Vitenskapelige grunner til at folk ofte er uenige om lyden av hodetelefoner
Av alle typer forbruker lydprodukter jeg har testet, har ingen vært like forvirrende som hodetelefoner. I de mange paneltestene jeg gjennomførte for Lyd og visjon , og de jeg nå deltar i for Wirecutter, er det ofte store forskjeller i måten lytterne oppfatter og beskriver lyden av en bestemt hodetelefon. Vi ser flere forskjeller når vi leser leserens kommentarer. Selv etter at vi luker ut trollene, er det åpenbart at noen mennesker hører ting litt annerledes.
Ingen to ører er de samme
Årsak # 1: Ørekanaler varierer radikalt.
Jacob Soendergaard, salgstekniker for G.R.A.S. Lyd og vibrasjon (firmaet som lager hodetelefonens måleutstyr) fortalte meg om dette fenomenet, og var snill nok til å lede meg til en veldig interessant PDF som beskriver utviklingsprosessen for øret / kinnsimulatorene og topp-og torsosimulatorene vi bruk i dag.
Som S.C. Dalsgaard fra Odense Universitet, en av forskerne som er involvert i programmet nevnt ovenfor, sier så klokt og klokt at den er "Man er produsert innenfor en svært bred toleranse."
Soendergaard utdybte: "Hvert minutt variasjon i geometri (ørekanalsform, antall fold og flammer i kanalen, kanalforholdet, plassering av doble bøyer, tympanisk membran eardrum etc.) vil påvirke hørselsoppfattelsen - - spesielt ved de høye frekvensene med svært korte bølgelengder. "
Du kan se dette i diagrammet ovenfor, som er en forkortet versjon av et diagram som vises i PDF-filen jeg linket til. Dette diagrammet sammenligner målinger tatt i øret kanalene av 11 testpersoner med svar fra en kobler designet for høreapparat målinger. For hver testfrekvens kan du se koblingsresponsen (den faste linjen), den gjennomsnittlige responsen fra de 11 testpersonene (sirkelen) og svarområdet (det som ser ut som et fett, sidelengs H).
Som du ser kan svaret på ørekanalerne ikke variere mye under 1 kHz, men over 2 kHz blir responsforskjellene store, og med 10 kHz er de store, omtrent +/- 4 dB. For å sette dette i perspektiv er en responsforskjell på +/- 2 dB - si, redusere bass ved -2 dB og øke diskanten ved +2 dB - nok til å påvirke en stor forandring i tonebalansen til en hodetelefon.
Soendergaard og jeg diskuterte måling i dette tilfellet, men vår diskusjon handler også om subjektiv lytting, fordi trommehinnen din er effektivt din måleenhet, opptar omtrent det samme fysiske planet som mikrofonen inne i østersimulatoren. Som Søndergaard sa, refererte vi til frekvenser mellom 10 og 20 kHz (den øvre mengden av menneskelig hørsel), "Hvis måleenheten er kompensert av en millimeter mellom hver montering, vil du se mye forskjellige resultater på samme person."
Dermed er forskjellene i øretkanalformen - og de uunngåelige forskjellene i måten hodetelefoner, og spesielt i øret-hodetelefoner, grensesnitt med forskjellige former for ører og ørekanaler - kan føre til at hodetelefonene reagerer veldig forskjellig på forskjellige øretformer ved høye frekvenser. Bare 1mm forskjell i passformen kan gjøre en hodetelefon med flat respons lyd for lys eller for kjedelig.
Jeg så dette prinsippet i bruk for noen år siden, da en lydforfatter (som vil være anonym) fortalte meg at han virkelig likte en bestemt hodetelefon i øret. Dette var en hodetelefon som de fleste korrekturleserne ble enige om, lød ekstremt kjedelig, og at mine målinger viste at det hadde en enorm rulle over 3 kHz. Jeg har tidligere samarbeidet med denne forfatteren, og mens han og jeg generelt er enige i våre vurderinger av høyttalere og til og med over-øret og på-øret-hodetelefoner, var hans vurderinger av in-ear-hodetelefoner helt forskjellige fra meg. (Senere sa en audiolog til ham at hans ørekanalform var ekstremt uvanlig.)
