Loudness (بلندی صدا) چیست و چگونه ارزیابی می شود؟

“بلندی صدا” یا همان “Loudness” گاها به عنوان موجودیتی خارجی تعریف شده است که بر خلاف واقعیت است: شنوایی انسان و درک ما از بلندی صدا، یک مسئله ذهنیست و موجودیتی ثابت ندارد. این موضوع با چند مثال تجربی قابل بررسی است:

افراد مختلف، اصوات را متفاوت می‏‌شنوند

قطعا تجربه داشته اید که با فردی بر سر بلندی یک صدا اختلاف نظر داشته اید و به عنوان مثال در این سناریوی فرضی، در حالی که بلندی صدای تلویزیون برای شما خوشایند است، ممکن است برای فرد دیگری در حد آزاردهنده‏‌ای زیاد باشد! اگر همه ما یک میزان مشخص از صدا را دریافت می‏‌کنیم، پس علت این تفاوت در چیست؟ صدا به محض ورود به گوش ما، از فیلترهای بسیاری عبور می‌‏کند که برخی فیزیکی هستند و برخی ذهنی. به عنوان مثال جنسیت و سن از عوامل فیزیکی هستند که بر درک ما از اصوات تاثیر می‌گذارند و میزان استرس و مشغله فکری نیز از عوامل ذهنی هستند که حساسیت ما نسبت به اصوات را تحت تاثیر قرار می‌‏دهند.

قدرت شنوایی شما همیشه در تغییر است

شنوایی شما بیش از آنچه فکر می‏‌کنید در “مغز” شما اتفاق می‏‌افتد! اگر گوش شما میکروفونی باشد که انرژی آکوستیک را به سیگنال الکتریک تبدیل کند، مغز شما پردازشگر سیگنالی هست که این سیگنالها را تبدیل به چیزی می‏‌کند که ما آن را به عنوان “صوت” تجربه می‏‌کنیم و این پردازشگر می‌‏تواند در لحظه، خود را بازنویسی کند. عوامل مختلفی مثل استرس می‏‌توانند باعث شود تا مغز ما به صورت موقت، تغییراتی در قدرت شنوایی ما ایجاد کند. این تغییرات ممکن است فیلتر کردن برخی فرکانس‎ها، تغییر در پیچ (Pitch) و … باشد که هرکدام در علم پزشکی تعاریف مخصوص به خود را دارا هستند. به همین علت شنوایی امروز شما ممکن است با شنوایی دیروز شما فرق کند و به مرور، عواملی مانند کهولت سن، این تغییرات را در مقیاس ملموس‌تری تثبیت خواهند کرد.

عواملی که در درک ما از Loudness تاثیرگذار هست

امیدواریم تا به اینجا به شما ثابت شده باشد که مسئله به نظر ساده‏ای مثل Loudness تا چه حد می‌‏تواند شخصی و وابسته به نوع پردازش و خوانش سیگنالها در مغز شما باشد. با اینحال، پرسش اصلی این است که چه عواملی باعث می‏‌شوند تا اکثر انسانها برخی اصوات را قوی تر و برخی را ضعیف‌تر از مابقی بشنوند؟ و این عوامل چگونه با مفهوم “Loudness” در قلمرو دیجیتال پیوند می‌خورد؟

Pitch یا زیر و بمی

سیستم شنوایی ما، تمام فرکانسها را با بلندی یکسان نمی‌‏شنود، حتی اگر آنها را با SPL (میزان فشار صوت) یکسان دریافت کند. این مسئله از قوائد و شرایط منعطفی پیروی می‏‌کند اما به صورت کلی، در SPL ثابت، ما فرکانسهای خیلی پایین و خیلی بالا را ضعیفتر از Mid-Range (فرکانسهای میانی) به خصوص 3 تا 4 کیلوهرتز می‏‌شنویم. از منظر مسترینگ، این بدان معناست که تعادل فرکانسها، نقش مهمی در “Loud” (قوی) شنیده شدن یک آهنگ دارد مخصوصا اگر در یک Meter (آنالیزگر) با یک آهنگ دیگر مقایسه شود.

چگالی طیفی (Spectral Density) و تضاد (Contrast)

ممکن است اینطور به نظر بیاید که “Loud” به گوش رساندن یک تنظیم شلوغ که در آن سازهای مختلف، کل محدوده فرکانسی را پوشش می‌‏دهند، راحت‏‌تر از انجام همینکار با یک ساز تنها باشد. بالاخره یک ارکستر سمفونیک صدای بلندتری نسبت به یک فلوت تنها دارد؛ مگر نه؟! خیر، موضوع به این سادگیها هم نیست! حداقل در قمرو دیجیتال، که در آن تعریف مشخصی از “حداکثر صدا” وجود دارد، داستان کاملا متفاوت است.

به چگالی طیفی می‏‌توان به عنوان تقابل پیوسته یک Tone (صدای سینوسی) با نویز Noise پهن باند (صدای اشباع شده از هارمونیکها) نگاه کرد که در این مثال از Pink Noise یا همان نویز صورتی استفاده می‌کنیم، زیرا Pink Noise حداکثر چگالی طیفی را دارد یعنی تمام فرکانسها را به یک اندازه به گوش ما می‌‏رساند و در نقطه مقابل آن، یک صدای سینوسی حداقل چگالی طیفی را دارد که یعنی تنها یک فرکانس به گوش ما می‏‌رساند.

