ในฉบับนี้ลองมาทำความเข้าใจกันหน่อยว่าเสียงจากห้องHome Theaterนั้น เมื่อเทียบกับเสียงจากในโรงภาพยนต์ที่มีขนาดใหญ่หรือเสียงจากในconcert hallขนาดใหญ่ๆ ว่ามันมีข้อเหมือนข้อแตกต่างอย่างไรกันบ้าง แล้วถ้าต้องการทำให้ห้องดูหนังฟังเพลงของเรามีเสียงออกมายิ่งใหญ่สมจริงเหมือนกับการชมในโรงภาพยนต์หรือการแสดงดนตรีสดจริงๆจะเป็นไปได้ไหม มันมีข้อจำกัดตรงไหนทางacousticsของเสียงบ้าง วันนี้ลองมาดูกัน
ถ้าจะพูดถึงเรื่องนี้ก็คงเริ่มต้นไปกันที่เรื่องของStereoกันก่อน ต้องยอมรับว่าในยุคสมัยของผมเติบโตมาก็มีเครื่องเสียงที่เป็นแบบstereoอยู่ในตลาดแล้ว จำได้ตอนเด็กๆเวลามีโฆษณาที่เกี่ยวกับเรื่องของเสียงก็มักจะมีคำบ่งบอกสรรพคุณเติมท้ายขึ้นมาว่า”ระบบเสียงStereo” ให้ดูน่าสนใจ จนมาถึงในปัจจุบันเสียงstereoก็ยังใช้กันอย่างมากมาย ไม่ว่าจะฟังเพลงในห้องนั่งเล่น ห้องนอน ในหอพัก เราก็ชอบฟังเป็นแบบstereo เพราะมันให้ความรู้สึกว่าเสียงมันมีมิติสมจริง โดยเฉพาะในAudiophileที่ถือว่าเรื่องของstereo imageหรือphantom image มีความสำคัญเป็นลำดับต้นๆในการฟังเลย ยิ่งได้ถ้าเคยได้เข้าไปดูคอนเสิร์ตศิลปินที่ชื่นชอบพร้อมกับระบบเสียงที่ดีในconcert hall ทำให้มีอารมณ์ร่วมไปกับบทเพลงอยู่บนเวที บางทีก็อยากจะยกการแสดงสดนั้นมาไว้ในห้องฟังของเราเลยทีเดียว ความจริงแล้วเสียงที่ได้ยินจากการแสดงสดไม่ว่าจะเป็นconcert hall, arena, stadium ฯลฯ มันมีหลายสิ่งหลายอย่างที่ต่างจากการได้ยินเสียงภายในห้องฟังเล็กๆ การที่เราคิดว่าจะใช้การย่อส่วนให้เล็กลงเหมือนเอาไฟฉายโดเรมอนฉายให้เสียงจากคอนเสิร์ตขนาดใหญ่ๆมาอยู่ในห้องเพื่อให้เราได้รับประสบการณ์เสียงเหมือนอยู่ในโถงใหญ่ๆนั้นมันมีข้อจำกัดอยู่มาก แค่คิดว่าห้องก็เล็กลงลำโพงก็ขนาดเล็กลงไม่ใหญ่เหมือนลำโพงที่อยู่ในคอนเสิร์ตเราก็น่าจะย่อส่วนเสียงมันลงมาได้นะ…แต่เดี๋ยวก่อนลองมาดูว่าจริงๆแล้วมันมีตรงไหนที่แตกต่างกันบ้าง
เริ่มจากในห้องฟังภายในบ้าน การmixเสียงเพลงแบบstereoก็จะถูกmixให้เสียงเพลงจากวงดนตรีส่วนมากอยู่แค่ระหว่างด้านหน้า ตรงเส้นระหว่างลำโพงซ้ายลากไปยังลำโพงด้านขวา บริเวณอื่นๆนอกเหนือจากนี้ก็ไม่มี แต่ในคอนเสิร์ตจริงๆเสียงจะมาจากจุดpin pointเล็กๆ และจะโอบล้อมเราด้วยเสียงก้องจากการสะท้อนไปมาอย่างมากมายของเสียง(complex reverberation) ที่มาจากทุกทิศทาง