IK Multimedia ARC System - systém pro korekci akustických vlastností místnosti

ARC znamená Advanced Room Correction. Italská firma IK Multimedia, která je známá především jako výrobce hudebního softwaru, plug-inů a samplů, tak zabrousila do problematiky spadající spíše do oblasti měření a prostorové akustiky.

pohledem technika

ARC System

Advanced Room Correction System je kombinace měřicího systému pro měření akustických parametrů poslechového prostoru a softwarového plug-inu, který koriguje parametry poslechových monitorů a snaží se tak eliminovat negativní vliv poslechového prostoru.

Nejedná se samozřejmě o žádnou převratnou novinku. Podobných systémů existuje celá řada, ať už jsou řešené jako samostatné měřicí systémy, software na počítači nebo jsou součástí „speaker“ procesorů, které se používají například ve velkých ozvučovacích aparaturách. Ve většině případů se v principu jedná o ekvalizér, který se nastavuje podle změřených akustických parametrů poslechového prostoru. Použitá metoda měření a možnosti ekvalizace obvykle odrážejí cenovou kategorii přístroje. Některé systémy umožňují změřit parametry poslechového prostoru „za chodu“, tj. například během koncertu. Některé dokonalejší systémy využívají i zjednodušený matematický model ozvučovaného prostoru a umožňují třeba kromě frekvenční charakteristiky měnit i směrovou charakteristiku reproduktorových soustav ozvučovacího řetězce. Naopak nejjednodušší systémy mohou fungovat například jako software na počítači a pomocí mikrofonu připojeného ke zvukové kartě umožňují změřit parametry prostoru v místě poslechu (obvykle jediném) a uživatel na základě změřených výsledků obvykle manuálně nastaví ekvalizér v ozvučovacím řetězci.

ARC je svými možnostmi někde uprostřed. Je to univerzální systém, takže není určen pro nějakou konkrétní značku ozvučovací techniky. Je primárně určen pro korekci poslechového systému například ve studiu a ne pro koncertní použití. Prozatím podporuje korekci stereofonního poslechu, výrobce ale slibuje, že v některé z dalších verzí se objeví i podpora vícekanálových surround systémů.

ARC je tedy kombinací měřicího systému a ekvalizéru, který funguje jako plug--in zařazený do DAW aplikace. Narozdíl od jednoduchých systémů, kde obvykle naměřené akustické parametry prostoru „rukama“ zpracujete a nastavíte ekvalizér, ARC je plně automatický systém. No, po místnosti budete muset chodit a rukama posunovat měřicí mikrofon. Asistentku to v ceně nemá.

V ceně to má měřicí mikrofon, software, který vás povede jednotlivými kroky pro změření parametrů poslechového prostoru, plug-in, který funguje jako ekvalizér v DAW aplikaci a používá data z měřicího softwaru pro výpočet korekce signálu pro poslechové monitory, a pak už jen návod. Pro svoji činnost to tedy potřebuje zvukovou kartu, ke které mikrofon připojíte. V jednoduchosti je síla. Výrobce se chlubí, že korekční plug-in nefunguje jen jako frekvenční ekvalizér, ale pracuje i v časové oblasti a využívá technologii MultEQ firmy Audyssey Laboratories. Detailní podrobnosti o korekci ale uvedené nejsou a i na stránkách Audyssey Laboratories jsou některé věci popsané spíše obecně.

Technika

Měřicí mikrofon je na první pohled 1/2’’, výrobce ale píše 1/4’’, takže je možné, že je opravdu použita menší membrána v 1/2’’ těle. Není to moje, nerozebíral jsem to. Napájení je řešeno jako klasický 48V fantom, mikrofon bohužel neumožňuje bateriové napájení, takže opravdu potřebujete zvukovou kartu, která má symetrický mikrofonní vstup se 48V fantomovým napájením. Můžete samozřejmě použít externí napáječ, ale v ceně není. Mikrofon působí velice robustním a profesionálním dojmem, samozřejmostí je XLR konektor na výstupu. Frekvenční charakteristika mikrofonu by měla ležet v tolerančním poli +/–1,5 dB, změřil jsem na 20 kHz pokles asi 2 dB, což by zhruba odpovídalo. Orientace mikrofonu při měření je „svisle“, takže je zřejmá snaha o dosažení co nejlepší kulové směrové charakteristiky.

