Częstotliwość dźwięku w muzyce: pasma, herce i co z nich wynika

Częstotliwość dźwięku to liczba drgań fali akustycznej w ciągu sekundy, mierzona w hercach (Hz). Jeden herc to jeden pełny cykl na sekundę, a im szybsze drgania, tym wyższy dźwięk słyszymy. Zakres, który wychwytuje zdrowe ludzkie ucho, przyjęło się podawać jako od 20 Hz do 20 000 Hz, i w tym przedziale mieści się każda stopa, każdy wokal i każdy talerz, jaki kiedykolwiek miksowałeś. Po dwudziestu latach nadal myślę o tym paśmie jak o bardzo długiej ławce, na której każdy instrument ma swoje miejsce, a basista uparcie próbuje usiąść na cudzym.

Co właściwie mierzy częstotliwość

Fala dźwiękowa to zmiana ciśnienia wędrująca przez powietrze. Policz, ile pełnych cykli tej zmiany mija dany punkt w ciągu sekundy, a masz częstotliwość. Dziesięć cykli na sekundę to 10 Hz. Dziesięć tysięcy to 10 kHz. Sam herc jako jednostka nie ma w sobie nic muzycznego, opisuje po prostu tempo powtarzania się czegokolwiek.

Dwie konsekwencje mają znaczenie dla wszystkiego, co niżej, i obie wracają potem przy każdej decyzji zakupowej.

Oktawa to podwojenie, nie dodawanie. Wejście o oktawę wyżej ze 100 Hz daje 200 Hz, a stamtąd 400 Hz. Dlatego dół pasma wydaje się ciasny, a góra ogromna. Oktawa między 40 a 80 Hz jest muzycznie warta dokładnie tyle samo co ta między 5 a 10 kHz, a na wykresie liniowym zajmuje czterdziestą część miejsca. To jedna z przyczyn, dla których charakterystyki rysuje się w skali logarytmicznej, i dla których dół jest tak trudny do oceny na oko.

Nic, co nagrywasz, nie jest jedną częstotliwością. Dźwięk ma składową podstawową, czyli najniższą i zwykle najgłośniejszą, a nad nią piętrzą się harmoniczne, będące jej wielokrotnościami. Składowa podstawowa mówi, jaki to dźwięk. Harmoniczne mówią, czy to skrzypce, czy trąbka. Dlatego gitara basowa ze składową podstawową przy 45 Hz potrafi zniknąć z miksu, gdy podetniesz okolice 800 Hz, czego większość z nas uczy się kosztownie.

Dla punktu odniesienia: fortepian sięga od około 27,5 Hz na dole do mniej więcej 4 186 Hz na górze. Wszystko powyżej tej najwyższej nuty, aż do 20 kHz, to już harmoniczne i powietrze, a nie składowe podstawowe instrumentów.

Siedem pasm i kto w nich mieszka

Poniższy podział jest tym, co w wynikach wyszukiwania nazywa się tabelą częstotliwości dźwięków, i w praktyce studyjnej używa się go codziennie. Branża dzieli pasmo słyszalne na siedem roboczych zakresów. Granice traktuj jak umowę, a nie jak prawo fizyki, bo różne źródła przesuwają je o kilkadziesiąt herców i żadne nie jest w błędzie. Liczy się charakter każdego obszaru, nie dokładna cyfra.

Jedna rzecz warta zapamiętania: twoje ucho nie jest jednakowo czułe w całej tej tabeli. Szczyt czułości leży mniej więcej między 2 a 5 kHz, czyli dokładnie tam, gdzie mieści się zrozumiałość mowy, i raczej nie jest to przypadek. W praktyce oznacza to, że podbicie o 2 dB przy 3 kHz słychać znacznie wyraźniej niż to samo podbicie przy 60 Hz. Wysoki środek wymaga lżejszej ręki niż jakiekolwiek inne pasmo, a większość zmęczenia słuchem po długiej sesji bierze się właśnie stamtąd.

Druga rzecz: pasma nie są od siebie odgrodzone. Instrument rzadko siedzi w jednym z nich. Stopa ma ciężar w okolicach 60–100 Hz, ale swój charakterystyczny klik ma dwie oktawy wyżej, i to ten klik sprawia, że słychać ją na telefonie. Miksowanie polega w dużej mierze na decydowaniu, które pasmo należy do którego instrumentu, kiedy dwa z nich chcą tego samego miejsca.

Co naprawdę obiecuje zapis „45 Hz – 22 kHz”

Tutaj pasmo przestaje być ciekawostką, a zaczyna kosztować pieniądze.

