การรับรู้ถึงการมีอยู่ของระบบเสียง (Sound System Presence Perception)

บทบาทหนึ่งในฐานะวิศวกรเสียง คือการสร้างภาพลวงตาทางเสียงที่ทำให้ผู้ฟังรู้สึกราวกับว่า ตกอยู่ภายใต้ Direct Sound Field ของนักแสดง โดยจะต้องโฟกัสไปที่ศิลปินไม่ใช่ลำโพง เพื่อให้เป้าหมายลุล่วงและป้องกันสิ่งที่อาจจะเปิดเผยลำโพงได้ เราต้องพิจารณาสัญญาณการรับรู้ทั้งหมดที่บอกเราว่า นี่คือระบบเสียง

มีปัจจัยจำนวนมากที่สามารถทำลายภาพลวงตาเหล่านั้น โดยหากพยายามอย่างเพียงพอ ก็เป็นไปได้ที่จะทำให้ผู้ฟังที่ไม่มีประสบการณ์ในงานด้านนี้ ไม่รู้ตัวถึงการมีอยู่ของระบบเสียง โดยเราจะพิจารณาปัจจัยต่างๆ ตามหัวต่อไปนี้

Distortion

ทุกรูปแบบของการ Distortion จะทำให้รับรู้ถึงการมีอยู่ของลำโพง โดยที่ Harmonic Distortion จากเครื่องดนตรีเป็นสิ่งที่รบกวนการรับรู้ได้น้อยที่สุด เนื่องจากเป็นความถี่ที่สัมพันธ์กับสัญญาณต้นฉบับจากเครื่องดนตรีนั้น ๆ

ส่วนการ Distortion ที่สังเกตุเห็นได้ชัดเจนและไม่สอดคล้องกับเสียงดนตรี คือการ Clipping ที่เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานเกินขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า การ Clipping สามารถทำให้ได้ยิน Distortion เป็นช่วงระยะเวลาสั้นๆได้ และจะหายไปเมื่อสัญญาณลดลงมาอยู่ภายใต้ขีดจำกัดของระบบ เป้าหมายของการออกแบบระบบเสียงอย่างหนึ่งคือ การจัดให้มี Headroom ในระบบอย่างเพียงพอ เพื่อลดโอกาสที่จะเกิด Overload

Compression

วิธีหนึ่งในการป้องกันความเสียหายของส่วนประกอบลำโพง คือการใช้ Compressors และ Limiter อุปกรณ์ทั้งสองจะช่วยลดแรงดันไฟฟ้า (Voltage Gain) ที่ได้รับ หลังจากระดับเกินเกณฑ์ (Threshold Level) ที่กำหนดไว้ การปรับตั้งค่าจะขึ้นอยู่กับขีดจำกัดของไดรเวอร์ลำโพง

ผลกระทบทางเสียงคือ ทำให้ช่วงไดนามิกของเสียงราบเรียบลง เพื่อป้องกันการเกิด Clipping รุนแรงในช่วงที่เสียงดังที่สุด สิ่งนี้ส่งผลต่อการรับรู้ระบบเสียงน้อยกว่าการเกิด Clipping แต่หากใช้มากเกินไปอาจส่งผลให้เสียงฟังดูไม่เป็นธรรมชาติ

Frequency Response Coloration

การตอบสนองความถี่ที่มีจุด Peak และ Dips อย่างมาก จะดึงดูดความสนใจของหู สมองมีความคาดหวังทางเสียงในหัว ความทรงจำบอกเราว่าเครื่องดนตรีหรือเสียงแบบใดควรมีลักษณะอย่างไร หากเสียงนั้น ๆ ไม่เป็นธรรมชาติหรือไม่สอดคล้องกันอย่างผิดธรรมชาติ ก็มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นความสงสัยไปที่ระบบเสียง ว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งนี้อย่างไร ?

