О фазолинейности..

[mixxxxxer]

Всем привет! Хочу поделиться впечатлениями от вот какого опыта..

Перечитывал тут статьи Кресковского на тему "Transient Perfect Crossover", ну и решил попробовать как все же "звучат" АС с абсолютно фазолинейной фильтрацией.. Системка, на которой я "играюсь", позволяет сделать такое - это 3-х полосная активка, "питаемая" от многоканальной зв карточки (прикупил тут по случаю старенькую ESI ESP1010 взамен своей еще более старенькой ESI WT192L). Проигрыватель - программный плеер foobar2000 + plugin-ы: foo_dsp_xover для разделения стерео в 6-ти полосное стерео (по 3 полосы на канал, "родная" фильтрация отключена), foo_dsp_vst - VST-хост для вставки в путь сигнала VST-эффектов и сам эффект - convolverVST.dll (приблуда, позволяющая делать многоканальную цифровую FIR-фильтрацию). Можно было бы обойтись только vst-хостом (convolverVST и сам умеет расщеплять полосы), но в xover-е удобно выставлять временнЫе задержки на полосах прямо во время воспроизведения..

Получился примерно такой путь сигнала:

стерео-файл > стерео по 3 полосы > фазолинейные FIR-фильтры на каждую полосу > цапы зв карты > полосные уси > динамики

Импульсы для фазолинейных фильтров сгенерил в Адобе: взял дельта-функцию (1 сек "тишины", посрединке сэмпл = 1), отфильтровал ее бесселем 2-го порядка, развернул, снова отфильтровал тем же бесселем, снова развернул. И так для каждой крайней полосы, для средней - то же, но для обоих краев. Получил симметричные импульсы для фазолинейных фильтров 4-го порядка с выравниванием как-то там почти по Бесселю..

"Свинтив" всю эту конструкцию, принялся за "настройку" - раз ты, зараза, вся такая теперь фазолинейная, значит должна выдавать мне чистый, неискаженный меандр. По меандру и стал настраивать. Подвигал задержки полос взад-вперед, уровни вверх-вниз, в конце концов получил что-то более-менее похожее на меандр (см. первую картинку, меандр 1KHz, мик на расстоянии 0.5м от сч-дина по оси "прослушивания").

Ну, дай, думаю, теперь послушаю, на что ж это похоже? Включил.. И офигел..

Произошло то самое чудо, о котором как-то всегда мечталось, но достичь его все как-то не удавалось.. Нет, ну конечно и раньше была и ровная ачх-а, и "правильное" для LR4 (ранее самый любимый фильтр) сопряжение фаз и т.д. и т.п. И играло все это хорошо, ровно так, тонально верно.. Но все это было всегда только "похоже", только "напоминало".. Присутствовала во всем этом всегда некая фальшь..

А тут.. Такое впечатление, что воздух в комнате загустел и в нем натурально материализовались люди, инструменты, звуки.. Зв сцена распахнулась - вглубь, вширь, вверх, вниз.. Музыка стала какой-то осязаемой, плещущейся, дышащей как море или теплый ветер..

Сказать, что испытал шок - ничего не сказать.. Просто полностью утонул в происходящем.. Начал слушать часов в 8 вечера, опомнился и с трудом оторвался где-то в час ночи..

В конце концов начал "гонять" все это на всяких сложных участках, - перегруженные эл гитары, хор с органом, форте оркестра, - про которые помнил, что там раньше наблюдались "каша" и прочие гадости.. Теперь же состояния "каши" достичь нигде так и не сумел - если оркестр делает "все вместе и громко" - то, блин, он именно это и делает.. А струны у контрабаса хочется подойти и "ущипнуть" самому.. В общем, сказка какая-то..

Кстати, когда раньше разбирался с фазолинейными фильтрами, естественно прочитал и то, что акуст сложение не эквивалентно электрическому (что правда), и, даже если удастся точно сложить в одной точке (или на одной оси) акуст сигналы, то в соседних точках они уже точно никогда не сложатся, станут слышны предзвучия и т.п.. И сам здесь и в др местах неоднократно повторял этот тезис.. Теперь мое имхо такое - переживания по этому поводу сильно преувеличены.. Двигаясь довольно далеко как влево-вправо, так и вверх-вниз от свитспота разрушения звук картины я заметить не сумел..