Zakres częstotliwości bez podanej tolerancji nie znaczy prawie nic. Zapis „45 Hz – 22 kHz” mówi, że kolumna coś na tych skrajach produkuje. Nie mówi ile. Liczbą, która ma znaczenie, jest tolerancja, zwykle zapisana jako plus minus 3 dB, bo dopiero ona określa, że charakterystyka mieści się w zdefiniowanym oknie w całym podanym zakresie. Specyfikacja bez tego okna to marketing, a nie pomiar. Rozbieramy to dokładnie w tekście o tym, jak czytać charakterystykę częstotliwościową monitora.

Rozmiar głośnika wyznacza dolną granicę. Niskie częstotliwości wymagają poruszenia dużej ilości powietrza, a do tego potrzebna jest powierzchnia membrany albo jej wychylenie. Dlatego czterocalowy głośnik w małej obudowie nie zejdzie do 40 Hz na użytecznym poziomie, choćby producent pisał inaczej, a ośmiocalowy zejdzie. To fizyka, nie spisek, a kompromisy konstrukcyjne opisaliśmy w tekście o tym, co właściwie robi woofer monitora.

Dlatego sabwoofer bywa uczciwszą odpowiedzią. Jeśli pracujesz z materiałem, który naprawdę żyje poniżej 50 Hz, dołożenie sabwoofera do porządnych małych monitorów zwykle wygrywa z kupnem większych monitorów, których nie masz gdzie poprawnie ustawić. Co prowadzi prosto do fragmentu, którego nikt sprzedający kolumny nie mówi na głos.

Poniżej 200 Hz rządzi pokój

To jedyna mocna opinia w tym tekście i argumentuje przeciwko sporej części naszej własnej sprzedaży monitorów.

Poniżej mniej więcej 200 Hz o tym, co słyszysz, decyduje twój pokój, a nie liczba na monitorach. Niskie częstotliwości mają długości fali liczone w metrach, odbijają się od ścian i interferują same ze sobą. Efekt jest taki, że część dźwięków znika w pozycji odsłuchowej, a inne podwajają poziom. Przesuń głowę o pół metra i bas się zmienia. Żadna specyfikacja tego nie przetrwa.

Mieliśmy klienta z monitorami za 8 000 zł w nieprzygotowanym pokoju, który wciąż nie mógł zaufać dołowi. Trzysta złotych pułapek basowych w narożnikach zrobiło dla jego miksów więcej niż wcześniejszy skok na droższe kolumny. To nie hasło reklamowe, to kolejność działań: najpierw pokój, potem głośniki. Ogarnięcie akustyki i ustawienia kosztuje ułamek tego, co kolejny apgrejd monitorów, i jest jedyną rzeczą, która sprawia, że dwa dolne pasma z tabeli wyżej zaczynają cokolwiek znaczyć.

Słuchawki omijają pokój, co bywa naprawdę przydatne, choć zamknięta komora dokłada własne rezonanse, przez które nisko brzmi mniej przewidywalnie. Używaj ich do sprawdzania detalu, a ostateczną decyzję o dole wydawaj na monitorach w przygotowanym pomieszczeniu.

Praktyczny sprawdzian zajmuje minutę i nie wymaga żadnego sprzętu pomiarowego. Puść w kółko pojedynczy dźwięk basu schodzący po półtonach i przejdź się wzdłuż pokoju. Jeśli niektóre dźwięki znikają, a inne dudnią dwa razy głośniej, to nie wina nagrania ani monitorów, tylko mody pomieszczenia. Ten sam test w pozycji odsłuchowej pokazuje, czy siedzisz w miejscu, w którym dół w ogóle da się oceniać.

Warszawska specyfika dokłada swoje. W kamienicach i w wielkiej płycie ściany są ciężkie i sztywne, więc bas nie ucieka na zewnątrz tak chętnie, jak w lekkiej zabudowie, i tym mocniej odbija się po pokoju. Sąsiad i tak go usłyszy, bo niskie częstotliwości przechodzą przez beton lepiej, niż większość ludzi zakłada. Pułapki basowe w narożnikach robią więcej dla jego cierpliwości niż materac przyklejony do ściany.

O częstotliwości 432 Hz

Pytanie wraca bez przerwy, siedzi w google'owej ramce „inne pytania” dla tego tematu, i żadna ze stron stojących nad nami w wynikach nawet się do niego nie zbliża. Więc krótko i bez uśmieszku.

Strój koncertowy jest znormalizowany: dźwięk a¹ ma 440 Hz, co ustala norma ISO 16:1975 z tolerancją pół herca. Strojenie do 432 Hz oznacza po prostu przesunięcie tego punktu odniesienia o 8 Hz w dół, czyli mniej więcej o jedną trzecią półtonu. Wszystkie pozostałe dźwięki przesuwają się razem z nim.