False Perspective

ไวโอลินก็คือไวโอลิน แต่เสียงไวโอลินที่วางบนไหล่ของเรา ย่อมมีเสียงที่แตกต่างจากไวโอลินที่อยู่ห่างออกไป 30 เมตรมาก !! นอกเหนือจากความทรงจำเกี่ยวกับเสียงไวโอลินแล้ว สมองของเรายังรับรู้ถึง มุมมอง (Perspective) ของเสียงอีกด้วย

ไวโอลินที่อยู่ไกลไม่ควรมีเสียงเหมือนไวโอลินที่อยู่ใกล้ และไวโอลินที่อยู่ใกล้ก็ไม่ควรมีเสียงเหมือนอยู่ไกล เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น เรากำลังส่งสัญญาณบ่งชี้ของการจำลองมุมมองที่ไม่ถูกต้อง

ในการเสริมสัญญาณเสียงด้วยระบบเสียง หมายถึงกำลังบิดเบือนมุมมองของเสียงตามธรรมชาติ โดยการเพิ่มระดับเสียงและขยายการตอบสนองความถี่สูง แหล่งกำเนิดระยะไกลจะถูกมองว่าอยู่ใกล้ ซึ่งเป็นสิ่งดีที่จะทำเช่นนี้ เนื่องจากจะทำให้ผู้ชมได้ใกล้ชิดกับการแสดงมากขึ้น

สำหรับนักแสดงละครเวที การขยายของระบบเสียงทำให้มีคำพูดและอารมณ์ที่สมจริงมากขึ้น เสียงบทเพลงสามารถมาถึงได้ในระดับกระซิบ แต่ก็ยังคงได้ยินอย่างชัดเจนอยู่

กระบวนการนี้มีขีดจำกัด เราต้องการให้ผู้ชมยับยั้งความไม่เชื่อ เหมือนกับตอนที่พวกเขาดื่มด่ำกับเนื้อเรื่องในภาพยนตร์ สิ่งสำคัญคือต้องไม่เผลอผลักดันมากจนเกินไป โดยไม่ต้องการให้ผู้ชมรู้สึกว่านักแสดงอยู่ติดกับหูพวกเขาโดยตรง

แหล่งกำเนิดเสียงระยะไกล จะมีอัตราส่วนของเสียงโดยตรง (Direct Sound) ต่อเสียงสะท้อน (Reverberant Sound) ที่น้อยกว่า, มีการรวมกันของความถี่ต่ำจากผนังห้องเป็นจำนวนมาก, การสูญเสียความถี่สูงในอากาศจำนวนมาก แถมยังมีระดับเสียงที่เบาอีกด้วย

ตรงกันข้ามแหล่งกำเนิดเสียงระยะใกล้ จะมีอัตราส่วนของเสียงโดยตรง (Direct Sound) ต่อเสียงสะท้อน (Reverberant Sound) ที่สูงกว่า, มีการรวมกันของความถี่ต่ำจากผนังห้องในปริมาณน้อย, การสูญเสียความถี่สูงในอากาศน้อย และมีระดับเสียงที่ดังกว่ามาก

เราจำเป็นต้องคำนึงถึงคุณภาพ (Qualities) ตามธรรมชาติ ที่คาดว่าจะมีที่เสียงต้นทาง เพื่อที่จะไม่ถูกจับได้ในขณะที่เคลื่อนย้ายมุมมอง

ต่อมาเมื่อเราขยับเข้าไปใกล้ระดับเสียงจะดังขึ้น, การตอบสนองความถี่สูงเพิ่มขึ้น, ความถี่ต่ำจะ Smooth ขึ้น และห้องจะค่อยๆ หายไป ระบบเสียงของเราสามารถเลียนแบบคุณภาพเหล่านี้ได้ทั้งหมด

เพื่อป้องกันไม่ให้เสียงฟังดูเหมือนถูก “กระซิบข้างหู” เราจะไม่ปรับย่านความถี่ที่สูงกว่า 10 kHz ให้มีความเด่นชัดกว่าย่านความถี่หลัก การที่พลังงานความถี่สูง (HF) อยู่บนสัญญาณอย่างมากมายเช่นนี้ เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเฉพาะในระยะใกล้เท่านั้น (Nearest Field)

ดังนั้นการขยายความถี่สูงในลำโพงของเราที่เล็งไปยังตำแหน่งไกล ต้องสามารถไปถึงด้านหลังได้โดยไม่ทำให้ที่นั่งด้านหน้ารู้สึกผิดปรกติมากเกินไป

