System korekcji akustyki DIRAC

System korekcji akustyki DIRAC

System korekcji akustyki DIRAC 1000 563 Cinematic

Kalibracja Dirac Live

W Cinematic od kilku lat stosujemy systemy korekcji bazujące na rozwiązaniach DIRAC. Lubimy je z kilku względów – dają naturalne i bardzo przyjemne dla ucha efekty oraz pozwalają na ręczną korekcję i modyfikacje, które w takim zakresie są niemożliwe do uzyskania w innych systemach korekcji. Dodatkowo rozwiązanie DIRAC daje bardzo dobre efekty w bardzo rozsądnym budżecie. Aktualnie najpopularniejszymi implementacjami Dirac w sprzęcie do kina domowego są rozwiązania Arcama (wokół których jest sporo kontrowersji) oraz miniDSP, które są znacznie bardziej fleksyjne.

W stosunkowo krótkim okresie czasu Dirac zyskał uznanie w oczach branży, co doprowadziło do tego że producenci tacy jak Pioneer, czy NAD również zapowiedzieli porzucenie swoich systemów korekcji na rzecz implementacji DIRAC w swoich urządzeniach. Kalibracja Dirac Live pozwala na prostą, ale również i nieco bardziej zaawansowaną kalibracje systemów kina domowego.

Zacznijmy od początku, wykorzystując do tego również materiały promocyjne producenta.

Czym jest Dirac?

Dirac Live®  to technologia cyfrowej korekcji akustyki pomieszczenia, wykorzystująca zaawansowaną analizę głośników oraz pomieszczenia odsłuchowego w celu optymalnego wykorzystania posiadanych głośników oraz usunięcia podbarwień wprowadzanych przez pomieszczenie. W rezultacie znacznej poprawie ulega scena muzyczna, klarowność dźwięków, zrozumiałość wokali oraz głębia i szybkość basu.

Dlaczego korekcja akustyki jest potrzebna?

Specjaliści ze studiów nagraniowych jak i osoby pracujące z dźwiękiem na co dzień – doskonale wiedzą, że nawet najlepsze głośniki nie gwarantują osiągnięcia dobrej jakości dźwięku. Akustyka pomieszczenia to najsłabsze ogniwo większości systemów audio, dlatego nie da się osiągnąć najwyższej jakości dźwięku bez odpowiedniego potraktowania tego zagadnienia. Oprogramowanie Dirac zapewnia cyfrową korekcję akustyki pomieszczenia umożliwiając wykorzystanie pełnego potencjału twoich głośników w dowolnym pomieszczeniu odsłuchowym. W zależności od źródeł i nie wchodząc w detale – podaje się, że około 60% dźwięku jaki słyszymy w kinie jest dźwiękiem z głośników, zaś 40% to wpływ pomieszczenia.

Jak działa korekcja akustyki Dirac?

System korekcji akustyki Dirac wykorzystuje mikrofon pomiarowy (dostarczany przez producenta amplitunera/procesora kinowego lub zewnętrzny mikrofon) do analizy systemu audio oraz pomieszczenia odsłuchowego. Następnie oprogramowanie analizuje dane z pomiarów do zbudowania akustycznego modelu środowiska odsłuchowego i wykrywa jego niedoskonałości. Po dokładnej analizie system Dirac Live® wprowadza korektę podbarwień dźwięku związanych z domeną czasową, jak i tych związanych z amplitudą sygnału, dostarczając w rezultacie nieskazitelną jakość odsłuchu.

Wysoka dokładność dzięki wielokrotnym pomiarom

Dla wysokiej dokładności wprowadzanej korekcji, pomiary w pomieszczeniu odsłuchowym wykonywane są w wielu stanowiskach pomiarowych (zazwyczaj 9). Pozwala to na dokładne zlokalizowanie oraz korekcję problemów związanych z akustyką. Pomiary wykonane w wielu punktach pozwalają na zastosowanie korekcji zapewniającej optymalną jakość dźwięku w wielu miejscach odsłuchowych. Przed rozpoczęciem pomiarów oprogramowanie pyta się, czy chcemy optymalizować jedno miejsce odsłuchowe, kanapę na której może siedzieć kilka osób, czy też audytorium – czyli większe pomieszczenie.