03 av 05Alle har en annen følelse av plass - med hodetelefoner, minst
Årsak # 2: HRTFs varierer radikalt.
Hovedrelatert overføringsfunksjon (HRTF) er hva hjernen din bruker til å finne lyd i tre dimensjoner. Det innebærer forskjeller i tiden som en lyd kommer til hver av dine ører; forskjeller i lydnivåer ved hvert øre; og forskjeller i frekvensrespons forårsaket av akustiske effekter av hode, skuldre og pinnae når lyd kommer fra forskjellige retninger. Hjernen din prosesser og tolker alle disse signalene for å fortelle deg hvor lyden kommer fra.
Hodetelefoner omgår de akustiske effektene av kroppen din, og endrer timing og nivåinnstillinger som du normalt vil få når du lytter til en liveopptreden eller et sett med høyttalere. Dessverre har hjernen din ikke en "HRTF Bypass" -knapp. Når du har på hodetelefoner, lytter hjernen fortsatt til de HRTF-signalene, hører ikke mange og gir deg følelsen av at det meste av lyden kommer fra innsiden av hodet.
Som jeg lærte da jeg besøkte et selskap som heter Virtual Listening Systems i begynnelsen av 1997, har alle en annen HRTF. For å skape det som ble Sennheiser Lucas-hodetelefonprosessor, målt VLS HRTF av hundrevis av testpersoner. De gjorde dette ved hjelp av små mikrofoner plassert innenfor fagets ørekanaler. Hvert testfelt satt i et lite anechoisk kammer. En liten høyttaler på en robotarm avgir MLS-støysprang.Robotarmen beveget høyttaleren gjennom mer enn 100 forskjellige stillinger, i forskjellige horisontale og vertikale vinkler, hver gang emitterende testbryter, slik at mikrofonene i fagets ører kunne "høre" effektene deres kropp og ører hadde på lyden.
(Hodetelefonentusiaster kan merke seg at dette på noen måter ligner måleprosedyren Smyth Research bruker i sin A8 Realiser-prosessor.)
Jeg må selv gjennom VLS test. Selskapets forskere tok da mine resultater og kjørte dem gjennom en prosessor som ville endre et lydsignal for å nøyaktig etterligne min personlige HRTF. Resultatet var fantastisk, som ingenting jeg har hørt fra noen annen hodetelefonprosessor. Jeg hørte et presist, perfekt sentrert bilde av en vokalist rett foran meg - noe som teknologier som Dolby Headphone aldri kunne oppnå for meg.
VLS tok resultatene fra hundrevis av testpersoner for å skape Lucas-prosessorens 16 forskjellige forhåndsinnstillinger, hver for å simulere en annen HRTF. Ved å klikke gjennom alle forhåndsinnstillingene, viste det seg vanskelig å bosette seg på en. Jeg husker noen var åpenbart bedre enn andre for meg, men jeg hadde det vanskelig å velge blant de beste fire eller fem forhåndsinnstillingene. Ingen jobbet hvor som helst i nærheten, så vel som den justerte-just-for-me-behandlingen jeg hørte i VLS lab.
Det er sannsynligvis at de fleste hodetelefonprosessorer har langt færre alternativer. Likevel må de skyte for en slags gjennomsnittlig HRTF. Kanskje du blir heldig og faller nær det gjennomsnittet. Kanskje effekten vil være for ekstreme for deg. Eller kanskje det blir for subtilt.
Fordi alles HRTF er forskjellig, har hver av hjernene en annen kompensasjonskurve - som en EQ-kurve - at den gjelder innkommende lyder. Når kompensasjonskurven er kombinert med kroppens egenskaper, er resultatet lyden du hører hver dag. Når kroppsegenskapene dine elimineres ved bruk av hodetelefoner, bruker hjernen din samme kompensasjonskurve. Og fordi hver av våre kompensasjonskurver er litt annerledes, kan våre svar på samme hodetelefon være annerledes.
