kvalitet, omhu, vellyd
- ingen kompromisser

HD-HTPC.DK

High Definition Home Theatre Personal Computer

Digital rumkorrektion - et mirakel for lyden?

Version 2.02 - december 2011

1. Indledning

Denne guide viser hvordan man betydeligt kan forbedre lyden i et almindeligt lytterum ved brug af digital rumkorrektion.

Digital rumkorrektion går ud på, at man måler sit lytterum og manipulerer med lyden, så der delvis kompenseres for rummets og højttalernes indflydelse på lyden. Resultatet er en mere lineær frekvensgang, så musikken lyder som tiltænkt i lydstudiet, uden at der nødvendigvis foretages store akustiske ændringer af rummet.

Guiden beskriver ikke digital rumkorrektion i tekniske detaljer, udelukkende hvordan teknologien kan udnyttes i praksis.

Guiden fungerer sammen med musik- og filmguide på dette site.

Forfatterne bag denne guide er ikke specialister inden for akustik eller digital rumkorrektion. Guiden er baseret på personlige erfaringer og observationer. Der burde dog være videnskabeligt belæg for alle postulater.

2. Princippet i denne guide

3. Forarbejde

Digital rumkorrektion kan rette op på mange akustiske problemer, men resultatet bliver bedst hvis man hjælper lidt på vej, og dermed undgår de helt voldsomme korrektioner.

Har man allerede bestemt sig for lytterummets udseende og møblering, kan dette afsnit springes over. Man kan stadig få glæde af digital rumkorrektion.

Digital rumkorrektion bør være et supplement til god akustik - ikke en erstatning.

Interferens

Ethvert lytterum vil fremhæve eller dæmpe visse frekvenser alt afhængigt af rummets beskaffenhed samt placering af lydkilde og lytteposition. I nogle positioner vil enkelte frekvenser dykke voldsomt eller, i værste fald, falde helt ud. Disse lyttepositioner bør undgås.

Hvis man er frisk på at flytte lidt rundt på højttalere og lytteposition, kan man benytte måleproceduren beskrevet i afsnit 5. Filtrer målingen og se hvor dykkene og hævene er mindst.

Efterklang

Lyden fra højttalerne spredes i rummet og bliver reflekteret (adskillige gange) på alle hårde overflader/objekter i rummet. En lydbølge falder i volume i takt med tilbagelagt afstand og for hver refleksion, for til sidst helt at dø ud. Dør bølgen ud for sent, vil man høre en ubehagelig efterklang.

Som primitiv grundregel er efterklangstiden i orden, hvis man kan føre en almindelig samtale uden at blive irriteret. Hvis ikke bør man tilføre bløde elementer til rummet: Tæpper, gardiner, sofaer o.l.

Der er meget stor forskel på bløde materialers evne til at absorbere lyd. Tynde gardiner absorberer kun de høje frekvenser, mens tykke tunge tæpper går væsentligt længere ned. Noget af de mest effektive er isolering med høj densitet, f.eks. Rockfon.

Placeringen af bløde elementer er ikke kritisk i relation til efterklangstiden, men der er fordele ved at dæmpe de tidligste refleksioner, som når øret efter én refleksion via gulv/loft og side-/endevægge.

Man bør som minimum dække gulvet mellem højttalere og lytteposition med et tykt gulvtæppe.

Almindelige forbedringer

De almindelige regler for akustiske lydforbedringer m.v. gælder stadig, og vil bestemt være en fordel, at tage i brug hvis muligt.

4. Grej

Software, målemikrofon og -forstærker kan købes hos Juice HiFi.

Audiolense kommer i tre versioner: 2.0, Surround og XO. XO kan også klare surround.

5. Måling

Computer med Audiolense forbindes til forstærker og mikrofonforstærker videre til mikrofon.

Mikrofonforstærkeren tilsluttes til line-in, venstre front, på lydkortet.

Husk at slukke både computer og forstærker mens der rodes med kabler.

Der skal laves ny måling hver gang man i væsentlig grad ændrer på lyden og/eller akustikken, f.eks. ved flytning eller anskaffelse af nye højttalere, møbler, tæpper, gardiner o.l.

En god måling er essentiel for et godt resultat.