Instalace softwaru je bezproblémová, ARC funguje na operačních systémech Windows XP/Vista nebo Mac OS X. Nainstaluje se samostatná měřicí aplikace i korekční plug-in, který podporuje rozhraní VST, RTAS a AU. Jednoduchost ovládání a provázanost korekčního plug-in modulu s daty získanými měřicí aplikací je asi největší výhodou celého kompletu ARC. Měření parametrů místnosti probíhá v pěti krocích, vše je podrobně popsáno v návodu a navíc samotná aplikace obsahuje přehledný popis jednotlivých kroků (anglicky).

Po spuštění měřicí aplikace vyberete zvukovou kartu, kterou pro měření použijete. Použít lze jakékoliv zvukové zařízení s podporou ASIO, které je vybaveno mikrofonním vstupem s fantomovým napájením. Nevýhodou je práce pouze se vzorkovací frekvencí 48 kHz, kterou měřicí aplikace podporuje. Před měřením tedy musíte přepnout vzorkovací frekvenci, případně přímo z aplikace vyvolat ovládací panel zvukového rozhraní, který změnu frekvence umožňuje nastavit. Samotný korekční plug-in pracuje s libovolnou vzorkovací frekvencí v rozsahu 32–96 kHz, se kterou pracuje DAW software. Nechápu, proč už podobná variabilita vzorkovací frekvence nemohla být použita i v měřicí aplikaci.

Dalším krokem je nastavení poslechové hlasitosti a citlivosti vstupu, do kterého je připojen měřicí mikrofon. Tlačítkem PlayTest spustíte testovací signál, nastavíte zvolenou hlasitost poslechových monitorů a pak na zvukovém zařízení citlivost mikrofonního vstupu. Měřicí aplikace zobrazuje indikátor vstupního signálu s výrazným ukazatelem „vyhovuje/nevyhovuje“, takže celý proces nastavení je poměrně jednoduchý a „blbuvzdorný“.

Samotné měření je opět velmi jednoduché, i když vzhledem k počtu měřicích bodů trochu zdlouhavé. Počet měřicích bodů by měl být nejméně 12, optimálně 16–20, maximálně 32. Výrobce se chlubí tím, že ARC neprovádí korekci na základě měření v jediném bodě, ale optimalizuje ji na základě měření ve 12–32 bodech, pokud možno ve všech místech poslechu. V návodu jsou uvedeny příklady a doporučení pro volbu měřicích bodů jak pro jedno, tak pro více poslechových míst. Měřicí body by měly být vzhledem k poslechovému místu rozloženy symetricky, je rozumné dodržovat uspořádání podle návodu. 1. bod by měl být vždy uprostřed poslechového místa a slouží zřejmě jako referenční. Jako měřicí signál je použitý rozmítaný harmonický signál (chirp), který je zřejmě dostatečně krátký, aby v místnosti nevzniklo stojaté vlnění. Když už se firma chlubí dokonalostí ekvalizace, mohlo být celé měření postaveno na metodě MLS nebo nějakém vhodném impulsním signálu. I když takhle je to z hlediska vyhodnocování nejspíš jednodušší. Měření probíhá pro každý kanál poslechového systému zvlášť, trvá asi čtyři sekundy a během této doby je signál je desetkrát opakován.

Posledním krokem je výpočet korekcí na základě změřených parametrů prostoru. O použité metodě nejsou v návodu ani na stránkách výrobce napsány žádné konkrétní detaily, spíše jsou zdůrazněny výhody, jak už to obvykle bývá. Trochu více informací najdete na stránkách Audyssey Laboratories, jejichž metoda MultEQ je v systému ARC využita, ale opět žádné konkrétní podrobnosti. Údajně není použito pouhé průměrování všech měřicích bodů ani samotná frekvenční ekvalizace, ale systém prý provádí kromě frekvenční i nějakou časovou korekci, kterou získává z pěti skupin, na které si dělí jednotlivá měření. Prý je v tom i nějaký fuzzy algoritmus. Skoro bych se začal bát. Každopádně se výrobce chlubí tím, že můžete zvolit nejen jedno, ale klidně více míst poslechu a systém to nějak zoptimalizuje pro všechna ta zvolená místa.

