All-Hi-Fi лучшие обзоры Hi-Fi-техники

Hi-Hi-PC.ru Hi-Fi-звук на компьютере

Интервью с Мидом Киллионом (Mead Killion), Etymotic Research. Ч.1

Etymotic Research
Среди наиболее значительных разработок компании значатся специализированные наушники для клинических исследований слуха, революционные изобретения и разработка модулей для слуховых аппаратов на базе операционных и "цифровых" усилителей, алгоритмов для DSP-процессоров.
 

Посещение последней выставки потребительской электроники CES'2009, проходившей в январе в Лас-Вегасе, еще раз убедило меня в необходимости пошире взглянуть на мир High End Audio.
Зашкаливающие по ту сторону добра и зла цены и отсутствие видимой на нынешней CES положительной эволюции аудио-техники (объясняющее, на мой взгляд, повальное облегчение непереносимого зуда потратить свободные деньги на покупку, казалось бы, уже давно отживших свой век виниловых проигрывателей) лично для меня неотвратимо ставят на повестку дня вопрос о радикальном пересмотре сложившихся представлений о том, как можно продолжать развиваться в мире высококачественного воспроизведения любимой музыки - и при этом не умереть от голода в условиях надвигающегося серьезного экономического кризиса.
В такой ситуации на передний план часто выходят нетрадиционные, а вернее будет сказать - революционные идеи (достаточно вспомнить хотя бы 1917 или 1991 год...). Эти идеи часто находятся на периферии востребованного в данный момент общепринятого "домена" человеческих представлений, знаний и опыта. Находясь также и на стыке соседних интеллектуальных "доменов" и вбирая их совокупный потенциал, эти "узловые" представления позволяют увидеть причины кризиса и реализовать назревшее и актуальное новое решение.
В применении к High End Audio одной из таких новых (впрочем, и хорошо подзабытых старых) идей является крайне редко обсуждаемая в специализированной аудиопрессе тема использования наушников в контексте самого высокого уровня воспроизведения музыки. И предлагаемое интервью с основателем чикагской "аудиологической" фирмы Etymotic Research (выпускающей, среди прочего, и супервысококачественные балансные арматурные наушники-вкладыши серии ER-4S/P/B) Мидом Киллионом, на мой взгляд,- наилучшая возможность начать обсуждение подобных идей.

