Многоканальные пространственные системы

Рекомендации международных стандартов
(Часть вторая)

С целью обеспечения совместимости при обмене программным материалом были разработаны некоторые международные рекомендации, касающиеся наименования трэков, уровней записи, тестовых сигналов для выравнивания уровней, рекомендуемых уровней прослушивания и т. д.
После длительных дебатов было достигнуто соглашение и выработаны рекомендации ITU, касающиеся обозначения трэков, которые даны в таблице 5 (для восьмиканального формата записи). Соглашения достигнуты, правда, только для звука на телевидении и радиовещании, но не для кино.
Уровни записи: в радиовещании и в некоторых студийных операциях при звукозаписи, где совместимость программ при обмене чрезвычайно важна, обычно используют международные рекомендации по определению уровней согласования Las и допустимых максимальных уровней сигнала Lpms (однако эта практика не всегда соблюдается). Стандарты ITU и EBU рекомендует уровень согласования для цифровых сигналов –18 дБFS, в то время как SMPTE определяет его как –20 дБFS (на 1 кГц тоне, rms-шумовых измерениях).Оба могут использоваться на практике, однако важно точно указывать, какой уровень был принят при записи, чтобы потом не было путаницы. Уровень Lpms обычно на 9 дБ ниже цифрового уровня клиппирования, он определяется на программном материале с помощью квазипикового измерителя уровня со временем интеграции 10 мс (при этом короткие переходные не клиппируются). Настоящий пиковый измеритель уровня на программном материале даст значения выше, в то время как обычный VU-измеритель даст значения ниже, т. к. имеет большее время интеграции. При мастеринге, а также некоторых других операциях со звуком для кино принято использовать полный диапазон для записи вплоть до 0 дБFS, при этих условиях важно использовать именно пиковый измеритель уровня, чтобы избежать клипирования цифрового сигнала.
Уровни записи звука для кино: при записи звука для кино принятой является практика увеличивать уровни тыловых каналов на 3 дБ по отношению к фронтальным каналам, чтобы скомпенсировать те –3 дБ, которые обычно используют для согласования уровней каждого тылового (Surround) канала по отношению к фронтальным каналам в кинотеатрах. Это важно отметить, т. к. в практике микширования для звукозаписи и в радиовещании обычно уровни всех каналов выставляются одинаково (как на устройствах записи, так и на акустических агрегатах). Переход от записи для кино к домашним или радиовещательным записям может потребовать изменения усиления на 3 дБ в тыловых каналах.
Выбор сигналов для согласования: было бы идеальной практикой для звукозаписи перед записью программного материала записать проверяющую секцию с контрольным сигналом для каждого трэка. Эти сигналы обычно записываются на уровнях согласования Las:
• на 1 кГц синусоидальном тоне, чтобы проверить уровень сигнала для согласования;
• на белом шуме, чтобы проверить уровни звукового давления.
Запись шумовых сигналов была бы излишней, если бы измерения и запись тестовых сигналов соответствовали требованиям стандартов во всем мире, но в настоящее время эти условия варьируются и поэтому результирующие уровни звукового давления определяются неоднозначно.
Согласование уровней в системах воспроизведения: согласование уровней воспроизведения служит в настоящее время предметом многочисленных дебатов в промышленности, особенно по вопросам выбора типов тестовых сигналов, методов измерения и способов взвешивания. Этот вопрос еще находится в стадии обсуждения, сейчас подготавливается обзор состояния этого вопроса.
В обычной практике стереозаписи баланс мониторов часто выставлялся по субъективным оценкам точности локализации стереообраза в центре между громкоговорителями, при оценке пространственного стереообраза в системах SS могут возникать затруднения, особенно при несимметричном расположении громкоговорителей. Поэтому в международных рекомендациях даются методы объективной оценки опорного уровня прослушивания.
Опорные уровни прослушивания LLIST ref: позволяют устанавливать уровни прослушивания (громкость) при заданных условиях прослушивания, также как и при воспроизведении данного материала в других условиях. Измерения выполняются для каждого канала воспроизведения на заданной позиции прослушивания. Каждый канал проигрывается через один фейдер и один монитор, в качестве измерительного сигнала используется полосовой розовый шум. Выбор ширины полосы и частоты среза в настоящее время активно обсуждается. Однако все согласны с необходимостью ограничения по низким частотам, чтобы избежать влияния резонансов помещения, некоторые фирмы предлагают ввести ограничения и по высоким частотам от 2 или 4 кГц. Однако другие считают, что можно оставить полосу до 20 кГц. Нет единого мнения по поводу кривых взвешивания, стандарты ITU, EBU предлагают использовать А-кривую, стандарты SMPTE, японский HDTV применять С-кривую.
В стандартах ITU, EBU рекомендуется, чтобы уровень каждого канала (за исключением низкочастотного канала LFE) был выбран таким, чтобы на месте прослушивания уровень звукового давления был равен LlisTref=85-10 log n [dBA](1).
Так, если один канал имеет уровень 78 дБА, то пять каналов в конфигурации 3/2 дадут уровень при n=5 равный LlisTref=85 дБА(2).
Разница уровней между каналами не должна превышать 1 дБ (желательно даже 0,5 дБ).
Общий уровень может быть выбран и другим в зависимости от вида программы, но тогда надо пересчитать уровень в каждом канале по формуле (1).
В большинстве стандартов предлагается выбирать для определения уровней широкополосный розовый шум или розовый шум в полосе 200 Гц – 20 кГц. Обычно такие измерения делаются с использованием А-взвешенных кривых. При работе со звуком в кино (и в некоторых других операциях, см.выше японские рекомендации) используются С-взвешенные кривые (разница между ними дана на рис. 7).
Исследования по определению параметров сигналов для установки баланса громкости между мониторами в многоканальных пространственных системах, обеспечивающих наилучшее согласование с субъективными экспертизами, продолжаются.

4. Различие форматов воспроизведения и форматов кодирования

Текущая практика применения пространственных систем приводит к определенной путанице между форматами записи, передачи и воспроизведения сигналов. Передача записанных сигналов из студии в контрольную комнату (микшерскую) происходит по прямым линиям и никакой перекодировки не требует, но при передаче записанных многоканальных сигналов для домашнего применения происходит перекодировка цифровых сигналов или матрицирование аналоговых сигналов из-за ограничений в системах передачи и воспроизведения. Поэтому имеются различия между форматами воспроизведения (как уже было сказано выше, в качестве опорного рекомендуется формат 3/2 или 3/2/1 с сабвуфером, также допускается 3/1 и др.) и форматами кодирования и передачи. Например, матричная запись 4-2-4 означает, что вначале записываются четыре канала – L, C, R, S, которые передаются или записываются в два канала и затем воспроизводятся в формате 3/1.

Приведенные выше рекомендации международных стандартов не исчерпывают всех проблем, связанных с внедрением пространственных систем SS, однако они определяют многие вопросы, необходимые для записи и воспроизведения звука в таких системах. Хотелось бы надеяться, что данный материал может послужить основой для создания нового поколения отечественных стандартов, поскольку наши стандарты на параметры студий и контрольных комнат, параметры контрольных агрегатов и др. были разработаны много лет назад и не отвечают современному периоду внедрения пространственных систем звукозаписи, звукопередачи и звуковоспроизведения.