Bass Management

เมื่อมีการเพิ่มSubwooferเข้าในระบบเครื่องเสียง มันมีวิธีที่จะจัดการกับเสียงความถี่ต่ำของSubwooferได้หลายทาง วิธีการจัดการกับเส้นทางของเสียงความถี่ต่ำจะเรียกว่าBass Management ซึ่งโดยพื้นฐานก็คือการจัดการเอาความถี่ต่ำของลำโพงMainไปยังSubwoofer แทนที่จะทำให้ลำโพงMainจัดการกับเสียงทุกย่านความถี่ตั้งแต่ 20Hz จนถึง 20000Hzตามที่ถูกบันทึกมาไม่ว่าจะเป็นระบบ Stereo Systemหรือ Multi-channels System ตามมาตรฐานของภาพยนตร์เช่นDolby หรือDTS ทั้งนี้ก็เพื่อปรับปรุงเสียงความถี่ต่ำในห้องฟังขนาดเล็ก หรือห้องhome theaterให้เป็นปกติ ตามมาตรฐานที่ควรจะเป็นเหมือนในapproved studioที่บันทึกเสียงขนาดใหญ่หรือโรงภาพยนตร์

และก็สืบเนื่องจากผมได้subwooferของMeyer Sound รุ่น X-400cใหม่มาอีก2ตัวรวมเป็นทั้งหมด 4ตัวในห้องHome theater ต้องทำการsetupและติดตั้งใหม่ แต่จะติดตั้งแบบไหนวางแบบไหนก็ต้องมาดูและตัดสินใจถึงสภาพแวดล้อม สภาพอุปกรณ์ สภาพห้องต่างๆว่าแบบไหนถึงจะให้ผลลัพธ์เหมาะสมที่สุด เนื่องจากSystemที่มีอยู่ตอนนี้สามารถSetทั้งแบบFull Rangeและ Bass managementได้ทั้งสองแบบ ซึ่งหลังจากผมได้ลองติดตั้ง ลองวัด ลองฟังร่วมเดือนทำให้ได้ประสบการณ์มาเล่าสู่กันฟังเผื่อมีคนสนใจผลลัพธ์ว่าจะออกมาเป็นแบบไหนกันบ้าง

โดยแบบแรกที่คิดไว้ก็คือการเอาลำโพงsubwooferเข้าไปรวมกับลำโพงหน้าLCRโดยใช้DSPของMeyer Soundรุ่นGalileo408เป็นตัวจัดการBass management ตัดHigh pass filter(HPF)ลำโพงmain และตัดLow Pass Filter(LPF)ลำโพงSubwooferแล้วก็นำเอาลำโพงทั้งสองมารวมเข้าด้วยกันหรือที่เรียกว่าalignกัน ก็จะทำให้ลำโพงหน้าทั้งสามตัวของผมกลายเป็นลำโพงแบบFull rangeและตอบสนองความถี่ได้ตั้งแต่ 20-20000Hz โดยที่ไม่มีช่วงความถี่หายไป หรือมีการเสริมทับกันมากเกินไปของความถี่ช่วงใดช่วงหนึ่ง

แล้วก็มาsetในส่วนของPre-processor Marantz AV8802ให้ลำโพงหน้าทั้งสามตัวเป็นLargeหรือความหมายก็คือเป็นFull Rangeนั่นเอง ส่วนลำโพงSurroundก็จะทำการBass managementที่pre-pro โดยsetให้ความถี่ต่ำเข้าไปรวมกับLFEแล้วส่งไปยังsubwooferแยกอีกตัวหนึ่ง(ตัวที่สี่) ลักษณะแบบนี้ก็ใกล้เคียงกับทางDolbyแนะนำใช้ในโรงภาพยนต์ทั่วไปหรือห้องDolby Approved Studio ที่ลำโพงด้านหน้า 3channelsต้องเป็นลำโพงFull rangeเท่านั้น ส่วนลำโพงSurroundก็จะใช้Bass managementเพื่อนำเอาความถี่ต่ำของsurroundทั้งหมดรวมถึงลำโพงceiling channelsใส่ลงไปในSubwooferแยกต่างหาก2ตัว ด้านซ้ายหนึ่งตัวสำหรับSurr+ลำโพงเพดานด้านซ้าย ด้านขวาอีกตัวสำหรับSurr+ลำโพงเพดานด้านขวา ซึ่งSubwooferทั้งสองตัวนี้จะอยู่ด้านหลังหรือแขวนไว้อยู่บนเพดาน ด้านหลังซ้ายและขวา

