Αποκλίσεις RMS χωρίς ακουστική διαφορά

[persona]

Πρόσφατα ερευνούσα (κυρίως μέσα από το Paz / Rms analyzer των Waves) to RMS διαφόρων παραγωγών αναφοράς και ομολογώ ότι μπερδεύτηκα λίγο μιας και υπήρχαν μεγάλες αποκλίσεις στο RMS σε παραγωγές που δυναμικά τουλάχιστον ακούγονταν σχετικά κοντά. Μπορεί κάποιος να μας εξηγήσει κάπως αυτές τις ιδιότητες του RMS? Επιπλέον υπάρχει τρόπος μια δική μας ηχογράφηση που σε κάποια σημεία είναι εκτός φάσης με κάποιο τρόπο να βρεθεί εντός???

Θα εκτιμούσα ιδιαίτερα τις αναφορές σας, ιδιαίτερα του "Nicodemus" και του "Out of darkness" στων οποίων τις γνώσεις υποκλίνομαι και εκτιμώ απεριόριστα.

Ευχαριστώ

 

[haryy]

Mπορείς να δώσεις 2 ηχητικά παραδείγματα όπου το rms value διαφέρει αρκετά ενώ η ακουστικά η ένταση είναι παρόμοια?

 

[persona]

Φίλε haryy ένα παράδειγμα που μου έκανε εντύπωση ήταν το HI HOPES από το DIVISION BELL των FLOYD και μιας παραγωγής μερικών παραγωγών των EVANESENCE κυρίως από τον τελευταίο δίσκο. Ακουγονται στα μόνιτορ (GENELEC σε ηχοβολισμένο χώρο) εντασιακά συναφή, ωστόσο τα RMS meters στους FLOYD είναι πολύ χαμηλότερο από τις άλλες παραγωγές.

 

[Dreampanos]

Φίλε haryy ένα παράδειγμα που μου έκανε εντύπωση ήταν το HI HOPES από το DIVISION BELL των FLOYD και μιας παραγωγής μερικών παραγωγών των EVANESENCE κυρίως από τον τελευταίο δίσκο. Ακουγονται στα μόνιτορ (GENELEC σε ηχοβολισμένο χώρο) εντασιακά συναφή, ωστόσο τα RMS meters στους FLOYD είναι πολύ χαμηλότερο από τις άλλες παραγωγές.

Λοιπον, φιλε persona. ΟΙ διαφορες οφειλονται στο γεγονος οτι εξ ορισμου οι τιμες πλατους rms και peak προκειπτουν με διαφορετικο τροπο. Η διαδικασια ειναι η εξεις:

Το προγραμμα παιρνει τις τιμες απο την κυματομορφη και τις αθροιζει με ενα συγκεκριμενο τροπο (ο οποιος διαφερει αναλογα με το αν ειναι rms η peak) ανα χρονικα διαστηματα που οριζονται απο το response (oπου κανονικα η ονομασια του θα επρεπε να ειναι Integration time).

Παραδειγμα:

ας πουμε οτι μιλαμε για ταση... ο υπολογισμος της τασης ενως ημιτονου με πλατος Vp=1V προκειπτει απο το (1/ριζα2)*Vp

αυτο δινει σαν αποτελεσμα Vrms=0,707V

σε αντιθεση με το peak (απλοποιημενα γιατι στην πραγματικοτητα ειναι πιο συνθετο) οπου ειναι η απολυτη τιμη του Vp δλδ Vp=1V.

Αν το παρεις καθαρα μαθηματικα θα παρατηρησεις οτι η μια σχεση (rms) ειναι εκθετικη πραγμα που σημαινει οτι για σταθερη μεταβολη του Vp το Vrms μεταβαλεται περισοτερο, σε αντιθεση με το Vp που ειναι απλη γραμικη...