Короче, запал я на эту байду.. Рекомендую, у кого есть такая же возможность "на коленке" сконфигурировать аналогичную систему, обязательно попробовать и послушать - имхо, оно того стОит..

PS. Снял (скриншоты слева-навправо, начиная со второй картинки): ачх+фазу и меандр по оси, 15 градусов вверх, 15 градусов влево - равносильно тому, что с 2.5 метров расстояния прослушивания я либо сижу на диване (0 гр), стою (+15 гр), лежу поперек (15 гр вбок). Все снимал с 25 см от панели АС по оси сч дина, вуфер нч отключен, у сч идет неустранимый спад ниже 200Hz (встроенный фильтр сателлитных м/м усилителей, которыми питаю систему), спад выше 12KHz - естественный внеосевой спад вч дина, характерная "пила" ачхи - хорошая иллюстрация краевой дифракции от малюсенького корпуса сателлитов. Собственно, спад сч дина (и без "подпорки" нч вуферов) начиная с 200Hz есть причина волнообразного изгиба на полке меандра.. Но не суть - видно, что в пределах +/-15 градусов от центра свитспота меандр более-менее сохраняется.. А играет по-прежнему с удивительным "эффектом присутствия", сейчас слушаю Бреговича и "брожу" между музыкантами его ансамбля..

PPS. Ссылки на фубарные dsp по теме: convolverVST - http://convolver.sourceforge.net/index.html, foo_dsp_vst - http://pelit.koillismaa.fi/plugins/show.php?id=205, foo_dsp_xover - http://xover.sourceforge.net/. Проверена их работа на версии фубара 0.9.4.

PPPS. По просьбам ленящихся гуглить камрадов выложил напрямую convolverVST (устанавливается сам), foo_dsp_vst и foo_dsp_xover (копировать в components фубара). foo_dsp_xover требует для работы длл-ину msvcr71.dll (копировать в Windows\System32).

Но все эти "приблуды" нужны тогда, когда хочется использовать фильтрацию на основе своих фир-фильтров. Если хочется просто попробовать, то проще включить в фубаре foo_dsp_channeldividerF - двухполосный фазолинейный фильтровщик, написанный одним японцем (или то же, но на конце F3 - это трехполосная версия). Двухполосный можно взять здесь (оба плюс описание на японском есть на сайте автора - http://www.aedio.co.jp/download/).

[alexjc]

я себе сделал просто и классно. Саундкарточка своим дсп (или дровами) делит сигнал на НЧ и остальное, частоту среза я могу менять в реальном времени от 10 до 200Гц. и этот срез естественно работает в любом приложении. Отдельный стереоусил на два саба работает с выхода на саб, и отдельный стереоусил на СЧ+ВЧ разделённые пассивно. Всё работает супер, телодвижений минимум.

[badangel]

Всем привет! Хочу поделиться впечатлениями от вот какого опыта..

Приветствую!

Можно ли попросить Вас оформить ваш эксперимент в виде FAQ: пошагово описать порядок действий со скриншотами. Думаю с подробным планом действий большее число читателей захотело бы повторить вашы опыты!

[mixxxxxer]

Попробую, но не обещаю быстро..

[TheLivingOne]

У меня давно есть замысел сделать подобную вещь в качестве цельного open source плагина для Jack (это аудио сервер под Linux), но, как водится, не доходят руки. В одной программе можно было бы совместить качественный ресемлинг, генератор фильтров-корректоров АЧХ и ФЧХ по таблице с измерительного микрофона, ручной эквалайзер, и кроссовер. Собственно DSP всё есть, но надо прикрутить это дело к аудиосистеме, а мне даже влезать в тему пока никак. Если есть единомышленники - пишите

[mixxxxxer]

У меня давно есть замысел сделать подобную вещь в качестве цельного open source плагина для Jack

Есть конволвер для линухового Джека - BruteFIR. Посмотри здесь, раздел "I/O modules".

