Η φάση δεν είναι μόνη της όμως στο παιχνίδι. Όταν παρουσιάζει απότομες αυξομειώσεις οι οποίες οφείλονται στα μηχανήματα ή σε ανακλάσεις, επηρεάζει και το λεγόμενο Group Delay. Το Group Delay είναι η καθυστέρηση του χρόνου άφιξης των συχνοτήτων στον ακροατή και μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Η ταχύτητα μετάδοσης όλων των συχνοτήτων είναι ίδια (ταχύτητα του ήχου), αλλά η χρονική καθυστέρηση (GD) συνδέεται με τον τρόπο που μεταβάλλεται η φάση (σε μοίρες) από συχνότητα σε συχνότητα.
«Ομάδα» σημαίνει
ένα στενό πακέτο γειτονικών συχνοτήτων (π.χ. γύρω από τα 100 Hz, δηλαδή 98 Hz, 99 Hz, 100 Hz, 101 Hz, 102 Hz) που ταξιδεύουν μαζί.
- Το Group Delay (GD) μετράει: Πόσο καθυστερεί να φτάσει αυτό το συγκεκριμένο στενό πακέτο γειτονικών συχνοτήτων (π.χ. η περιοχή των 100 Hz) σε σχέση με ένα άλλο στενό πακέτο (π.χ. την περιοχή των 1000 Hz).
Τι συμβαίνει με τη νότα του πιάνου (Λα)
Όταν το πιάνο χτυπάει το Λα (440 Hz):
- Η θεμελιώδης (440 Hz) ανήκει στην «ομάδα» των 440 Hz.
- Η 2η αρμονική (880 Hz) ανήκει στην «ομάδα» των 880 Hz.
- Η 3η αρμονική (1320 Hz) ανήκει στην «ομάδα» των 1320 Hz.
Αν το σύστημα (ηχείο, crossover, χώρος) έχει
σταθερό Group Delay σε όλες αυτές τις περιοχές, τότε η ομάδα των 440 Hz, η ομάδα των 880 Hz και η ομάδα των 1320 Hz θα φτάσουν στον ακροατή
ακριβώς την ίδια στιγμή.
Αν όμως το Group Delay παρουσιάζει μεγάλες αυξομειώσεις στο φάσμα π.χ. αν τα 440 Hz έχουν καθυστέρηση 30ms ενώ τα 880 Hz έχουν 0ms:
- Η 2η αρμονική (880 Hz) θα φτάσει πρώτη
- Και η θεμελιώδης (440 Hz) θα φτάσει 30ms αργότερα
Σε αυτή την περίπτωση, η ακουστική «ομάδα» της νότας (θεμελιώδης + αρμονικές) διασπάται στο χρόνο, η ατάκα του πιάνου θολώνει και η τρισδιάστατη εστίαση (imaging) χάνει την οξύτητά της.
Ο ήχος που βγαίνει από το ηχείο παίρνει δύο δρόμους:
- Ο απευθείας ήχος ταξιδεύει στην ευθεία και φτάνει πρώτος στον ακροατή.
- Ο ανακλώμενος ήχος πηγαίνει διαγώνια, χτυπάει στον τοίχο/πάτωμα και μετά έρχεται στον ακροατή.
Επειδή η διαγώνια διαδρομή είναι
μεγαλύτερη σε απόσταση, ο ανακλώμενος ήχος αργεί να φτάσει.
Στο χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μέχρι να φτάσει η ανάκλαση, το ηχητικό κύμα συνεχίζει να «ταξιδεύει» και να περιστρέφεται (από τις στις , , , ). Όταν τελικά φτάσει στον ακροατή, θα βρίσκεται σε
διαφορετικό σημείο του κύκλου του (διαφορετική φάση) σε σχέση με τον απευθείας ήχο που είχε φτάσει νωρίτερα.
Επιπλέον, όταν το κύμα χτυπάει πάνω σε μια στερεή επιφάνεια (π.χ. έναν τοίχο), συμβαίνει κάτι παρόμοιο με μια μπάλα που αναπηδά:
- Η «Αντίσταση» του Υλικού: Ο αέρας είναι ελαφρύς και κινείται εύκολα. Ο τοίχος είναι συμπαγής και δεν μετακινείται.
- Η Αναστροφή: Τη στιγμή της πρόσκρουσης, η μοριακή πίεση του αέρα συμπιέζεται απότομα πάνω στον ακίνητο τοίχο. Αυτή η στιγμιαία αντίσταση αναγκάζει το κύμα να «γυρίσει πίσω» αλλάζοντας την κατεύθυνση της πίεσής του.
Αυτή η βίαιη αλλαγή στην κίνηση των μορίων του αέρα κατά την πρόσκρουση εισάγει μια
ακαριαία φασική μετατόπιση που σε πολύ σκληρές επιφάνειες φτάνει σχεδόν τις , δηλαδή το κύμα επιστρέφει «ανάποδα».
