[Сергей Шабад]

Сообщение от Andbeyond

Добрый день.

Дискуссия в этой ветке весьма интересна, но в основе некоторые неверные положения, которые следует поправить, чтобы успешно идти дальше.

Разберёмся для начала, что такое диффузионное поле (ДП), переносит ли оно энергию и может ли оно энергетически воздействовать на что-либо.

В гулком замкнутом помещении (т.е. с хорошо отражающими звук поверхностями) ударим по струне инструмента музыкального, затем заглушим струну. В первый момент мы услышим исходный звук, будет понятно направление на источник. Затем добавятся отражения от стен и вскоре направление потеряется. Звук будет отовсюду и ниоткуда. Это и есть ДП.

Посмотрим, что происходит с энергией.

Этапы:
1. Переданная струне энергия разносится во все стороны. Во время прохождения звука через точку в ней есть ненулевой вектор переноса энергии и ненулевая энергия.
2. При каждом отражении от стены (считаем, что потери энергии пренебрежимо малы, иначе хорошее ДП не построить) отражённая волна несёт энергию в новом направлении, через каждую точку комнаты по очереди проходят отражённые волны в разных направлениях, каждая несёт часть энергии исходного звука. В каждой точке вектор переноса энергии ненулевой, но время от времени меняет направление. В каждой точке ненулевая энергия.
3. Всё настолько заполнено отражениями, что в каждой точке царит хаос. Направление полностью потеряно. Энергия звука равномерно распределена по комнате, переноса энергии больше нет, в каждой точке вектор переноса энергии хаотично мечется по всем румбам. Среднее от вектора переноса энергии даже по небольшому промежутку времени - ноль в каждой точке, поэтому переноса энергии нет. Но! Средняя энергия звукового поля - не ноль, а вполне ощутимое значение.

Давайте здесь остановимся и вспомним, что физика рассматривает в качестве материи две главные категории: Вещество и Поле. Поэтому реальные колебания существуют только двух типов, колебания вещества и колебания поля. Участвуют в таких колебаниях, в веществе - "участники" вещества, т.е. ядра и ионы, в поле - участники взаимодействия и для электромагнитного поля все заряженные частицы, среди которых есть как участники вещества так и не являющиеся таковыми, как например электрон, очень важный для нас как участник упорядоченного движения в проводниках (псевдо вакуум) и в лампе (практически вакуум) под действием поля. Звуковые колебания - это колебания вещества, т.е. среды и для нас важна среда, частным представителем которой является воздух, а переносчиком колебаний и одновременно его участником являются молекулы воздуха. Поэтому когда мы говорим о полном хаосе и приписываем такому хаосу коэффициент диффузности равным единице, то мы вынуждены отрапортовать себе, что частицы воздуха при таком хаосе перестали переносить звуковое поле, при k=1 его больше нет и все его энергетические характеристики в точности равны нулю. Любое отклонение от стационарного состояния первичного звука (будь то по амплитуде, частоте или фазе) тут же снова вызывает к жизни и диффузное поле, проявляющееся в нарастании хаоса и его коэффициента диффузности.
Если первичный сигнал в помещении стационарен, то в идеально гулком помещении диффузного поля нет вместе со всеми энергетическими характеристиками. На любых нестационарных участках первичного звука, диффузное поле существует и его интенсивность отлична от нуля.

Поэтому звуковое поле вполне может потратить эту энергию на то, чтобы воздействовать на что-нибудь, например на мембрану микрофона. То, что энергия ДП никуда не переносится, не значит, что её нет, просто это энергия бултыхания на месте, а не энергия направленного движения волн.
4. Поскольку в реальности даже хорошо отражающие стены всё-таки слегка поглощают звук, со временем всё затихает. Вот теперь энергия звукового поля действительно ноль.

Я специально подробно всё это написал, чтобы не осталось неясности с тем, что происходит.

Соответственно мы видим, что утверждение "Интенсивность совершенного диффузного поля (с коэффициентом диффузности 1) равна 0" неверно. Мы работаем не с трудноощутимым фантомом, а с звуковым полем с вполне заметной энергией.

То, что некоторые понимания, лёгшие в основу дискуссии, неверны - нормально. Лучшая физика так и делается ) Просто со временем неточности следует поправлять, чтобы всё в итоге пришло к результату не только интересному, но и правильному.

Сергей

Сообщение от Andbeyond

Предлагаю своё объяснение того, как в тракте запись-воспроизведение теряется реверберация.

Не факт, что это единственный механизм, но думаю, что это как минимум часть объяснения.

Посмотрим с частотной стороны.

В музыкальном звуке без реверберации в первый момент - момент звукоизвлечения (например, удара по струне) - много гармоник. "Атака". Затем высокие гармоники быстро затухают и остаётся основной тон и низкие гармоники.

Добавим реверберацию. Исходный звук отражается от стен и вновь приносит в ту же точку - но с задержкой во времени - звук удара по струне. И снова. И снова. Т.е. реверберация не меняет частотный баланс в начале звука, но сильно обогащает его высокими гармониками в средней части звучания.

Обработаем всё это неидеальным трактом запись-звукоинженер-воспроизведение. Весьма вероятно, что где-нибудь будут срезаны высокие частоты. Как-то читал статьи, где звукоинженеры делятся своим искусством бережного обращения со звуком. "Первым делом срежьте все высокие, чтобы не мешались, потом, если нужно, обратно добавим". Жуть. "Обратно добавим" означает, что по окончанию прочей обработки они запустят плаг-ин, который добавляет высокие в начале ноты, искусственно (криво и немузыкально) восстанавливая атаку. Но высокие в среднем течении звука останутся утеряны. Если высокие не будут срезаны, то они будут рассогласованы по времени с основным тоном. Дело в том, что R-C цепочки сдвигают каждую волну на четверть периода, т.е. волны разной частоты сдвигают на разное время. Количество R-C цепочек, через которые звук пройдёт во время обработки, весьма велико.

Итак: звук с реверберацией отличался наличием высоких частот в середине звучания, но тракт запись-звукоинженер-воспроизведение их теряет => реверберация исчезает.

Про резистор пока думаю. Вредоносное прохождения звука по резистору - слышно, но объяснить его трудно (за исключением тривиального случая, когда резистор и последующая паразитная ёмкость приводят к потерям высоких частот).

Я не замечал уменьшения реверберации в записях. А вот деградацию диффузного поля, создаваемого громкоговорителем - сплошь и рядом.