เพลงที่บันทึกเสียงด้วยระบบเสียง stereo สองแชนเนลเกือบทั้งหมดโดยเฉพาะเพลงยุคเก่า ถูกมิกซ์มาเพื่อให้ฟังด้วยลำโพงซ้าย–ขวา สองตัวที่วางห่างกันไม่ต่ำกว่าเมตรครึ่ง นั่นเป็นผลให้เสียงของลำโพงข้างซ้ายไม่ได้ถูกทำให้ได้ยินแค่หูข้างซ้ายอย่างเดียว แต่จะลอดอ้อมไปเข้าหูข้างขวาด้วย และในขณะเดียวกัน เสียงที่ออกมาจากลำโพงข้างขวาก็ไม่ได้พุ่งเข้าไปที่หูข้างขวาข้างเดียว แต่ได้แผ่เลยอ้อมไปเข้าที่หูข้างซ้ายด้วย
เมื่อเสียงเริ่มเดินทางออกมาจากจุดกำเนิดเสียง ความเร็วของเสียงที่เดินทางไปในอากาศอยู่ที่ 1088 ฟุตต่อวินาที (หรือประมาณ 332 เมตรต่อวินาที) เท่ากันทุกทิศทาง แต่เนื่องจากหูทั้งสองข้างของมนุษย์ติดตั้งอยู่คนละตำแหน่งบนศีรษะของเรา เป็นต้นเหตุให้เสียงจากแหล่งกำเนิดเดียวกันที่แผ่มาเข้าหูทั้งสองข้างของเรามีลักษณะที่แตกต่างกัน จากรูปประกอบด้านบนนี้ จำลองลักษณะของเสียงที่มีแหล่งกำเนิดอยู่ทางด้านซ้ายเยื้องไปข้างหน้าของผู้ฟัง เมื่อเสียงจากแหล่งกำเนิดนั้นเดินทางมาถึงหูทั้งสองข้าง (ลูกศรสีแดง) จะเห็นว่า คลื่นเสียงที่เดินทางมาถึงหูข้างซ้ายจะใช้เวลาเดินทาง “น้อยกว่า” คลื่นเสียงส่วนที่เกิดทางอ้อมไปเข้าหูข้างขวาซึ่งอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงมากกว่า
พูดถึงคลื่นเสียงที่เดินทางอ้อมไปที่หูข้างขวานั้น แม้ว่าจะเป็นเสียงเดียวกัน มาจากแหล่งกำเนิดเดียวกัน แต่เมื่อมาถึงหูข้างขวา มันก็มีความแตกต่างไปจากเสียงที่เดินทางไปเข้าหูข้างซ้ายอยู่หลายอย่าง ที่ชัดเจนที่สุดก็มีเรื่องของ “time delay” หรือ “ความเหลื่อมช้า” อันเนื่องมาจากคลื่นเสียงที่มาเข้าหูข้างขวาใช้เวลาเดินทางนานกว่าเสียงที่ไปเข้าหูข้างซ้ายที่อยู่ใกล้กว่า จึงทำให้หูข้างซ้าย “ได้ยิน” เสียงก่อน ก่อนที่หูข้างขวาจะได้ยินเสียงนั้นตามมาทีหลัง ซึ่งความเหลื่อมช้าของช่วงเวลาที่ไม่เท่ากันนี้เกิดขึ้นกับความถี่เสียงไม่เท่ากันด้วย คือถ้าเป็นเสียงทุ้ม ความเหลื่อมของเวลาจะมากกว่าความถี่ในย่านสูง