เราอาจจะคิดว่าความแตกต่างแบบนี้อาจจะน้อยลงไหมถ้าใช้เทคโนโลยีในการออกแบบลำโพงช่วยเพราะในปัจจุบันการทำลำโพงรุ่นใหม่ๆก็ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยมาก ยิ่งในปัจจุบันการใช้หูฟังได้เพิ่มมากขึ้นอย่างมากมาย มันเป็นไปได้ไหมที่จะทำให้เราได้รับประสบการณ์เสียงแบบที่ฟังอยู่ในคอนเสิร์ตไปอยู่ในทุกๆที่ ที่เราต้องการ ซึ่งตรงจุดนี้ปัญหาสำคัญที่ยังขัดขวางไม่ให้ทำสำเร็จตอนนี้คือเรื่องของ Physics Laws และ Psychoacoustics แถมlaws of physicsก็เป็นอะไรที่ขอยกเว้นก็ไม่ได้ด้วยเพราะเจ้าของเขายังไม่มีกำหนดการเปลี่ยนlawsนี้ ก็อาจจะต้องรอBig Bangครั้งต่อไปlawsนี้อาจจะเปลี่ยนไปนะ 555
คำถามมีอยู่ว่าแล้วสิ่งใดบ้างในการรับรู้เสียงที่จะย่อ,ขยายหรือเรียกง่ายๆว่าscaleได้ อันไหนบ้างที่scaleไม่ได้ระหว่างห้องฟังขนาดใหญ่มาก กับห้องฟังเล็กๆ เริ่มจากสิ่งแรกคือเรื่องของlevelหรือระดับพลังงานความแรงของสัญญาณเสียง(Sound Power Level,SPL) ถ้าห้องhome theaterของเรามีรูปร่างเหมือนกับในconcert hallหรือarenaใหญ่ๆ ค่าเฉลี่ยการกระจายSPLในห้องก็จะไม่ต่างกันมาก จากหลักการชื่อ Inverse-square lawที่กล่าวไว้ว่าระดับเสียง(Sound level) จะลดลง 6dB ทุกๆระยะทางที่เพิ่มขึ้นหนึ่งเท่าตัว ทำให้ระหว่างห้องเล็กกับห้องใหญ่ระดับSPLตรงกลางห้อง กับตรงหลังห้องก็จะต่างกันอยู่ที่6dB ไม่ว่าขนาดความแตกต่างกันระหว่างห้องเล็กกับใหญ่ที่อาจจะต่างกันมากถึง 50เมตร ทั้งนี้ก็เพราะลักษณะการกระจายของพลังงานเสียงจะเป็นสัดส่วนตามInverse-square lawดังที่กล่าวไว้ แต่ถึงแม้SPLจะscaleได้ให้การกระจายของSPLของห้องเล็กใหญ่ใกล้เคียงกัน อย่าลืมว่าการรับรู้ของเราก็ยังจะต่างกันเพราะขนาดของมนุษย์เรายังเท่าเดิมไม่ว่าจะอยู่ในห้องเล็กหรือใหญ่ไม่สามารถscaleไปตามห้อง ส่วนห้องhome theater ผู้ฟังก็มักจะนั่งอยู่ไม่ห่างจากกลางห้องสักเท่าไร ลำโพงก็มีขนาดไม่กี่นิ้ววางด้านหน้าหรือแขวนผนังห่างตำแหน่งฟังไม่กี่เมตร แต่ตำแหน่งนั่งฟังในconcert hallผู้ฟังส่วนมากก็จะกระจายอยู่ทั่วไปจากด้านหน้าเวทีคอนเสิร์ตจนถึงหลังห้อง จากริมด้านซ้ายเวทีถึงด้านขวาของเวที ลำโพงก็มีขนาดใหญ่กว่าในห้องฟังที่บ้าน การกระจายของSPLในconcert hallเหล่านี้เลยมีความแตกต่างกันมากในแต่ละคนที่ตำแหน่งนั่งต่างๆกัน