Εξου και η μεγαλη διαφορα στα rms του καθε κοματιου

 

[harilatron]

Dreampanos, μπορείς να εξηγήσεις περισσότερο τι εννοείς "εκθετική"? Μήπως εννοείς τη λογαριθμική "απόκριση" του συστήματος της ακοής (εξ ου και η χρήση των -λογαριθμικής φύσης- dB)? Γιατί όποως σωστά ανέφερες προηγουμένως, σε ένα απλό σήμα η τιμή RMS είναι απλά ανάλογη του πλάτους (Δηλαδή Πλάτος/sqrt(2)). 

 

[OurDarkness]

Λοιπον, φιλε persona. ΟΙ διαφορες οφειλονται στο γεγονος οτι εξ ορισμου οι τιμες πλατους rms και peak προκειπτουν με διαφορετικο τροπο.

Θα διαφωνήσω. Δε νομίζω πως οι τιμές RMS και peak υπολογίζονται με διαφορετικό τρόπο. Εκτός, αν εννοείς αυτό (από παλαιότερο θέμα του noiz):

Το ερώτημα που προκύπτει σε αυτή την περίπτωση είναι το εξής: πόσο γρήγορα ή πόσο αργά πρέπει να μετριέται ένα track ως προς την RMS έντασή του έτσι ώστε να έχουμε την καλύτερη αναπάρασταση ως προς αυτή την ένταση; Αυτός ο χρόνος ονομάζεται χρόνος ολοκλήρωσης (integration time) και ποικίλει από όργανο σε όργανο. Το καλύτερο θα ήταν να έχουμε ξεχωριστά RMS meters σε κάθε κανάλι, έτσι ώστε να μπορούμε να ρυθμίσουμε και τον χρόνο ολοκλήρωσης σε κάθε κανάλι ξεχωριστά. Φυσικά αυτό δεν είναι πάντα εφικτό και ακόμη και σε πολύ ακριβές κονσόλες, πολλές φορές, δεν δίνεται αυτή η δυνατότητα. Στα DAW δίνεται μία ρύθμιση και αυτή είναι γενική, για αυτό και πολλές φορές είναι δύσκολο να έχουμε σωστά levels σε όλα τα κανάλια από την αρχή. Π.χ. στα φωνητικά μία πολύ καλή ρύθμιση είναι στα 450-500 ms. Οτιδήποτε παρακάτω παραείναι γρήγορο για να δώσει σωστά αποτελέσματα. Η ίδια ρύθμιση όμως σε drums (και ειδικά σε snare) είναι εσφαλμένη.

Έπειτα το περίπου ίδιο που αναφέρει ο persona μπορεί να είναι λίγο παραπλανητικό λόγω του ότι:

Μήπως εννοείς τη λογαριθμική "απόκριση" του συστήματος της ακοής (εξ ου και η χρήση των -λογαριθμικής φύσης- dB)?

... δηλαδή διαφορετικά αντιλαμβανόμαστε μία διαφορά των 6dB (τυχαίο νούμερο) π.χ. από τα -6dB στα 0dB σε σχέση με τα -30dB στα -24dB.

 

[nikodemos]

....νομίζω πως πέρα από το θεωρητικό του όλου πράγματος, θα πρέπει να καταλάβουμε πως το αυτί αντιλαμβάνεται την ακουστότητα (loudness) με πολύ διαφορετικό τρόπο απ'ότι ένα digital level meter (peak, ppm,rms δεν έχει σημασία) καταγράφει την ένταση...έτσι ενώ η συχνοτική απόκριση level meter είναι γραμμική, δεν ισχύει το ίδιο για το ανθρώπινο αυτί (και ακόμη περισσότερο για το αυτί του καθένα από εμάς ξεχωριστά ;D)....δηλαδή για το ανθρώπινο αυτί η ακουστότητα (loudness) καθορίζεται από το συχνοτικό περιεχόμενο...παράδειγμα εάν έχουμε δύο καθαρούς συνεχόμενους τόνους 200Hz & 1Khz (όπου program & peak level ταυτίζονται) με ένδειξη level και για τους δύο  -6db, το αυτί θα αντιληφθεί ως πιο δυνατό το 1Κ.