Czy brzmi inaczej? Nieznacznie, tak jak brzmi każde niewielkie przestrojenie, i część muzyków szczerze woli to wrażenie. Czy niesie właściwości uzdrawiające, które przypisuje mu się w internecie? Wiarygodnych dowodów na to nie ma, a same twierdzenia przychodzą zwykle z większą ilością numerologii niż pomiarów. Strój sobie do 432 Hz, jeśli lepiej siada pod twoim głosem. Pamiętaj tylko, że będziesz rozstrojony względem każdego innego nagrania na planecie, co zamienia współpracę w przygodę.

Siedem sposobów, żeby usłyszeć pasmo uczciwie

Wszystko stoi u nas na półce, ceny na dziś, ułożone według tego, ile pasma naprawdę oddają.

1. ADAM T7V, 866 zł. Siedmiocalowy woofer i wstęgowy tweeter U-ART, czyli nietypowo dużo góry jak na tę półkę cenową. Rozsądny pierwszy prawdziwy monitor.

2. Yamaha HS8, 1 180 zł. Cały sens siedzi w ośmiocalowym głośniku. Kupujesz realne zejście w pasmo basu bez sabwoofera, a charakter serii HS od dwóch dekad celowo nie schlebia słabym miksom.

3. Kali Audio IN-8 V2, 1 555 zł. Konstrukcja trójdrożna z głośnikiem średniotonowym umieszczonym współosiowo, więc pasmo środka dociera z tego samego punktu w przestrzeni co góra. Jeśli twoim problemem jest zatłoczony obszar od 500 Hz do 2 kHz, to jest ten model, który pomaga.

4. Genelec 8020D, 1 880 zł. Mały, znakomicie zrobiony i uczciwie przyznający, że nie sięga sub-basu. Bierz go do małego pokoju, w którym duża obudowa i tak byłaby kłamstwem, a po dolną oktawę sięgnij po kolejną pozycję.

5. ADAM T10S, 1 580 zł. Sabwoofer, który zamienia każdy z powyższych zestawów w system pełnopasmowy, z podziałem, który realnie ustawisz. Taniej i łatwiej go umiejscowić niż przeskoczyć o dwa rozmiary monitorów wyżej.

6. Beyerdynamic DT 990 PRO, 629 zł. Konstrukcja otwarta i standardowa druga opinia, gdy chcesz sprawdzić detal bez udziału pokoju w dyskusji.

7. Neumann NDH 30, 2 555 zł. Ta sama myśl doprowadzona do końca: słuchawki otwarte zbudowane pod standard monitorowania, a nie pod przyjemne słuchanie. To zakup przemyślany, a nie pierwszy, i wolimy to powiedzieć, niż udawać, że każdy ich potrzebuje.

Charakterystyka częstotliwościowa to jedna z tych specyfikacji, których naprawdę nie usłyszysz z karty produktu, bo liczba opisuje kolumnę, a spór rozstrzyga się w twoim pokoju. W naszym warszawskim showroomie na Nowogrodzkiej stoją podłączone w przygotowanej akustycznie przestrzeni, więc możesz puścić ten sam utwór przez cztery i osiem cali i usłyszeć dokładnie, w którym miejscu pojawia się dolna oktawa. Albo weź parę do domu na bezpłatny 30-dniowy Test-Drive: krótka umowa, prawdziwe sesje w twoim pokoju, a potem decyzja. Wszystko ma 36 miesięcy gwarancji, 60 miesięcy na produktach PMC i ADAM Audio, jest 30 dni na zwrot, a wysyłamy do każdego kraju Unii.

Konkretne odpowiedzi

Naucz się tych siedmiu pasm, a miksowanie przestaje być zgadywanką, bo przestajesz pytać, co jest nie tak, i zaczynasz pytać, gdzie jest nie tak. Na tym polega cała sztuczka. Oznacza to też, że do końca życia nie posłuchasz playlisty w restauracji, nie diagnozując po cichu narostu przy 300 Hz, co moja partnerka konsekwentnie uznaje za mniej towarzyską umiejętność, niż mi się wydaje.

O autorze

Michał Kaniuszkiewicz to content manager i specjalista SEO w Wired Tunes. Zajmuje się tworzeniem i optymalizacją treści, które pomagają czytelnikom znaleźć przydatne informacje o muzyce, sprzęcie i dźwięku. Poza pracą redakcyjną od 8 lat tworzy muzykę w gatunkach hip-hop, pop i elektronika, dzięki czemu zna się na temacie nie tylko od strony SEO, ale też od kuchni — jako praktykujący muzyk i producent. Takie doświadczenie pozwala mu tworzyć materiały, które są jednakowo przydatne i zrozumiałe zarówno dla początkujących, jak i dla doświadczonych słuchaczy oraz twórców muzyki.

Do góry ↑