Jak zaprojektować monitor studyjny, który odtwarza dźwięk możliwie najwierniej, a dzięki temu zapewnia wyjątkową precyzję brzmienia? W wywiadzie starszy inżynier akustyki Max opowiada o pracach nad modelem STUDIO 5X oraz wyzwaniach związanych z konstrukcją monitora studyjnego stworzonego z myślą o maksymalnej dokładności odsłuchu.
Między narzędziem referencyjnym a przyjemnością słuchania
Teufel Blog: Jakie założenia akustyczne przyświecały pracom nad STUDIO 5X i czym świadomie różni się on od klasycznego głośnika hi-fi?
Max: Patrząc z perspektywy akustyki, można przyjąć prostą zasadę: nowoczesny głośnik o neutralnym charakterze brzmienia, kontrolowanej kierunkowości, dużej dynamice i niskim poziomie zniekształceń będzie oferował bardzo wysoką jakość dźwięku zarówno w profesjonalnym studiu, jak i w warunkach domowych. Najważniejsze różnice między monitorem studyjnym a głośnikiem hi-fi wynikają zatem głównie z tego, do czego zostały zaprojektowane.
Otwiera się w nowej karcieGłośniki hi-fi są z reguły projektowane z myślą o użytkowaniu w warunkach domowych. Oprócz odtwarzania muzyki i filmów istotną rolę odgrywają w ich przypadku również takie aspekty jak design, zastosowane materiały czy postrzegana jakość wykonania. Akustyczne strojenie musi uwzględniać różne odległości odsłuchu, rozmaite sposoby ustawienia głośników oraz typowe warunki akustyczne panujące w pomieszczeniach mieszkalnych. Co więcej, głośniki hi-fi często są celowo strojone tak, aby nadać brzmieniu określony charakter, który robi szczególne wrażenie na słuchaczu i pozwala wyróżnić produkt na tle konkurencji. Zwłaszcza w segmencie high-end ogromne znaczenie mają także ekskluzywny design, rozbudowane konstrukcje wykorzystujące duże ilości materiałów oraz złożone procesy produkcyjne. Cechy te jednak często mają niewielki lub wręcz żaden wpływ na rzeczywistą jakość reprodukcji dźwięku.
Monitory studyjne są natomiast w większym stopniu projektowane jako narzędzia pracy. Służą jako analityczny punkt odniesienia i powinny odtwarzać materiał źródłowy w możliwie niezakłamany sposób, aby umożliwić podejmowanie wiarygodnych decyzji podczas nagrywania, miksowania i masteringu. Najważniejsze są więc neutralne brzmienie, kontrolowana charakterystyka kierunkowa, niskie zniekształcenia, wysoka niezawodność oraz skuteczna integracja z profesjonalnym środowiskiem odsłuchowym. Z tego względu monitory studyjne są najczęściej systemami aktywnymi, w których wzmacniacze i układy przetwarzania sygnału są precyzyjnie dostosowane do zastosowanych przetworników oraz całego systemu.
Otwiera się w nowej karcieDo tego dochodzą profesjonalne złącza, które zapewniają zdefiniowane poziomy sygnału, wysoką odporność na zakłócenia i niezawodną integrację ze środowiskiem studyjnym, na przykład za pośrednictwem symetrycznych wejść analogowych. Równie ważna jest solidna konstrukcja elektroniczna i mechaniczna, dzięki której parametry techniczne podane w specyfikacji są niezawodnie zachowywane przez długi czas. Często stosuje się także różne układy zabezpieczające, które ograniczają do minimum ryzyko uszkodzeń i awarii nawet przy wysokich poziomach głośności, długich sesjach odsłuchowych lub nieprawidłowej obsłudze.
Otwiera się w nowej karcieCo naprawdę oznacza neutralność
Teufel Blog: STUDIO 5X jako monitor studyjny został zaprojektowany z myślą o neutralności i precyzji. Co konkretnie oznacza to w kontekście konstrukcji akustycznej?
Max: Najważniejsze jest możliwie najwierniejsze odtwarzanie dźwięku. Głośnik powinien jak najdokładniej podążać za sygnałem wejściowym. Jednocześnie musi mieć kontrolowaną charakterystykę kierunkową, aby zarówno dźwięk bezpośredni, jak i odbicia powstające w pomieszczeniu zachowywały możliwie spójną charakterystykę tonalną. Dzięki temu dźwięk docierający do miejsca odsłuchu jest odbierany jako naturalny.