สิ่งที่ต้องคำนึงอย่างที่สองก็คือเรื่องของเวลา ซึ่งจะมีความแตกต่างจากเรื่องของlevelเพราะในโลกของlevelมันจะเป็นเรื่องของอัตราส่วน(ratio-based) หรือพูดเป็นทางคณิตศาสตร์ก็คือเป็นการเพิ่มหรือลดแบบlogarithmที่ได้กล่าวไว้ในย่อหน้าที่แล้ว แต่ในโลกของเวลาการเพิ่มหรือลดจะเป็นแบบlinear ถ้าเราเทียบเส้นทางการสะท้อนของเสียงระหว่างห้องเล็กกับห้องใหญ่เราก็จะเห็นpathการสะท้อนที่ในความถี่ค่อนข้างสูงมีมุมตกกระทบก็จะเท่ากับมุมที่สะท้อนออกทั่วไปเหมือนกันไม่ว่าจะห้องเล็กหรือห้องใหญ่ แต่สิ่งที่แตกต่างคือเรื่องของเวลาเพราะเวลาที่ต่างกันระหว่างเสียงที่เดินทางตรงๆมาถึงหูเรา(direct sound) กับเวลาที่ใช้ไปในการสะท้อน(reflection)จะมีค่าต่างกันมากถ้าขนาดห้องต่างกัน เช่นการสะท้อนจากด้านหน้าห้องไปด้านหลังห้องแล้วกลับมายังตำแหน่งนั่งฟังในห้องhome theater ส่วนมากจะใช้เวลาอยู่ในช่วง 5-10 millesecond(ms) แต่pathเดียวกันถ้าในconcert hallหรือarenaใหญ่ๆความแตกต่างกันอาจจะมากกว่า 250ms โดยที่ระดับlevelของ direct/reflectedก็จะไม่ต่างกันมากระหว่างห้องเล็กหรือห้องใหญ่(สมมติว่าพื้นผิวการสะท้อนเหมือนกัน) ซึ่งการต่างกันของเวลาระหว่างdirectกับreflected(time gap) ทำให้การรับรู้เสียงของมนุษย์ต่างกัน เนื่องจากว่าตามหลักของPsychoacoustics สมองของมนุษย์จะใช้เวลาที่เสียงมาถึงในการแปลความหมาย เช่นในshort reflections การรับรู้ของมนุษย์จะทำให้รู้สึกว่าtoneของเสียงเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่นลองเอามือป้องปากดู แล้วพูดเราก็จะรับรู้ว่ามีtoneเสียงเปลี่ยนไปเพราะเวลาของเสียงที่เดินทางมาตรงๆรวมกับเสียงสะท้อนมันสั้น แต่ถ้าช่วงเวลาหรือgapนี้มันยาวมากมันก็จะทำให้เกิดเป็นเสียงที่เรียกว่า echoes…echoes…echoes…echoes แทน ดังนั้นในห้องhome theaterของเราที่มีผนังใกล้กันเมื่อมีการสะท้อนของเสียงจากแต่ละผนังเสียงจากdirect soundก็จะรวมเข้ากับreflected soundทำให้ส่งผลถึงtoneของเสียง ซึ่งจะต่างจากในconcert hallใหญ่ๆที่ผนังอยู่ห่างกันมาก ที่แต่ละผนังก็จะทำตัวสะท้อนเสียงเหมือนเป็นแหล่งกำเนิดเสียงแหล่งใหม่โดยเฉพาะถ้าผนังมีคุณสมบัติการสะท้อนเสียงได้ดีเช่นกระจก กระเบื้อง เหล็กฯลฯ บางห้องถ้าสะท้อนมากๆและทำacousticsของhallไม่ดี วงดุริยางค์เข้าไปเล่นเสียงกลองใหญ่จากวงจะสะท้อนไปมาทำให้เหมือนมีกลองใหญ่อยู่หลายๆใบทั่วในhall เสียงตีกันมั่วไปหมด(transient responses) หรือถ้าเป็นเสียงจากเบสกีตาร์เวลามือเบสดีดทีหนึ่งเสียงมันก็จะค้างอยู่นานจนถึงเขาดีดโน้ตตัวถัดไป ซึ่งบางทีมันนานเกินความจำเป็น(steady state responses)