[RINDIG]

mixxxxxer,
Выложите лучше все файлы кроме фубара , зачем мучатсья их искать в интернете когда вы уже выложить можете ?
По вашим ссылкам (для скачивания) прогулялся и заблудился как в лесу ! (так ничего и не скачал).

"родная" фильтрация отключена)

Что это значит и где выключается ?

цифровую FIR-фильтрацию

Можно коротко что это такое ?

[TheLivingOne]

Можно коротко что это такое ?

Если очень коротко, то это свёртка, т.е.

Выходной сэмпл = [буфер входных сэмплов] X [FIR-фильтр]

FIR фильтр - это вектор (упорядоченный набор чисел).
X - скалярное умножение векторов.

Эта весьма нехитрая операция (на C пара строк программы) позволяет создать ЛЮБУЮ т.н. линейную операцию над дискретным сигналом с Конечным Ответом на Импульс (Finite Impulse Response), в зависимости от того, что за числа находятся в векторе-фильтре.

Почти все интересующие нас процессы (например, частотная фильтрация) в аналоговом мире имеют бесконечный ответ на импульс, но обычно затухающий где-то эдак экспоненциально, поэтому для любой заданной точности можно этот ответ укоротить до места, где он становится достаточно маленьким, и в результате создать FIR-фильтр. (Кстати, фильтр равен собственной импульсной характеристике!)

В контексте этой темы, FIR можно использовать для того, чтобы создать фильтр с произвольно заданной АЧХ и ФЧХ. Реальная точность операции будет зависеть от разрядности вычислений и от длины фильтра. Практически в реальном времени достижима точность до долей дБ и градуса (что аналоговому кроссоверу и не снилось). Можно снять АЧХ/ФЧХ динамиков микрофоном и построить фильтр, который выравнивает их практически в линейку.

Кстати, построение такого FIR фильтра есть всего навсего обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT) от графиков его АЧХ/ФЧХ, т.е. тоже дело несложное

Если понимаете по английски, почитайте книжку DSP Guide - крайне толковая!

[Nikolav]

Можно ли попросить Вас оформить ваш эксперимент в виде FAQ: пошагово описать порядок действий со скриншотами. Думаю с подробным планом действий большее число читателей захотело бы повторить вашы опыты!

Выложите лучше все файлы кроме фубара , зачем мучатсья их искать в интернете когда вы уже выложить можете ?

Присоединяюсь к просьбам.

[Sferoid]

У меня есть вопрос к автору(и не только). Задавая сдвиг вч динамика относит нч мы должны добиваться максимума амплитуды на частоте раздела, т к должны получить фазовый сдвиг равный нулю. Я правильно понял? Просто, экспериментируя с активной 2полоской, я ни как

Добавлено через 23 минуты
не могу похвастаться такими импульсами, как здесь получали выше. Лучший меандр получился пока от одного динамика без фильтра. В остальных случаях показать стыдно

[mixxxxxer]

Задавая сдвиг вч динамика относит нч мы должны добиваться максимума амплитуды на частоте раздела, т к должны получить фазовый сдвиг равный нулю.

Когда "режем" дины фильтрами, то обычно пытаемся "выровнять" их так, чтобы в области частоты раздела они "работали" синфазно. Смысл выравнивания акуст центров динов - в правильной ориентации главного лепестка направленности.

Указанием на то, что это удалось, обычно служит максимизация ампл в области частоты раздела.. Но (!) - максимизация в данном конкретном направлении (обычно, по оси точка прослушивания - АС). По другим направлениям из-за того, что два дина всегда физически разнесены в пространстве, всегда будет определенная разность фаз в области частоты раздела, возрастающая по мере отклонения от гл оси..

Сказанное справедливо, имхо, для фильтров любых типов.. Особенностью фазолинейных фильтров является то, что они не искажают огибающую сигнала (в идеале). Поэтому для них возможен более наглядный способ выравнивания - по меандру.. Впрочем, для других типов фильтров этот способ тоже может использоваться - просто надо знать, как выглядит картинка идеальной переходной хар-ки для этих других типов фильтров и пытаться подогнать по осциллографу картинку с мика под этот "идеал"..

