การตอบสนองต่อเสียงของมนุษย์
(Equal Loudness Contour)
การทำงานด้านระบบเสียงนั้น การฟังเป็นสิ่งที่จำเป็นมาก ๆ สำหรับ Sound Engineer (ซาวด์เอ็นจิเนียร์) การเข้าใจถึงเรื่องพื้นฐานการฟังนั้น ต้องเข้าใจถึงธรรมชาติของหู ถึงการรับรู้การได้ยินของเสียงว่าได้ยินยังไง มนุษย์ได้ยินเสียงความถี่ต่ำกับเสียงความถี่สูงเท่ากันหรือไม่ มาเรียนรู้และทำความเข้าใจไปพร้อมกันเลยดีกว่า
Equal Loudness Contour คืออะไร?
คือระดับการรับรู้ความถี่ของหูมนุษย์ที่ความดังต่าง ๆ หูมนุษย์เรานั้นจะรับรู้ความดังของแต่ละความถี่ไม่เท่ากัน ต่อให้เปิดความดังของความถี่ทั้งหมดมาเท่ากัน แต่หูจะรู้สึกว่าแต่ละความถี่มันดังไม่เท่ากัน เรื่องนี้มีที่มาที่ไปอย่างไร
ย้อนกลับไปเมื่อปี 1933 เมื่อ Harvey Fletcher (ฮาวี่ เฟลทเชอร์) และ Wilden A. Munson (วิลเดน เอ มุนสัน) นักฟิสิกส์ด้านเสียง ได้ทำการทดลองการฟังของหูมนุษย์ โดยการเริ่มทำ Equal Loudness Contour (อิคัวล์ลาวด์เนสคอนทัวร์) ครั้งแรกด้วยการใช้หูฟัง (Headphone) โดยการใช้อาสาสมัครหลาย ๆ คน เข้ามาทำการทดสอบฟังโทนเสียงบริสุทธิ์ที่ความถี่ต่างๆ โดยมีความความเข้มเสียงเพิ่มขึ้นมากกว่า 10dB ของเสียงที่ไปกระตุ้น โดยที่ผู้ทำการทดสอบยังคงฟังความถี่ 1000Hz ควบคู่ไปกับความถี่อื่น ๆ ที่ป้อนเข้าไป
โดยปกติแล้วระบบการได้ยินของหูมนุษย์นั้น ได้ยินความถี่ตั้งแต่ 20Hz ถึง 20000Hz แม้ว่าขีดความสามารถการได้ยินย่านความถี่เสียงแหลมจะลดลงตามอายุที่มากขึ้น แต่ในส่วนของช่วงความถี่ 2kHz ถึง 5kHz จะยังคงรับรู้การได้ยินดีอยู่ ซึ่งความถี่ช่วง 2kHz ถึง 5kHz นี้ เป็นช่วงความถี่ที่หูมนุษย์จะมีความไวในการรับรู้มากที่สุด ส่วนใหญ่เกิดจากโครงสร้างของรูหูและกระดูกของหูชั้นกลาง ที่ให้ผลการสะท้อนของเสียงในช่องหูที่ความถี่ 2kHz ถึง 5kHz ได้มากกว่าความถี่อื่น
ทาง Fletcher (เฟลทเชอร์) และ Munson (มุนสัน) ได้ปรับโทนเสียงอ้างอิงจนผู้เข้ารับการทดสอบรู้สึกว่าเป็นเสียงเดียวกับเสียงความถี่ที่ทดสอบ ในเรื่องของความดังนั้น มันเป็นส่วนหนึ่งของจิตวิทยา Fletcher (เฟลทเชอร์) และ Munson (มุนสัน) จึงได้ทำการทดสอบหลาย ๆ ครั้งเพื่อหาค่าเฉลี่ยที่สมเหตุสมผล แล้วนำมาทำเป็นกราฟให้ได้เห็นถึงการได้ยินในระดับต่าง ๆ
