Wetenschappelijke redenen waarom mensen het vaak oneens zijn over het geluid van koptelefoons
Van alle soorten audioproducten voor consumenten die ik heb getest, is geen enkele zo verwarrend als een hoofdtelefoon. In de vele paneltesten die ik heb uitgevoerd voor Beeld & Geluid , en diegene waar ik nu deel van uitmaak voor The Wirecutter, zijn er vaak grote verschillen in de manier waarop luisteraars het geluid van een bepaalde hoofdtelefoon waarnemen en beschrijven. We zien meer verschillen wanneer we de opmerkingen van de lezer lezen. Zelfs nadat we de trollen hebben uitgeroeid, is het duidelijk dat sommige mensen de dingen een beetje anders horen.
Geen twee oren zijn hetzelfde
Reden # 1: oorkanalen variëren radicaal.
Jacob Soendergaard, sales engineer voor G.R.A.S. Sound and Vibration (het bedrijf dat mijn hoofdtelefoon-meetapparatuur maakt) vertelde me over dit fenomeen en was zo vriendelijk om mij te leiden naar een zeer interessante PDF die het ontwikkelingsproces beschrijft voor de oor / wang-simulators en hoofd-en-torsosimulators die we gebruik vandaag.
Als S.C. Dalsgaard van de Odense University, een van de wetenschappers die bij het programma betrokken was, merkte het wijs en wijselijk op: "De mens wordt binnen een zeer grote tolerantie vervaardigd."
Soendergaard lichtte toe: "Elke minuut variatie in geometrie (oorkanaal vorm, hoeveelheid plooien en vouwen in het kanaal, aspectratio van kanaal, locatie van dubbele bochten, grootte trommelvlies trommelvlies, enz.) Zal de gehoorperceptie beïnvloeden - - in het bijzonder bij de hoge frequenties met zeer korte golflengten. "
U kunt dit in het bovenstaande diagram zien. Dit is een verkorte versie van een diagram dat wordt weergegeven in de PDF waarnaar ik heb gelinkt. Deze grafiek vergelijkt metingen die zijn uitgevoerd in de gehoorgangen van 11 proefpersonen met de respons van een koppelaar die is ontworpen voor metingen van gehoorapparaten. Voor elke testfrequentie zie je de reactie van de koppeling (de ononderbroken lijn), de gemiddelde respons van de 11 testpersonen (de cirkel) en het bereik van de antwoorden (het ding dat eruit ziet als een vet, zijwaarts H).
Zoals je ziet varieert de respons van de gehoorgangen niet veel minder dan 1 kHz, maar boven 2 kHz worden de responsverschillen groot en met 10 kHz zijn ze enorm, ongeveer +/- 4 dB. Om dit in perspectief te plaatsen, is een responsverschil van +/- 2 dB - zeg maar, het verlagen van de bas met -2 dB en het verhogen van de hoge tonen met +2 dB - voldoende om een grote verandering in de toonbalans van een hoofdtelefoon te bewerkstelligen.
Soendergaard en ik bespraken de meting in dit geval, maar onze discussie heeft ook betrekking op subjectief luisteren, omdat je trommelvlies in feite je meetinstrument is, ongeveer hetzelfde fysieke vlak bezet als de microfoon in de gehoorsimulator. Zoals Soendergaard zei, refererend aan frequenties tussen 10 en 20 kHz (het bovenste bereik van het menselijke gehoor): "Als je meetapparaat wordt verschoven met een millimeter tussen elke fitting, zie je enorm verschillende resultaten voor dezelfde persoon."
Dus, de verschillen in vorm van de gehoorgang - en de onvermijdelijke verschillen in de manier waarop hoofdtelefoons, en met name in-ear hoofdtelefoons, in verschillende vormen van oren en oorkanalen kunnen voorkomen, kunnen ertoe leiden dat hoofdtelefoons heel anders reageren op verschillende oorvormen bij hoge frequenties. Slechts 1 mm verschil in de pasvorm kan een koptelefoon met een flat response-geluid te licht of te saai maken.