5.1. Mikrofon

5.2. Lydniveau

5.3 Mislyde

Der er vigtigt, at der ikke er nogen mislyde under målingen, da der ellers er noget galt, og målingen ikke bliver god.

Mislyde kan blandt andet skyldes skabslåger der klapper, nipsgenstande som klirrer eller defekte/løse højttalerenheder.

Hvis mislyden kun er i den ene kanal, er det nok højttaleren den er gal med.

En eventuel bagvendt diskant bør slås fra, da den sandsynligvis vil blive opfattet som uønsket støj.

5.4. Måleprocedure

Start Audiolense og vælg højttalersetup:

Audiolense - New Speaker Setup

Indlæs den til mikrofonen medfølgende kalibreringsfil: Meassurement, Load Mic Calibration File.

Klik herefter på New Meassurement.

Audiolense - New Meassurement

Øverst vælges lydkort med ASIO support; du får en fejlmeddelelse hvis ASIO driveren ikke virker.
Mikrofonforstærkeren tilsluttes normalt til venstre front linjeindgang, men kan skiftes under Input Channel.

Kanalerne skal måles enkeltvis og de fremgår af listen midt på skærmen.

Sweep Duration bør stå på 10-20 sekunder.

Start med at teste forbindelserne til højttalere ved at klikke på Check Speaker Connections:

Audiolense - Check Speaker Connections

Herefter klikkes på Run Meassurement:

Audiolense - Exellent Dynamic Range

Hvis målingen gik godt får man beskeden Exellent Dynamic Range. Man kan evt. skrue lidt op for forstærkeren eller mikrofonforstærkeren, så man får Dynamic range impulse responses > 100 dB.

Sammenlign endvidere målingen øverst til højre med de fem eksempler forneden. Er toppene flade, som i de to billeder til venstre, er signalet for højt og der skal skrues ned for mikrofonforstærker eller forstærkeren.

Vi har nu en frekvensresponskurve:

Audiolense - Frequency Response - Unfiltered

For at kunne arbejde med målingen, skal den filtreres: Kurven inddeles i en masse små intervaller, for hvilke det beregnes gennemsnitlige værdier.

Klik på Filter Meassurement:

Audiolense - Select Filter Procedure

Audiolense 2.0 og Surround tilbyder Default, Less og More. Værdierne relaterer til antallet af intervaller kurven inddeles i.
I Audiolense XO kan man selv definere sin procedure (beskrives i afsnit 5.5).

Til film skal der vælges Less (eller tilsvarende i XO - dog uden Group Delay correction), ellers bliver filteret for kompliceret til, at computeren kan følge med.

Til musik kan man starte med Default og prøvelytte Less og More senere.

Audiolense - Frequency Response - Filtered
Filteret måling

5.5. Filter Procedure Designer

I Audiolense XO kan man selv definere filterprocedure: Correction, Correction Procedure Designer fra menuen:

Filterlength bestemmer hvor mange korrektioner, der foretages. Eller med andre ord, hvor små intervallerne er under Filter Meassurement. Længere filter kræver mere cpu kraft.

Max correction boost definerer hvor meget volumen maximalt må hæves. Denne kommer på bekostning af dynamikken.

Prevent bass/treble boost sørger for afrulning uden for det hørbare område og bør være slået til.

Group delay correction - fasekorrektion og synkronisering af alle frekvenser, så de ankommer til lyttepositionen samtidigt.

Partial correction - kan slå korrektionen helt fra på de høje frekvenser.

Multiseat correction - laver vægtet gennemsnit fra flere målinger. Beskrives nærmere i en fremtidig version af guiden.

Nedenfor ses tilsvarende procedure for Less fra 2.0 og surroundudgaverne. Denne skal benyttes til film, da der ellers kommer for stor forsinkelse på lyden og vi får problemer med lipsync.

Correction Procedure: Less
Less

Endvidere More (Group Delay). Slås Group delay correction fra, burde man få samme More filter som i 2.0 og surroundudgaverne:

Correction Procedure: More (Group Delay)
More (Group Delay)

6. Targetkurve

Målingen er nu filtreret og en temmelig kryptisk proces begynder: Design af targetkurve.

Umiddelbart skulle man tro, at en helt lineær frekvensgang vil være optimal og ønskværdig. Det lader sig imidlertid ikke gøre i praksis, hvorfor man i Audiolense skal vælge sin egen ønskelige frekvensgang med en targetkurve.