ต่อมาในปี 1956 ทาง Robinson (โรบินสัน) และ Dadson (แดดสัน) ได้กำหนดการทดลองขึ้นมาใหม่ ซึ่งได้ผลที่แม่นยำกว่า จนกลายเป็นพื้นฐานสำหรับมาตรฐาน ISO226 ที่ถือได้ว่ามีความสมบูรณ์ จนกระทั้งถึงปี 2003 เมื่อ ISO ได้ปรับปรุงมาตรฐานใหม่ในการประเมินล่าสุดของนักวิจัยทั่วโลก
การอ่านกราฟ Equal Loudness Contour
กราฟที่แสดงระดับความดังของ Equal Loudness Contour (อิคัวล์เลาด์เนสคอนทัวร์) ที่ความดังต่าง ๆ โดยจะกำหนดความถี่มาตรฐานที่ความถี่ 1000Hz เป็นจุดอ้างอิง จากกราฟ ในแนวตั้งจะเป็นความดัง มีหน่วยเป็น dB (เดซิเบล) ในแนวนอนจะเป็นความถี่มีหน่วยเป็น Hz (เฮิรตซ์)
ยกตัวอย่างที่ความดัง 20dB จะเห็นว่าเส้น Loudness ตั้งแต่ความถี่ 400Hz ถึง 1,000Hz นั้นจะเป็นเส้นตรง หมายความว่า หากเปิดเสียงทุกความถี่ตั้งแต่ 20Hz ถึง 20,000Hz ให้มีความดัง 20dB เท่ากัน หูมนุษย์จะได้ยินความถี่ 400Hz ถึง 1,000Hz ดังเท่ากัน ส่วนความถี่ที่ต่ำกว่า 400Hz นั้น จำเป็นต้องเร่งความดังขึ้นมาตามเส้นโค้ง เพื่อให้หูได้ยินเท่ากับความถี่ 400Hz ถึง 1,000Hz เช่น หากอยากได้ยินความถี่ 60Hz ให้ดังเท่ากับ 400Hz จำเป็นต้องเพิ่มความดังของความถี่ 60Hz ขึ้นไปจนถึงระดับความดัง 50dB หูมนุษย์ถึงจะได้ยินความถี่ 60Hz เท่ากับความถี่ 400Hz ที่ความดัง 20dB แสดงว่ามีความดังต่างกันอยู่ 30dB
ในส่วนของเสียงแหลมนั้น ตั้งแต่ความถี่ 2,000Hz ถึง 5,000Hz เส้นกราฟจะตกลง หมายถึงต้องลดความดังเสียงของความถี่ 2,000Hz ถึง 5,000Hz ลง เพื่อให้หูได้ยินความถี่ 2,000Hz ถึง 5,000Hz ดังเท่ากับความถี่ 400Hz ถึง 1,000Hz
และความถี่ตั้งแต่ 7,000Hz ขึ้นไปจะสังเกตุว่าจะต้องเพิ่มความดังเหมือนกับเสียงต่ำ หูมนุษย์ถึงจะได้ยินเท่ากับเสียงกลาง
เมื่อเราเพิ่มความดังขึ้นไปจนถึง 80dB จะสังเกตุได้ว่าเส้นกราฟมีการปรับเปลี่ยน จากตอนแรกที่ความดัง 20dB เสียงความถี่ 400Hz จะมีความดังเท่ากับความถี่ 1,000Hz ตอนนี้ความถี่ 400Hz นั้นต้องลดลงมาประมาณ 6dB