มาถึงแบบที่สองที่ผมลองทดสอบเปรียบเทียบกันคือใช้Bass Managementทุกchannels โดยตัดความถี่ต่ำของลำโพงmainทุกตัวไม่ว่าจะเป็นลำโพงหน้าซ้าย กลาง ขวา,ลำโพงSurround, ลำโพงเพดานเข้าไปรวมกับ LFE channels แล้วส่งไปยังSubwooferทั้งสี่ตัว แบบนี้เป็นวิธีที่ THXแนะนำให้ใช้ในห้องขนาดเล็กหรือห้องhome theaterโดยทั่วไป ซึ่งความจริงแล้วทางdolbyเองก็ยืดหยุ่นให้ใช้วิธีนี้ได้ในห้องhome theaterถ้าลำโพงด้านหน้าไม่สามารถตอบสนองความถี่full rangeได้(สามารถอ่านเพิ่มเติมได้จาก Dolby Home Theater Installation Guidelines)

ที่เอามาเปรียบเทียบกันนี้เนื่องจากว่าอุปกรณ์ในห้องที่ใช้อยู่ของผมสามารถsetได้ทั้งสองแบบ เลยดำเนินการsetกันทั้งสองแบบแล้วลองเอามาเทียบกันให้เห็นแบบชัดๆว่าในห้องนี้ติดตั้งแบบไหนจะดีกว่ากัน โดยในแบบแรกจะsetให้ 3channelsหน้าเป็นลำโพงfull rangeอย่างที่บอกมาแล้วยกเอาลำโพงหน้าซ้ายและขวาขึ้นไว้บนลำโพงSubwoofer ทำการbass managementตัดcrossover 80Hz ส่วนของลำโพงcenterก็วางSubwooferไว้ด้านหลังของลำโพงmainเนื่องจากจะบังจอถ้ายกขึ้นไปต่อกันเหมือนลำโพงซ้ายและขวาแล้วbass managementเช่นเดียวกับลำโพงหน้าซ้ายและขวา ส่วนลำโพงSurroundและลำโพงเพดานก็จะตัดความถี่ที่Pre-processorให้ความถี่ต่ำกว่าcrossover point 80Hzแต่ละchannelไปรวมกันกับLFE แล้วส่งไปยังSubwooferอีกตัวหนึ่งแยกต่างหาก หลังจากวางลำโพงset configurationต่างๆเรียบร้อยแล้วก็ทำการFully Calibration ทั้งในส่วนของtime domainไม่ว่าจะเป็นการset phase,time delay ในส่วนของfrequency domainโดยการใช้parametric eqในdspจัดการ ซึ่งผมว่าการวางลำโพงแบบนี้ข้อดีอย่างหนึ่งก็คือการที่ลำโพงmainและลำโพงSubwooferอยู่ในตำแหน่งเดียวกัน การset time/phase delay ก็จะทำได้ง่ายดีไม่ต้องใส่delayมาก phaseระหว่างลำโพงmainและSubwoofer ก็alignกันแล้ว

