THX lydteknikk

En THX-godkjent surroundkontroller er i prinsippet ikke særlig forskjellig fra en vanlig Dolby Surround, Dolby Digital eller DTS-prosessor. Også Home THX kontrolleren inneholder en surrounddekoder, som dekoder de 4,5 eller 7 kodede kanalene.

Men i tillegg inneholder Home THX kontrolleren tre ekstra signalbehandlinger som skal korrigere for de overdrevne diskant frekvensene, og som skal gjøre lyden fra surroundkanalene mer diffus. De tre signalbehandlingene THX standarden fastsetter er: frekvenskorreksjon av lyden i frontkanalene, tilpassing av klangfargen og dekorrelasjon av lyden i surroundkanalene. En THX kontroller skal også inneholde et elektronisk dypbass delefilter, slik at de laveste frekvensene kan høypassfiltreres fra de tre frontkanalene og isteden gjengis av en subwoofer.

I tillegg er de ulike signalnivåene på innganger, utganger og internt i dekoderen standardisert, slik at signalene ikke skal bli klippet eller dynamikkområdet bli begrenset. Dette gjør også at man kan bruke THX produkter fra forskjellige leverandører sammen.

Bassfilter
Filmlyd har som regel mye mer dypbass enn for eksempel popmusikk. Lavfrekvent buldring og en slagfast dypbass er viktig for å engasjere lytteren i handlingen. Et av kravene til et THX godkjent lydsystem er derfor at det skal gjengi selv de laveste dypbassfrekvensene som virkelig kjennes i mellomgulvet. Siden fronthøyttalerne må være relativt store hvis de skal klare å gjengi så lave bassfrekvenser, og siden de laveste frekvensene bassfrekvensene regnes for å være umulig å lokalisere, fastsetter Home THX standarden at Home THX godkjente fronthøyttalere kun skal gjengi frekvensområdet ned til 80Hz.

Ved Dolby Pro Logic lyd fjerner elektroniske delefiltre i kontrolleren derfor dypbassen fra signalene til frontkanalene, og summerer dem til et monofonisk signal. Ved Dolby Digital eller DTS fjerner de elektroniske delefiltrene dypbassen fra alle 5 kanaler og sender de til subwooferutgangen.  De laveste frekvensene kan deretter gjengis over en eller to dypbasshøyttalere uten det går ut over evnene til å lokalisere de enkelte lydene i lydbildet. Delefilteret i THX godkjente surroundprosessorer har en demping på 24dB/okt over delefrekvensen til subwooferen. Fordelen med dette er man kan bruke mindre høyttalere, man får bedre frekvens respons, mindre forvrengning og større dynamikk i lyden. 

Frekvenskorreksjon
Filmlyd er i utgangspunktet mikset for å bli gjengitt i en stor kinosal etter en spesiell internasjonal standard på frekvenskurven . Denne frekvenskurven kalles X-kurven. Når man gjengir filmlyd i et mindre rom, vil ikke akustikken være den samme som i kinosalen. Det er særlig absorpsjonen av diskanten som er mye mindre. Tomlinson Holman mener at filmlyden som i utgangspunktet er korrigert for å ha en rett frekvensrespons i en stor kinosal, vil bli preget av en for skarp diskantgjengivelse i et mindre rom. For å korrigere for denne effekten benytter Home THX kontrolleren en fast equliserkurve som skal kompensere for problemet med for mye diskant.

Frekvenskorreksjonskurven skal ha blitt til ved at man tok gjennomsnittet av en teoretisk kurve og en rekke equliser kurver som lydteknikerne hos Lucasfilm justert opp etter egen hørsel. Equliserkurven er slik som beskrevet på tegningen over. Frekvenskorreksjonskurven er flat til omtrent 1kHz for deretter å bli ubetydelig dempet opp til 6kHz, deretter er den flat til omtrent 12kHz, for tilslutt å bli svakt dempet opp til 20kHz. Ved 20kHz er nivået dempet med omtrent 5dB.

Tilpassing av klangfarge (Timbre Matching)
Surround kanalene må for å få samme klangfarge som fronthøyttaleren, tilpasses. Dette må gjøres, sammen med dekorrelasjon, for å skape et diffust lydbilde slik som lyden fra de mange surroundhøyttalerne som brukes i kinosaler. Holman la ved lytting merke til at lyden fra surroundkanalene alltid vil høres lysere ut enn lyden fra de tre frontkanalene. Denne effekten oppstår selv om frekvensresponsen til de ulike høyttalerne er justert likt. Årsaken til dette fenomenet er at ørets frekvensrespons er avhengig av hvilken retning lyden har. Lyden blir lysere når lydkilden befinner seg ved siden av lytteren, siden diskanten ikke blir så sterkt dempet når diskanten går direkte inn i øret.

Det er ved hjelp av denne effekten at mennesker klarer å oppfatte retningen på en lydkilde. Siden Tomlinson Holmans filosofi er at lydbildet fra surroundkanalene skal være så diffust som mulig, har de fastsatt at man skal korrigere denne effekten, slik at lytteren ikke vil oppfatte noen tonal forandring når en lyd blir panorert fra frontkanalene til surroundkanalene eller omvendt.

Lucasfilm kaller dette å tilpasse klangfargen. Måten de gjør dette på er å filtrere lyden slik at man får opphevet den naturlige frekvensresponsen til øret. Frekvensresponsen til dette filteret er flat til omtrent 1kHz, for deretter ha en demping rundt 4 kHz og en demping rundt 6kHz.(se tegning under) Denne frekvensresponsen er også bare kjent av THX lisensierte produsenter.

Dekorrelasjon (Adaptive Decorrelation)
I kinosalene blir lyden i surroundkanalene gjengitt fra mange høyttalere. Dette gjør at lydbildet fra surroundkanalene blir diffust og vanskelig å lokalisere. For å simulere denne effekten i et lite rom med bare to surround høyttalere, bruker Home THX en teknikk som de kaller dekorrelasjon, for å fjerne det lokaliserbare lydbildet som oppstår mellom de to surroundhøyttalerne, siden signalet er i mono. Ved Dolby Digital eller DTS lyd blir kun surroundlyd som er i mono dekorrelaert.

I tillegg fastsetter Lucasfilm at surroundhøyttalerne skal ha en spesiell dipolar utstråling, slik at lydbildet skal bli tilstrekkelig diffust. Lucasfilms originale metode å utføre denne dekorrelasjonen på , var at man laget en liten forandring på tonehøyden mellom signalene som går til venstre og høyre surroundhøyttaler. Produsenten av THX kontrollere kan også bruke andre metoder så lenge man oppnår det ønskede resultatet.

Les videre om THX utstyr.