จะสังเกตุได้ว่า เมื่อเราเพิ่มความดังมากขึ้น เสียงกลางจะต้องลดความดังลงมาเพื่อยังคงให้ได้ยินเท่ากับเสียงความถี่ 1,000Hz และในส่วนของเสียงต่ำที่ความถี่ 60Hz นั้น มีความดังต่างจากความถี่ 1,000Hz แค่ 10dB ส่วนความถี่ 2,000Hz ถึง 5,000Hz นั้น ยิ่งเพิ่มความดังโดยรวมมากขึ้นเท่าไหร่ ความดังในช่วงความถี่นี้ ยิ่งต้องลดลง เพราะประสาทของหูนั้นไวต่อความถี่ 2,000Hz ถึง 5,000Hz เป็นอย่างมาก
ในส่วนของเครื่องขยายเสียงสมัยก่อนนั้น มักจะมีปุ่ม Loudness (เลาด์เนส) มาให้ เพื่อชดเชยความถี่เสียงต่ำกับความถี่เสียงแหลม ให้ได้ยินเท่ากับความถี่เสียงกลาง เพื่อรักษาความบาลานซ์ของเสียงให้น่าฟัง เหมาะความต้องการของหูมนุษย์
ในการทำงานระบบเสียงนั้น จะสังเกตุได้ว่าลำโพงที่ขับย่านเสียงต่ำนั้นจะมีกำลังวัตต์ที่สูงกว่าลำโพงเสียงแหลม อาจจะด้วยการที่ต้องใช้พลังงานในการผลักดอกลำโพงให้ทำงาน เพราะดอกลำโพงจะมีค่อนข้างใหญ่ แต่โดยหลักการแล้ว กำลังวัตต์จะมีผลต่อความดังเช่นเดียวกัน จึงต้องใช้กำลังวัตต์ที่เยอะขึ้น เพื่อให้เสียงต่ำนั้นมีความดังที่สมดุลกับเสียงแหลม
สรุป :
การทำความเข้าใจ Equal Loudness Contour (อิคัวล์เลาด์เนสคอนทัวร์) นั้น เป็นสิ่งจำเป็นอยางยิ่งของ Sound Engineer เพราะเป็นเรื่องการเข้าใจพื้นฐานของการฟัง จะช่วยให้การมิกซ์เสียงและทำระบบเสียง สามารถบาลานซ์ความดังได้แม่นยำ เหมาะกับการฟังของหูมนุษย์นั่นเอง
ใครที่สนใจอยากทำอาชีพด้าน SOUND ENGINEER สามารถเข้าไปดูรายละเอียดเพิ่มเติมตามหลักสูตรเหล่านี้ได้เลย
- SOUND SYSTEM ENGINEER ( คอร์ส ระบบเสียง )
- SOUND SYSTEM DESIGN (คอร์ส ออกแบบระบบเสียง)
- LIVE SOUND MIXING (คอร์ส มิกซ์เสียงงานแสดงสด)
หรืออ่านบทความอื่น ๆ เพิ่มเติมเช่น
- SOUND ENGINEER เริ่มต้นอย่างไร?
- SOUND ENGINEER ได้ค่าจ้างเท่าไหร่
- วิธีเลือก ระบบเสียงคาราโอเกะ ให้โดนใจ
หรือ สนใจสอบถาม คอร์สเรียนและหลักสูตรต่าง ๆ สามารถสอบถามได้ที่
โทรศัพท์ 02-550-6340, 064-198-2499
Line : @liveforsound
Email : [email protected]
บทความโดย: ทรงพล แจ่มแจ้ง (SOUND ENGINEER)
รับติดตั้งระบบเสียง ห้องประชุม ร้านอาหาร ผับบาร์ ห้องคาราโอเกะ ห้องจัดเลี้ยง ระบบเสียงสนามกีฬา ระบบเสียงร้านกาแฟ สามารถปรึกษาทางทีมงาน LIVE FOR SOUND ได้ พร้อมรับตรวจเช็ค แก้ไขปัญหาระบบเสียงทุกรูปแบบ โดยทีมงานมืออาชีพ ที่มีประสบการณ์มากกว่า 15 ปี
แหล่งอ้างอิง
สอบถามข้อมูลการเรียนได้ทาง
