Combinatie van verschillende functionaliteiten

DIT IS EEN PUBLICATIE VAN MUSIC EMOTION
Ruud Jonker | 01 oktober 2014 | Trinnov Audio

Wie naar een luidspreker luistert in een ruimte, hoort het directe geluid en het weerkaatste geluid. Beide interfereren met elkaar. Het resultaat heeft vervolgens invloed op onze perceptie van toon, tijd en ruimte. De zogenaamde off-axis response van een luidspreker heeft dus grote invloed op de mate waarin een luidspreker natuurlijk klinkt. Een volledig rondstralende luidspreker maakt dat het geluid sterk wordt be•nvloed door de ruimte. Dat geeft veel kleuring en een heel "ruimtelijk" geluid want de ruimte wordt veroorzaakt door de kamer en niet (of minder) door de opname. De exacte plaatsing bij rondstralende systemen is veel vager en minder nauwkeurig. Zogenaamde "box-luidsprekers", die het merendeel van het aanbod vormen, zijn omnidirectioneel in het laag en worden directief bij de hogere frequenties. Er is een enorm verschil in akoestische poweroutput tussen de hoge en lage frequenties (ongelijke power response) en zo'n luidspreker klinkt doorgaans ook als een box. Dat betekent dat er minder sprake is van een volledig natuurlijke soundstage, zijnde een podium met muzikanten. Er is nog steeds het gevoel dat er geluisterd wordt naar luidsprekers. Uit het bovenstaande volgt onder meer dat de nagalmtijd (reverberation time) van een ruimte een zeer belangrijke indicator is. 

Room modes zijn te herkennen aan pieken en dalen in de frequentiecurve. Berekeningen van die room modes zijn in de praktijk niet erg bruikbaar om bijvoorbeeld de optimale plaatsing van luidsprekers te voorspellen. Een populaire berekening is dat de room modes volgen uit de afmetingen van een ruimte. Dat leidt dan bijvoorbeeld tot schoenendoosachtige huiskamers. Wie het echt goed wil doen kan beter de zogenaamde transferfunctie berekenen. Die berekening gaat over wat er gebeurt tussen de luisteraar en de luidspreker. In die functie worden zaken meegenomen als luidsprekerplaatsing, eigenschappen van de luidspreker en de absorptie/diffusie-eigenschappen van oppervlakten en objecten in de kamer. Metingen die gedaan worden zijn vaak moeilijk te interpreteren. Wat in ieder geval vaak hilarisch overkomt, is de trial & error benadering met eierdozen, gebogen vlakken, gordijnen, zware tapijten, stukken schuimrubber en andere huismiddeltjes waar sommige winkeliers en consumenten de problemen mee te lijf gaan. Akoestiek krijg je in orde met kennis, meten, rekenen en het nemen van de juiste maatregelen. Kortom de wetenschappelijke benadering.



Trinnov Audio

De laatste jaren zijn er verschillende oplossingen gekomen om de akoestiek te beďnvloeden. Sommige fabrikanten, zoals Infinity en JBL, kwamen met basale meetsystemen en luidsprekers met parametrische equalizers. Daarmee is het mogelijk om de belangrijkste pieken in de frequentiecurve weg te regelen. Die technieken zijn ook gebaseerd op de transferfunctie tussen luidsprekers en luisteraars. Anderen kwamen met passieve oplossingen, zoals tube traps, bass traps en frequentie-instelbare diffusors. Zulke hulpmiddelen halen bepaalde frequenties uit de lucht. Dat kan ook met een zogenaamde plaatresonator. Dat is een plaat van bijvoorbeeld 2 vierkante meter die ergens in de huiskamer hangt. De afmetingen kunnen zodanig berekend worden dat de plaat in trilling komt bij een bepaalde storende frequentie. Daarmee wordt energie uit de lucht getrokken en de storende frequentie verminderd. Door de plaat creatief te beschilderen krijgt zo'n object nog cultureel-artistieke waarde binnen de woonomgeving. U kent vast wel de Harmonix RFA-7800 stickertjes. Die werken door op een specifieke storende en hoge frequentie in resonantie te raken of te diffunderen. Daardoor halen ze energie uit de kamer en wordt de storende frequentie minder. Het vergt weer kennis om met zulke devices resultaat te boeken. 

