EASERA SysTune

Odpovědět
ondra.urban
Příspěvky: 60
Registrován: 31 led 2006 09:57

EASERA SysTune

Příspěvek od ondra.urban » 08 říj 2012 14:44

Program pro měření a analýzu akustických signálů.

Německá firma AFMG je známá svými vysoce hodnocenými a uznávanými programy EASE a EASERA pro akustická měření v reálných podmínkách a pro simulaci akustických prostor. Svým produktem SysTune se zaměřila na akustická měření pro živé ozvučování.

Úvodem
Nejprve uveďme několik fakt o programu EASERA SysTune, aktuálně uváděném ve verzi 1.2.6. Jedná se o program pro osobní počítače vybavené operačním systémem Windows. Ke své funkci potřebuje zvukové rozhraní Microsoft Direct Sound, Wave/MME nebo ASIO kompatibilní. Je nabízen ve verzích Standard a Pro lišících se v pár detailech, jak bude uvedeno dále. Program je zaměřen na měření akustických signálů v reálném čase. Podporuje možnosti dálkového řízení a zobrazování pomocí mobilních zařízení (s využitím WLAN).

Konfigurace systému
Pro správné používání aplikace SysTune je potřeba provést několik důležitých kroků. Především je nutné nakonfigurovat použité zvukové rozhraní. Jak již bylo naznačeno, pro úspěšné spuštění programu postačí i systémová zvuková karta počítače, max. počet vstupních kanálů je pak omezen na pouhé dva. Výhodnější je použít zvukové rozhraní ASIO - k dispozici je pak až osm simultánních vstupních kanálů. Verze Standard použije prvních osm ASIO kanálů, ve verzi Pro je možno fyzické kanály vnitřním kanálům aplikace libovolně přiřadit (namapovat).

SysTune podporuje vstupní signály se vzorkovacím kmitočtem 8 až 192 kHz. Pro měření úrovní v absolutních hodnotách je nejprve třeba provést kalibraci vstupních kanálů - pro měření čistě elektronických signálů (např. zesilovače) lze použít externí generátor NF signálů s přesným výstupem, pro měření pomocí mikrofonu je potřeba kalibrátor. Veškerá nekalibrovaná měření budou vždy vztažena k jednotkám dBFS. SysTune lze využívat jak pro tzv. pasivní měření (s neznámým vstupním signálem), tak v aktivní konfiguraci, kdy je měřicí signál generován přímo aplikací. V rámci konfigurace zařízení se provede přiřazení výstupu generátoru fyzickému výstupu zvukové karty.

Hlavní okno programu
Hlavní okno programu EASERA SysTune je možno rozdělit na několik oblastí. V levé části (sloupci) okna se provádějí řídící operace nezbytné pro chod programu - aktivace vstupních a referenčních kanálů, nastavení generátoru měřicích signálů a další parametry. Hlavnímu oknu vévodí ve výchozím nastavení dvojice pod sebou umístěných grafických výstupů měření. Základní režimy jsou Time Display (zobrazení časového průběhu), Spectrum a Spectrogram. Podle zvoleného režimu je možno napravo od grafu provést nastavení parametrů zobrazení, jako je volba jednotek, šířka pásma FFT (Fast Fourier Transform), typ váhovací křivky (A, B, C nebo žádná), dále nastavení délky okna a doby průměrování. Spektrum je možné zobrazit buď jako sloupce, nebo v podobě spojité křivky. S ohledem na hospodaření s pamětí počítače se při všech měřeních pracuje s max. délkou 524 288 samplů, což při vzorkovací frekvenci 44,1 kHz činí bezmála 12 vteřin. Týká se to jak délky okna FFT, tak například délky měřicího signálu.
Obrázek
Měření s jedním vstupním kanálem
Vlastní měření vstupního signálu (zvoleného v sekci Input) zahájíme aktivací tlačítka Start Analysis. Pokud je aktivován generátor měřicího signálu, spustí se i ten a měření může začít. Jako měřicí signál lze použít lineární i logaritmický sweep, růžový šum, nebo lze importovat signál v interním formátu EASERA či standardním WAV formátu. Diagram časového vývoje se začne automaticky posouvat - směrem doleva začne „ubíhat“ naměřený signál až do délky nastaveného FFT okna. Spektrální zobrazení průměruje na délce 1-32 oken a podle toho jsou aktualizovány hodnoty zobrazení.