04 av 05Ingen sel, ingen bass
Årsak # 3: Tilpasningen endrer lyden.
Å få god ytelse fra hodetelefoner avhenger i stor grad av passformen. Spesielt betyr dette at ørepennene passer til et ørehodetelefoner rundt øret, passformen på ørepinnene på en ørehodetelefon på din pinna, eller passformen til silikon- eller skumørets ørepinne av en øret-hodetelefon inne i øregangen. Hvis det er en god forsegling, får du all basen som hodetelefonen var designet for å levere. Hvis det er en lekkasje hvor som helst, får du mindre bass - og du vil oppleve hodetelefonens tonebalanse som mer trebly.
Til dels bestemmer kroppens fysiske egenskaper hodetelefonens passform. For eksempel, hvis ingen av de tipsene som følger med en øret-hodetelefon, passer deg bra, høres ikke hodetelefonen så bra på deg. Dette kan være et problem for meg fordi jeg har uvanlig store ørekanaler, og for min kollega Geoff Morrison fordi han har uvanlig små ørekanaler. Dette er grunnen til at jeg alltid roser produsenter for å inkludere fem eller flere størrelser / stiler av øretips med sine øretelefoner. Det er også grunnen til at Skummeltips er verdt å sjekke ut hvis du er misfornøyd med lyden av dine øretelefoner.
Dårlig passform er også vanlig med øre- og overhodetelefoner. Jeg vil spekulere på at det er et større problem med sistnevnte, fordi det er så mange potensielle hindringer for en god forsegling. Disse inkluderer langt og / eller tykt hår, briller, og til og med ørepiercinger. Skyv øret pads ut bare en tad, til og med en halv millimeter, og du vil sannsynligvis miste nok bass til å ha stor effekt på lyden av hodetelefonen.
Over- og øre-hodetelefoner kan passe noen mennesker bedre enn andre. Noen audiophile-orienterte hodetelefoner som Audeze LCD-XC har øreputer så store at de ikke kan forsegle ørene og kinnene til relativt små mennesker, spesielt kvinner. På samme måte har noen tilsynelatende over-øret hodetelefoner ikke egentlig nok plass til å imøtekomme store øredobber som min.
Det er verdt å merke seg at en dårlig tetning kan ha en positiv effekt. Med basshøye hodetelefoner, kan en liten, mindre forsegling gjøre deres responslyd flatt - noe vi opplevde når vi gjorde de beste $ 100 i-øret-hodetelefonene for The Wirecutter. Min favoritt hodetelefon av denne gjengen var Grain Audio IEHP, som jeg hadde en fantastisk flat og naturlig respons. IEHP hørtes så bra at jeg antok at den største av de medfølgende silikonetipsene ga meg en god forsegling. For alle andre, skjønt, var IEHPs bas en måte overpumpet. Tilsynelatende jeg var ikke får en tett forsegling, men alle andre var - og det endret helt min oppfatning av hodetelefonen til det bedre.
05 av 05Årsaker som ikke er eksklusive for hodetelefoner
Årsak # 4: Personlig smaker Differ.
Selvfølgelig er det også grunner til at folk rapporterer forskjellige oppfatninger av hodetelefonlyd som er like gjeldende for andre lydprodukter.
Den første er den mest åpenbare: Forskjellige mennesker har forskjellige smaker i lyd. Noen kan ganske enkelt like litt mer bass enn du gjør, eller litt mer diskant. Åpenbart vil de foretrekke forskjellige hodetelefoner enn du gjør.
Det er legit til et punkt. I tillegg til vanlige smaksvarianter, har noen mennesker misforstått - eller mer stilt feil - ideer om lyd. Vi har alle møtt folk hvis ideen om god lyd er lite mer enn latterlig høyt bass. Noen lydentusiaster foretrekker svært overdrevet diskant, som de feiler for detaljer og nøyaktighet. Jeg gikk selv gjennom denne fasen, men J. Gordon Holts uvurderlige skrifter rettet meg ut.
