamica sunetului util receptionat de creier are ca punct de plecare zgomotul de fundal. Am sa notez cu 0 aceasta valoare pentru a usura demonstratia, pentru ca de aici incepe creierul sa distinga sunetele muzicale. In realitate zgomotul de fundal al unei camere depaseste 30 dB. Asta in cazul camerelor linistite. O camera normala are valori apropiate de 40 dB. Dupa cum puteti observa zgomotul de fundal actioneaza ca un limitator al intervalului dinamic.  

Gama dinamica
In audio, gama dinamica descrie raportul dintre amplitudinea celui mai puternic semnal nedistorsionat si zgomotul de fundal. Domeniul dinamic este reprezentat de raportul semnal-zgomot (SNR), de semnalul cel mai puternic posibil pentru un sistem audio.
In muzica, gama dinamica descrie diferenta dintre cel mai linistit sunet si cel mai puternic sunet al unui instrument, al unei parti sau al unei piese de muzica. Pentru a va exemplifica acest lucru, am sa va spun ca gama dinamica muzicala asa cum este perceputa in mod normal intr-o sala de concerte nu depaseste 80 dB, iar vorbirea umana este perceputa in mod normal pe o gama de aproximativ 40 dB.

Atentie! Nu confundati gama dinamica asa cum este utilizata in audio cu gama dinamica muzicala. Sunt chestiuni diferite chiar daca par asemanatoare.

Cu aceste clarificari terminate, am sa revin la subiectul pe care il propun in acest articol: gama dinamica a sunetului muzical perceput in timpul unei auditii casnice. Cum aflam valoarea gamei dinamice muzicale perceputa in timpul unei auditiii casnice?

1.
Masuram noise floor-ul camerei in pozitia de ascultare. Pentru realizarea acestei masuratori avem nevoie de un soft specializat, un telefon sau un PC si un microfon. Echipati cu cele necesare trecem la masuratori. Prima data masuram noise floor-ul camerei de auditie. Camera mea de auditie are noise floor-ul minim de 30 dB. In cazul unei auditii muzicale tot ce se aude peste aceasta valoare este sunet util, sunet ce poate fi receptionat de urechi si tradus de creier ca fiind muzica. Diferenta intre noise floor-ul camerei si sunetul cu intensitatea cea mai mare reprezinta dinamica muzicala a auditiei. Valoarea aceasta nu poate fi considerata ca fiind absoluta (corecta pana la perfectiune), pentru ca rezultatul este influentat de camera si aparatul de masura. Chiar si in aceasta varianta ne putem face o idee despre dinamica auditiei. 

imaginea 1

2.
Alegem o inregistrare muzicala si masuram gama dinamica. Pentru acest articol am ales o inregistrare de muzica clasica. Intuiam ca dinamica acesteia va fi foarte buna. Masuratorile arata ca in imaginea 1. Observati cum valorile dinamice pornesc din imediata apropiere a punctului de intensitate minima sonora la o valoare de 30.5 dB, 30 dB este valoare zgomotului de fond in cazul camerei mele, si se opresc la o valoare a intensitatii sonore maxime de 81.6 dB. Diferenta intre aceste doua puncte este de 51 dB. Aceasta este o inregistrari cu o dinamica foarte buna, apropiata de realitate. Daca as fi dorit ca in timpul auditiei sa cresc nivelu de intensitate sonora, sa ascult muzica mai tare, cele doua valori se vor modifica pozitiv, cu mentiunea ca intervalul dinamic al inregistrarii ramane constant la 51 dB. Acesta nu va suferi modificari. 
Exemplu: o crestera cu 10 dB a intensitatii sonore muzicale va avea valori dinamice situate intre 40 dB (30 dB + 10 dB) si 91.6 dB (81.6 dB + 10 dB).

Ma intorc la discutia de pe Facebook. Unul din amici mei audiofili a postat o imagine cu gama dinamica muzicala perceputa in cadrul unei auditii acasa, imagine 2.  Va rog sa priviti aceasta imagine si sa imi raspundeti aici, pe HiFi Tech, in sectiunea comentarii, sau pe Facebook, cum credeti ca este aceasta inregistrare din punct de vedere al dinamicii muzicale.
Astept comentariile voastre pentru a continua impreuna articolul.

imaginea 2

Articol scris de Robert Flescan

Cine sunt eu si de ce ati avea incredere in mine.
Sunt pasionat audiofil de mai bine de 15 ani. Timp de 3 ani am lucrat ca PR-ist pentru unul din dealerii audio consacrati din Romania, JackFi (Audio Concept). In acesti ani am trecut printr-un proces de invatare complex. Am experimentat empiric sunetul audiofil testand mii de sisteme audio si am invatat de la Jack o partea din arta audiofila. In tot acest timp am citit o multime de materiale legate de tehnologia audio, pentru ca mi-am dorit sa descopar ce se afla dincolo de marketingul producatorilor. In ultimii ani am scris o perioada  articole pentru blog-ul unuia din dealerii audio cu o ascensiune remarcanta in ultima vreme, iar acum 2 ani am inceput sa scriu pentru HiFi Tech. Pentru mine a fi audiofil inseamna inainte de toate dragoste pentru muzica. In colectia personala de muzica am peste 1000 de cd-uri si 300 viniluri.