Velmi přehledně a efektivně je řešena správa naměřených hodnot. Každé provedené měření po zastavení analýzy je možno „zachytit“ pomocí funkce Capture Measurement. Tím je vytvořena další sada naměřených hodnot (tzv. Overlay) s vlastním barevným provedením grafů. Jednotlivá měření lze navzájem porovnávat, průměrovat, ukládat (jednotlivě i více současně) apod. Export naměřených hodnot lze provést jak v textovém formátu, tak v podobě obrázku (.png, .bmp, .gif, .pdf).

Celý program SysTune lze nastavit do dvou různých barevných schémat: White on Black (černé pozadí, čáry, křivky a znaky bíle či jinými barvami) nebo Systems Colors (bílé pozadí, vše ostatní černě či barvami). První mód se hodí pro živé nasazení (tolik neoslňuje v temném sále), druhý mód je zase šetrnější při exportu obrázků pro tisk.

Měření se dvěma a více vstupními kanály
Princip měření se dvěma vstupními kanály vychází nejčastěji z požadavku porovnávat naměřený akustický signál s nějakou referencí - známým měřicím signálem. Příkladem může být měření přenosové funkce, resp. impulzní odezvy libovolného elektroakustického či akustického systému (zesilovače, ekvalizéru, reprosoustavy, ozvučovacího P. A. systému, koncertní haly apod.) - takového, který splňuje požadavky na tzv. lineární časový invariant, kdy je výstupní signál lineární funkcí signálu vstupního a vlastnosti systému se v čase nemění. EASERA SysTune nabízí pro měření tohoto typu několik užitečných funkcí. Vlastní analýza probíhá na principu patentovaného systému dekonvoluce v reálném čase. Systém je poměrně dosti náročný na výpočetní kapacitu počítače, ale je optimalizován pro moderní CPU s podporou technologií multi-core a multi-threading. Nebyl s ním problém ani na testovacím notebooku se starším procesorem Intel Core 2 Duo s frekvencí 2 Ghz, i když se ukazatel jeho vytížení pohyboval zhruba v rozmezí 50 až 70 %.
Obrázek
Výstupem analýzy je přenosová funkce v různých vyjádřeních či podobách: jako impulzní odezva či frekvenční amplitudová a fázová charakteristika. Fázovou charakteristiku je možno přepnout do režimu zobrazení frekvenčního průběhu skupinového zpoždění. Nechybí ale ani detailní nastavení dalších parametrů měřené IR odezvy včetně normalizace, oknování apod. Odvozeným výstupem naměřených odezev je také výpočet doby dozvuku (RT - Reverb Time) a zobrazení jejího frekvenčního průběhu. U vícekanálových měření probíhá vše obdobně jako u dvou kanálů. Lze současně měřit a monitorovat až osm vstupních kanálů, porovnávat je mezi sebou, průměrovat apod. S výhodou lze pro vstupní signály využít také možnost ručního nastavení ofsetu zpoždění mezi kanály.

SPL a hluková měření
SysTune může být nasazen jakožto výkonný a luxusní měřič hladin akustického tlaku (SPL). Předpokladem pro správné zobrazení hodnot je pochopitelně správná kalibrace vstupů. Hladina SPL se zobrazuje jako číselná hodnota nebo v podobě histogramu - záznamu průběhu změn SPL v čase (až do délky 60 s).
SysTune nabízí dále mj. měření hlukového pozadí akustických prostředí v rámci standardů ANSI (NC - Noise Criteria, RNC, NR, RC Mark II). Zobrazit lze buď průběh rozložení hladin v závislosti na frekvenci, nebo histogram. Výrobce ale sebekriticky uvádí, že pro certifikovaná měření hlukových pozadí v rámci daných norem se SysTune nehodí. I tak je ale měření hluku vítaným doplňkem již tak dobře vybaveného programu.

Virtuální ekvalizér
Další užitečnou pomůckou SysTune je tzv. Virtual EQ. Program je optimalizován pro nasazení při živém ozvučování a nastavování P. A. systémů. Tato pomůcka umožňuje vygenerovat frekvenční průběh amplitudové přenosové funkce ekvalizéru tak, aby došlo k potlačení nežádoucích rezonancí či kompenzaci propadů frekvenční odezvy sálu. Program pracuje s využitím IIR filtrů s tzv. ideálním průběhem. Protože se ale konkrétní ekvalizér/DSP procesor P. A. systému od tohoto ideálu může odlišovat, je potřeba provést korekci a přenesené nastavení doladit pro konkrétní účel. Díky možnostem off-line měření (uložení naměřené odezvy k pozdějšímu zpracování) lze provést alespoň přibližné nastavení kompenzační křivky i mimo prostředí ozvučovaného prostoru a ušetřit tak čas.