Ponadto zniekształcenia zastosowanych przetworników i zintegrowanej elektroniki powinny pozostawać możliwie niskie i kontrolowane również przy wysokich poziomach głośności, aby głośnik pracował czysto w przewidzianym zakresie zastosowań. Obudowa i komponenty muszą być również zaprojektowane w taki sposób, aby rezonanse i niepożądane drgania zostały ograniczone do minimum i nie pogarszały jakości odtwarzania. Wszystkie te aspekty znajdowały się w centrum uwagi podczas prac nad STUDIO 5X i zostały konsekwentnie wdrożone.
Współosiowy system trójdrożny dla precyzyjnego odsłuchu
Teufel Blog: Konstrukcja akustyczna STUDIO 5X wyróżnia się prawdziwym systemem trójdrożnym oraz współosiowym przetwornikiem średnio-wysokotonowym. Jaką rolę odgrywają poszczególne przetworniki i dlaczego taka konstrukcja jest tak istotna dla lokalizacji źródeł dźwięku w miksie?
Max: STUDIO 5X należy do nielicznych monitorów studyjnych w swojej klasie cenowej wyposażonych w prawdziwy system trójdrożny. Pasma niskich, średnich i wysokich tonów są odtwarzane przez oddzielne przetworniki. Dzięki temu głośnik niskotonowy nie musi dodatkowo obsługiwać dużej części pasma średnich częstotliwości, co w wielu systemach dwudrożnych stanowi typowy kompromis konstrukcyjny.
Otwiera się w nowej karcieZapewnia to korzyści przede wszystkim przy wyższych poziomach głośności: jeśli głośnik niskotonowy musi wykonywać duże wychylenia i jednocześnie odtwarzać częstotliwości średnie, mogą powstawać większe zniekształcenia intermodulacyjne. W STUDIO 5X oddzielny przetwornik średniotonowy odpowiada za niemal całe pasmo średnich tonów i mowy. Dzięki temu głosy, instrumenty i subtelne detale miksu pozostają lepiej odseparowane, a zniekształcenia powodowane przez intermodulację są znacznie mniejsze niż w większości klasycznych systemów dwudrożnych z tej klasy cenowej.
Otwiera się w nowej karcieSekcja średnio-wysokotonowa ma konstrukcję współosiową, w której przetworniki średnio- i wysokotonowy znajdują się na wspólnej osi. Dzięki temu większość spektrum częstotliwości jest emitowana niemal z tego samego punktu w przestrzeni. System zbliża się w ten sposób do idealnego źródła punktowego. Jest to szczególnie korzystne podczas pracy nad miksem, ponieważ obrazowanie przestrzenne jest stabilniejsze i bardziej precyzyjne niż w klasycznych systemach dwudrożnych z przetwornikami rozmieszczonymi względem siebie z przesunięciem.
Ułatwia to zwłaszcza podejmowanie decyzji dotyczących panoramowania poszczególnych instrumentów. Dźwięk lepiej odrywa się od głośników, scena nabiera większej przestrzenności, a poszczególne elementy miksu można precyzyjniej pozycjonować. Również pogłosy i efekty można stosować oraz oceniać w bardziej wiarygodny sposób dzięki dokładniejszemu odwzorowaniu głębi.
Precyzja zamiast kompromisów
Teufel Blog: Jakie wyzwanie akustyczne było szczególnie wymagające podczas strojenia STUDIO 5X, na przykład w zakresie charakterystyki kierunkowej, basu lub integracji DSP?
Max: Aby STUDIO 5X zapewniał możliwie niezawodne odtwarzanie również w mniej zoptymalizowanych akustycznie pomieszczeniach odsłuchowych, na przykład w półprofesjonalnych studiach domowych, szczególny nacisk położono na kontrolowaną charakterystykę kierunkową całego systemu głośnikowego. W tym celu we współosiowej sekcji średnio-wysokotonowej zintegrowano specjalnie zaprojektowany falowód. To wymagające rozwiązanie konstrukcyjne wymagało ścisłej współpracy z wewnętrznym zespołem konstrukcji mechanicznej i pozostaje wyjątkowe w tej klasie cenowej i gabarytowej.