สำหรับการติดตั้งอีกแบบผมจะใช้configurationแบบ bass managementทุกแชลแนลผ่านทางpre processorโดยsetให้ลำโพงเป็นsmallทุกchannelตัดความถี่ที่ 80Hz แล้วbypassค่าต่างๆบนpre-processorมาปรับทุกอย่างบนdsp Galileo408และBSS Blu-160แทน ตำแหน่งลำโพงSubwooferจะวางเป็นรูปกากบาทตรงกึ่งกลางผนังทั้งสี่ด้าน เพราะลองขยับหลายๆตำแหน่งในห้องผมแล้ว ตำแหน่งนี้เป็นตำแหน่งที่ความถี่ต่ำมีfrequency responseดี่ที่สุด ถึงแม้จะมีdipและboomyบ้าง ก็ใช้dsp ทำการparametric eqน้อยที่สุด เพื่อให้การตอบสนองความถี่ราบเรียบมากที่สุด หลังจากทุกอย่างเรียบร้อยก็ทำการวัดค่าต่างๆของการset ทั้งสองแบบเก็บไว้ แล้วมานั่งฟังจริงๆเก็บข้อมูลไว้ว่าเสียงที่ได้ยินเป็นอย่างไรบ้างเพื่อจะนำไปเปรียบเทียบกันระหว่างข้อดีข้อเสียของการsetทั้งสองแบบ ซึ่งขอแบ่งข้อดีข้อเสียของการใช้Bass Managementเป็นข้อๆเพื่อจะเข้าใจได้ง่ายขึ้น

คราวนี้ลองมาดูกราฟจากการsetทั้งสองแบบดูบ้าง จะเป็นกราฟfrequency response เดี๋ยว เดี๋ยว เดี๋ยว…. อย่าพึ่งด่วนสรุปบอกว่ากราฟพวกนี้บอกว่าเสียงดีไม่ดีไม่ได้หรอก ซึ่งผมก็เห็นด้วยครับที่ว่ากราฟfrequencyอย่างเดียวไม่สามารถบอกได้ว่าเสียงแบบนี้ดีกว่าแบบนี้ เพราะถึงแม้กราฟfrequency responseจะราบเรียบก็ไม่ได้บอกถึงว่าเสียงที่ได้เป็นเสียงดีมีความสม่ำเสมอ เนื่องจากในความราบเรียบนั้นอาจจะแฝงการเกิดkeep ringingของเสียงเบสที่มียาวนานกว่าปกติ ที่สำคัญในเรื่องของเสียงนอกจากfrequency domainแล้วสิ่งที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพของเสียงอย่างน้อยก็เท่ากับหรือมากกว่าเรื่องของfrequency domainก็คือtime domain ซึ่งก็ได้แก่การวัดพวกimpulse respons, phase trace, Decay time and waterfall graphs, ETC ยังไงถ้ามีคนสนใจผมค่อยพูดถึงละเอียดในแต่ละตัวอีกทีครับ

นอกจากนี้เสียงดีเสียงไม่ดีก็ยังขึ้นอยู่กับอุปกรณ์เครื่องเสียงต่างๆที่ใช้เป็นสำคัญด้วย แต่สิ่งที่กราฟfrequency responseบอกเราได้คือ มีความถี่ไหนหายไปหรือดังผิดปกติบ้าง ซึ่งจากกราฟfrequency response ของลำโพงหน้าทั้งสามตัวที่ต่อแบบBass managementจะมีความสม่ำเสมอและราบเรียบของเสียงความถี่ต่ำที่มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด

ส่วนของfull rangeจะมีความถี่ช่วงประมาณ 30-50Hzหายไปเกือบทุกตัวเนื่องมาจากroom modeของห้องผมเอง และเนื่องจากไม่สามารถขยับลำโพงsubwooferที่วางอยู่บนลำโพงmainทั้งสามตัวหน้าไปในตำแหน่งที่จะลดroom modeของห้องได้ ถึงแม้จะพยายามใช้parametric EQช่วยอย่างเต็มที่แล้วก็ตาม มันก็ได้แค่นี้ไม่สามารถเพิ่มความถี่ได้ตามที่ต้องการ

