Кривая Флетчера-Мансона: почему громко и тихо звучат по-разному

В 1933 году исследователи Bell Labs Харви Флетчер и Уилден Мансон измерили, насколько громкой в децибелах должна быть заданная частота, чтобы восприниматься так же громко, как эталонный тон 1 кГц, для среднего слушателя. Построенные по всему слышимому диапазону при разных уровнях громкости, эти результаты стали кривыми равной громкости, известными как кривые Флетчера-Мансона - позднее уточнёнными Робинсоном и Дадсоном в 1956 году и формализованными как стандарт ISO 226, используемый и сегодня.

Главный вывод: чувствительность уха неравномерна по частоте, и степень этой неравномерности зависит от общей громкости звука. При тихом прослушивании басу и самому верху высоких частот требуется заметно больше звукового давления, чтобы восприниматься так же громко, как средние частоты - ухо наиболее чувствительно в диапазоне примерно 2-5 кГц, где сосредоточена большая часть человеческой речи. При увеличении громкости кривые выравниваются; низкие и высокие частоты приближаются к средним.

Это имеет прямое следствие для сведения и мониторинга: микс, признанный «сбалансированным» при тихом прослушивании, обычно звучит бедным на бас и высокие при увеличении громкости, а микс, сбалансированный на громком уровне, звучит тонко и глухо при тихом воспроизведении. Именно поэтому профессиональные студии мониторят на калиброванном, постоянном уровне звукового давления, а не «как кажется правильным в моменте», и именно поэтому в бытовой аудиотехнике часто есть кнопка «loudness», усиливающая бас и высокие именно на низкой громкости, компенсируя собственную кривую уха.

Это важно и за пределами студии. В заведении с фоновой музыкой персонал регулярно меняет громкость в течение дня, не трогая эквалайзер - но из-за того, что кривая Флетчера-Мансона смещается вместе с уровнем громкости, воспринимаемый тональный баланс меняется на каждом шаге громкости, даже если настройки DSP остаются прежними. Кривая, ровная на одном уровне звукового давления, не обязательно останется ровной на другом - ещё одна причина настраивать эквалайзер системы с учётом реального рабочего уровня громкости помещения, а не только его самого громкого момента.