6.1. Hvad er en god targetkurve

En god targetkurve er i bund og grund en kurve, som giver et filter, der lyder godt. Ved at prøve sig frem med tilfældige kurver finder man ret hurtigt en ”god” kurve eller i hvert fald en kurve, som giver et filter der lyder bedre end uden korrektion.

Som sådan er dette spørgsmål ikke så interessant som: Hvad er den bedste targetkurve? Eller endnu mere interessant: Hvordan finder jeg den bedste targetkurve? For at finde frem til dette må man gøre det sig klart at der ikke findes en færdig kurve, som passer til alle højttalere og rum. Kombinationen af akustik, højttaler og filter giver så komplekse forhold, at den bedste kurve ikke er givet på forhånd. Den samme kurve vil give et vidt forskelligt resultat i forskellige rum og med forskellige højtalere.

Hertil kommer ens personlige lydpræferencer – nogle kan f.eks. lide en mørk eller lys lyd, meget bas eller lidt bas osv. Man er således nød til at gå empirisk til værks og være indstillet på at det vil kræve en del lyttetest før man er i mål. Denne del af digital rumkorrektion er ubetinget den mest besværlige og tidskrævende. Og da design af targetkurve i høj grad baserer sig på lyttetests, er det vigtigt at man går struktureret til værks (afsnit 8) for ikke at gå ”død” eller ende blindt.

6.2. Min første targetkurve

Efter mange eksperimenter fremstilles følgende anbefaling som en god startkurve:

Afrulning i basområdet anbefales, da der ikke findes nogen musikinstrumenter, som spiller under 40 Hz. I film kan der være eksplosioner og andre effekter som når under. Ved af afrulle skånes basenhederne og spiller mindre forvrænget.

Er man ejer af high-resolution udgivelser, vil man sandsynligvis blive forfærdet over afrulningen i diskantområdet. Der er imidlertid tale om en naturlig afrulning - almindelige diskanter spiller ikke højere.

Klik på New Target

Audiolense - Target Designer
Første punkt placeres ved 6.000 Hz midt imellem de to frontkanaler.
Andet punkt placeres vandret imellem 30 og 40 Hz (musik) eller 20 og 30 Hz (film).

Audiolense - Target Designer
Placer tre punkter for afrulning i basområdet.
Benyt knappen View Smoothed Targets for at se den kurve som punkterne repræsenterer.

Audiolense - Target Designer
Følg den naturlige kurve over 6.000 Hz - der rulles naturligt af.

Audiolense - Target Designer
Anbefalet startkurve

Man kan bruge utrolig lang tid på at fifle med targetkurven indtil man får den lyd man ønsker. Metoder for optimering beskrives i afsnit 8 og 9.

7. FIR-filtre

7.1. Generering af FIR-filtre

Når vi er tilfreds med targetkurven klikkes Generate Correction Filter.

Audiolense - Correction Filter

Herefter Save Filter:

Audiolense - Save Filter
Vælg 48.000 Hz for film og 44.100 eller 96.000 for musik.

FIR-filter kan nu findes ved at klikke Browse Filters som .wav filer (.cfg filerne skal ikke bruges).

7.2. foobar2000

Følgende foobar2000 plugins benyttes: foo_convolve og foo_dsp_ssrc.

Såfremt man kun har musik rippet fra cd/hdcd, bør filter i 44.1 kHz benyttes og resampleren udelades.

Hvis man derimod har rips fra forskellige kilder med forskellige sample rates, bør man re-/upsample til 96 kHz, såfremt ens lydkort og da-converter understøtter det.

DSP kæden i File, Preferences, Playback, DSP Manager, bør se således ud:

foobar2000 - DSP Manager
Convert og Equalizer kan udelades

foobar2000 - SSRC Resampler
Upsampling

foobar2000 - Convolver
Convolver - vælg den generede .wav fil som impulse file

Der henvises til musikguiden for yderligere opsætning af foobar2000.

Tip: Man kan i DSP Manager gemme alle indstillinger som Presets. Gem et preset helt uden plugins og et for hvert filter du vil afprøve. Luk derefter Preferences og åben igen. Under General, Keyboard Shortcuts, kan du nu definere genveje så det er nemt at skifte mellem filtre eller slå fra. Gør det nemmere at lave lyttetests og sammenligne.