และเมื่อผมได้ฟังเสียงจากหนังและคอนเสิร์ตจะจับได้อย่างชัดเจนเลยอย่างเช่นคอนเสิร์ตออเคสตร้าเสียงกลองทิมปานีบางตัวเบาลง หรือหายไปเลย เนื่องจากถ้าเราเคยฟังเสียงในแบบfrequency responseที่สม่ำเสมอมาจนติดหูจำได้ เมื่อมาฟังเสียงที่มีความถี่ต่ำบางย่านหายไปหรือบางย่านบูมผิดปกติจะฟังออกได้ชัดเจนเลย ดังนั้นcalibratorปรับเสียงส่วนมากจะสอนให้ฟังเสียงจากการดีดเบส หรือเสียงการตีกลองว่ามีเสียงบางช่วงในการดีด หรือในการตีที่มีเสียงหายไปไหมเพื่อทดสอบความสม่ำเสมอของเสียง ไม่ได้ฟังแค่ว่าเสียงแบบนี้ดังกว่าแบบนี้เพราะบางทีเสียงที่ดังกว่าหรือมีเนื้อมีหนังมากกว่านั้นมันเป็นเสียงของbass boomหรือเสียงเบสที่keep ringing ยกตัวอย่างในห้องเรียนของHAAก็จะแนะนำการฟังเพลง “Hi-Lili Hi-Lo” ของ Rickie Lee Jonesโดยจะฟังที่เสียงตอนเล่นเบสช่วงต้นว่าเสียงการดีดเบสแต่ตัวครั้งแต่ละโน้ตมีเสียงดังสม่ำเสมอเท่ากันหรือเปล่า หรืออย่างเช่นBob Katz มือmixเสียงระดับรางวัลGrammy award เขาก็จะใช้เพลง Spanish Harlemของ Rebecca Pidgeon(Chesky JD115) ในการฟังเสียงความถี่ต่ำ เพลงนี้จะเล่นในKey Gและใช้รูปแบบเบสแบบclassic I, IV, V progression ที่มีความถี่ของเสียงbass melodyเป็น  49 62 72,  65 82 98  ,  73 93 110 วนไป เขาบอกว่าถ้าเครื่องเสียงมีbass responseที่ดี เสียงเบสที่ได้จากเพลงนี้ควรจะต้องมีเนื้อเสียงออกเป็นธรรมชาติ เสียงมีความสม่ำเสมอกันของการดีดแต่ละครั้งในแต่ละความถี่ที่ไม่ใช่ว่าดีดบางโน้ตดัง บางโน้ตเสียงหายเป็นต้น

และเท่าที่ผมลองฟังการSetแบบBass managementเสียงที่ออกมาจากลำโพงทุกตัวในระบบความถี่ต่ำจะใกล้เคียงกันมากเนื่องจากเสียงความถี่ต่ำของทั้งระบบมาจากลำโพงsubwooferชุดเดียวกันความต่อเนื่องของเสียง จากลำโพงต่อลำโพงจะกลมกลืนกันมากกว่า แต่แบบfull rangeเสียงจากลำโพง3ตัวหน้าจะไม่ค่อยเหมือนกันเพราะตำแหน่งsubwooferทั้งสามตัวอยู่คนละตำแหน่งกันการสะท้อนเสียงจากผนังต่างๆจึงให้ความแตกต่างของเสียงความถี่ต่ำมากกว่า

แค่นี้ก็รู้แล้วว่าห้องนี้และระบบนี้ควรจะต้องใช้configurationแบบBass managementของลำโพงทุกตัว ผมเลยสรุปข้อดีข้อเสียของBass managementที่รวบรวมมาจากทั้งในหนังสือ การบรรยายที่เคยฟังมา และประสบการณ์ที่ได้มาจากการsetมาเป็นข้อๆจะได้เห็นภาพชัดเจนและครอบคลุมมากขึ้น