Etymotic Research

АМ: В последнее время становится все более очевидной тенденция сдвига приоритетов в значительной части того, что мы привыкли называть High End Audio. Все больше появляется оснований причислить дорогие и красивые изделия, роль которых в основном сводится к роли статус-символа, к той или иной разновидности роскошной мебели. А качество звучания, ради которого все и затевалось с самого начала, отходит на второй план.
Соответственно, весьма актуальной в наши дни становится задача кардинального пересмотра текущих подходов к качественному воспроизведению звука со стороны тех, для кого именно качество имеет первостепенное значение. И наиболее радикальной альтернативой супердорогим системам, доступным, как правило, лишь тем, кто приобретает аппаратуру исходя из ее престижности, являются наушники. Совершенно напрасно многие относятся к ним как к компромиссному решению. Мы привыкли к тому, что должны быть колонки и мощные усилители. Но ведь колонки, в первую очередь, нужны для групповых прослушиваний, а в большинстве случаев мы наслаждаемся музыкой в одиночестве. Идя по традиционному пути "колонки - усилитель", мы сначала создаем колоссальные сложности, связанные с воспроизведением звука в очень непростых условиях с массой принципиальных проблем, а потом пытаемся бороться с этими проблемами, тратя на это колоссальные средства. С точки зрения разрешения, правильности тембрального баланса и даже звукового давления при отсутствии слышимых искажений, можно утверждать следующее. Чтобы получить соответствующий хорошим наушникам (тем более капсюльным, которые полностью вставляются в уши) звук, бюджет на "обычную" звуковую систему может быть увеличен в десятки, а то и в сотни раз. Недавно вернувшись с выставки CES в Лас-Вегасе, я еще раз убедился в том, что становится все труднее и труднее найти по-настоящему хорошо звучащие аудиоСИСТЕМЫ, которые стоили бы меньше 50 000 долларов. Очевидно, что обычные люди не могут себе позволить потратить такую сумму на аудиотехнику. Тех же, кто может, вряд ли можно назвать аудиофилами. Возникает парадокс: для кого же тогда проектируются и создаются аудиосистемы в последнее время?
Поэтому мне было бы очень интересно поговорить с вами, так как качество звука и цена наушников возвращает нас к корням нашего увлечения: максимально качественному воспроизведению нашей любимой музыки. Надеюсь, в этом интервью мы сможем обсудить интересные идеи и решения в контексте специализации в области науки о человеческом слухе - аудиологии, т.к. фирма ER является в основном научно-исследовательской компанией, создающей изделия для медицинского исследования человеческого слуха и коррекции недостатков слабослышания. Я убежден, что гениальные решения рождаются на стыке разных областей человеческого знания, и опыт ER может оказаться уникальным для High End Audio.
М.К.: Даже не знаю, с чего начать. У нас на фабрике есть анэхоическая камера и комната с "контролируемой" акустикой, в которых любые акустические системы звучат совершенно по-разному. Не говоря уже о том, что звук самых лучших АС в любых условиях весьма далек от идеального. Вне сомнения, в больших помещениях, обработанных с помощью рассеивателей, поглотителей и отражателей, звучание качественно сделанных записей способно создать сильное впечатление. И, конечно, преимуществом воспроизведения в помещении является то, что звук существует вне головы слушателя, как и в реальности. Это особенно заметно, когда мы поворачиваем голову, и при этом звук остается там, где он и должен быть. Именно поэтому звучание колонок мы воспринимаем как весьма естественное. Поскольку механизм локализации звука связан с крайне индивидуальной анатомией внешнего уха и звукового канала, задача получения правильной частотной характеристики непосредственно на барабанной перепонке с помощью наушников - задача непростая: конфликт объективного и субъективного здесь налицо, как и в случае с колонками. Тем не менее, у наушников есть немаловажное преимущество. Они, несмотря на очевидные сложности, позволяют с гораздо большей точностью прогнозировать объективную составляющую звука, чем обычные акустические системы. Конечно, для этого требуется хорошо понимать законы формирования параметров звука на барабанной перепонке и учитывать влияние внешних факторов. Таких, как, например, уровень внешнего шума.
Когда я хожу на концерты чикагского симфонического оркестра, внешний шум составляет не менее 30-32 дБ (я всегда ношу с собой шумомер). Дома он, как правило, не менее 45 дБ, за исключением тех случаев, когда в спокойный зимний день я выключаю все бытовые приборы. Наушники отсекают значительную часть внешнего шума, в связи с чем они могут работать при гораздо меньшем уровне громкости, чем колонки, и при этом слушатель замечает множество деталей фонограммы, которых он никогда не услышит на больших колонках.
АМ: Можно ли сказать, что в наушниках мы слушаем музыку как будто через "увеличительное стекло"?
М.К.: Да, но это не все. Прослушивание наушников имеет три характерные особенности. Первая: наушники, как правило, более точно воспроизводят музыку из-за отсутствия влияния помещения. Вторая: не сказывается внешний шумовой фон. Третья: благодаря отсутствию эффекта маскировки амби-нтные свойства среды, в которой производилась запись, становятся более выраженными. Поэтому и разница в звучании записей, сделанных в залах и студиях с различными акустическими свойствами, становится гораздо более ощутимой.
АМ: Означает ли это, что, с вашей точки зрения, есть очевидные достоинства комнат преимущественно с поглощающими свойствами - по сравнению с нормальными жилыми комнатами?