สามารถกลับมุมมองได้ โดยทำให้แหล่งเสียงใกล้ดูเหมือนอยู่ไกล แต่สิ่งนี้มักไม่เป็นที่พึงปรารถนามากเท่าไรจากกรณีส่วนใหญ่ พื้นที่ Off-Axis ของลำโพง มีการตอบสนองคล้ายคลึงกับพื้นที่ห่างไกล โดยเมื่อเคลื่อนที่ออกมายัง Off-Axis แหล่งกำเนิดก็จะยิ่งดูเหมือนห่างไกลออกไป เนื่องจากการลดหรือไม่มีความครอบคลุมความถี่สูง เป็นการเลียนแบบการสูญเสียเสียงในอากาศ และผลักดันมุมมองของเราให้ถอยห่างออกไป

วิธีต่อมาในการสร้างการรับรู้ที่ผิดเพี้ยนคือ การลดความถี่ต่ำที่รุนแรงเกินไปในพื้นที่ระยะไกล (Far Field) แต่หากความถี่ต่ำถูกลดลงมากเกินไปในระยะไกล อาจส่งผลต่อการตอบสนองจนไม่สมจริง

โดยหากความถี่ต่ำลดลงต่ำกว่าย่านความถี่กลาง จะเกิดคุณภาพเสียงแบบ “โทรศัพท์” ไม่มีอะไรที่อยู่ในธรรมชาติ ที่ลดทั้งเสียงแหลมและทุ้มแต่คงย่านเสียงกลางไว้ นอกจากการพูดผ่านท่อ สิ่งนี้ทำให้ภาพลวงตาที่สร้างสลายไป เหลือแต่การรับรู้ถึงระบบเสียง

Dual Perspective

อีกวิธีหนึ่งในการเปิดเผยลำโพงได้ คือการปรากฎของมุมมองแบบคู่ที่ซ้อนทับ เนื่องจากเราไม่สามารถอยู่ใกล้และไกลจากแหล่งกำเนิดเสียงได้ในเวลาเดียวกันได้, เราไม่สามารถอยู่ในห้องขนาดเล็กและมหาวิหารได้พร้อมๆ กัน หรือความถี่สูงดูเหมือนมาจากแหล่งกำเนิดระยะใกล้และความถี่ต่ำมาจากระยะไกล สรุปคือเราไม่สามารถมีมุมมองที่ขัดแย้งกันได้ และเมื่อเกิดจะเป็นการเปิดเผยลำโพงในที่สุด

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในเรื่องนี้คือ ความเข้าใจเกี่ยวกับลำโพงดิเลย์ภายใต้ Balcony

Low-Cut Filters ที่รุนแรง หรือการเลือกใช้ลำโพงขนาดที่เล็กเกินไป จนไม่สามารถตอบสนองความถี่ต่ำได้ในลำโพงดิเลย์ เป็นความพยายามลดการรวมกันของความถี่ต่ำ โดยหวังว่าจะได้ความชัดเจนที่ดีขึ้น สิ่งที่เกิดคือระบบหลักและระบบดิเลย์ระยะไกล ไม่สามารถรวมกันได้อย่างทั่วถึงตลอดทั้งช่วงความถี่

ในช่วงความถี่กลางและสูง มุมมองที่ผสมกันมีลักษณะใกล้เคียงกับพื้นที่ใกล้ (Near Field) เนื่องจากลำโพงดิเลย์มีอิทธิพลเหนือกว่า แต่ในความถี่ต่ำลำโพงหลักที่อยู่ห่างไกลจะเด่นกว่า สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในระดับหนึ่งเสมอ การตัดเสียงต่ำออกจากลำโพงดิเลย์นั้น จะทำหน้าที่เพียงทำให้ความแตกต่างรุนแรงขึ้นเท่านั้น และสิ่งนี้ยังสร้างมุมมองคู่ที่ผิดธรรมชาติ ระหว่างประสบการณ์ฟังใน Near และ Far Field

มุมมองแบบคู่อีกรูปแบบหนึ่งเกิดขึ้นในระบบลำโพงแบบหลายทาง เช่น ลำโพงสองทางแยกไดร์เวอร์เสียงต่ำและเสียงสูงที่มีคุณสมบัติทิศทางแตกต่างกันมาก เมื่อทิศทางเปลี่ยนไป มุมมองก็จะเปลี่ยนตามไปด้วย การเพิ่มขึ้นของทิศทางเสียงสูงจะดึงมุมมองของผู้ฟังไปข้างหน้า ขณะที่เสียงต่ำผลักพวกเขาให้ถอยหลัง