ข้อดีของการใช้Bass Management

1. (More freedom in mains placement) เนื่องจากตำแหน่งการวางลำโพงmainจะได้ให้มุ่งเน้นความสนใจไปที่speaker imageหรือตำแหน่งfocusของเสียงที่ดี ไม่ต้องกังวลถึงถึงตำแหน่งที่bass responseดีที่สุดเพราะตำแหน่งดีสำหรับการตั้งsubwooferเพื่อลดความรุนแรงของstanding wave อาจจะไม่ใช่ตำแหน่งที่ถูกต้องเหมาะสมของลำโพงmain channelsต่างๆเช่นตำแหน่งsubwooferของห้องนี้อาจจะเหมาะสมวางไว้มุมห้อง หรือกลางผนังจุดใดจุดหนึ่งในห้อง ซึ่งตำแหน่งนี้บางทีก็ไม่ใช่ตำแหน่งที่ถูกต้องในการวางลำโพงmainเพื่อให้ได้sound imageหรือfocusที่ดี แต่บางท่านอาจจะสงสัยว่าอ้าวแล้วทำไมในบางห้องที่เป็นapproved studioหรือโรงภาพยนต์เขาถึงสามารถsetลำโพงแบบFull rangeได้ อันนี้ต้องแยกเป็นสองประเด็น อย่างแรกคือเรื่องของขนาดของห้อง ที่ผมพูดอยู่เสมอว่าAcousticsในห้องขนาดใหญ่ จะไม่เหมือนกับAcousticsในห้องขนาดเล็กดังนั้นการจัดการกับเสียงในห้องที่มีAcousticsต่างกันเลยต้องมีวิธีที่ต่างกันเพื่อให้ได้ผลลัทธ์เหมือนกัน เมื่อขนาดของห้องใหญ่ขึ้นAcousticsของห้องจะเปลี่ยนไปทำให้ความสำคัญของStanding Waveหรือroom modeในความถี่ต่ำจะลดลง ดังนั้นความสำคัญของตำแหน่งการวางSubwooferจึงลดลง ไม่ได้หมายถึงห้องใหญ่ๆจะไม่มีroom modeแต่เนื่องจากขนาดห้องที่ใหญ่room modeที่อยู่ในห้องจึงเกิดการrandomizeต่อกันและทำให้พลังงานที่เกิดไม่ค่อยรุนแรงเหมือนในห้องขนาดเล็กที่ตำแหน่งการวางของลำโพงSubwooferจะมีบทบาทต่อเสียงความถี่ต่ำได้มากกว่า อีกเรื่องหนึ่งถึงแม้จะเป็นห้องที่มีขนาดไม่ใหญ่มากแต่ถ้ามีการวางแผนจัดการกับความถี่ต่ำภายในห้องอย่างดี มีประสิทธิภาพแล้ว การตอบสนองต่อความถี่ต่ำก็จะดีถึงแม้จะConfigurationลำโพงเป็นFull Range อย่างเช่นห้องที่เป็นห้องProfessional Studioต่างๆที่มีต้นทุนในการทำห้องสูงกว่าห้องhome theaterทั่วไปมาก มีการคำนวณขนาดห้อง รูปร่างห้องมาเป็นอย่างดีเพื่อป้องกันเรื่องของstanding wave ผนังห้องต่างๆมีการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อลดพลังงานของเสียงที่ออกมาจากผนังไม่ว่าจะเป็นการใช้Isolation Clip, การใช้ยางdampที่ผนัง, วัสดุBass treatmentต่างๆที่มีคุณภาพเป็นต้น เหล่านี้ล้วนทำให้เสียงที่สะท้อนกลับเข้ามาในห้องที่เป็นต้นกำเนิดstanding waveลดความรุนแรงลงทำให้การตอบสนองต่อเสียงต่ำภายในห้องดีมากขึ้นไปด้วย แต่สำหรับห้องผมเองไม่ได้เป็นแบบนี้เป็นห้องสี่เหลี่ยมธรรมดาที่ตอนทำก็ไม่ได้มีความรู้ในเรื่องนี้ซักเท่าไร ไม่ได้มีการtreatผนัง พื้น หรือเพดานเหมือนห้องระดับprofessional studio ก็ใช้แค่ผนังอิฐกับบุวัสดุกันเสียงแล้วยิงแผ่นยิปซัมติดตามธรรมดา ดังนั้นการตอบสนองต่อเสียงของห้องApproved Professional Studioย่อมดีมากกว่าทำให้การsetลำโพงเป็นFull rangeในห้องProfessional เหล่านี้จึงมีปัญหาน้อยกว่า
2. (All speaker exhibit similar bass response)เนื่องจากเสียงความถี่ต่ำมาจากSubwooferเหมือนกัน เพราะว่าเราต้องการให้ลำโพงทุกchannelsมี bass responseที่เหมือนกันซึ่งจะทำให้ความต่อเนื่องของเสียงในchannelsต่างๆทำได้ดีกว่า
3. Surroundมีกำลังเพิ่มมากขึ้น(Add power for surrounds) จากเดิมที่ลำพังตัวลำโพงSurroundจะมีขนาดไม่ใหญ่เหมือนลำโพงหน้าทั้งสามตัว
4. (Mains experience less woofer fatigue) ไปยังsubwooferที่มักจะมีกำลังในการขับเสียงต่ำดีกว่าลำโพงmain ทำให้wooferของลำโพงmainมีfatigueหรือความล้าจากการทำงานหนักลดลง เรื่องนี้ถือว่าเป็นเรื่องใหญ่สำหรับในห้องpost production facility, dub stage, composer roomฯลฯ ต่างๆที่บางทีต้องใช้งานกันมากกว่า 20ชั่วโมงต่อวันเป็นเดือนๆ อย่างห้องของBob Hodas คนที่ทำการtuning ห้องprofessional studioเหล่านี้เขาก็บอกว่าห้องpost productionขนาดเล็กที่เขาcalibratedมากกว่าร้อยละ 90ใช้configurationแบบBass management

