Почему одинаковые децибелы не означают одинаковую громкость

Стоит сделать воспроизведение тише, и бас может показаться слабее относительно остальных звуков. При этом регулятор мог одинаково ослабить весь электрический сигнал. Чтобы понять, откуда берётся такое впечатление, нужно учесть сам слух: к разным частотам он чувствителен по-разному. Вахитов разбирает это на простых тонах. На их примере удобно проследить, как измеренный уровень звука связан с тем, что мы слышим. [L1]

Физический уровень и слуховая оценка

Допустим, мы получили одинаковое число децибелов для двух тонов разной частоты. По этому числу ещё нельзя сказать, что оба тона будут одинаково громкими. В примере Вахитова они могут даже оказаться по разные стороны порога слышимости: один тон человек услышит, другой нет. Поэтому при сравнении нужно знать и уровень, и частоту. Измерение даёт физическую характеристику звука, а ощущение зависит ещё и от того, как на этот звук отвечает слух. [L1]

Для сравнения по громкости берут эталонный синусоидальный тон частотой 1000 Гц. Его уровень подбирают так, чтобы он казался таким же громким, как исследуемый звук. Число децибелов у этого эталона и задаёт уровень громкости в фонах. У Вахитова есть конкретный пример: тон 100 Гц с уровнем 50 дБ равногромок тону 1000 Гц с уровнем 40 дБ. Значит, уровень громкости первого тона составляет 40 фон. Здесь легко ошибиться и перенести в фоны его собственные 50 дБ, но отсчёт идёт по равногромкому эталону. [L2]

Как получают кривую равной громкости

Теперь можно собрать целую кривую равной громкости, или изофону. Уровень тона 1000 Гц оставляют постоянным. Слушателю дают тон другой частоты и предлагают подобрать его уровень до той же громкости. Найденный уровень измеряют, затем повторяют сравнение на следующей частоте. Так получают точки одной кривой. Если изменить уровень эталона и повторить опыт, получится другая изофона. [L3]

Такой опыт обязательно включает решение слушателя: именно он говорит, когда громкость сравнялась. Чтобы получить общую кривую, Вахитов описывает опыты с группами людей и статистическую обработку результатов. Слух у людей различается, поэтому линия в книге показывает обобщённый результат. Если нужна характеристика слуха конкретного человека, одной этой линии недостаточно. [L3]

Почему регулятор громкости меняет впечатление о тембре

У изофон меняется не только положение, но и форма. При больших уровнях они более пологие. При малых уровнях для низкого тона требуется относительно большее физическое воздействие, чтобы он казался столь же громким. Отсюда и пример с тихим воспроизведением: электрически мы убрали усиление сразу во всём диапазоне, а субъективно бас ослаб сильнее. По Вахитову, так может измениться впечатление о тембре без соответствующего изменения соотношения частот в самом электрическом сигнале. [L4]

На этом основана идея компенсированного регулятора усиления. Когда общее усиление уменьшают, такой регулятор одновременно вводит подъём низких частот, чтобы учесть изменение слухового восприятия. Для практики здесь полезна сама последовательность: сначала понять, при каком уровне слушают, затем решать, нужна ли частотная коррекция. Конкретную величину подъёма эти страницы не задают. Она не становится одинаковой для всех записей, устройств и слушателей только потому, что принцип компенсации один. [L4]

При работе с этими кривыми нужно помнить, как их получили: сравнивали синусоидальные тоны в заданных условиях. Для музыки или шума с множеством составляющих прямого пересчёта по одной такой линии здесь нет. Фоны также нельзя просто заменить обозначением дБА. Разобранные страницы объясняют исторический способ сравнения громкости и идею компенсации; современные нормы измерений и допустимые уровни шума по ним не устанавливают. [L3]

Источник: Я. Ш. Вахитов. Теоретические основы электроакустики и электроакустическая аппаратура. М.: Искусство, 1982. С. 146–147. Печатные страницы совпадают с номерами страниц PDF в проверенном фрагменте. Новая редакционная разработка ограниченной темы, не восстановление прежней статьи.