Ik zag dit principe een paar jaar geleden in actie, toen een audio-schrijver (die anoniem blijft) me vertelde dat hij echt van een bepaalde in-ear hoofdtelefoon hield. Dit was een hoofdtelefoon waarvan de meeste recensenten het erover eens waren dat deze extreem saai klonken en dat mijn metingen toonden een enorme uitrol boven 3 kHz. Ik heb in het verleden met deze schrijver samengewerkt en hoewel hij en ik het over het algemeen eens zijn met onze beoordelingen van luidsprekers en zelfs over-ear en ear-koptelefoons, waren zijn beoordelingen van in-ear-koptelefoons compleet anders dan de mijne. (Later vertelde een audioloog hem dat zijn vorm van het oorkanaal uiterst ongebruikelijk was.)
03 of 05Iedereen heeft een ander gevoel voor ruimte - met een koptelefoon, ten minste
Reden # 2: HRTF's variëren radicaal.
Head-Related Transfer Function (HRTF) is wat je hersenen gebruiken om geluid in drie dimensies te lokaliseren. Het gaat om verschillen in de tijd dat een geluid bij elk van je oren aankomt; verschillen in geluidsniveaus bij elk oor; en verschillen in frequentierespons veroorzaakt door de akoestische effecten van uw hoofd, schouders en pinnae wanneer geluiden vanuit verschillende richtingen arriveren. Je brein verwerkt en interpreteert al deze signalen om je te vertellen waar een geluid vandaan komt.
Hoofdtelefoons omzeilen de akoestische effecten van je lichaam en veranderen de timing en niveauaanwijzingen die je normaal zou krijgen bij het luisteren naar een live optreden of een set luidsprekers. Helaas hebben uw hersenen geen "HRTF Bypass" -knop. Als je een koptelefoon draagt, luistert je brein nog steeds naar die HRTF-signalen, hoort er niet veel van en geeft je dus het gevoel dat het meeste geluid uit je hoofd komt.
Zoals ik hoorde toen ik begin 1997 een bedrijf genaamd Virtual Listening Systems bezocht, heeft iedereen een andere HRTF. Voor het creëren van wat de Sennheiser Lucas hoofdtelefoonprocessor werd, mat VLS de HRTF van honderden proefpersonen. Ze deden dit met behulp van kleine microfoons geplaatst in de gehoorgangen van de proefpersonen. Elk proefpersoon zat in een kleine echovrije kamer. Een kleine luidspreker op een robotarm gaf MLS-geluidssalvo's.De robotarm bewoog de luidspreker door meer dan 100 verschillende posities, in verschillende horizontale en verticale hoeken, waarbij telkens de testbursts werden uitgezonden zodat de microfoons in de oren van de proefpersonen de effecten van hun lichaam en oren op het geluid konden "horen".
(Hoofdtelefans kunnen opmerken dat dit in sommige opzichten vergelijkbaar is met de meetprocedure die Smyth Research gebruikt in zijn A8 Realiser-processor.)
Ik moet zelf de VLS-test ondergaan. De wetenschappers van het bedrijf namen vervolgens mijn resultaten en voerden ze door een processor die een audiosignaal zou veranderen om mijn persoonlijke HRTF precies na te bootsen. Het resultaat was verbluffend, zoals niets dat ik heb gehoord van een andere hoofdtelefoonprocessor. Ik hoorde een precies, perfect gecentreerd beeld van een vocalist recht voor me - iets dat technologieën zoals Dolby Headphone nooit voor mij zou kunnen bereiken.
VLS nam de resultaten van honderden proefpersonen om de 16 verschillende presets van de Lucas-processor te creëren, elk afgestemd om een andere HRTF te simuleren. Door alle voorinstellingen te klikken, bleek het moeilijk om er een te maken. Ik herinner me dat sommige voor mij vanzelfsprekend beter waren dan andere, maar ik kon moeilijk kiezen uit de beste vier of vijf voorinstellingen. Niemand werkte in de buurt, evenals de afgestemde-just-voor-mij-verwerking die ik hoorde in het VLS-lab.
Dat is waarschijnlijk de reden waarom de meeste hoofdtelefoonprocessors veel minder opties hebben. Toch moeten ze fotograferen voor een soort gemiddelde HRTF. Misschien heb je geluk en val je dichtbij dat gemiddelde. Misschien is het effect te extreem voor jou. Of misschien is het te subtiel.
Omdat ieders HRTF anders is, heeft elk van onze hersenen een verschillende compensatiecurve - een soort van zoals een EQ-curve - die van toepassing is op inkomende geluiden. Wanneer die compensatiecurve wordt gecombineerd met de kenmerken van je lichaam, is het resultaat het geluid dat je elke dag hoort. Wanneer de kenmerken van je lichaam worden geëlimineerd door het gebruik van een koptelefoon, past je brein nog steeds dezelfde compensatiecurve toe. En omdat elk van onze compensatiecurves een beetje anders is, kunnen onze antwoorden op dezelfde hoofdtelefoon anders zijn.