Korekcja sygnału w domenie czasowej

Większość systemów korekcji akustyki skupia się na wyrównaniu odpowiedzi częstotliwościowej pomieszczenia. Tak działa m.in. najpopularniejszy system Audyssey. Jednak to nie rozwiązuje problemów z akustyką.  Takie same systemy audio, z tak samo wyrównaną odpowiedzią częstotliwościową będą brzmieć inaczej w różnych pomieszczeniach. Dzieje się tak, ze względu na aspekty związane z domeną czasową mierzonej odpowiedzi częstotliwościowej oraz istotne różnice w sposobie rozprzestrzeniania się dźwięku w pomieszczeniu (inne kąty odbicia dźwięku).

Cyfrowa korekcja akustyki Dirac w odróżnieniu od większości dostępnych na rynku systemów korekcji akustyki koryguje nie tylko odpowiedź częstotliwościową sygnału audio, ale co najważniejsze wprowadza również korekcję sygnału w domenie czasowej. Co to jest domena czasowa i dlaczego jest taka ważna? Aby uzyskać naturalny i transparentny dźwięk krytyczna jest reprodukcja transjentów. Transjenty, to stany chwilowe, krótkotrwałe zmiany wewnętrznej struktury dźwięku. Wpływają one na wyrazistość, możliwość określania stopni dynamicznych i rozpoznawalność dźwięków, barwy oraz ogólnego charakteru brzmienia. Dla przykładu, obrazowanie stereofonii jest krytycznie zależne od różnic i podobieństw w domenie czasowej między dźwiękami dopływającymi do lewego i prawego ucha.

Korekcja odpowiedzi impulsowej

Równie ważny wpływ na jakość dźwięku ma korekcja odpowiedzi impulsowej.

Każdy z nas wie o istnieniu czasu oraz częstotliwości. Czas i częstotliwość są jak dwie strony tej samej monety – zmień jedno, to drugie też się zmieni. Jednak inaczej niż w większości systemów korekcji, kalibracja Dirac Live® wprowadza korekcję w domenie czasu, niezależnie od korygowanej odpowiedzi częstotliwościowej. Za pomocą sprzętu pomiarowego można zaobserwować, że korekcje te mają swoje odzwierciedlenie w zmianie tzw. odpowiedzi impulsowej. Dźwięki zawarte w muzyce składają się z trzech elementów składowych: ataku czyli transjentu, fazy podtrzymania i fazy wygasania. Odpowiedź impulsowa jest parametrem określającym, w jaki generowane są poszczególne fazy dźwięku. Niedoskonałości akustyki są w stanie zniekształcić odpowiedź impulsową, co w trakcie odsłuchów przekłada się na nienaturalne brzmienie poszczególnych dźwięków. Dirac jest w stanie skorygować odpowiedź impulsową tak, aby nadać jej postać zbliżoną do idealnej odpowiedzi impulsowej, generowanej przez idealne głośniki, w idealnym pomieszczeniu.

W efekcie poprawie ulega głębia, pozycjonowanie oraz rozróżnialność i naturalność poszczególnych dźwięków.

Przewaga Dirac Live nad konkurencyjnymi systemami korekcji akustyki

Większość systemów korekcji akustyki opiera się na filtrach typu IIR (filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej) lub FIR (filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej).

Filtry typu IIR służą głównie do korekcji sygnału w dziedzinie częstotliwości, dlatego systemy korekcji akustyki oparte o ten typ filtrów nie zapewniają odpowiedniej jakości korekcji. W systemach tego typu korekcja odpowiedzi częstotliwościowej odbywa się kosztem odpowiedzi impulsowej oraz przesunięć fazowych sygnału. Dźwięk po korekcji odbierany jest zazwyczaj jako wolniejszy, mniej responsywny, spłaszczony i pozbawiony dynamiki. W efekcie takiej korekcji uzyskujemy więcej wad niż korzyści.

Filtry typu FIR są zaawansowanymi filtrami pozwalającymi na korekcję zarówno w dziedzinie czasu jak i częstotliwości. Filtry tego typu stosowane są jedynie w zaawansowanych systemach korekcji akustyki. Korekcja wprowadzana przez tego typu filtry pozwala na uzyskanie idealnej odpowiedzi częstotliwościowej, i minimalizację przesunięć fazowych systemu, jednak nie pozwala na uzyskanie idealnej odpowiedzi impulsowej, jedynie jej delikatną poprawę. Filtry tego typu wymagają bardzo dużej mocy obliczeniowej,  a ze względu na ograniczone możliwości procesorów w systemach korekcji, ograniczone są również jego maksymalne możliwości w zakresie poprawy dźwięku. Zazwyczaj zaawansowana korekcja FIR oznacza wprowadzenie dużego opóźnienia dźwięku na wyjściu, względem sygnału wejściowego. Duże opóźnienia sygnału wprowadzane przez system korekcji mogą powodować spore problemy z synchronizacją obrazu i dźwięku w systemach kina domowego. Dodatkowo opóźnienie sygnału względem wejścia mocno obniża komfort grania w gry wideo, a w przypadku bardzo dużych opóźnień, wręcz uniemożliwia granie. Ostatecznie systemy korekcji akustyki oparte o filtry FIR to zawsze kompromis między jakością korekcji, a wprowadzanym opóźnieniem sygnału audio.