не могу похвастаться такими импульсами, как здесь получали выше. Лучший меандр получился пока от одного динамика без фильтра. В остальных случаях показать стыдно

Поиграйся частотами раздела, частотами самого меандра.. Я тестил на 1KHz просто потому, что этот диапазон самый важный в смысле восприятия фазовых искажений. По идее, надо настраивать меандры на частотах, близких к частотам раздела, причем сначала раздел СЧ/ВЧ (без НЧ дина), потом раздел НЧ/СЧ (вместе с ВЧ дином). На НЧ раздел настраивается всегда хуже, так как там уже очень сильно влияет комната.. И не настраивай на расстоянии, бОльшем чем полметра-метр от динов - слишком много помех начинают влиять..

[Sferoid]

Александр, да я имел в виду на оси. Расстояние где то 25-30см. Микрофон перпендикулярно пер панели смотрит в центр между сч и нч головками. Когда фильтры в железе ачх снимаю в LoudSpeaker LAB. В данном же случае когда фильтры виртуальные запускаю Real Time Analyzer
воспроизвожу файл с роз шумом. Так вот, даже с ф. 1-го порядка, если добиваюсь горизонтальной ачх и при этом фазу тоже выставляю чтоб на fразд был максимум - вроде все условия чтоб меандр был. Но он всё равно порезанный весь.
Да. Частоту я взял 500Гц.
А ещё тоже самое попробовал в лспкаде. Но там дела с меандром получились ещё хуже.

[mixxxxxer]

Зачем настраивать фазировку шумом?

Сгенери 1KHz меандр (500 герц может быть маловато - "полки" могут уже "ехать" из-за потерь динов, они все же колебат система - стремятся возвратиться в положение равновесия после прохождения фронта "ступеньки"), например, в Adobe Audition и крути его по циклу. Переключая (то один вкл, то другой, то вместе) каналы ВЧ и НЧ смотри в RTA отклик, должно быть что-то вроде как здесь. Пересечение нуля у ВЧ и НЧ должны совпадать во времени, тогда в сумме они и дадут меандр. Двигая задержки/уровни можно достаточно быстро подобрать хорошую огибающую..

После этого уже можно по шуму подправить относительные уровни ВЧ и НЧ, чтобы была ачх поровнее (с учетом разного рода неучтенных завалов в разных частях диапазона)..

ЗЫ. А что за динамики?

Добавлено через 26 минут
В топик-старт выложил архивы с "приблудами". Как пользоваться - таки смотрите по ссылкам авторов. FAQ пока в процессе..

С "приблудами" остается еще самый главный вопрос - умение генерить сами файлы фильтров (собственно ищу более-менее простой и доступный софт для этих целей, после чего и напишу полноценный FAQ)..

[Sferoid]

Всё, я понял. Я же не сделал самого главного. Надо было отключить родную фильтрацию и создать свою цифровую FIR-фильтрацию. А как это делать, надо ещё разбраться. Хотя с фильтрами первого порядка и с родными в foo_dsp_xover-е ведь должно было получиться? Они ведь в любм случае фазолинейные.
SS 18W8545 и XT25TG30-04. Как раз стоят в одной плоскости, хотя я так никогда до этого не делал, всегда старался смещать, или многокорпусные, или просто ступеньку делал.

Переключая (то один вкл, то другой, то вместе) каналы ВЧ и НЧ смотри в RTA отклик, должно быть что-то вроде как здесь. Пересечение нуля у ВЧ и НЧ должны совпадать во времени, тогда в сумме они и дадут меандр.

Смысл понял, я гонял зацикленный импульс и одновременно запускал запись на звуковой карте, затем просматривал запись.

"полки" могут уже "ехать" из-за потерь динов, они все же колебат система - стремятся возвратиться в положение равновесия после прохождения фронта "ступеньки"

Похоже так и есть.