นอกจากความเหลื่อมช้าแล้ว อีกคุณสมบัติที่สำคัญของเสียงคือ “ความดัง” ของเสียงที่ผ่านเข้าสู่หูทั้งสองข้างก็จะต่างกันไปด้วย ซึ่งความแตกต่างทางด้านความดังของเสียงที่หูทั้งสองข้างรับรู้นั้นมีผลต่อ localization หรือการรับรู้ตำแหน่งที่มาของเสียงนั้น เพราะธรรมชาติของกลไกการได้ยินเสียงของประสาทหูของมนุษย์จะตรวจจับตำแหน่งของเสียงจากความดังนั่นเอง ประสาทหูของคนเราจะทำการรับเอา “ความดัง” ของเสียงเดียวกันที่ผ่านเข้าหูทั้งสองข้างแล้วนำมาเปรียบเทียบกัน แม้เราจะหลับตา แต่เราก็สามารถรับรู้ตำแหน่งของเสียงได้จากการทำงานร่วมกับระหว่างประสาทหูกับสมองของเรา โดยที่หูเป็นคนรับข้อมูลของเสียงเข้ามาส่งให้สมอง จากนั้นสมองของเราจะทำหน้าที่วิเคราะห์ เปรียบเทียบ และแจ้งให้เรารู้ว่า เสียงที่ได้ยินนั้นมีตำแหน่งอยู่ทางด้านเดียวกันกับด้านที่หูข้างที่ได้ยินเสียงที่ดังกว่านั่นเอง
delay time ของเสียงที่หูทั้งสองข้างได้ยิน เป็นผลให้เกิด “การหน่วง” ของเวลาขึ้น ถ้าความหน่วงช้าของเสียงที่หูทั้งสองข้างได้ยินสะท้อนมาจากหลายทิศทาง จะทำให้เรารับรู้ถึงสิ่งที่เรียกว่า Spatialization หรือที่นิยมเรียกกันสั้นๆ ว่า “บรรยากาศ” หรือแอมเบี๊ยนต์ด้วย ..
เมื่อนำเอาเพลงที่มิกซ์เป็นระบบเสียงสเตริโอ 2 แชนเนลยุคแรกๆ ที่แยกซ้าย–ขวาเด็ดขาดแบบที่เรียกกันว่า ping-pong stereo รวมถึงเพลงยุคใหม่ๆ ที่มิกซ์ด้วยการมอนิเตอร์ผ่านลำโพงโฮมยูส มาฟังผ่านหูฟัง จะทำให้หูข้างขวาไม่ได้ยินคลื่นเสียงของแชนเนลซ้ายที่อ้อมมาเข้าหูขวา และหูข้างซ้ายก็ไม่ได้ยินเสียงของแชนเนลขวาที่ลอดอ้อมมาเข้าหูข้างซ้ายด้วย เมื่อเสียง cross-talk ทั้งสองหายไป เสียงที่ฟังผ่านหูฟังจึงมีลักษณะที่เรียกว่า super-stereo หรือ hard-stereo คือเสียงด้านซ้ายกับด้านขวาแยกกันเด็ดขาด และทำให้ความถี่ของเสียงในย่านแหลมมีลักษณะที่โด่งขึ้นมามากเกินไปเพราะถูกยิงตรงเข้าหู ซึ่งในการฟังผ่านลำโพงสองตัวในห้องฟังเพลง เสียงของลำโพงด้านซ้ายที่แผ่เข้าหูข้างซ้ายจะถูกเสียงของแชนเนลขวาที่อ้อมเข้ามาผสมปนเปอยู่ด้วย รวมถึงเสียงที่สะท้อนมาจากผนังด้านต่างๆ ของห้องฟังที่แผ่เข้ามาปนกัน ความถี่สูงที่มาจากคนละทิศทางจะเกิดการหักล้างกัน ทำให้เสียงแหลมมีลักษณะที่ roll-off คือมีความดังลดลงไปส่วนหนึ่ง ในขณะที่เสียงทุ้มบางย่านจะถูกเสริมขึ้นมา
เพื่อทำให้การฟังเพลง stereo ด้วยหูฟังมีลักษณะของเสียงที่ออกมา “ตรง” กับสิ่งที่ซาวนด์เอนจิเนียร์ตั้งใจสร้างขึ้นมาในสตูดิโอ เราจึงต้องหาวิธี “เติม” ส่วนของเสียงที่ขาดหายไปกลับเข้ามาที่หูฟังทั้งสองข้างอย่างที่มันควรจะเป็น ..