ข้อเสียของการใช้Bass Management

1. Phase cancellationที่ตำแหน่งcrossover pointเนื่องจากระยะทางที่แตกต่างกันของSubwooferกับลำโพงMain(Phase cancellation at X over point due to differing speaker distances from subwoofer) โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าในห้องมีsubwooferแค่ตัวเดียว เช่นในระบบไม่ว่าจะเป็น 7.1, 5.1, 7.1.4 หรือmulti channelsแบบไหนๆ arrival timeที่มาถึงของเสียงจากลำโพงต่างๆจะไม่เท่ากัน ซึ่งเมื่อมาเจอกับเสียงความถี่ต่ำก็อาจจะเกิดphase cancellationได้ถ้าลำโพงบางตัวมีphaseไม่เข้ากับsubwooferในตำแหน่งcrossover point
2. phase delayระหว่างการรวมกันของลำโพงsubwooferและลำโพงmain(Additional crossover distortion and phase delay) ทำให้เกิดความเพี้ยนตรงบริเวณcrossover pointซึ่งเรื่องนี้น่าจะเป็นสิ่งที่แย่ที่สุดสำหรับการใช้bass management
3. (Low frequency effects panning is ineffective in surrounds) เช่นเราวางsubwooferไว้ด้านหน้า แต่การแพนเสียงของSurroundไปอยู่ด้านหลังถ้ามีการตัดcrossoverที่สูงมากเกินไปก็จะทำให้imageของเสียงไปในทางที่ไม่ถูกต้อง แต่ในข้อนี้หลังจากผมได้ลองในห้องตัวเองโดยได้ทำการตัดcrossoverไม่ไห้สูงเกินไปในการsetแบบbass managementเพื่อป้องกันการฟ้องตำแหน่งของลำโพงSubwoofer และมีการทำphase alignmentระหว่างSubwooferและลำโพงmainให้มีทั้งการin phaseและ in timeในบริเวณcrossover point พบว่าระหว่างการsetแบบFull rangeและBass management แทบจะไม่เห็นความแตกต่างกันในเรื่องของเสียงเบสที่ไม่ไปตามการแพนเสียงของลำโพงหลักเลย

โดยสรุปแล้วในห้องของผมนี้เลยต้องวางลำโพงและconfigurationเป็นแบบBass Management แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นไม่ได้หมายความว่าการSetแบบนี้จะเหมาะสมกับห้องทุกห้อง เพราะความแตกต่างในอุปกรณ์เครื่องเสียงที่ใช้ไม่เหมือนกัน อีกทั้งความแตกต่างในโครงสร้าง ขนาด รูปร่าง ของห้องต่างๆที่ไม่เท่ากันการตอบสนองต่อเสียงต่างๆก็ไม่เหมือนกัน เพียงแต่อยากจะแชร์ประสบการณ์ในการCalibrationว่าผมทำยังไง ผู้อ่านจะพอมองออกได้ว่ามีจุดไหนที่ต้องให้ความสำคัญ มีจุดไหนที่ควรระวังในการSet upและCalibrationห้องhome theater เผื่อวันหลังจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในห้องของทุกท่านบ้างครับ