М.К.: Наверное, может показаться, что мои симпатии на стороне полностью заглушенных помещений, но это не совсем так. Ведь не существует такого "идеального" угла разворота колонок относительно слушателя, который сформировал бы на барабанных перепонках частотную характеристику, соответствующую диффузному звуковому полю. В анэхоической камере даже на оси провал на частотах в районе 7-10 кГц может составлять до 10 дБ. И глубина этого провала, как и частота среза, меняется пропорционально углу между направлением на излучатель и осевым направлением (90 гр). Дело в том, что человеческий слуховой аппарат использует этот провал для определения вертикального угла направления на источник звука. В анэхоической камере нарушается нормальное ощущение звука, т.к. в природе звук приходит со всех сторон, а не только с одного направления. Отражения звука необходимы для натурального восприятия. Поэтому в аудиториях имеются специальные отражатели и рассеиватели, установленные позади слушателей.
АМ: Много ли смысла в результатах измерений, публикуемых в журналах, если небольшой поворот головы слушателя может так сильно изменить частотную характеристику?
М.К.: К этому следует добавить, что на результирующую частотную характеристику в анэхоической камере способен сильно повлиять не только поворот головы, но и поворот плеча (в районе 500 Гц на 5 дБ). Еще там наблюдаются эффекты взаимного гашения в области 1,5 кГц, которые также сильно искажают частотную характеристику. К счастью, мы живем не в анэхоических камерах. В нормальных условиях отражения от всех поверхностей нивелируют эффект и снижают его заметность. А вот в индустрии слуховых аппаратов эффект взаимного гашения имеет положительную сторону, поскольку позволяет, переключая направленность микрофона, улучшать разборчивость речи, снижая соотношение сигнал-шум. Возвращаясь же к прослушиванию в обычных помещениях, скажу, что внешний шумовой фон может составлять до 70% звука, который мы воспринимаем, а эффект направленности не влияет на звучание акустических систем.
АМ: Используете ли вы анэхоические камеры при разработке ваших капсюльных наушников (большинство производителей АС заявляют, что их разработки ведутся на основе измерений в анэхоической камере)?
М.К.: И да, и нет. Для нас намного ценнее исследование звука в комнатах с контролируемой реверберацией по той причине, что в реальной жизни звук поступает отовсюду. Даже при разработке слуховых аппаратов мы слышим звук голоса собеседника с разных направлений, а не с одного. Так же и с живыми концертами: звук идет не только со сцены, но и с других сторон, отражаясь от стен концертного зала. Именно это ощущение пространства и делает живое выступление музыкантов таким захватывающим. А концерт в анэхоической камере - это нонсенс. Мы используем анэхоическую камеру в основном для разработки направленных микрофонов слуховых аппаратов. С помощью компьютерного моделирования мы обрабатываем полученные в  анэхоической камере характеристики, используемые в DSP-процессорах, но потом перепроверяем эти данные уже в реальных условиях жилой комнаты, чтобы убедиться, что объективные измерения позволят получить желаемый результат.
АМ: До недавнего времени большинство производителей наушников исходили из достаточно ограниченного количества возможных решений, которые сводились в основном к уменьшению размеров АС, дабы их можно было расположить на голове, но при этом большинство проблем воспроизведения звука сохранялись (например, переотражения от внешнего уха, резонансы в наушниках): иными словами, это те же проблемы, что и с обычными колонками. Компания Etymotic Research совершила революцию в конструировании наушников, впервые предложив более 15 лет назад наушники в виде вставляемых в слуховые каналы вкладышей на основе динамиков с балансной арматурной конструкцией, которая до этого использовалась только в слуховых аппаратах...
М.К.: На самом деле для воспроизведения звука в помещении поверхности, создающие отражения и рассеяние, по физическим габаритам больше длин волн, на которых они работают. В случае же с наушниками соотношения их размеров и длин волн совершенно иные. Поэтому для внешнего уха законы рассеяния, поглощения и отражения в помещениях не работают
АМ: Тем не менее, на самых высоких частотах звукового диапазона соотношения длин волн и размеров внешнего уха, а также расстояния до накладных наушников, как мне кажется, все же могут иметь значение, к тому же в процессе эволюции анатомия внешнего уха сформировалась в соответствии с потребностью распознавания сигналов опасности на расстоянии. В этом смысле источник, находящийся в нескольких миллиметрах от уха, воспринимается как абсолютно неестественный. И это сильно усложняет реалистичное восприятие музыки в накладных наушниках. К тому же чисто тактильный дискомфорт от надетых на голову наушников также заметно мешает нашему психоакустическому аппарату воспринимать звуковой сигнал. Со временем мы все же привыкаем слушать музыку в наушниках на голове: срабатывает примерно такой же эффект обучения, как и со стерео, которое поначалу воспринимается как два раздельных "моно" из правой и левой колонок (кажется, именно так слышат его дети). Является ли это следствием переключения нейронных систем мозга от одного типа восприятия к другому - по аналогии с условно-рефлекторным слюноотделением, которое возникает, когда ты слышишь, как кто-то хрустит яблоком? Сейчас на рынке имеется несколько цифровых и аналоговых систем обработки сигнала, подмешивающих в один канал часть содержания другого канала с некоторой задержкой, что имитирует определенные направления на источник звука.