 

[Dreampanos]

Λοιπον, κατ'αρχην θα δηλωσω οτι θα μιλισω για αναλογικο σημα διοτι στο ψηφιακο μπαινουν και αλλοι παραγοντες και κανουν το θεμα πιο δυσκολο.

OurDarkness! Οχι, δεν εννοω αυτο. Ο ορος intergration time συμπεριλαμβανεται ειτε ψαχνεις rms τιμη ειτε peak ειτε peak to peak.

H ενταση ενος σηματος ειναι ισοδυναμο με το εμβαδο που περικλυεται μεσα στην γραμμη που σχηματιζει το σημα και ο αξονας σημετριας του. Αυτο σημαινει οτι η ενταση μπορει να βρεθει μεσω της ολοκληρωσης για ενα συγκεκριμενο χρονικο διαστημα. Αυτο το διαστημα ονομαζεται intergration time (χρονος ολοκληρωσης). Απο αυτο το σημειο και μετα ξεκιναει το παιχνιδι του τι τιμη θα υπολογιστει.

Δεν μιλαω καθολου για υποκειμενικη αντιληψη...

Γενικα τωρα harilatron..

Ας παρουμε για παραδειγμα ενα ημιτονο η απευθειας ολοκληρωση μιας περιοδου ενως ημιτονου θα μας δωσει την τιμη 0. Αυτο συμβαινει γιατι το ημιτονο εχει μια θετικη ιμιπεριοδο και αλλη μια ιση αλλα αρνητικη. Αυτο εχει σαν αποτελεσμα 2 εμβαδα ισα αλλα αντιθετα οπου κατα την προσθεση (μιας που το ολοκληρομα s(A+B)dt ειναι ισο με sAdt+sBdt) μας δινουν την τιμη μηδεν.

Εξ αιτιας αυτου του 'προβληματος' καποιος ειπε ας παρουμε την απολυτη τιμη του ημιτονου. Η απολυτη τιμη του ημιτονου δινει σαν αποτελεσμα την μια αρνητικη ιμιπεριοδο να την κανει θετικη με αποτελεσμα να δινεται ενα αποτελεσμα διαφορο του μηδενος και ετσι προεκυψε η τιμη peak.

Με την ιδια λογικη προεκυψε η τιμη peak to peak (μιας που σιγουρα θα εχετε δει κατι σαν το Vpp σε καποιο manual) οπου δεν ειναι τπτ αλλο απο το διπλασιο της τιμης peak

δλδ Vp=Vpp/2. Αυτη η τιμη χρησημοποιειται κυριως στην ηλεκτρολογια ωστε να γνωριζει καποιος το συνολικο δυναμικο ευρος ενος σηματος.

Η τιμη rms μπορει να υπολογιστει για Vp η για Vpp και ειναι εξ ορισμου

Xrms=sqrt[(X1^2+X2^2+...+Xn^2)/n] πιο συγκεκριμενα, για Vp (μιας που αυτο χρησημοποιουμε συνηθως) υστερα απο πραξεις με τριγονομετρικες ταυτοτητες κλπ προκειπτει αυτο:

Vp,rms=Vp/sqrt(2) για αρμονικο σημα (η οποια σχεση ειναι και γραμικη)

για ενα ομως οποιοδιποτε σημα ειναι η συναρτηση Xrms λογο του οτι υπαρχει η τετραγωνικη ριζα την καθιστα εκθετικη

ελπιζω να σας καλυψα!

 

[Babtua]

εάν έχουμε δύο καθαρούς συνεχόμενους τόνους 200Hz & 1Khz (όπου rms & peak level ταυτίζονται) με ένδειξη level και για τους δύο  -6db, το αυτί θα αντιληφθεί ως πιο δυνατό το 1Κ.

