ОКОНЧАНИЕ СТАТЬИ: 

Каковы характеристики хорошо звучащей комнаты? 
James Lindenschmidt 
02/28/12, 09:23 | Автоматизация и управления | Акустические Лечение 
Viking Электроника  

4 Хорошая комната должна иметь детальную звуковую сцену 

Достигнув хорошей основы звучания - плотного и точного баса позади нас, мы должны обратить внимание на следующую серьёзную акустическую проблему небольшой комнаты: формирование точной звуковой сцены с чёткой локализацией музыкальных образов.  

Большинство людей предпочитают слушать музыку на качественных АС, но в настоящее время всё больше и больше людей находят большое удовлетворение, слушая музыку через качественные наушники (я не говорю о наушниках для портативных mp3-плееров, поскольку я не слышал таковых, которые могут конкурировать с полноразмерными наушниками для качественного звуковоспроизведения). Я слышал много замечательных наушников, способных создать реальное ощущение «музыкального окружения», то есть, чрезвычайно широкую и детальную звуковую сцену из-за того, что звук «поступает» непосредственно в наши уши.  

Большинство людей, особенно среди тех, кто имеет мало опыта прослушивания в хороших музыкальных комнатах или, вообще, не имеет такового, не понимают, что в хорошей комнате для прослушивания с использованием хороших АС возможно не просто достичь таких же качественных характеристик звуковой сцены, какие предоставляет прослушивание в качественных наушниках, но и даже превзойти их. Удивлены? Конечно же, и у меня в жизни был период, когда для меня это было удивительным... Но давайте внимательно рассмотрим то, что происходит в типичной комнате для прослушивания.  

Первым слушатель воспринимает прямой звук, излучаемый динамиками АС и достигающий ушей по кратчайшему расстоянию, то есть, по прямой линии. Затем, несколькими миллисекундами позже, в зависимости от размера комнаты и её геометрии, слушатель начнет воспринимать первые отражения, достигающие его ушей после единственного отражения от поверхности боковых стен, потолка и пола звука, излучаемого динамиками АС в разные стороны, относительно направления на слушателя. Обратите внимание, что эти отражения достигают ушей слушателя не с таким большим «опозданием», чтобы восприниматься в виде отдельного эхо (в случае, если у вас очень большая комната с хотя бы одним размером более 8,5 м.), поэтому все они сливаются с прямым звуком и наш мозг интерпретирует их, как один суммарный звук. Это значит, что от каждой АС мы слышим один единственный звук, который, по существу, является результатом одновременного слияния/суммирования различных звуковых сигналов, достигающих ушей слушателя из 5 разных направлений:

- прямого звука, поступающего непосредственно от динамиков АС;

- первого отражения от поверхности левой боковой стены;

- первого отражения от поверхности правой боковой стены;

- отражения от поверхности потолка;

- отражения от поверхности пола.  

Таким образом, первые отражения достигают ушей слушателя сразу же вслед за прямым звуком с настолько малой временной задержкой, что они просто не успевают восприниматься системой «уши-мозг»в виде отдельных звуков или эхо и поэтому воспринимаются слитно с прпрямым звуком и между собой, как один суммарный звук. Как результат, мозг теряет способность идентифицировать направление на источник звука, то есть, он начинает «путаться в» направлениях. В свою очередь, это приводит к тому, что возникают трудности локализации виртуальных музыкальных образов в пространстве звуковой сцены. Обычно говорят, что звуковая сцена «смазана».

5 В хорошей музыкальной комнате должна присутствовать реверберация

Вышеописанные стратегии по улучшению звуковоспроизведения справедливы в отношении акустики относительно небольших музыкальных комнат. В мире акустики это означает, что таковой является любая комната объёмом менее 280 (10 000 куб.футов) кубических метров, хотя на практике достаточно трудно обозначить чёткую границу между большими и малыми помещениями. 

В качестве примера, рассмотрим очень большое помещение со сводчатым потолком, размерами 10,5х 9,0 м. (35'x30' футов) с пиком высоты потолка 4,5 м. (15' футов). Если большинство поверхностей в этом зале рефлексивные/отражающие (то есть, твёрдая древесина, стекло, гипсокартон, бетон), то в помещении такого размера, безусловно, будет присутствовать выраженная реверберация. 

На самом деле, абсолютно во всех помещениях в той или иной степени присутствует реверберация. Также абсолютно во всех помещениях имеют место более или менее выраженные НЧ модальные проблемы. Очевидно, что на графике частотной характеристики существует некая условная точка – точка разграничения/перехода между реверберацией, являющейся самой большой проблемой на более высоких частотах и комнатными НЧ резонансами, представляющими самую большую проблему в басовом диапазоне. В больших помещениях эта условная точка перехода будет располагаться гораздо ниже по шкале частот, чем в небольших комнатах. Несмотря на это, акустические мероприятия, направленные на ослабление чрезмерной реверберации на практике являются относительно простыми и, как правило, сводятся к монтажу достаточного количества широкополосных поглотителей, более или менее равномерно распределённых на ограждающих конструкциях по комнате. Общее количество широкополосных звукопоглотителей в комнате (общий фонд звукопоглощения) увеличивают до тех пор, пока время реверберации не опустится до желаемого значения. 