Uansett hva som gjør disse lytterne lykkelige, er det bra, men det ekstrapolerer ikke til nyttige vurderinger om hodetelefonlyd, bortsett fra andre som deler sin ekstreme smak, og ingen kompetent utførelse, vil det være sannsynlig at objektiv evaluering sannsynligvis bekrefter deres vurderinger.
Årsak # 5: Høreevne skiller seg ut med alder, kjønn og livsstil
Mens de fleste av oss starter livet med relativt sammenlignbare høreapparater, endrer vår høreevne i løpet av våre liv.
Jo mer du er utsatt for høye lyder, jo mer sannsynlig er det at du har mistet noe av din hørsel ved høye frekvenser. Dette er spesielt et problem for folk som rekreasjonsaktiviteter (går til høyt konserter, kjører racerbiler, jakt, etc.) og / eller arbeid (konstruksjon, militær, produksjon, etc.) utsetter dem for høye lyder.
Jo eldre du er, jo mer sannsynlig er det at du har opplevd noe høyfrekvent hørselstap. Dette er spesielt et problem med menn. Ifølge papiret "Kjønnsforskjeller i en longitudinell studie av aldersrelatert hørselstap", fra Journal of the Acoustical Society of America , "… hørselsfølsomheten avtar mer enn dobbelt så fort hos menn som hos kvinner i de fleste aldre og frekvenser …" Dette skyldes blant annet at menn vanligvis er oftere involvert enn kvinner er i aktiviteter der de er utsatt for høyt lyd, som alle de som er nevnt ovenfor. Og det er fordi studier viser at menn er mer komfortable å lytte til høye lyder, med en faktor på +6 til +10 dB over nivåene der kvinner er behagelige å lytte.
Åpenbart vil de opplevde egenskapene til et lydprodukt endres ettersom lytterens hørsel endres. For eksempel vil høyordensforvrengningsovertoner, som forekommer ved frekvenser 5 eller flere ganger lydens grunnfrekvens, åpenbart være mer urolig for en 25 år gammel kvinne enn de er til en 60 år gammel mann. På samme måte kan en 12 kHz svarstopp knapt høres til den 60 år gamle mannen, men uutholdelig for den 25 år gamle kvinnen.
Hva kan vi gjøre?
Det åpenbare spørsmålet er hvordan kan vi evaluere hodetelefoner på en måte som er meningsfull og nyttig for hver lytter? Og for alle hodetelefoner?
Dessverre kan vi sannsynligvis ikke. Men vi kan komme nærmere.
Etter min mening er svaret å bruke flere lyttere med forskjellige hodeformer, forskjellige kjønn og forskjellige øretkanalformer / -størrelser. Dette er akkurat det Lauren Dragan gjør i hodetelefonomtalen hun organiserer for The Wirecutter, og det er det vi gjorde på Lyd og visjon da jeg var der.
Jeg lenker til andre vurderinger av hodetelefonene jeg vurderer når det er mulig. Jeg innlemmer også laboratoriemålinger - her og i hodetelefonene om SoundStage! Xperience - å gi en objektiv ide om hva en hodetelefons respons er.
"Gullstandarden" ville være å inkludere flere lyttere pluss laboratoriemålinger. Jeg gjorde dette i min Lyd og visjon dager, men jeg er ikke klar over noen publikasjon som gjør det for tiden.
Det er en enkel regel vi alle kan ta fra dette: Vær forsiktig før du latterliggjør andres meninger om hodetelefoner.
Spesiell takk til Jacob Soendergaard av G.R.A.S. Sound and Vibration og Dennis Burger for deres hjelp og tilbakemelding på denne artikkelen. Hvis du har spørsmål eller kommentarer, vennligst send meg en e-post på adressen som er oppført i mitt bio på dette nettstedet.