RMS και Peak ταυτίζονται στην τετραγωνική κυματομορφή μόνο, που μόνο "καθαρή" δε μπορείς να την πεις...  ;D

 

[Holystone]

.... θα πρέπει να καταλάβπυμε πως το αυτί αντιλαμβάνεται την ακουστότητα (loudness) με πολύ διαφορετικό τρόπο απ'ότι ένα digital level meter (peak, ppm,rms δεν έχει σημασία)...έτσι ενώ η συχνοτική απόκριση level meter είναι γραμμική, δεν ισχύει το ίδιο για το ανθρώπινο αυτί....

Ακριβώς, όπως γράφει και ο φίλος nikodemos, που αναφέρεται στο φαινόμενο Fletcher-Munson, που δείχνει πως το αυτί δεν ακούει γραμμικά ,σε όλες τις εντάσεις, τις συχνότητες το ίδιο...

Και βλέποντας από το γράφημα, για να μπορείς να έχει μια αντικειμενική αντίληψη όλου του συχνοτικού φάσματος, οι μίξεις πρέπει να γίνονται σε επίπεδο έντασης 80db spl.(που βέβαια είναι αρκετά δυνατά :)3

φιλικά

 

[nikodemos]

RMS και Peak ταυτίζονται στην τετραγωνική κυματομορφή μόνο, που μόνο "καθαρή" δε μπορείς να την πεις...  ;D

Ναι ρε Johny...εννοούσα μέσο program level......και το διόρθωσα ;D ;D ;D

 

[haryy]

Με πρόλαβε ο holystone

O τρόπος που ακούει το αυτί μας είναι διαφορετικός ανάλογα την συχνότητα και ανάλογα την ένταση που ακούγεται αυτή η συχνότητα.

Οι καμπύλες των Fletcher-munson δείχνουν αυτό ακριβώς

και συνδέει και αυτό που σου είπε και ο Νikodemos πολύ σωστά.

Αν η ακουστική ενέργεια σε ένα τραγούδι είναι μαζεμένη στα μεσαία π.χ, τότε το rms του θα είναι μικρότερο από ένα τραγούδι όπου η ακουστική του ενέργεια είναι πιο μπάσα ας πούμε και αυτό θα συμβεί γιατί αν αυτά τα 2 ρυθμιστούν ώστε να ακούγονται ίσα στα αυτιά μας, τότε το "μεσαίο" track θα χαμηλώσει σε rms γιατί τα μεσαία είναι πιο ευαίσθητα στα ανθρώπινα αυτιά από τα μπάσα και έτσι θα αναγκαστούμε να χαμηλώσουμε το μεσαίο track ώστε να ΑΚΟΥΣΤΕΪ ίδιο με το μπάσσο (ή να δυναμώσουμε το μπάσσο).

Π.χ. στα ραδιόφωνα υπάρχει το λεγόμενο loudness ώστε να το πατάμε όταν ακούμε με χαμηλή ένταση.

Αυτό γίνεται γιατί σε χαμηλές εντάσεις τα μπάσσα γίνονται πιο "αναίσθητα" στο αυτί και γιαυτό πατάμε το κουμπάκι ώστε να ανταπεξέλθει το cd-player σ'αυτή την απώλεια των χαμηλών συχνοτήτων. (άλλο αν δεν το ξέρουμε αυτό οι περισσότεροι και νομίζουμε ότι το κουμπάκι υπάρχει σαν ένα είδος επιπρόσθετων μπάσσων {mega-bass π.χ })

 

[haryy]

Πάντως άκουσα 3-4 κομμάτια από το καινούργιο και νομίζω ότι δεν ακούγονται το ίδιο με το high hopes, είναι σαφώς δυνατότερα.

Σε κάποια αργα σημεία μόνο του Like You ακούγεται το ίδιο και έχουν διαφορά γύρω στα 4-6db rms και αυτό οφείλεται στο γεγονός που σου ανέφερα πριν.

Πες ένα πιο συγκεκριμένο παράδειγμα μήπως καταλάβω καλύτερα..

 

[persona]

Αρκετά εμπεριστατωμένες οι απαντήσεις και ευχαριστώ για το ενδιαφέρον. Δύο ερωτήσεις ακόμη...