Поскольку данное упрощение, в основном, верно, то теперь мы будем изучать его более тщательно. 

5.1 Достижение одинаковых значений времени реверберации на всех частотах

Сокращение времени реверберации в большой рефлексивной комнате, как правило, является хорошей идеей. В музыкальных комнатах с длительным временем реверберации, скажем, более одной секунды, обычно трудно расслышать отдельные детали музыки и/или речи. В частности, домашние кинотеатры, оборудованные в просторных рефлексивных комнатах, как правило, имеют плохую музыкальную артикуляцию. Одной из причин плохой разборчивости речи и музыкальной артикуляции является то, что реверберация может значительно варьироваться в зависимости от частотного спектра. Таким образом, помимо сокращения времени реверберации, важно добиваться одинаковых значений RT60 во всём частотном диапазоне.

5.1.1 В хорошей (небольшой) комнате значение времени реверберации должно находиться в пределах 250-500 мс.

В общем случае, рекомендованное значение времени реверберации для небольшой комнаты должно находиться в пределах 250-500 миллисекунд, в зависимости от размера помещения, а также его назначения. В домашнем кинотеатре (конференц-зале, студии звукозаписи или любом специализированном помещении, где важна разборчивость речи) рекомендуемое значение времени реверберации не превышает 250 мс., в то время, как в музыкальных комнатах обычно рекомендуемое время реверберации имеет более высокие значения, вплоть 500 мс. (или даже до 1 секунды, если это не комната в доме, а очень просторное помещение, типа музыкального клуба), при условии, что время реверберации является стабильным по всему частотному спектру.

Обратите внимание на тот факт, что всё вышесказанное справедливо по отношению к относительно небольшим комнатам. В то же время, большие концертные залы, известные своим качественным оркестровым звучанием, часто имеют значения времени реверберации от 1,5 до 2,5 секунд, однако это никоим образом не относится к небольшим комнатам, с которыми имеют дело большинство из нас. 

5.2 Стратегии оптимизации времени реверберации

Уже знакомые нам стратегии, которые мы используем для сокращения времени реверберации в комнате предусматривают использование бас поглощения и широкополосного звукопоглощения, однако также следует рассмотреть и диффузию. 

5.2.1 Бас поглощение

Даже в больших помещениях мы все ещё не можем пренебрегать бас поглощением. Абсолютно справедливо высказывание: чем меньше помещение, тем более актуален вопрос бас поглощения, однако даже большие комнаты будут иметь некоторую неравномерность АЧХ в нижней области частотного диапазона и ситуация может быть улучшена с помощью использования бас ловушек. Суть стратегии: использовать максимально возможное количество бас ловушек в максимально возможных областях - угловых зонах. Разница заключается в том, что пики и провалы на графике АЧХ в просторных помещениях, как правило, локализуются в более низком частотном диапазоне, примерно до 100 Гц. В то же время, в небольших комнатах неравномерность АЧХ, как правило, наблюдается в частотном диапазоне вплоть до 400 Гц. 

Большинство широкополосных бас ловушек также обладает определенным звукопоглощением на высоких частотах, что должно быть учтено в процессе прогнозирования - насколько высока частота поглощения. 

5.2.2 Звукопоглощение

Для поглощения высоких частот достаточно использования простого пористого абсорбера размерами 1200х600 мм., толщиной 2,5-5 см. Более толстый широкополосный поглотитель из жесткого стекловолокна или минеральной ваты будет поглощать примерно до 250 Гц. или около того, если он построен правильно. Использование звукопоглощающих панелей с целью сокращения времени реверберации вполне адекватно. Вопрос только в использовании  достаточного количества ловушек в комнате. 

Некоторые люди предпочитают строить собственные DIY ловушки. Это, безусловно, хорошее и достаточно распространённое решение при условии, что у вас есть определённые профессиональные навыки, проект, необходимые инструменты, мастерская и достаточно свободного времени, чтобы выполнить эту работу. 

Многие предпочитают покупать высококачественные промышленные девайсы от авторитетных производителей, которые обладают заявленными КЗП в определённых желаемых частотных диапазонах, в частности, на низком басе, что является большой проблемой в строительстве действительно эффективных панелей. 

Эффективный подход к равномерному снижению времени реверберации заключается в комбинированном использовании ВЧ поглощения и бас поглощения, которое может быть сложным для понимания новичка. 