การที่สิ่งนี้เกิดขึ้นทีละน้อยในห้องเป็นเรื่องปกติ แต่มันไม่ปกติเลยที่จะเกิดขึ้นในโน้ตเดียว อย่างที่อาจเกิดขึ้นหากใช้ตัวกรองแบบชันในตัวแบ่งความถี่ ดังเช่นที่อาจเกิดขึ้นได้หากใช้ฟิลเตอร์ความชันสูงในการแบ่งความถี่ (Crossover) สำหรับซับวูฟเฟอร์ที่วางพื้นกับลำโพงไลน์อาเรย์ที่ถูกแขวนสูง (อ่านเพิ่มเติมได้ที่ Crossover Audibility) โดยมีโอกาสที่จะพบ Sonic Image ที่แยกออกจากกัน โดยความถี่ต่ำและสูงมาจากบริเวณที่ต่างกัน

สิ่งนี้จะได้ยินได้มากที่สุดเมื่อแหล่งกำเนิดมีระยะห่างที่มาก และ/หรือ ใช้ Spectral Crossover ความชันที่สูง

Sonic Image Distortion

ก่อนหน้านี้เราได้พูดถึงกลไกของ Sonic Image ไปแล้ว (อ่านเพิ่มเติมได้ที่ Sonic Image) หากเสียงดูเหมือนจะมาจากลำโพง แทนที่จะมาจากแหล่งกำเนิดเสียงตามธรรมชาติ นี่ถือเป็นกรณีที่เห็นได้ชัดถึงมุมมองที่ผิดเพี้ยน แม้ว่าเสียงที่ได้จะเหมือนเป็นสำเนาต้นฉบับที่สมบูรณ์แบบก็ตาม เนื่องจากมันไม่สามารถหลอกให้ผู้ฟังเชื่อได้ เมื่อเทียบกับการดูเหมือนมาจากตัวนักแสดงเอง

ลำโพงของเราจะต้องได้รับการเลือกและวางตำแหน่งอย่างมีกลยุทธ์ พร้อมกับการปรับเวลาและระดับเสียงอย่างระมัดระวัง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของภาพที่สมจริง

Synchronization

กิจกรรมขนาดใหญ่จำนวนมาก มีการฉายภาพบนเวทีเพื่อเพิ่มมุมมองให้กับผู้เข้าร่วมงานที่อยู่ห่างไกล ในกรณีเช่นนี้ จะไม่มีข้ออ้างใดๆ ที่ต้องทำเป็นว่าเรากำลังดูนักแสดงจริงๆ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องซ่อน การรับรู้ถึงการมีอยู่ของระบบเสียง

การพยายาม Sync เสียงและภาพตลอดระยะทางในระดับนี้ เป็นความท้าทายที่เป็นไปไม่ได้ (เนื่องจากความต่างกันที่มากในเวลาการเดินทางของเสียงและแสง) จำเป็นต้องหน่วงเวลาของวิดีโอ แต่จะสามารถ Sync ได้เฉพาะระยะทางหนึ่งเท่านั้น

เมื่อขาดการ Sync ระหว่างภาพและเสียง จะลดความชัดเจนของเสียงในการพูด เนื่องจากการอ่านริมฝีปากในจิตใต้สำนึกของเราขัดแย้งกับเสียงที่ได้ยิน นอกจากนี้ยังก่อความรำคาญได้มากอีกด้วย

สรุป การรับรู้ถึงการมีอยู่ของระบบเสียง

สิ่งที่ต้องเข้าใจคือ หน้าที่ระบบเสียงเป็นเพียงการเสริมกำลังขยายการแสดงที่เกิดขึ้นเท่านั้น พวกมันไม่ใช่ศิลปินที่ทุกคนต้องใส่ใจ การรับรู้เงื่อนไขเพื่อซ่อนการมีอยู่จึงเป็นสิ่งที่จำเป็น เพื่อสร้างสรรค์ประสบการณ์เสียงที่สมจริงให้กับผู้ฟัง และเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับวิศวกรเสียงและผู้ที่สนใจในงานด้านนี้