1. Υπάρχει περίπτωση η τιμή του RMS να έχει ξεπεράσει τα 0 και να μην παραμορφώνει??? (το είδα και αυτό)

2. Υπάρχει περίπτωση κανάλι ή συνδιασμός 3,4 συναφών καναλιών (πχ μια ακουστική με 2 mics και μια φωνή) να έρθουν εντός φάσης αν για κάποιους λόγους κάποια σημεία της ηχογράφησης είναι εκτός???

Ευχαριστώ

 

[persona]

Πάντως άκουσα 3-4 κομμάτια από το καινούργιο και νομίζω ότι δεν ακούγονται το ίδιο με το high hopes, είναι σαφώς δυνατότερα.


Σε κάποια αργα σημεία μόνο του Like You ακούγεται το ίδιο και έχουν διαφορά γύρω στα 4-6db rms και αυτό οφείλεται στο γεγονός που σου ανέφερα πριν.

 


Πες ένα πιο συγκεκριμένο παράδειγμα μήπως καταλάβω καλύτερα..

Ναι haryy και εγώ κυρίως εκεί εντόπισα διαφορές. Κατατοπιστική η απάντηση. Ευχαριστώ

 

[harilatron]

Λοιπον, κατ'αρχην θα δηλωσω οτι θα μιλισω για αναλογικο σημα διοτι στο ψηφιακο μπαινουν και αλλοι παραγοντες και κανουν το θεμα πιο δυσκολο.

.....

Η τιμη rms μπορει να υπολογιστει για Vp η για Vpp και ειναι εξ ορισμου

Xrms=sqrt[(X1^2+X2^2+...+Xn^2)/n] πιο συγκεκριμενα, για Vp (μιας που αυτο χρησημοποιουμε συνηθως) υστερα απο πραξεις με τριγονομετρικες ταυτοτητες κλπ προκειπτει αυτο:

Vp,rms=Vp/sqrt(2) για αρμονικο σημα (η οποια σχεση ειναι και γραμικη)

για ενα ομως οποιοδιποτε σημα ειναι η συναρτηση Xrms λογο του οτι υπαρχει η τετραγωνικη ριζα την καθιστα εκθετικη

ελπιζω να σας καλυψα!

Όχι, δεν μας κάλυψες αλλά δεν πειράζει. Κατ' αρχας η εξίσωση παραπάνω (αυτή με τα ^2) δεν αναφέρεται σε συνεχές σήμα αλλά σε διακριτοποιημένο και τα Χ είναι διαφορές του σ΄ληματος από τη μέση τιμή (συνήθως το 0).  Σε σχέση με αυτό που λες ότι "λογο του οτι υπαρχει η τετραγωνικη ριζα την καθιστα εκθετικη" καταλαβαίνεις (μόλις το ξαναδιαβάσεις και μόνος σου) ότι δεν βγάζει νόημα.  (Π.χ. εκθετική συνάρτηση ποιανού πράγματος? Του πλάτους (Vp)? Αν εννοείς αυτό, δεν ισχύει.)

(Παρακαλώ μην το εκλάβεις σαν "χώσιμο" σε καμμία περίπτωση. Απλά για τεχνικά θέματα είναι αναγκαίο να μιλάμε με "ακρίβεια").

Κατά τα άλλα, παρακολουθώ με πολύ ενδιαφέρον τη συζήτηση.

 

[Dreampanos]

Αρκετά εμπεριστατωμένες οι απαντήσεις και ευχαριστώ για το ενδιαφέρον. Δύο ερωτήσεις ακόμη...

1. Υπάρχει περίπτωση η τιμή του RMS να έχει ξεπεράσει τα 0 και να μην παραμορφώνει??? (το είδα και αυτό)

2. Υπάρχει περίπτωση κανάλι ή συνδιασμός 3,4 συναφών καναλιών (πχ μια ακουστική με 2 mics και μια φωνή) να έρθουν εντός φάσης αν για κάποιους λόγους κάποια σημεία της ηχογράφησης είναι εκτός???