Необходимое количество звукопоглотителей в каждом конкретном случае можно рассчитать. Для этого акустик должен измерить исходное время реверберации в помещении, вычислить общую площадь комнаты, а затем рассчитать необходимый фонд звукопоглощения, с точки зрения необходимой площади поверхности акустического материала для достижения желаемого сокращения времени реверберации. К сожалению, эти расчеты выходят за рамки данной статьи…

Однако в реальной жизни гораздо проще принять более практический подход. Поскольку поглощающие панели из минеральной ваты или жесткого стекловолокна обычно имеют стандартный размер 1200х600 мм., имеет смысл просто установить некоторое фиксированное количество абсорберов (скажем, для начала 12 штук или любое другое количество, исходя из возможностей бюджета) что-то количество смысла минимизировать затраты) и прикинуть – сколько ещё панелей потребуется для улучшения ситуации. Вполне возможно, что первый вариант сразу окажется адекватным. В противном случае, даже незначительное улучшение будет явно слышно, и вы почувствуете, что имеющийся фонд звукопоглощения недостаточен. Скорее всего, что некоторое улучшение будет отчетливо слышно, что позволит сделать вывод о целесообразности использования большего количества поглотителей. Опять же, существует практическая польза от подхода «шаг за шагом»: вы остановитесь тогда, когда времени реверберации достигнет желаемого значения. Таким образом, вы не «переглушите» комнату по ВЧ, при этом, всегда имеется возможность добавить несколько абсорберов в процессе акустической обработки, пока желаемый результат не будет достигнут. 

5.2.3 Диффузия

Рассмотрим последний тип акустической обработки, вероятно, самый «сексуальный» или, по крайней мере, самый узнаваемый - диффузию. 

Диффузия принципиально отличается от поглощения, хотя конечные результаты в обоих случаях схожи –  они ослабляют интенсивные отражения. 

В то время, как поглощение удаляет акустическую энергию из комнаты (с технической точки зрения - преобразует энергию звуковых колебаний в тепло), диффузия равномерно рассеивает отражения во всех направлениях, то есть, просто перераспределяет акустическую энергию звуковых волн в пространстве комнаты, сохраняя её. Таким образом, диффузия создаёт ощущение присутствия в просторном помещении с реверберацией, но при этом, она ослабляет разрушительный потенциал звуковых отражений, формирующих эффект «гребенчатой фильтрации» (циклическое чередование пиков и провалов). 

В диффузии нет ничего магического, но построении диффузоров требует определённой точности. 

Существует распространенное заблуждение, что книжные полки добавляют «диффузию» в акустическую среду комнаты, однако, на самом деле, рассеивающие свойства книжных полок достаточно скромны, конечно, они несколько выше, чем у голой стены… В общем, книжные полки НЕ добавляют диффузии. 

 QRD-диффузор состоит из ячеек/фракталов различной глубины, взаимное расположение которых представляет собой вовсе не случайные узоры, а тщательно рассчитывается в соответствии с определённой математической последовательностью. Если конструкция построена не точно, то работать в качестве диффузора она не будет. 

Наиболее распространенным вариантом размещения диффузора, в силу целого ряда причин, является тыловая стена комнаты для прослушивания. Одной из таких причин является то, что слушатель должен находиться на определенном расстоянии от диффузора, это нужно для того, чтобы диффузор правильно работал. Например, если точка прослушивания располагается на диване в непосредственной близости от тыловой стены, то эффект от использования диффузора на этой стене, очевидно, будет неудовлетворительным. Именно по этой же причине я обычно не рекомендую использовать диффузоры на потолке, за исключением случая, если в вашей комнате достаточно высокие потолки (по крайней мере, не менее 4-4,5 м.).

Диффузоры также чрезвычайно эффективны при монтаже непосредственно позади АС дипольного типа. В данном случае диффузор исключает способность звуковых волн, излучаемых тыловой поверхностью диффузора динамика, взаимодействовать с прямым звуком, излучаемым громкоговорителем вперёд, но при этом сохраняет акустическую энергию в пространстве комнаты, создавая ощущение «атмосферы концертного зала», что, в общем, характерно для АС дипольного типа.

И, наконец, я никогда не рекомендую использовать диффузоры в площадках первых отражений (смотри раздел 4.2 выше). В каждом тесте я видел/слышал – это, как субъективные ощущения, так и объективные результаты измерений, что поглотители однозначно превосходят диффузоры при размещении девайсов в площадках первых отражений.  

Однако нам удалось получить просто фантастические результаты при монтаже диффузоров по всему периметру комнаты, за исключением угловых зон, в которых традиционно монтируются бас-ловушки, и площадок первых отражений на боковых стенах, в которых размещаются поглотители.  Для более подробного ознакомления с этой стратегией посмотрите видео «Верь своим ушам» на веб-сайте RealTraps по ссылке: Http://realtraps.com/video_hearing.htm 

6 Заставь Мир звучать лучше, одна комната за один раз

Эта статья представляет собой всеобъемлющее путешествие по характеристикам хорошей музыкальной комнате. Я хотел бы напомнить читателям о двух самых основных истинах в акустической обработке музыкальной комнаты: нет такого понятия, как идеальная комната и любая комната может быть улучшена. Я предлагаю использовать информацию, содержащуюся в этой статье для улучшения звучания в вашей комнате прослушивания. Если же вы нуждаетесь в дополнительной помощи, я рекомендую вам посетить наш сайт по ссылке: Http://realtraps.com/ , где вы найдете огромное количество информации краткие статьи и видео, объясняющие многие из этих понятий более подробно. Если вам нужна индивидуальная помощь, вы можете связаться со мной на сайте RealTraps (смотрите страницу контактов). Приятногопрослушивания!

_____________________________________________________________________________________________________________________________