มาถึงปัจจัยอีกอย่างหนึ่งก็คือความยาวคลื่น(wavelength) อย่างที่เราทราบว่าช่วงความถี่ของระบบเสียงที่เราได้ยินส่วนมากในธรรมชาติจะอยู่ในช่วง 30Hz – 18kHz ถ้าเรากลับคำนวณไปเป็นความยาวคลื่นมันก็จะมีความแตกต่างระหว่างความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดถึงความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดนั้นเป็นสัดส่วนอยู่ประมาณ 600:1 นึกภาพง่ายๆก็คือมีความยาวคลื่นตั้งแต่เท่ากับนิ้วมือจนยาวไปถึงตู้คอนเทนเนอร์กันเลย ซึ่งความยาวคลื่นนี้ไม่ว่าจะอยู่ในห้องhome theaterหรืออยู่ในโรงภาพยนต์ขนาดใหญ่มันก็มีขนาดเท่าเดิม แต่มันจะอยู่ในแบบที่ต่างกันระหว่างห้องเล็กกับห้องใหญ่ ลองนึกภาพว่าจะเอาตู้คอนเทนเนอร์ที่ใช้ในงานชิปปิ้งใส่ลงในห้องhome theaterในบ้านของเราได้กี่ตู้…. นั่นแหละก็คือจะเอาความถี่ต่ำขนาด30Hz ยัดใส่ลงในห้องเล็กๆได้อย่างไร แต่ถ้าเป็นในconcert hall,arena,stadiumหรือโรงภาพยนต์ขนาดใหญ่ ก็สบายเลย มีเนื้อที่ให้ใส่เข้าไปได้ ทำให้การจัดการกับความถี่ต่ำพวกนี้ค่อนข้างตรงไปตรงมา ส่วนถ้าอยู่ในห้องขนาดเล็กที่มีพื้นที่ไม่ว่าด้านกว้าง ด้านยาว ด้านสูง เล็กไปหมดเมื่อเทียบกับhallใหญ่ๆ การจัดการกับความถี่ต่ำพวกนี้คงต้องอาศัยปัจจัยในเรื่องAcousticsของห้องเป็นหลักไม่ว่าจะเป็นสัดส่วนของห้อง,พื้นผิวของเสียงที่จะสะท้อนในห้อง,absorber, diffuser, bass traps, etc. พวกนี้ล้วนมีความจำเป็นที่จะต้องใส่ลงในห้องฟังในบ้านของเราอย่างถูกต้องเหมาะสม เพราะความถี่ต่ำมากๆที่เกิดในห้องhome theaterมาจากการสะท้อนเป็นหลัก ส่วนในhallใหญ่ๆการควบคุมเสียงสะท้อนที่จะมากวนdirect soundจนทำให้ความสดใสคมชัดเจนของเสียงจริงๆลดลงไป ก็อาจใช้ในเรื่องของการปรับรูปแบบคลื่นเสียงโดยการใช้hornsหรือใช้waveguidesแบบต่างๆ, การใช้ลำโพงต่อๆกันที่เรียกว่าloudspeaker arrays, การวางลำโพงในแบบcardioid(การกลับphaseของลำโพงบางตัวเพื่อเพิ่มพลังงานการกระจายของเสียงไปด้านหน้าและลดการกระจายของเสียงในด้านหลังลง)เป็นต้น เหล่านี้ก็เพื่อต้องการปรับแต่งรูปแบบการกระจายของเสียงภายในhallให้ได้ยินได้ใกล้เคียงกันทั่วทั้งhall ซึ่งรูปแบบก็จะต่างออกไปจากการจัดการเสียงในห้องhome theaterที่เสียงความถี่ต่ำฟุ้งกระจายจากการสะท้อนไปทั่วทั้งห้องดังได้กล่าวไว้แล้ว