7.3. Media Player Classic HC

Convolver benyttes til rumkorrektion med MPC-HC. Bemærk at convolver kræver at Windows Media Player er installeret.

En nyere betaversion af Reclock er nødvendig, da ældre versioner ikke fungerer sammen med Convolver.

Installer 32-bit udgaven (også benævnt x86) af MPC-HC, da hverken Reclock eller Convolver findes i 64 bit udgave.

MPC HC -
Filterkæde i MPC-HC - bemærk alle filtre Prefer

MPC HC - ffdshow Audio Decoder
ffdshow Audio Decoder output i 32 bit integer, såfremt lydkortet understøtter det.
Ellers vælges 16 bit (24 bit virker ikke).

Dobbeltklik på Convolver Wrapper i External Filters for at konfigurere den:

MPC HC - ConvolverWrapper
Benyt 48 kHz "less" filter i .wav format

Attenuation bør stå på 0 dB eller lavere, for at undgå clipping - kan høres som mislyde under eksplosioner o.l. Hvis lydniveauet er alt for lavt, kan man hæve denne lidt.
No of. partitions bør sættes så højt som muligt for at reducere lag. 512 er max for en Intel Q6600 Core2 Quad processor.

Hvis længere filter end "less" benyttes kan Convolver tage meget lang tid at starte første gang.

Der henvises til filmguiden for yderligere opsætning af MPC-HC.

8. Lyttetests

Denne proces er den mest åbenlyse og umiddelbare. Den er imidlertid ret så tidskrævende og det er nemt at begå fejl.

8.1. Omfang

Digital rumkorrektion kan afhjælpe akustiske problemer med lytterum og højttaler. Kan endvidere korrigere visse fejl i højttalernes design/konstruktion.

Gode indspilninger vil sandsynligvis lyde bedre.

Dårlige indspilninger kan blive afsløret for hvad de er, og lyde dårligt. De har sådan set altid lydt dårligt, men forskellen til de gode optagelser bliver meget tydeligere og man lægger virkelig mærke til den.

8.2. Valg af musik

Det er vigtigt at man ikke starter med sin ynglingsmusik, da der er chance for, at man bliver skuffet og frustreret.

Musikken man starter med bør være rimelig dynamisk, ikke for simpel, ikke for kompleks og gerne indeholde stemmer, da de er gode at have som referencer.

Velegnet

Ikke velegnet

8.3. Lytteliste

Før man lytter med korrektion, bør man lytte kritisk en ekstra gang til de emner man har fundet i foregående afsnit.

Optagelsen bør være god, ikke komprimeret, ikke overstyret og have en fornuftig tonal balance - ikke for mørk eller lys/skinger.

Vælg en håndfuld gode optagelser.

8.4. Lyttetests

Opsæt genvejstaster i foobar2000 til skift af filtre som beskrevet i afsnit 7.2. Det tillader AB tests med hurtigt skift og gør det nemt at høre forskellen med og uden filter eller mellem to filtre. Metoden er dog kun velegnet hvis filtrene har tilnærmelsesvis identisk volumen. Vores hjerne vil nemlig typisk foretrække den højeste af to stykker identiske musik.

Det er ret nemt at høre forskel med og uden filter. Forskellen på to filtre kan derimod være noget sværere at opfange.

Ved sammenligning af to filtre med volumenforskel, kan man benytte foobar2000s ABX funktion. Denne er lavet til level-matchede blindtests, og kan fint bruges her. Princippet går ud på at konvertere et stykke musik to gange med hvert sit FIR-filter slået til, matche volumen med replaygain, for til sidst at lytte.

8.5. Systematiske lyttetests

Det anbefales at man lytter systematisk i henhold til den videnskabelige metode: Kun én faktor ændres ad gangen. Så kan man drage sine egne konklusioner om de forskellige faktores indvirkning.

Det er oplagt at lave en række FIR-filtre og sammenligne:

9. Optimering af targetkurve

Den i afsnit 6.2 beskrevne startkurve lyder subjektivt godt på de af forfatterne testede systemer.

Men smag er forskellig og højttalere lyder ikke ens.

De følgende delafsnit kan bruges som inspiration til at finde ens egen lyd.