Otwiera się w nowej karcieZa pomocą systemu Klippel Near-Field Scanner można było uzyskać precyzyjne dane z pomiarów akustycznych prototypów przedprodukcyjnych, które wspierały proces projektowania i strojenia w ukierunkowanym osiąganiu wyznaczonych celów konstrukcyjnych.
Otwiera się w nowej karcieW rezultacie dźwięk emitowany bezpośrednio przez głośnik oraz jego składowe odbijane od pomieszczenia są odbierane jako tonalnie zbliżone. Przyczynia się to do naturalnego odtwarzania dźwięku, a jednocześnie powiększa optymalną pozycję odsłuchową (sweet spot). Dzięki temu pozycja odsłuchowa staje się mniej krytyczna, co umożliwia dłuższą i bardziej skoncentrowaną pracę podczas produkowania, miksowania i oceniania muzyki.
Także przetworniki nisko- i średniotonowe STUDIO 5X zostały zoptymalizowane za pomocą analizatora Klippel. Parametry wychylenia i drgań dostrojono w taki sposób, aby przetworniki w swoich obudowach pracowały precyzyjnie zgodnie z założeniami konstrukcyjnymi i generowały niewielkie zniekształcenia nieliniowe nawet przy dużych wychyleniach. Dzięki temu, pomimo kompaktowych rozmiarów obudowy, pasmo basowe udało się rozszerzyć do imponujących 37 Hz (przy spadku poziomu o –10 dB), ponieważ głośnik niskotonowy charakteryzuje się dużym, a jednocześnie bardzo liniowym wychyleniem.
Otwiera się w nowej karcieDo korzystnego stosunku ceny do możliwości STUDIO 5X przyczynia się także opracowany wewnętrznie mikrokontroler. Odpowiada on nie tylko za typowe zadania sterujące, takie jak odczytywanie przycisków i regulatorów oraz sterowanie diodami LED urządzenia, lecz także za całe przetwarzanie sygnału audio DSP. Dzięki temu aktywną elektronikę, z wyjątkiem układów scalonych wzmacniaczy, można było zredukować do jednego chipa, który w pełni steruje systemem głośnikowym.
Studyjne DNA w domu
Teufel Blog: Gdybyś miał opisać STUDIO 5X jako narzędzie dla producentów, która cecha akustyczna najlepiej pokazuje Twoim zdaniem, że jest to prawdziwy monitor studyjny?
Max: Jedną z cech STUDIO 5X, którą często można znaleźć dopiero w znacznie droższych monitorach studyjnych, są bazujące na FIR filtry liniowofazowe w procesorze audio DSP. Dzięki nim głośnik osiąga niemal idealną odpowiedź skokową, w której wszystkie składowe sygnału są odtwarzane jednocześnie, a różnice opóźnienia grupowego zostają skompensowane. Zwłaszcza w przypadku instrumentów perkusyjnych, takich jak werbel czy stopa perkusyjna, prowadzi to do precyzyjnego i niezakłamanego odwzorowania brzmienia, ponieważ transjenty nie są zakłócane przez przesunięcia czasowe poszczególnych składowych częstotliwości, lecz pozostają spójnym zdarzeniem.
Otwiera się w nowej karciePoczątkowo różnica ta jest często odbierana jedynie jako subtelny niuans brzmieniowy. Wraz ze wzrostem doświadczenia odsłuchowego uzyskana precyzja staje się jednak zazwyczaj wyraźnie zauważalna i coraz bardziej doceniana. Dzięki opracowanemu przez nas, ekonomicznemu procesorowi audio DSP zastosowanie tej technologii w klasie cenowej STUDIO 5X stało się w ogóle możliwe. W połączeniu z kontrolowaną charakterystyką kierunkową powstaje neutralny, suchy i precyzyjny obraz dźwiękowy, który wyróżnia STUDIO 5X jako prawdziwy monitor studyjny do profesjonalnych zastosowań odsłuchowych.
Teufel Blog: Dziękujemy za interesujący wgląd w proces projektowania.
Otwiera się w nowej karcieZdjęcia / grafiki: Teufel