Etymotic Research

М.К.: Проблема с подобной обработкой сигнала состоит в том, что эти системы находятся в самой начальной стадии своего развития, и на восприятие звука, поступающего из внешней среды, эволюция накладывала разные отпечатки. Мы воспринимаем отражения звука всеми частями тела. В нашей лаборатории мы исследовали одного испытуемого, у которого одно ухо не работало совсем, и тем не менее он мог указать направление, откуда приходил звук: это говорит о том, что распознавание направления определяется не только разницей по времени, регистрируемой слухом. По-видимому, это связано с тем, что он постепенно научился, поворачивая голову, четко различать амплитудные и фазовые характеристики звука, приходящего с разных направлений. Несомненно, это стоило ему больших усилий.
АМ: Если точное воспроизведение с помощью наушников, а вернее вкладышей, есть цель, то что в вашем понимании означает точное воспроизведение?
М.К.: Поскольку я всегда любил музыку и сам являюсь музыкантом, я вплотную приблизился к ответу на этот вопрос, когда стал экспериментировать с разной техникой звукозаписи, записывая малые, в основном джазовые составы. Точкой отсчета было "живое" исполнение музыкантов, играющих в реальных условиях комнат с контролируемой акустикой.
Качественные вкладные наушники должны с высокой точностью имитировать воздействие на барабанную перепонку звукового давления, создаваемого внешним диффузным звуковым полем. При этом, с учетом специфики таких наушников (капсюли помещаются непосредственно в слуховых каналах), необходима коррекция частотной характеристики: ведь ухо обладает характерными рупорными и резонансными свойствами. Соответственно, вкладные капсюли должны иметь определенную частотную характеристику, которая хорошо известна и которая была найдена на основе обширных статистических исследований человеческого слуха. Эта характеристика также должна компенсировать подъем на высоких частотах, характерный для современных записей (примерно на 5 дБ на 10 кГц), дабы звук не казался слишком резким. Все наши модели капсюльных наушников проходят тестирование на соответствие заданной кривой, и в результате определяется "коэффициент достоверности". В нашем случае он равен 100%. Процедура измерений достаточно сложна: берется специальный манекен с прецизионным микрофоном в слуховом канале, имитирующим барабанную перепонку, а на капсюли подаются испытательные сигналы (25 третьоктавных полос от 50 Гц до 12,5 кГц). Результаты измерений обсчитываются и сравниваются с идеальной кривой частотной характеристики. 

АМ: Пытались ли вы измерить "коэффициент достоверности" типичных АС по вашей методике?
М.К.: Я занимался этим почти 30 лет назад, в последний раз - в 1979 году.
АМ: И каковы были результаты?
М.К.: Измерения проводились не в анэхоических камерах, а в реальных звукозаписывающих студиях, и самые лучшие из них показывали порядка 90% достоверности. Также было установлено, что повышение коэффициента достоверности более 92% практически не приводит к улучшению восприятия на субъективном уровне. Эти опыты лишний раз убедили меня в том, что объективные цели разработок действительно позволяют получить результат. Когда нет объективных процедур, можно потратить 100 лет на разработки и не получить никакого результата. Зная, как работает человеческое ухо, мы можем выработать объективное представление о желаемом результате. Конечно, по завершении работ по проектированию и моделированию необходима субъективная экспертиза.
АМ: Как бы вы оценили соотношение значимости разработок по объективным параметрам - и субъективных впечатлений?
М.К.: При наличии многолетнего опыта прослушивания систем и солидной теоретической базы объективных процедур, когда ты сразу можешь услышать, что хорошо и что плохо, я бы оценил это соотношение как 80-90% (объективное) к 1020% (доводка продукта по результатам субъективных прослушиваний). В качестве примера могу привести разработку нашего первого наушника ER4B, когда мы с ходу получили искомую характеристику; я потом прослушал на них хор, записанный мной с помощью высококачественных омни-микрофонов, и остался доволен результатом. Мы тут же начали производство. Однако сразу же многие покупатели начали жаловаться на то, что звук с компакт-диска получился слишком "ярким". Сначала я пытался спорить, ведь я лично испытал эти наушники и никакой яркости не услышал. Но жалобы продолжались, и в конце концов я взял 12 компакт-дисков, причем именно тех артистов, чьи выступления я слышал вживую. После этого я вынужден был согласиться с тем, что наушники слишком яркие. Затем я сделал то, что должен был сделать с самого начала, а именно: более внимательно посмотрел на объективные данные и учел то обстоятельство, что, поскольку чаще всего компакт-диски слушают через обычные колонки, именно на это и ориентируются звукорежиссеры при сведении фонограмм. А наиболее популярные студийные мониторы (как и обычные модели АС) конца 70-х - начала 80-х годов прошлого века имели завал в несколько дБ начиная с 5 кГц. При мастеринге CD этот завал компенсировался, и не только для записей на CD, но и на виниле. Индустрия звукозаписи и поныне использует подъем на ВЧ, достигающий 5 дБ. В конце концов я просто сформировал аналогичный завал в наших наушниках, чтобы скомпенсировать подъем на высоких частотах, и тут жалобы прекратились. Моей ошибкой было то, что я не учел влияния специфики источника на характер звука наушников.