Každé nastavení a korekci pro zvolená místa poslechu nebo konkrétní nastavení poslechových monitorů lze samozřejmě uložit do samostatného souboru a pak pouze přepínat. Můžete tak mít více poslechových monitorů nebo jen více „skupin“ poslechových míst. To je určitě praktické, jako perličku lze pro každou tu uloženou konfiguraci vybrat obrázek jiných reprobeden. Třeba kdyby někdo neuměl číst...

Praktické použití

Následující postřehy berte s nadhledem, jsou to subjektivní dojmy, které jsem získal převážně poslechem, pohledem a úvahou. Provedl jsem nějaká měření pro ověření, ale pochopitelně jsem nedělal „zpětné inženýrství“ použité metody.

Na ovládání celého postupu měření i použití plug-in ekvalizéru není co hodnotit, protože to jednodušeji zřejmě vymyslet nejde. Doporučuji ale nahlížet do návodu při volbě měřicích míst. Celý proces je rozumně „automatizovaný“, což je určitě velká síla ARCu.

Zvuk – to je samostatná kapitola. Něco to udělá a kdo ví, jak by to opravdu mělo znít. Samozřejmě nemůžete čekat zázraky, protože fyzika se obejít nedá. Pokud máte akusticky příšernou místnost, ARC to za vás nevyřeší. Rozhodně to není náhrada akustických úprav prostoru, i když po přečtení stránek prodejců by se to mohlo zdát. Naopak, pokud věnujete rozumnou úvahu, čas a peníze alespoň základním akustickým řešením, ARC vám pomůže dovést váš poslechový systém určitě o něco blíže k neutrálnímu poslechu. Dá se s tím docela pěkně hrát, zvlášť při volbě měřicích míst. Za zásadní nevýhodu považuji fakt, že spočítaná korekce je brána jako dokonalost a není zde žádná možnost další „ruční“ úpravy. To by už přece v plug-in modulu moc dalších složitostí nepřineslo. Naopak pozitivní je, že korekční plug-in nedělá žádná extrémní a drastické zásahy do zvuku, u volby mezních hodnot změn asi konstruktéři dost přemýšleli.

Vzhledem k tomu, že „pouhé“ frekvenční úpravy obvykle nedokážou vyřešit frekvenční nevyváženost zvuku, která je způsobena odrazy v prostoru, tak ani tady nelze čekat zázraky. Pro první pokus jsem ARC schválně použil v akusticky zcela nevyhovujícím členitém poslechovém prostoru téměř čtvercového tvaru. Výsledným dojmem po „korekci“ nebyl posun k neutrálnosti, ale spíše ke „sterilitě“ zvuku. Prostě jsem měl pocit ztráty detailů a zbytečného zdůraznění výšek. Naopak na basech částečně zmizelo „rozmazání“, které je v té místnosti naprosto běžné a zlepšila se jejich čitelnost. Čím méně „difúznosti“ prostoru a odrazů zvuku, tím menší je pocit té „sterilnosti“ zvuku. Nejvíce se ARC osvědčil při použití v přetlumeném prostoru, kde si velmi rozumně poradil s korekcí basů a ten pocit zdůraznění výšek zmizel. Velmi dobrého výsledku se dalo dosáhnout v prostoru, kde strana za monitory byla značně odrazivá a zbytek prostoru byl přetlumený. Prostě bez akustických úprav zázrak nebude.

Při pokusu o korekci více poslechových míst je výsledkem samozřejmě nějaký kompromis mezi nimi, i když opravdu nejde jen o nějaké jednoduché průměrování parametrů. Holt fuzzy. Raději bych to používal pro korekci jediného poslechového místa a pro každé místo bych měl zvlášť uložený preset s nastavením korekce.