Ευχαριστώ

1) Ναι ειναι δυνατο διοτι αυτες ειναι τιμες dB και σε αυτη την περιπτωση τα dB σε ψηφιακα συστηματα εχουν σαν αναφορα η το maximum δυναμικο ευρος (πχ στα 16bits αυτο ισοδυναμει με 2^16) οπου σε αυτη την περιπτωση ειναι αδυνατο ενω σε αλλες περιπτωσεις εχουν σαν αναφορα την διαφορα του maximum δυναμικου ευρους μειον το SNR (sound to noise ratio) οπου σε αυτη τη περιπτωση ειναι δυνατον να ειναι και πανω απο το 0.

2) δεν καταλαβαινω ακριβως αυτο το ερωτημα. Παρολα αυτα αν χρησημοποιεις το paz analyzer εχε στο νου σου οτι η εικονα προσομειωνει τον χωρο. δλδ τα κοκκινα σημεια δεν σε ενδιαφερουν διοτι εκει δεν ειναι η θεση ακροασης. Οσο ποιο ευρια ειναι η καμπυλη μεσα στην μπλε περιοχη τοσο πιο ανοιχτη και η στερεοφωνικη σου εικονα..

το paz analyzer ειναι λιγο υπουλο γιατι πολλοι το μπερδευουν με το απλο Χ-Υ analizer οπου δεν ισχυει το ιδιο...

 

[haryy]

Παίδες, που είδατε rms πάνω από 0 (και να μην παραμορφώνει κιόλας)  ???

Δώστε χειροπιαστά παραδείγματα please..

 

[OurDarkness]

Λοιπον, κατ'αρχην θα δηλωσω οτι θα μιλισω για αναλογικο σημα διοτι στο ψηφιακο μπαινουν και αλλοι παραγοντες και κανουν το θεμα πιο δυσκολο.

OurDarkness! Οχι, δεν εννοω αυτο. Ο ορος intergration time συμπεριλαμβανεται ειτε ψαχνεις rms τιμη ειτε peak ειτε peak to peak.

H ενταση ενος σηματος ειναι ισοδυναμο με το εμβαδο που περικλυεται μεσα στην γραμμη που σχηματιζει το σημα και ο αξονας σημετριας του. Αυτο σημαινει οτι η ενταση μπορει να βρεθει μεσω της ολοκληρωσης για ενα συγκεκριμενο χρονικο διαστημα. Αυτο το διαστημα ονομαζεται intergration time (χρονος ολοκληρωσης). Απο αυτο το σημειο και μετα ξεκιναει το παιχνιδι του τι τιμη θα υπολογιστει.

Μα, δεν λέμε κάτι διαφορετικό! Εξάλλου, είτε RMS είτε peak μιλάμε για το εμβαδόν που ανέφερες το οποίο δεν είναι τίποτε άλλο παρά ένα ολοκλήρωμα (εξού και χρόνος ολοκλήρωσης). Αυτό που λέω αφορά στον χρόνο ολοκλήρωσης αυτόν καθ αυτόν. Και επειδή αναφέρθηκε εξ αρχής το RMS (room mean square) για αυτό και παρέθεσα την γνώμη μου από το προηγούμενο post. Έχει πολύ μεγάλη σημασία όχι μόνο τι θα δώσουμε σαν χρόνο ολοκλήρωσης αλλά και τι όργανο μετριέται. Το ανθρώπινο αυτί διαφορετικά αντιλαμβάνεται την ένταση ενός snare και φωνητικών π.χ. Ακριβώς επειδή το snare έχει μικρή σχετικά διάρκεια είναι ανώφελο να του δίνουμε τον ίδιο χρόνο ολοκλήρωσης με αυτόν που θα δίναμε για φωνητικά. Εάν δώσουμε χρόνο ολοκλήρωσης π.χ. 1 sec και το snare διαρκεί π.χ. 200 msec είναι πολύ λογικό να πάρουμε λάθος αποτελέσματα μιας και το snare θα έχει τελειώσει και εμείς θα συνοπολογίζουμε στο RMS, 800 msec σιωπής!