04 van 05Geen zegel, geen bas
Reden # 3: The Fit verandert het geluid.
Goede prestaties verkrijgen via een koptelefoon hangt voor een groot deel af van de pasvorm. Concreet betekent dit de pasvorm van de earpads van een over-ear-koptelefoon rond je oor, de pasvorm van de earpads van een koptelefoon op het oor op je oorschelp, of de pasvorm van de siliconen of schuim-oordop van een in-ear koptelefoon in je gehoorgang. Als er een goede afdichting is, krijg je alle bas die de hoofdtelefoon moest leveren. Als er ergens een lek is, krijgt u minder bas - en zult u de tonale balans van de koptelefoon als meer trebly waarnemen.
Voor een deel bepalen de fysieke kenmerken van uw lichaam de pasvorm van de hoofdtelefoon. Als bijvoorbeeld geen van de tips die bij een in-ear-koptelefoon horen, goed bij u past, klinkt die koptelefoon niet zo goed voor u. Dit kan een probleem voor me zijn omdat ik ongewoon grote gehoorgangen heb en voor mijn collega Geoff Morrison omdat hij ongewoon kleine gehoorgangen heeft. Daarom roep ik fabrikanten altijd op voor het opnemen van vijf of meer maten / stijlen oordopjes met hun oortelefoons. Het is ook waarom Comply foamtips de moeite waard zijn om te bekijken als je niet tevreden bent met het geluid van je in-ear koptelefoon.
Slechte pasvorm komt ook vaak voor bij op het oor en over-ear hoofdtelefoons. Ik zou speculeren dat het een groter probleem is met de laatste, omdat er zoveel potentiële obstakels zijn voor een goede afdichting. Deze omvatten lang en / of dik haar, brillen en zelfs oorpiercings. Duw de oorkussens een klein stukje uit, zelfs een halve millimeter, en je zult waarschijnlijk genoeg bas verliezen om een groot effect te hebben op het geluid van de hoofdtelefoon.
Oortelefoons en op het oor passen sommige mensen beter dan andere. Sommige audiofiel-georiënteerde hoofdtelefoons zoals de Audeze LCD-XC hebben oorkussens zo groot dat ze niet rond de oren en wangen van relatief kleine mensen, vooral vrouwen, kunnen afdichten. Op dezelfde manier hebben sommige zogenaamd over-oortelefoons eigenlijk niet voldoende ruimte om grote oorlellen zoals de mijne te huisvesten.
Het is vermeldenswaard dat een slechte zegel een positief effect kan hebben. Met bas-zware hoofdtelefoons kan een beetje minder zegel hun reactie plat laten klinken - iets wat we hebben meegemaakt bij het maken van de beste $ 100 in-ear hoofdtelefoon shootout voor The Wirecutter. Mijn favoriete koptelefoon van dit stel was de Grain Audio IEHP, die voor mij een heerlijk vlakke en natuurlijke respons had. De IEHP klonk zo goed dat ik aannam dat de grootste van de meegeleverde siliconen tips me een goede afdichting gaf. Voor de rest was de bas van de IEHP echter te veel gepompt. Blijkbaar wel was niet een strakke zeehond krijgen, maar de rest was - en het veranderde mijn perceptie van de hoofdtelefoon volledig ten goede.
05 of 05Redenen die niet exclusief zijn voor hoofdtelefoons
Reden # 4: persoonlijke smaak verschilt.
Natuurlijk zijn er ook redenen waarom mensen verschillende percepties van koptelefoongeluid rapporteren die net zo van toepassing zijn op andere audioproducten.
De eerste is het meest voor de hand liggend: verschillende mensen hebben een verschillende smaak qua geluid. Sommige kunnen gewoon een beetje meer bas gebruiken dan jij, of een beetje meer hoge tonen. Het is duidelijk dat ze de voorkeur geven aan verschillende koptelefoons dan jij.