Nedílnou součástí virtuálního ekvalizéru je tzv. Delay Analysis - analýza zpoždění mezi jednotlivými reproboxy. U rozsáhlých P. A. systémů s mnoha oddělenými satelitními reproboxy a subwoofery je totiž třeba nastavit systém tak, aby se pro dané poslechové pole dosáhlo maxima přeneseného výkonu a ploché frekvenční odezvy. Tento požadavek lze splnit kompenzací rozdílného času zpoždění mezi jednotlivými reproboxy a posluchačem. SysTune je díky vícekanálovému zpracování možno využít mj. pro srovnání vlastností poslechového pole v různých místech auditoria.
Obrázek
Dálkové řízení
Díky otevřené koncepci SysTune lze napojit řízení analýzy i zobrazování výstupů na virtuální NGINX Webserver (součást instalace), který zajistí přenos dat pomocí webového protokolu. K hlavnímu počítači, na kterém běží SysTune ve spolupráci se zvukovou kartou, se pak lze jednoduše připojit například pomocí chytrého telefonu či tabletu prostřednictvím Wi-Fi. Týká se to jednoho ze dvou zobrazovacích oken SysTune - systémová nastavení je nutno provádět nadále z hlavního počítače. Výrobce zaručuje kompatibilitu např. s Android 3, iOS, prohlížeči Safari, Firefox, Opera atd. Limitace v podobě analýzy jediného okna lze obejít spuštěním více instancí SysTune na PC a „naladěním“ každé z nich na jinou IP adresu. I s jedním grafickým výstupem lze však vyjít a provádět dálkové nastavení a kontrolu chodu aplikace.

Závěrem
Existuje celá řada hardwarových i softwarových pomůcek pro analýzu a měření parametrů akustických signálů. EASERA SysTune patří rozhodně mezi ty nejlepší. Aplikace je zaměřena především na tzv. live-sound a s kvalitním zvukovým rozhraním vytvoří na PC téměř dokonalou pomůcku zvukaře. Své místo najde ale i ve vývojových laboratořích elektroakustických zařízení, v servisech, v průmyslu atd. Standardní verze programu SysTune nenabízí sice všechny možnosti verze Pro (volné mapování ASIO kanálů, off-line analýzu předem zaznamenaných signálů, normalizace naměřených hodnot, měření STI apod.), ale i tak je hodnotným nástrojem pro detailní analýzu signálů. Rozhodně doporučuji vyzkoušet 30denní trial verzi, kterou je možno po registraci stáhnout ze stránek výrobce a která napoví o všech funkcích programu mnohem víc. Nezbývá než SysTune doporučit všem zájemcům o profesionální ozvučování a pečlivé nastavování P. A. systémů.

Ondřej Urban

Výrobce: AFMG
Zapůjčil: Audiopro s.r.o.
PROFIL AUTORA: MgA. Ing. Ondřej Urban Ph.D.
Vystudoval ČVUT (obor Radiolektronika se zaměřením na elektroakustiku), HAMU (obor Zvuková tvorba) a Konzervatoř Jaroslava Ježka (obor skladba). Od roku 2000 působil nejprve jako externí pedagog oboru Zvuková tvorba na HAMU a jako vědecký pracovník v oboru Hudební akustiky (tamtéž). V současné době je docentem na katedře Hudebního zvuku HAMU a vedoucím Zvukového studia HAMU. Ve své profesi se zabývá zvukovou a hudební režií nahrávek pro CD, film, divadlo, ale i dalších zvukových forem (zvuková koláž, znělka, rozhlasový spot atd.). Je tvůrcem mnoha nahrávek (přes 35 titulů na CD) z oblasti hudby vážné i populární. Ve své vlastní tvorbě se zabývá převážně kompozicí hudby elektronické nebo elektroakustické a to jak autonomní, tak užité. Věnuje se hře a improvizaci na klavír a varhany.

Odpovědět