Οπότε όταν θα φτάσει στο αυτί ο απευθείας ήχος (συχνότητα) με τον ανακλώμενο, αν η διαφορά στον χρόνο άφιξης είναι μικρή, ο εγκέφαλος την συγχωνεύει σε έναν ήχο και ανάλογα με τη διαφορά φάσης, η συγκεκριμένη συχνότητα θα ακουστεί σε διαφορετική ένταση απ’ ότι την είχε σχεδιάσει ο ηχολήπτης. Αν η διαφορά στον χρόνο άφιξης είναι μεγάλη, δημιουργείται ηχώ.
Αν επεκτείνουμε τώρα αυτό σε όλες τις συχνότητες, είναι εύκολα αντιληπτό ότι κάποιες εξασθενούν, κάποιες άλλες τονίζονται παραπάνω, άλλες φτάνουν γρήγορα και άλλες καθυστερούν, με αποτέλεσμα το ηχόχρωμα του οργάνου να χάνει τη φυσικότητά του. Με λίγα λόγια…. χάος.
Αν αυτή η ακουστική σύγχυση φάσης συμβαίνει ανεξέλεγκτα στο δωμάτιο, «θολώνει» τα μικρο-χρονικά σημάδια που χρειάζεται ο εγκέφαλος για να καταλάβει το βάθος και τη θέση του οργάνου, καταστρέφοντας όχι μόνο την φυσικότητα (ηχόχρωμα) αλλά και την τρισδιάστατη σκηνή και την ακριβή εστίαση των οργάνων.
Συμπέρασμα:
Η φάση, το GD και η τονική ισορροπία δεν συνδέονται μόνο με τη φυσικότητα, αλλά καθορίζουν άμεσα και την καθαρότητα της ατάκας (attack). Αν το GD παρουσιάζει μεγάλες αυξομειώσεις, η ατάκα του οργάνου διασπάται και θολώνει για τον απλό λόγο ότι η ενέργεια του οργάνου διασπάται και φτάνει σε διαφορετικές χρονικές στιγμές στη θέση ακρόασης.
Αν καταφέρει κάποιος να χαλιναγωγήσει τα παραπάνω, δεν λέω να τα τελειοποιήσει γιατί είναι πολύ δύσκολο σε έναν καθημερινό χώρο, η διαφορά που θα ακούσει είναι συντριπτικά ανώτερη από οποιαδήποτε αξεσουάρ, σε οποιαδήποτε κατηγορία τιμής. Και ο λόγος είναι απλός. Κανένα αξεσουάρ δεν μπορεί να ελέγξει τον χώρο.
Δεν είναι μόνο η απεικόνιση ή το phantom center. Αυτά μπορεί να τα πάρει κάποιος σχετικά εύκολα αν έχει διαθέσιμο χώρο και στήσει σωστά τα ηχεία του. Αλλά…
Καταρχάς «ξεκλειδώνει» το βάθος. Φανταστείτε μια φωτογραφία σε μια οθόνη. Το βάθος το αντιλαμβάνεται κάποιος γιατί αυξάνεται το blur στα αντικείμενα που είναι πίσω από το κεντρικό είδωλο, το οποίο κεντρικό είδωλο έχει πολύ καλό focus και μεγάλο sharpness. Φανταστείτε τώρα πως φαίνεται τρισδιάστατα μια φωτογραφία μέσα από ένα View-Master (για τους παλιούς) ή σε μια τηλεόραση 3D που είχαν κυκλοφορήσει παλιότερα. Ακριβώς αυτή είναι η διαφορά.
Η δεύτερη αλλαγή έρχεται με την ατάκα. Σε φυσιολογικές στάθμες θα πιάσετε τον καναπέ που κάθεστε απέναντί από τα ηχεία και ακόμα και σε φωνητικά θα καταλαβαίνετε τις δονήσεις. Ο λόγος είναι ότι οι συχνότητες θα φτάνουν ταυτόχρονα και θα χτυπάνε τον καναπέ με την συνολική τους ενέργεια αθροιστικά και όχι διεσπαρμένες στον χρόνο, μια τώρα μια αργότερα κτλ. Ο ήχος γίνεται πιο ζωντανός χωρίς να χρειάζεται να ανεβεί η ένταση ενώ το μπάσο είναι παρόν και γεμάτο ακόμα και σε χαμηλές εντάσεις.
Και τέλος η πληρότητα της μουσικής. Εξομαλύνοντας τη φάση, δεν εξομαλύνεται μόνο το group delay, αλλά και η απόκριση συχνότητας. Πλέον αρκετά από εκείνα τα απότομα και στενά βυθίσματα των 2-4db που εμφανιζόντουσαν στην απόκριση συχνότητας (και δεν διορθώνονται), περιορίζονται, κάνοντας την μουσική να ακούγεται πιο πλήρης.