Dat is legitiem op een bepaald punt. Bovenop normale smaakvariaties hebben sommige mensen een misleidende - of botter gezegd, verkeerde - ideeën over geluid. We zijn allemaal mensen tegengekomen wier idee van goed geluid weinig meer is dan een belachelijk luide bas. Sommige liefhebbers van audio geven de voorkeur aan overdreven hoge treble, die ze voor details en nauwkeurigheid verwarren. Ik ging zelf door die fase, maar de onschatbare geschriften van J. Gordon Holt rechtten me.
Wat deze luisteraars blij maakt, is OK, maar het extrapoleert niet naar bruikbare oordelen over koptelefoongeluid, behalve voor anderen die hun extreme smaak delen, en geen competente uitgevoerde, onpartijdige evaluatie bevestigt waarschijnlijk hun beoordelingen.
Reden # 5: Gehoorvermogen verschilt met leeftijd, geslacht en levensstijl
Terwijl de meesten van ons het leven beginnen met redelijk vergelijkbare hoormogelijkheden, veranderen onze hoormogelijkheden in de loop van ons leven.
Hoe vaker u wordt blootgesteld aan harde geluiden, hoe waarschijnlijker het is dat u een deel van uw gehoor op hoge frequenties kwijt bent. Dit is vooral een probleem voor mensen van wie de recreatieve activiteiten (luide concerten, raceauto's, jagen, enz.) En / of werk (bouw, leger, productie, enz.) Hen blootstellen aan harde geluiden.
Hoe ouder je bent, hoe waarschijnlijker het is dat je wat gehoorverlies met hoge frequentie hebt ervaren. Dit is vooral een probleem met mannen. Volgens het artikel "Genderverschillen in een longitudinale studie van leeftijdsgebonden gehoorverlies," uit de Journal of the Acoustical Society of America , "… de gevoeligheid van het gehoor daalt meer dan tweemaal zo snel bij mannen als bij vrouwen op de meeste leeftijden en frequenties …" Dit komt gedeeltelijk doordat mannen meestal vaker worden betrokken dan vrouwen in activiteiten waar ze worden blootgesteld aan luid geluid, zoals alle hierboven genoemde. En dat is omdat studies laten zien dat mannen comfortabeler naar luide geluiden luisteren, met een factor van +6 tot +10 dB over de niveaus waarop vrouwen comfortabel kunnen luisteren.
Het is duidelijk dat de waargenomen kenmerken van een audioproduct veranderen als het gehoor van de luisteraar verandert. Bijvoorbeeld, hoog-orde distorsie-harmonischen, die optreden bij frequenties van 5 of meer keer de fundamentele frequentie van een geluid, zullen voor een 25-jarige vrouw duidelijk verontrustender zijn dan voor een 60-jarige man. Evenzo kan een responspiek van 12 kHz nauwelijks hoorbaar zijn voor de 60-jarige man, maar toch ondraaglijk voor de 25-jarige vrouw.
Wat kunnen we doen?
De voor de hand liggende vraag is, hoe kunnen we hoofdtelefoons evalueren op een manier die zinvol en nuttig is voor elke luisteraar? En voor elke koptelefoon?
Helaas kunnen we dat waarschijnlijk niet. Maar we kunnen dichtbij komen.
Naar mijn mening is het antwoord om meerdere luisteraars te gebruiken met verschillende hoofdvormen, verschillende geslachten en verschillende soorten gehoorgangen / maten. Dit is precies wat Lauren Dragan doet in de besprekingen van de hoofdtelefoon die ze organiseert voor The Wirecutter, en dat hebben we gedaan bij Beeld & Geluid toen ik daar was.
Ik link naar andere beoordelingen van de hoofdtelefoon die ik bekijk wanneer mogelijk. Ik neem ook laboratoriummetingen op - hier en in mijn hoofdtelefoonrecensies voor SoundStage! Xperience - om een objectief idee te geven van wat de reactie van een hoofdtelefoon is.
De "gouden standaard" zou zijn om meerdere luisteraars plus laboratoriummetingen op te nemen. Ik deed dit in mijn Beeld & Geluid dagen, maar ik ben niet op de hoogte van enige publicatie die dit momenteel doet.
Er is één eenvoudige regel die we allemaal kunnen volgen: wees voorzichtig voordat je de mening van anderen over een koptelefoon weghaalt.
Met speciale dank aan Jacob Soendergaard van G.R.A.S. Sound and Vibration en Dennis Burger voor hun hulp en feedback op dit artikel. Als je vragen of opmerkingen hebt, stuur me dan een e-mail op het adres dat in mijn bio staat vermeld op deze site.