เมื่อเราเข้าไปดูคอนเสิร์ต และเห็นลำโพงเรียงยาวเป็นline arraysลงมาสองข้างของเวที ทำให้เรารู้สึกคุ้นเคยเหมือนกับในห้องฟังของเราว่ามีลำโพงซ้ายและขวาทำให้คิดว่าเสียงที่ออกมาคงจะเป็นระบบstereoสมบูรณ์แบบเหมือนที่ได้ยินในห้องที่บ้านแน่เลย แต่เดี๋ยวก่อน…ความจริงนี่เป็นเพียงภาพลวงตา….555 เหตุผลก็เพราะเรื่องของการscaleของเสียงstereoที่ได้พูดไว้ว่าเสียงstereoจะไม่สามารถจำลองความเป็นstereoให้ใหญ่ขึ้นตามห้องที่ใหญ่ขึ้นได้เนื่องจากปัจจัยที่ทำให้เกิดเสียงstereoที่สำคัญทั้งสองอย่างคือtimeและlevelมันจะมีแต่levelเท่านั้นที่มันจะscaleให้ใหญ่ขึ้นตามห้องที่ใหญ่ขึ้นเพราะมันเป็นratio-based แต่เวลาที่เป็นlinearไม่สามารถทำให้มันrescaleขึ้นในห้องที่ใหญ่ขึ้นได้ยังไงการรับรู้เสียงstereoในหัวของเราก็ยังต้องอาศัยเรื่องของเวลาเป็นสำคัญอยู่ดี เช่นในการmixเสียงstereoเพื่อทำให้เกิดphantom imageให้เห็นว่าตำแหน่งเครื่องดนตรีอยู่ตรงไหนในแนวระบาบ(horizontal plane) ตำแหน่งนั่งฟังก็ต้องอยู่ตรงกลางระหว่างลำโพงทั้งสอง(sweet spot) จะเคลื่อนจากตำแหน่งนี้ไม่ได้เพราะเมื่อถ้าตำแหน่งนั่งฟังไม่ได้อยู่ตรงกลางแล้วstereo imageก็จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก หลังจากนั้นsound engineerก็จะทำการเปลี่ยนแปลงค่าtime offsetของเครื่องดนตรีระหว่างลำโพงทั้งสอง หรือไม่ก็เปลี่ยนค่าlevel แต่โดยปกติการเปลี่ยนค่าของtime จะให้ผลต่อตำแหน่งของชิ้นดนตรีได้มากกว่า เช่นเวลาที่ต่างกันของลำโพงทั้งสอง 5ms อาจจะต้องใช้levelที่ต่างกันถึง 8dBถึงจะชดเชยกันได้ แต่levelก็จะมีผลที่รุนแรงกว่าถ้าลำโพงทั้งสองมีค่าlevelต่างกันมากๆการชดเชยเวลาก็ไม่สามารถแก้ไขได้เหมือนกัน ซึ่งในสภาพแวดล้อมของห้องhome theater ส่วนมากถึงแม้เราจะนั่งด้านข้างมากๆ เวลาก็ยังอยู่ในช่วง5ms ที่จะต่างจากconcert hallที่มีเพียงพื้นที่ตรงกลางหรือเก้าอี้ตรงกลางระหว่างลำโพงซ้ายและขวาไม่กี่ที่เท่านั้น ที่มีเวลาอยู่ในช่วง5ms ส่วนที่นั่งที่เหลืออีกส่วนมากจะไม่สามารถทำได้ ดังนั้นในเวทีคอนเสิร์ตถ้ามีการmixเสียงให้เกิดstereo imageเหมือนในห้องmixเสียง ก็จะทำให้มีคนได้ยินเสียงstereoเพียงแค่ไม่กี่สิบคนที่นั่งตรงกลางระหว่างลำโพงซ้ายและขวาพอดี (หรืออาจจะเหลือห้าคนเพราะต้องเผื่อกันที่ตรงกลางไว้สำหรับsound engineerไว้วางcontrollerต่างๆด้วย ฮ่า ฮ่า) ส่วนที่เหลืออีกหลายพันคนจะไม่ได้รับstereo imageนี้ แถมยังจะรู้สึกสงสัยด้วยว่า เฮ้ย….