V plug-in modulu můžete celou korekci tlačítkem vypnout a porovnat tak původní a korigovaný výsledek. Dokonce máte možnost celkovou hlasitost mezi korigovaným a původním nastavením dorovnat ovládacím prvkem Trim. Plug-in si hlavně nezapomeňte vypnout, když mícháte výslednou nahrávku a místo poslechu provádíte finální bouncing.

Výrobce píše, že systém funguje správně pouze s dodávaným mikrofonem. Troufám si tvrdit, že klidně s jakýmkoliv (slušným) měřicím mikrofonem třídy 2 a lepší (dle IEC 651) a nebude to žádný problém.

Závěr

ARC je korekční systém zajímavé koncepce. Použití plug-in modulu v DAW aplikaci je jednoduché, především díky provázanosti s výsledky uloženými v měřicím softwaru. Tvrzení na stránkách prodejců a výrobce, že „zázraky vždy a všude“ berte s rezervou. Fyzika se obejít nedá, ale spolu se základními akustickými úpravami se opravdu dá dosáhnout zajímavých výsledků a zlepšení poslechu. Firma pracuje na dalších verzích programu, a pokud se dočkáme podpory Surround, může ARC výrazně zjednodušit práci při instalaci vícekanálových poslechových systémů. Cena 17 490 Kč s DPH je odpovídající i díky tomu, že samotný (slušný) měřicí mikrofon stojí podobné peníze.

pohledem muzikanta

Není jednoduché vytvořit dobrý zvuk nahrávky. Prvním předpokladem dobrého zvuku nahrávky je, aby zvukař slyšel přesně to, co opravdu zní – tedy co tvoří.

Na první pohled to může vypadat jako banalita, ale vůbec to nemusí být tak jednoduché. Každý zesilovač zní jinak, každé bedny zní jinak, sluchátka, ale i každá místnost podávají jiný zvukový obraz. Pro minimalizaci chyb ze špatného poslechu se nakupují osvědčené zesilovače a poslechové monitory, ale hodně zde záleží na osobních preferencích, vkusu a zkušenostech. Ale i stejné reproduktory budou znít v každé místnosti jinak. Mohou za to odrazy zvuku, které de facto zkreslují signál a tak mění výsledný zvukový obraz nahrávky.

Řešení takové situace by mohlo být například naprosté utlumení místnosti. Ale to je jednak finančně velice náročné, nikdy stoprocentní, a navíc by výsledek s sebou přinesl řadu jiných problémů (nepřirozený dozvuk, respektive „nedozvuk“, by jistě vedl k přehnanému používání umělých dozvuků), nepříjemné prostředí atd. Z těchto důvodů se režie studií zbytečně nepřetlumují, v podstatě by měly být utlumené zhruba stejně jako obývací pokoj.

Ve firmě IK Multimedia šli na věc jinak – změřit vlastnosti místnosti a následně nastavit ekvalizér tak, aby vyrovnal problematické frekvence ve zkreslení místnosti.

Co je k tomu potřeba?

Moderní studia jsou velice často postavená na počítačích, a tak je jedním ze dvou nutných komponentů software (ten se vlastně ještě dělí na dvě části).

Jedná se tedy o měřicí software, který se spouští v režimu stand alone (tedy jako klasická aplikace). Průvodce provede pěti kroky měření, které je velice jednoduché. Instrukce jsou srozumitelné i s nižšími znalostmi angličtiny, v manuálu jsou k dispozici názorné obrázky. Aby bylo měření pokud možno co nejpřesnější, provádí se minimálně dvanáctkrát. Měří se vždy v okolí předpokládaného místa poslechu. Pokud je tedy ve studiu pouze jediná židle pro poslech (například v domácím studiu), přestavuje se mikrofon jen drobně, v blízkém okolí této židle. Pokud se ve větším studiu počítá se třemi židlemi přímo u míchacího pultu (zvukový mistr, pomocný zvukař a producent) a například gaučem (kde obvykle sedí členové kapely), je okolí pro měření větší a mezi jednotlivými měřeními se mikrofonem pohybuje ve všech poslechových místech – rozhodně se pak vyplatí udělat větší počet měření. Po naměřených hodnotách se vypočtou průměrné hodnoty a vytvoří se preset s ekvalizační křivkou.