Wyjątkowość kalibracji Dirac Live polega na zastosowaniu filtrów o zmiennej fazie. Dzięki temu, jest to jedyny system korekcji akustyki, nie posiadający ograniczeń filtrów IIR oraz FIR. Dirac Live zapewnia możliwość pełnej korekcji akustyki w dziedzinie czasu, częstotliwości oraz odpowiedzi impulsowej. W odróżnieniu do systemów korekcji opartych o filtry FIR, Dirac nie wprowadza dużych opóźnień sygnału wyjściowego względem wejścia, dlatego nie przysparza problemów z synchronizacją obrazu i dźwięku i  idealnie nadaje się dla graczy.

Ostatecznie jakość korekcji akustyki wprowadzana przez Dirac jest wyższa niż w najlepszych systemach opartych o filtry typu FIR.

Bezpośrednio porównując możliwości DIRAC Live z systemem korekcji Audyssey XT32, czyli jednym z najlepszych systemów opartych o filtry FIR, na pierwszy rzut oka widać dużą przewagę Dirac:

Pomiar odpowiedzi częstotliwościowej:

Dirac Live vs Audyssey XT-32 flat vs Audyssey XT-32 reference

Pomiary zaczerpnięte z artykułu autorstwa Wayne’a Myersa opublikowanego na łamach forum Home Theater Shack.

Wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowej wyraźnie wskazują, że system Dirac Live  radzi sobie lepiej od systemu Audyssey XT-32 z wyrównaniem charakterystyki częstotliwościowej. Największa różnica widoczna jest w zakresie niskich częstotliwości, gdzie Audyssey pozostawił widoczne skoki w charakterystyce. Dodatkowo można zauważyć, że Audyssey nie koryguje w wystarczający sposób najwyższych częstotliwości powyżej 5 kHz.

Pomiar odpowiedzi impulsowej:

Dirac Live vs Audyssey XT-32 flat vs Audyssey XT-32 reference
Pomiary zaczerpnięte z artykułu autorstwa Wayne’a Myersa opublikowanego na łamach forum Home Theater Shack.

Wyniki pomiarów odpowiedzi impulsowej pozwalają na stwierdzenie, że Audyssey XT-32 w przeciwieństwie do Dirac nie koryguje odpowiedzi impulsowej. W efekcie Dirac Live zapewnił odpowiedź impulsową bliską ideału, a Audyssey XT-32 pozostawił mocne zafalowania w fazie wygaszania dźwięku. Zniekształcenia odpowiedzi impulsowej mają bezpośrednie przełożenie na jakość dźwięku, mogą one wyraźnie pogorszyć naturalność i szczegółowość dźwięku oraz zakłócić scenę dźwiękową.

Dirac Live – to dlatego go lubimy !

System Dirac Live jest jednym z najlepszych  cyfrowych systemów korekcji akustyki pomieszczenia dostępnym na rynku konsumenckim. Pozwala on w pełni wykorzystać możliwości i jakość dźwięku oferowaną przez posiadany system audio w dowolnym pomieszczeniu, a nawet skorygować niedoskonałości posiadanych głośników.

O czym pamiętać?

Należy pamiętać, że systemy do korekcji akustyki pomieszczeń służą do niwelowania i poprawy parametrów dźwięku które nie byliśmy w stanie skorygować za pomocą tradycyjnych metod. Systemy te są pomocne, kiedy działają prawidłowo i pod okiem specjalisty. Działają w oparciu o algorytmy i pewne założenia, które musiał przyjąć producent lub twórca systemu. Dlatego nawet najlepszy system korekcji na świecie nie poprawi błędów konstrukcyjnych, inżynieryjnych czy też wad pomieszczenia (czas pogłosu).

Pierwszym krokiem do dobrego dźwięku powinien być zawsze prawidłowo zaprojektowana kolumna głośnikowa (charakterystyka, propagacja dźwięku, kierunkowość), przemyślane pomieszczenie pod kątem akustycznym, adaptacja akustyczna i dopiero na końcu sama kalibracja kina domowego.

CINEMATIC