ทำไมคนmixเสียง ถึงปล่อยให้เขาได้ฟังเสียงเครื่องดนตรีแค่ครึ่งเดียว เพราะเครื่องดนตรีบางตัวที่ต้องmixให้ออกลำโพงที่ห่างตัวเขาเสียงมาไม่ถึง ดังนั้นหลักการmixเสียงในเวทีคอนเสิร์ตอาจารย์ผมBob McCarthyเคยบอกว่าเขานิยมใช้การmixให้เสียงออกเป็นmonoมากกว่าที่จะทำให้เกิดเป็นstereo imageเหมือนเสียงที่เราได้ยินจากการฟังในห้องฟังของเราที่บ้าน
ในปัจจุบันระบบเสียง5.1, 7.1 แชลแนล หรือแม้กระทั่งImmersive soundต่างๆในห้องhome theaterได้พยายามทำให้เกิดสนามเสียงล้อมรอบผู้ฟังใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น การใส่special effectsหรือsound imagesต่างๆสามารถทำให้อยู่ในพื้นที่กว้างมากกว่าเดิมที่ปกติจะอยู่เฉพาะระหว่างลำโพงซ้ายและขวา แต่ว่าก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องความซับซ้อนของทิศทางการกระจายของเสียงในความถี่ต่างๆ ความซับซ้อนการกระจายของความก้องหรือreverberation timeในช่วงเวลาต่างๆ และอีกหลายๆด้านของPsychoacousticsที่ยังต่างกันอยู่ระหว่างห้องขนาดใหญ่กับห้องฟังในบ้านขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีใหม่ๆก็คิดค้นออกมาเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้เพื่อให้ห้องขนาดเล็กมีacousticsออกมาได้ใกล้เคียงกับห้องขนาดใหญ่ หรือในที่โล่งเลย เช่นระบบที่เรียกว่า”Reverberation Enhancement Systems” โดยจะใช้ลำโพงออกแบบพิเศษที่เรียกว่า”Densely Spaced loudspeakers”ร่วมกับไมค์หลายตัววางทั่วไปในห้อง เพื่อสร้างเสียงและปรับacousticsของห้องใหม่ให้เป็นไปตามที่ต้องการได้ ส่วนมากจะใช้ในห้องซ้อมต่างที่มีขนาดเล็กแต่ต้องการจำลองให้เสียงออกมาเหมือนกับเล่นอยู่ในสถานที่จริงประมาณนี้ ส่วนสนนราคาก็ไม่แพงครับเริ่มต้นที่…หลักสิบล้านบาท….เอิ้กกก
ดังนั้นห้องไม่ว่าจะเล็กหรือใหญ่ ความยาวของคลื่นเสียงไม่ว่าจะยาวหรือสั้น ไม่ว่าจะอยู่ตรงที่ไหนฟังอะไรหูของเราก็ยังมีขนาดเท่าเดิม ต่อไปถ้ามีใครเขาโฆษณาว่าคุณจะได้รับประสบการณ์เหมือนอยู่ในเวทีคอนเสิร์ตจริงๆภายในบ้าน เราคงต้องกลับมาพิจารณาละว่ามันจะจริงได้ขนาดไหน และครั้งหน้าถ้าได้ยินว่าคอนเสิร์ตนี้จะmixในระบบstereo เราคงต้องจ่ายเงินมากขึ้นเพื่อจะได้ที่นั่งตรงกึ่งกลางลำโพงเป๊ะๆ ทำให้ได้ประสบการณ์stereoจริงๆ เพราะที่นั่งข้างๆถัดจากนี้ไปอีกสองสามตัวความเป็นstereoก็จะสูญสลายหายไปหมด….