9.1. Tiltet kurve

Nedenstående tiltede kurve kan ifølge Juice Hifi lyde mere naturligt på visse anlæg. Kurven giver et hæv i bassen, som falder lineært mod 6 kHz. Den er identisk med startkurven, bortset fra de fire punkter til venstre, som er hævet 3 dB.

Audiolense - Target Designer - Tiltet kurve

9.2. Knækket kurve

Nedenstående knækkede kurve kan måske afbløde en påtrængende diskant.

Audiolense - Target Designer - Knækket kurve

9.3. Signaturlyd

Man kan have vænnet sig til en ikke-lineær lyd fra sine højttalere (højttalerens signatur). Når den korrigeres væk vil man måske lide afsavn.

Nedenstående graf viser frekvenskurve for Snell CV målt i lyddødt rum. Denne slags målinger kan muligvis findes på nettet eller i manualen til højttaleren. Som det ses har denne højttaler en særlig signatur med hæv og dyk i bassen.

Snell CV frekvency response i lyddødt rum

Denne signatur kan nemt repliceres i Audiolense.

Audiolense - Target Designer - signaturlyd

9.4. Equalizer

Hvis man kan høre et gennemgående problem på flere af de i afsnit 8.3 valgte titler, kan man eksperimentere med equalizeren i foobar2000. Man bør ikke benytte equalizeren på enkelte albums, da det er skruen uden ende. En ændring som lyder godt på et album vil måske ikke lyde godt på et andet.

Slå equalizer i foobar2000 til. Leg med de forskellige sliders ind til du finder et område som hjælper på det gennemgående problem. Prøv samme ændring på nabosliders. Sammenlign justeringen på alle testnumre. Lyder det bedre på dem alle kan man replicer ændringen i targetkurven idet hvert hak i foobar2000s equalizer svarer til 1 dB.

Man bør replicere ændringen til Audiolense frem for at benytte equalizeren, da man kan lave en blødere overgang og ændringen lyder bedre i targetkurven.

Audiolense - Target Designer
Knækket kurve fra afsnit 9.2

10. Surround

Fremgangsmåden for surround er lidt anderledes end stereo, da målemikrofonen er retningsbestemt for høje frekvenser og vil derfor måle et væsentligt lavere output fra bag- og sidehøjttalere. Dette kompenserer vi for, ved at lave separate targetkurver for disse højttalere.

Processen bliver muligvis beskrevet i detaljer i en fremtidig version af guiden.

11. Dedikeret computer til FIR-filtre

Som alternativ til convolver plugins i foobar2000 og MPC-HC kan man sætte en dedikeret computer op til jobbet:

Windows

Det er mindre væsentligt hvilken Windows version man vælger. XP/Vista/7 kan alle bruges, såfremt driverne til hardwaren er i orden. Man bør som altid slå unødvendige services fra, jf. blackviper.com.

Ordentlige drivers til alle systemets enheder er en absolut nødvendighed. Hvis en enkelt driver ikke svarer hurtigt nok, vil der kunne komme små irriterende hak og forstyrrelser i lyden. Oplever man disse problemer bør man køre programmet DPC Latency Checker og følge vejledningen på siden.

ASIO

Det vigtigste er, at ASIO driveren til lydkortet virker perfekt. Hvis den ikke er god nok eller slet ikke findes, kan man benytte ASIO4ALL - en universel ASIO driver til stort set alle lydkort.

ConvolverVST

Convolver kræver at Windows Media Player er installeret.

Vi skal bruge ConvolverVST, som kræver at stien hvor convolver blev installeret tilføjes til PATH variablen:

Console

12. DRC - gratis alternativ til Audiolense

DRC er et open-source alternativ til Audiolense. Programmet har mange år på bagen, startede tilbage i 2002, og er kun for folk med rimelig teknisk indsigt. Der er ingen grafisk brugerflade og der er mange parametre, som kan indstilles i et hav af konfigurationsfiler.

Dette afsnit er kun en smagsprøve og er kun til folk, som søger nye udfordringer og har masser af tid til eksperimenter.

Software
Installation
Procedure

Screen shots til ovenstående proces kan ses her - er dog ikke forklaret særlig godt.

Copyright © 2010-2011 by Allan Hansen, Lars Bergqvist.

This material may be distributed only subject to the terms and conditions set forth in the Open Publication License.