Комментарий Михаила Кучеренко


Мое интервью с Мидом проходило в конференц-зале их штаб-квартиры, на стенах которого висело 97 (!) патентных свидетельств Etymotic Research. В штате компании, за исключением нескольких человек обслуживающего персонала,- 37 инженеров и 4 врача-аудиолога (специалисты по слуховому аппарату человека). По собственному опыту могу сказать, что для подавляющего большинства High End Audio-компаний наличие в их составе даже двух-трех специалистов с полноценным инженерным образованием является крайней редкостью (тем более наличие собственных патентов...).
Среди наиболее значительных разработок компании значатся специализированные наушники для клинических исследований слуха, революционные изобретения и разработка модулей для слуховых аппаратов на базе операционных и "цифровых" усилителей, алгоритмов для DSP-процессоров, используемых в слуховых аппаратах, направленных микрофонов, ставших стандартными во всем мире процедур тестирования слуха, "железа" и программного обеспечения для тестирования слуха новорожденных, звуковых дозиметров, устройств для улучшения разборчивости речи в условиях повышенного шума, устройств для защиты слуха в условиях высокого уровня громкости и прочее. Все их основные разработки реализованы в конкретных изделиях компании. При этом надо учитывать, что сам Киллион всегда отстаивал необходимость разработки и производства самых высококачественных (класса "High End") слуховых аппаратов для слабослышащих, в то время как общепринятым подходом его фирм-конкурентов всегда был такой: "А чего стараться-то, они все равно ничего не слышат!" (Звучит знакомо, не правда ли?) Многолетними научными исследованиями он доказал в теории и на практике, что на самом деле более качественный звук слуховых аппаратов ведет к улучшению разборчивости речи и музыки (!) для слабослышащих, а уровень удовлетворенности приобретенным аппаратом возрастает в несколько раз.
В качестве информации к размышлению наших аудиодилеров могу сказать, что в США этот уровень удовлетворенности, согласно статистике, в данный момент не превышает 60%, а количество новых покупателей - видимо, из-за неудовлетворительного в целом качества слуховых аппаратов - уменьшилось с 53% нуждающихся в них в 1989 году до 32% в 2000 (и, говорят, это количество продолжает уменьшаться по сей день). Сам Мид оставляет впечатление состоявшегося и разностороннего человека. Он очень располагает к себе, а его отношения с подчиненными носят товарищеский характер добродушного менторства. Так как он сам музыкант и звукоинженер, его страсть к музыке оставляет ощущение бескорыстного сподвижничества. Не зря в конце своего ежегодного отчета акционерам компании в очень успешном для Etymotic 2006 году он написал: "Как и всегда, зарабатывание денег для нас не является самоцелью: мы зарабатываем их для того, чтобы иметь возможность рисковать, изобретать новые и необычные продукты для предотвращения потери слуха и помощи слабослышашим людям..."
В предыдущих ежегодных сериях интервью для АМ я старался всегда идти параллельным журналу курсом, дополняя текущие материалы, на мой взгляд, уместной информацией из упомянутых выше смежных "доменов" человеческого знания и опыта. И надеюсь, что мое интервью с Мидом Киллионом не будет воспринято как скрытая реклама его наушников (хотя кое-кому из своих знакомых "слухачей" я бы от души порекомендовал приобрести их аппарат для слабослышащих...). Во второй части этого интервью (в следующем номере АМ) я, среди прочего, обсужу с Мидом их наиболее успешное (коммерчески) революционное изделие - наушники-вкладыши ER-4S, которые, по моему мнению, с аудиофильских позиций представляют необычайный интерес.




Интервью с Мидом Киллионом (Mead Killion), Etymotic Research. Ч.2



 

По материалам издания «АудиоМагазин»




 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить


Интернет магазин стройматериалов;кофе в капсулах неспрессо