Дизайн пространства: размер комнаты и расстояние от объекта

Как не крути, но саунд дизайн это воссоздание звуковой реальности. Создаём мы реальную картинку или же фантастическую — все равно необходимо заставить мозг поверить в звуковые образы.

Несмотря на многочисленные данные не все достаточно осознают точность восприятия звуковой информации человеком. Связано это ещё и с тем, что воспроизводимый аудио материал и оборудование очень часто не настолько качественные, чтобы это ощутить. Причём эта неосознанность присутствует иногда даже в кругах людей, которые занимаются звуком.

Человек распознаёт миллисекунды задержек и незначительные фазовые искажения очень точно. Но вы не подумаете о фазовых искажениях когда услышите “неправильный” звук, просто мозг вам скажет — НЕ ВЕРЮ!

Поэтому при построении звуковых образов и сцен необходимо учитывать характеристики реальных звуков и реального мира, чтобы повторить их и заставить мозг верить. В общем есть такая наука психоакустика и там много чего интересного, но я хочу обратить внимание на те моменты, которые дают информацию о помещении, на что больше обращать внимания при воссоздании атмосферы.

Ощущение помещения

Я почти стопроцентно уверен, что вы узнаете все свои комнаты дома или квартиры с закрытыми глазами просто слушая звук своих шагов. Вы слышите значительное эхо в ванной, немного меньше в кухне, скорей всего в вашей спальне очень тихо и глуховато, отражений там меньше. Вы явно отличите комнату, у которой нет обоев, от той, которая оклеена обоями, тем более толстыми. В комнате обвешанной коврами возникают ощущения уюта именно из-за того что там не слышно явных отражений и реверберации. Вы запросто сможете отличить на слух спортзал от раздевалки не открывая глаза.

Значит, мы можем “услышать размер” комнаты, мы можем услышать заполненность комнаты и степень поглощения звука внутри комнаты, а в связи с этим и догадаться о типе комнаты.

А как мы слышим это? Самую первую информацию о размере комнаты мы получаем по длительности отражений. В спортзале длинной в 50 метров и шириной в 15 стоя посредине и издав звук мы услышим отражение через примерно 0.1 секунду от ближних стен и через 0.3 секунды от дальних стен (если принять скороть звука 300 м/с для простоты). Эти отражения ещё некоторое количество раз слышимо повторятся и потом “рассыпятся” в хвост реверберации. Этот хвост реверберации тоже будет характерным для такого помещения и “подтвердит” размер помещения для нашего мозга.

Заполненность комнаты распознаётся с помощью определения скорости “распыления” отдельных отражений в однородный шумовой хвост реверберации. От геометрии объектов комнаты зависит частотная характеристика хвоста реверберации. Чем больше объекты тем ниже частоты могут рассеиваться.

Характер поглощения звука комнатой обычно определяется как скорость поглощения отражений и реверберации и их частотными составляющими. Высокие частоты намного легче поглотить, в связи с этим ослабленные верхние частоты в реверберационном хвосте и отражениях подсказывают нам о мягких объектах и поверхностях в комнате.

Информацию о размере комнаты мы получаем:

  • по отражениям звука от стен, а точнее времени через которое они происходят
  • По времени появления реверберации (после того как отражения многократно переотражаются они разбиваются на много звуковых фрагментов растянутых по времени и перестают распознаваться мозгом как отдельные звуки, а слышится как шум с определённой звуковой характеристикой)

Информация о заполненности комнаты:

  • спектральная составляющая отражений и реверберации (ковры, одеяла, мягкая мебель — ослабление высоких частот; кафель, твердый пол, стены — меньшее поглощение высоких частот)
  • время появления реверберации (если комната будет пустая — отражения будут дольше сохранять исходные параметры и много раз могут переотражаться; в заполненной мебелью и другими предметами комнате отражения будут быстрее “рассыпаться” в реверберацию)
  • длительность хвоста реверберации (чем менее заполнена комната, тем дольше будет хвост реверберации. Это связано с поглощением предметами, которые заполняют комнату, но это взаимозависимые параметры. Чем больше предметов тем больше поглощений)

Ощущение расстояния от источника звука

Основным инструментом изменения расстояния обычно служит громкость и в принципе даёт достаточно хороший результат. Однако для реального отдаления объекта этого не достаточно.

Во первых, если объект помещён в наше виртуальное пространство, то звук, который мы слышим от этого объекта будет как прямым, так и отражённым. Можно считать что в комнате громкость отражений и реверберации звука объекта — величина постоянная, однако меняется громкость прямого сигнала, что в свою очередь вызывает изменение отношение этих двух величин. Обращаю на это внимание, потому-что часто делают так, что громкость реверберации зависит от громкости объекта и при динамическом изменении громкости мы не будем перемещать объект в пространстве дальше, а просто делать его тише и громче вместе с его реверберацией.

Следующим признаком отдаления объекта является изменение его динамики. У объектов, которые прослушиваются или записываются очень близко динамический диапазон значительно больше чем у тех которые записываются дальше. Т.е. если их уровнять в громкости, то разница тихого звука и громкого в звуке записанном дальше будет меньше.

Близко записанный звук
Звук записанный на большем растоянии

Соответственно, параметр динамического диапазона является зависящим от расстояния до объекта.

Ещё одним важным параметром определения удалённости объекта служит ослабление низких частот. Чем дальше объект тем меньше низких частот от него мы слышим. Небольшое ослабление высоких частот тоже даёт ощущение отдалённости, это связано с большой направленностью этих частот.

В итоге информацию о расстоянии объекта дает:

  • динамический диапазон звука
  • отношение громкости реверберации к исходному сигналу
  • количество низких и верхних частот

Вывод

Эта статься не приводит каких-то конкретных параметров и эффектов, а лишь наводит на понимание того, на что обращать внимание при работе со звуком при воссоздании звукового образа. Правильное управление всеми этими параметрами позволит в достаточной мере создать реальную аудиальную картину для слушателя.