[mixxxxxer]

Нет, в foo_dsp_xover "родная" фильтрация - обычная (IIR) нефазолинейная.. Я ее отключал.. Но это все не важно.. Возьми лучше для пробы то, о чем говорил devisangela - ChannelDivider.. Там все проще - фильтрует он фазолинейно где скажешь, можно и задержки, и уровни регулировать.. Прикладываю 2-х канальный вариант..

Мои же приблуды нужны тогда, когда файлы фильтров хочешь свои юзать.. Дивайдер режет сам и довольно круто (большой порядок).

ЗЫ. Только прежде разберись, куда какой сигнал этот дивайдер выдает. Чтобы не перепутать нч и вч.. В фубаре нужно поставить выход на многоканальное аудио устройство.. И запись, воспроизводимая в фубаре, должна быть обязательно стерео, иначе этот дивайдер глючит..

[RINDIG]

mixxxxxer,
Если просто триампинг сделать , без всяких филтров FIR .
Звучать будет лучше чем обычно ? Детальность , и всё такое ?
А будет при этом что музвканты из колонок в гости пришли ?

[mixxxxxer]

Имхо, правильно сделанные и триампинг, и даже биампинг, - если при этом подразумевается активная фильтрация (т.е. фильтруем до УМ, а не после), - звучат очень здорово. В первую очередь улучшается именно детальность - хотя бы просто потому, что дины меньше интермодулируют..

Вы можете сами убедиться в этом очень простым способом. Возьмите хорошую запись на CD, пойдите в магазин, торгующий неплохой, но "обычной" аудио-техникой (уси + пасс колонки), послушайте, запомните звучание. Потом пойдите в магазин, торгующий проф аудио-техникой и послушайте те же записи через акт студ мониторы таких брендов, как, например, krk, adam, genelec..

Вы все поймете сами.. Я сам свои потуги в diy-ерстве с этого начинал..

Что касается того, чтобы "музыканты из колонок в гости пришли" - мне кажется, что фазолинейность этому весьма способствует. Поэтому и создал эту ветку. В системах с другими типами фильтрации такого выраженного эффекта "присутствия" и восприятия стерео я не чувствовал. Но ведь многих хороших систем я и не слышал..

RINDIG, а в чем загвоздка-то? Что тревожит и смущает?

[Sferoid]

Возьми лучше для пробы то, о чем говорил devisangela - ChannelDivider..

Спасибо.

Только прежде разберись, куда какой сигнал этот дивайдер выдает. Чтобы не перепутать нч и вч.. В фубаре нужно поставить выход на многоканальное аудио устройство..

Это всё и портит. У меня задействованы только два. На них нч пошло. Для вч надо паять ещё один кабель. А на это сил совершенно нет, придётся отложить до выходных.

[mixxxxxer]

Это всё и портит. У меня задействованы только два. На них нч пошло.

А какая карта у тебя? Есть ли вообще такое устройство в ее дровах? Должно быть видно в списке аудио устройств Винды как что-то типа "... Multichannel столько-то outs" (см. картинку). Если нет - нужно юзать какой-нить ASIO драйвер - либо карточкин родной, либо что-то вроде ASIO for All. В фубаре в компоненты добавляешь foo_out_asio.dll, в настройках Preferences/Out/Asio добавляешь asio-драйвер, настраиваешь его (мапируешь физ выходы карты на логические выходы драйвера), и ставишь в качестве устр-ва вывода фубара asio-устройство.. Уф..

[Meta|_]

С "приблудами" остается еще самый главный вопрос - умение генерить сами файлы фильтров (собственно ищу более-менее простой и доступный софт для этих целей, после чего и напишу полноценный FAQ)..

Уже упоминали - DRC (Digital Room Correction). Бесплатная, OpenSource... Вся математика в наличии имеется.

[mixxxxxer]

Уже упоминали - DRC

Не, это другое.. Для "резки" полос не годится, имхо.. Надо что-то вроде как у ChannelDivider-а, но с возможностью задавать требуемые аппроксимации.. И при этом чтобы сумма полосных сигналов оставалась в точности равна исходному. У ChannelDivider-а, кстати, это именно так (проверял)..