Druhý software je plug-in (VST, AU, RTAS), který se aplikuje na výstupní stopu (Main Output), ve kterém se nastaví příslušný preset s naměřenou ekvalizační křivkou. K tomuto plug-inu jsou důležité dvě poznámky:

1. Vypnout plug-in v případě, kdy posloucháme na sluchátka (ekvalizér napravuje vlastnosti místnosti, které se při poslechu na sluchátka neprojeví).

2. Vypnout plug-in v okamžiku, kdy provádíme finální mixdown (ekvalizér by byl aplikován na výslednou nahrávku a zvuk by zněl zase úplně jinak, než bychom chtěli).

Posledním nutným komponentem je měřicí mikrofon, který je (stejně jako zmíněný software) pochopitelně součástí balení ARC System. Mikrofon musí být kalibrovaný, aby bylo naprosto jasné, jak vlastně měří. Nelze tedy měřit s libovolným jiným mikrofonem. Naopak je ale možné mikrofon z ARC Systemu použít jako další mikrofon ve studiu pro záznam.

Praktické zkušenosti

Nejdříve se uživatel seznámí s měřením. Přesto že je měření velice intuitivní, doporučuji aspoň jednou kouknout do manuálu nebo si alespoň všimnout poměrně velké (přesto však přehlédnutelné) nálepky na mikrofonu. Obrázek na ní (jakož i v manuálu) vysvětluje, že při měření má osa mikrofonu směřovat směrem vzhůru, nikoliv směrem k reproduktorům, jak bychom mohli očekávat. Uživatelům počítačů Mac Intel (jakožto klidně i ostatním) doporučuji před začátkem měření updatovat na nejnovější verzi softwaru. Po naměření všech dvanácti hodnot jsem zjistil, že ve verzi, která je na disku, je chyba a preset nelze pojmenovat, a tedy ani uložit. Update na nejnovější verzi (v tento okamžik 1.0.2) to ale (pochopitelně po novém měření) vyřešil.

Největší problém při měření jsem měl, kam umístit a přesouvat mikrofon, tak abych naměřil dvanáct smysluplných hodnot. V manuálu radí, že vršek mikrofonu by měl být ve výšce uší, a následuje obrázek naznačující vhodné umístění mikrofonu pro měření. Může se jednat i o poměrně krkolomnou manipulaci se stojanem, pokud chceme docílit co nejpodobnějších akustických vlastností v místnosti (tedy sedíme-li také na židli u mixu, abychom pohlcovali akustické vlny tak, jak je opravdu budeme pohlcovat při poslechu), které budou při skutečném poslechu.

Provedl jsem různá měření s různým nastavením reproduktorů (HF Control a LF Control) a konečně zjistil, které nastavení reproduktorů se zdá být nejlepším (tedy výsledná ekvalizační křivka byla nejrovnější). Měření se tak dá použít i při umisťování absorbčních panelů do režie a zjistit tak nejproblematičtější místa – tedy, pokud si to nenecháte provést specializovanou firmou.

Závěr

Výsledky měření bohužel nemohu porovnat s nějakým jiným měřením. Nezbývá mi tedy než věřit, že výsledná ekvalizační křivka skutečně vyrovnává (a nikoliv destruuje) signál. Ale rozhodně jsem měl po aplikaci ARC System subjektivní pocit, že se mi se zvukem pracuje lépe – některá frekvenční pásma, která mě dříve zlobila, se teď vyvažovala daleko snáz. Přesto se ale pochopitelně nedá na ARC System spoléhat jako na zázrak. Kvalitní ozvučení nemá svou výhodu pouze v rovném podání zvuku, ale také v průzračnosti, v jasném podání atd. A ARC System nezachrání ani nevhodnou místnost, která není akusticky vůbec nijak vyřešena. Nenahradí difúzní nebo absorbční panely, ale rozhodně může pomoci.