Elektronische correctiesystemen om akoestiek te meten en te corrigeren werden het eerste toegepast in de professionele wereld. De oplossing van TACT hoorde bij de eerste systemen voor de consument en later kwamen onder andere RoomPerfect van Lyngdorf, Audyssey, ARC (Anthem) en andere systemen. Aanvankelijk voor twee kanalen, maar nu zijn er units om alle kanalen van een hometheater te kunnen corrigeren. Elektronische oplossingen zijn geen recept voor alle akoestische problemen. Er zijn grenzen aan wat er in het digitale domein te herstellen is. Maar, het is zeer wel mogelijk om een aantal ontwerpproblemen in drivers en filters van luidsprekers mee te nemen tijdens de digitale correctie van problemen binnen de transferfunctie tussen luidspreker en luisteraar. 
Trinnov Audio ontstond in 2000. Arnaud Laborie, Sebastien Montoya en Remy Bruno startten toen hun research op het gebied van 3D-geluid. We praten hier over echte wetenschappelijke research, resulterend in AES-papers voor vakgenoten en de ontwikkeling van baanbrekende technieken. De heren vonden onder andere oplossingen voor zogenaamde spatial sound distortion. Het verschijnsel dat consumenten thuis op hun multichannel systeem toch niet een natuurlijk 3D beeld krijgen. De oplossing is om het multichannel geluid te vertalen naar een zogenaamd "acoustic field". Vanuit dat field wordt het geluid vertaald naar de specifieke luidsprekerconfiguratie bij de gebruiker. Dat is kort door de bocht, klinkt ingewikkeld, maar de bedoeling is dat gebruikers op een heel eenvoudige manier de beschikking krijgen over de ruimtelijke representatie van het geluid, zoals het tijdens de opname heeft geklonken. Belangstellenden kunnen AES-paper 6375 (2005) daarover raadplegen. Vanuit die multichannel weergave is het natuurlijk logisch om onderzoek te verrichten naar technieken voor multichannel-opname en roomacoustics. De digitale algoritmen en te ontwikkelen technologie ligt natuurlijk dicht bij elkaar. In 2003 kwam Trinnov dan ook met een paper over Surround Sound Recording (AES 5717) en in 2005 werd de Optimizer ge•ntroduceerd. Dat is een roomcorrector voor professioneel gebruik. In principe is het een software-module waar door Trinnov Audio steeds verdere functionaliteit aan toegevoegd is. Iedereen die in een studio werkt, zal wel eens kennisgemaakt hebben met deze Optimizer. Het apparaat bestaat uit een meetsysteem voor luidsprekers en de akoestiek. Het is gebaseerd op multipoint analyse en genereert uiteindelijk een gedetailleerd akoestisch rapport. Vervolgens berekent het apparaat de compensatiecurven. Dat gebeurt door een grote hoeveelheid filters te berekenen. FIR-filters voor full range en IIR-filters voor de lage frequenties.

Het voordeel van deze Trinnov Audio technologie is dat de compensatie berekend wordt op basis van alle eigenschappen van het reproductiesysteem, binnen de akoestische context. Dat gebeurt dan in samenhang en tegelijkertijd. Naast die correctie, beschikt de Optimizer ook over instelbare actieve crossovers en bass management. Ook de 2D en 3D remapping technology uit het eerder genoemde AES-paper is aan boord. Multichannel formats zijn dan te mappen op een bepaalde luidsprekerconfiguratie. Dat is erg interessant. Het is mogelijk door een Fourier-Bessel decompositie van het akoestische veld. Door die combinatie kun je het akoestische veld meten in het tijddomein en omzetten in elementaire radiatiepatronen. Waar het om gaat en wat de vorige zin in gewoon Nederlands betekent is dat het akoestische veld van de bestaande luidsprekerconfiguratie gemeten wordt en vastgelegd. Dat volgt uit het product van het ingangssignaal (de opname) en de radiatie matrix (soort som van de radiatiepatronen van het luidsprekersysteem). Het gaat dus uit van een bestaande (en vaak niet optimaal geplaatste) luidsprekerconfiguratie. Met deze techniek is trouwens ook de optimale plaats van luidsprekers te berekenen. Dat gebeurt hier af en toe in de luisterruimte. Wat de Optimizer als laatste stap doet is het input signaal zodanig (her)berekenen, dat er een ideaal akoestisch veld ontstaat met behulp van de (vaak niet optimaal geplaatste en niet optimaal zijnde) luidsprekers. Dat is belangrijk om te weten, want de Trinnov Audio Amethyst voor de consumentenmarkt, beschikt vanzelfsprekend over een aantal technieken die door Trinnov Audio ontwikkeld zijn voor de professionele Optimizer. De Amethyst past bijvoorbeeld multi-point acoustic measurements toe met de door Trinnov Audio ontwikkelde 3D measurement micro-phone. Daarin is de techniek te herkennen uit het onderzoek naar multichannel recording, maar ook de technologie achter de remapping.

Trinnov Audio Amethyst
De Amethyst is een apparaat dat bedoeld is voor de consumentenmarkt. Daarom is het ook een combinatie van verschillende functionaliteiten. Het is een high-end voorversterker, er is een phono pre amp en er is een 24bit/192kHz converter aan boord, de Optimizer functie is beschikbaar (room correction), er is een 2-weg actief digitaal crossover, er is een media renderer en het apparaat dient als wifi access point (AP). Door de werking als access point kan het apparaat onder andere bediend worden door VNC (clients) op verschillende computer operating platforms. 
In deel 2 van het Trinnov Audio artikel wordt de functionaliteit van de Amethyst verder besproken, volgen een aantal praktijkmetingen met bijbehorende grafieken en worden de luisterervaringen beschreven.

Importeur Nederland en België: 
Ron's Activiteiten
tel: +31-(0)26-3830311
e-mail: hifi@trinnov.nl
www.trinnov.nl

MERK

EDITORS' CHOICE