اگر Average Level و Peak Level یک نویز پهن باند و یک صدای سینوسی یک کیلوهرتزی را مقایسه کنیم، دو مورد بسیار جالب را مشاهده خواهیم کرد:

1. اگر Average Level دو سیگنال را یکسان کنیم، خواهیم دید که نویز، Peak Level هایی در حدود 10 تا 11 دسیبل بالاتر از صدای سینوسی دارد. مقایسه دریافتی (با اتکا به گوش و مغز) بین دو سیگنال این چنینی، بسیار مشکل است اما وقتی به این صورت در کنار هم قرار می‏‌گیرند، می‏‌توان گفت که تقریبا از Loudness یکسانی برخوردار هستند.

2. اگر هر دو سیگنال را همزمان پخش کنیم و صدای سینوسی را در حدی پایین بیاوریم که تنها کمی بلندتر از صدای نویز شنیده شود، خواهیم دید که Peak Level آن 36 دسیبل کمتر از Peak Level نویز است. نکته جالب اینجاست که با اینحال، در محدوده‏ی 1 کیلوهرتز، صدای سینوسی همچنان حدود 3 دسیبل بالاتر از نویز قرار دارد.

با بررسی این دو مورد، به این نتیجه می‌‏رسیم که سیستم گوش و مغز ما در درک Loudness ، بیشتر به Average Level متکی هست تا به Peak Level و همچنین قادر است یک صدای سینوسی را در Level ضعیفتری نسبت به یک سیگنال نویز تشخیص دهد. به اضافه اینکه زمانی که چگالی طیفی بیشتر می‏‌شود، Peak Level نیز در مقایسه با Average Level افزایش می‌‏یابد. پس با افزایش چگالی طیفی، ما به Headroom بیشتری برای Peak نیاز داریم و یا اگر این امکان نبود، می‌باست Loudness کاهش بیابد.

مبحث Psychoacoustic (گوشی/روانی) پیچیده‌ی دیگری نیز وجود دارد که به آن پوشش جزئی یا Partial Masking گفته می‏‌شود. با اینکه جزئیات این مبحث هنوز هم در دست بررسی و تحقیق هست، اساس و پایه آن این است که در یک محدوده فرکانسی مشخص، صداهای مختلف، قابلیت متفاوتی در پوشاندن اصوات زمینه دارند و برخی بیشتر و برخی کمتر قادر به انجام اینکار هستند.

این مسئله به محتوای هارمونیک صدا و رابطه بین این محتوای هارمونیک با فرکانس Foundamental (فرکانس اصلی) بستگی دارد. این موضوع می‏‌تواند توضیحی باشد بر این مسئله که برخی ترکیبات صدا می‏‌توانند Level عینی یا قابل اندازه‏‌گیری صدا را بالا ببرند بدون آنکه به Level ذهنی یا دریافتی صدا بی‌افزایند.

در تجربه کردن Loudness ، جا دارد به نقش کنتراست (تضاد) و طنین نیز توجه کنیم. به عنوان مثال اگر یک آهنگ یا بخشی از آهنگ توسط عناصر ضعیف‌تری احاطه شده باشند، آن را Loud می‏‌شنویم. به اضافه آنکه بعضی مشخصه‏‌های Loudness در طنین و جنس یک صدا جای دارند. به عنوان مثال اگر مادرتان سرتان داد بزند که باید بیدار شوید و به کارهایتان برسید، فرقی ندارد داخل اتاقتان اینکار را انجام دهد یا از داخل آشپزخانه! شما بهرحال متوجه می‌‏شوید که مادرتان در حال فریاد کشیدن است و این موضوع ربطی به مقدار صدای دریافتی ندارد.

نتیجه ‏گیری

امیدواریم که تا به اینجا این نتیجه را گرفته باشید که مبحث واحدی به نام Loudness وجود ندارد. دریافت ما از Loudness یک موضوع بسیار شخصی و وابسته به فاکتورهای مختلفی هست از جمله سیستم صوتی مصرف‏‌کنندگان که به آن اشاره‏ای نکردیم! اگر می‏‌پرسید که این اطلاعات چه ارزشی دارند و چگونه در مسترینگ به کار گرفته می‏‌شوند، می‏‌توانیم به شما توضیح مختصری بدهیم:

ما کنترل بسیار محدودی بر درک Loudness کارهایمان توسط شنوندگان معمولی داریم اما بر مسائل دیگری کنترل داریم مانند: کیفیت کلی، پانچ، تعادل فرکانسی، شفافیت، حجم و … پس بالا بردن Level صدا به امید افزایش Loudness دریافتی توسط شنوندگان، کاری بیهوده است! اگر طی پروسه مسترینگ به این سوال برخوردید که “آیا پروژه من به اندازه کافی Loud هست؟” یا “پروژه من برای رعایت استانداردهای انتشار، می‌‏بایست تا چه حد Loud باشد؟” شاید دارید سوال اشتباهی می‌‏پرسید! پرسش اصلی این است که “چطور می‏‌توانم این پروژه را قوی‌تر به گوش برسانم و کیفیت آن را بهبود ببخشم یا حداقل حفظ کنم؟” در هر پروژه‏‌ای، نقطه‌‏ای وجود دارد که تعادل بین Loudness و کیفیت حاصل می‏‌شود. این کار شماست تا آن را پیدا کنید.

منبع: www.izotope.com