เรื่องที่ผมเกริ่นมาทั้งหมดนี้ นักออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิคสำหรับงานขยายเสียงระดับปรมาจารย์รุ่นเก๋าเขารู้จักกันมานานมากแล้ว บุคคลเหล่านั้นก็คือ Benjamin Bauer, Siegfried Linkwitz, Chu Moy, Jan Meier และ John Conover ซึ่งพวกเขาได้ทำการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิคขึ้นมาชนิดหนึ่ง ชื่อว่า “crossfeed” เพื่อชดเชยสัญญาณส่วนที่หูทั้งสองข้างขาดหายไปนี้ เป็นวงจรอิเล็กทรอนิคที่ประกอบด้วยการทำงานร่วมกันของฟังท์ชั่นหลักๆ สามตัว นั่นคือ ฟังท์ชั่น “time delay” ที่ใช้หน่วงเวลาสำหรับสัญญาณที่ป้อนเข้าหูฝั่งตรงข้าม, ฟังท์ชั่น “lowpass filters” ที่ลดการเสริมกันของความถี่ต่ำ และ ฟังท์ชั่น “highboost filters” ที่เพิ่มเติมความถี่สูงที่ถูกหักล้างลงไป
นักออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิคระดับปรมาจารย์ทั้งหมดที่เอ่ยนามมาข้างต้นต่างก็มีแนวทางในการออกแบบวงจร crossfeed เป็นของตนเอง ทว่า โดยหลักๆ ของฟังท์ชั่นที่ใช้คือ time delay, lowpass filters และ highboost filters จะเหมือนกัน ในยุคที่วงจร crossfeed ถูกสร้างขึ้นด้วยวงจรอะนาลอกช่วงแรกๆ อาจจะมีความคลาดเคลื่อนอยู่มากอันเนื่องมาจากความไม่แม่นยำของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคที่นำมาประกอบเป็นวงจร ในยุคปัจจุบันวงจร crossfeed ได้ถูกนำมาออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง ผนึกขึ้นมาเป็น DSP ที่ทำให้ใช้งานได้ง่าย ผู้ใช้สามารถปรับแต่งค่าต่างๆ ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในยุคของการเล่นไฟล์ดิจิตัลผ่าน DAC อย่างในยุคนี้ ยิ่งทำให้การนำเอาวงจร crossfeed ที่อยู่ในรูปของ DSP มาใช้เป็นเรื่องที่ง่ายขึ้นมาก ผู้ผลิตอุปกรณ์เครื่องเสียงบางเจ้าได้นำเอาวงจร crossfeed ไปบรรจุไว้เป็นฟังท์ชั่นพิเศษให้ผู้ใช้เลือกใช้/ไม่ใช้ได้ และสามารถปรับแต่งค่าได้ด้วย ในขณะเดียวกัน เมื่อวงจร crossfeed ถูกทำให้อยู่ในรูปของซอฟท์แวร์คอมพิวเตอร์ มันจึงสามารถนำไป plugin ลงในโปรแกรมเล่นไฟล์เพลงเพื่อให้เป็นฟังท์ชั่นของโปรแกรมเล่นไฟล์เพลงได้เลย
โปรแกรมเล่นไฟล์เพลงที่มีฟังท์ชั่น crossfeed มาให้ในตัว เท่าที่ผมพบเห็นในขณะนี้ก็มีโปรแกรม roon (iOS/Android/OS X/Windows/Linux), Onkyo HF Player (iOS) และโปรแกรม VOX (iOS/OS X)
ประโยชน์ของการใช้วงจร crossfeed ในการฟังผ่านหูฟังนั้น นอกจากจะทำให้ได้เสียงที่ดีแล้ว ยังทำให้ฟังได้นานโดยไม่มีอาการล้าหูอีกด้วย /
