Итак, в прошлой статье было упомянуто о проблеме переглушивания помещений, о том что с низкими частотами не справиться пирамидками из-за физики волн. Сейчас мы немного подробнее рассмотрим где же геометрическая акустика всё-таки работает, и как это использовать.
Где работает геометрическая акустика
Итак, распространение высоких частот подчиняется законам корпускулярным законам геометрической акустики. Одна из основных задач в акустическом оформлении — обеспечить нужный и приемлемый уровень ранних отражений в точке прослушивания. Ранние отражения самыми первыми поступают в наше ухо. Время их прихода настолько мало, что мы их не различаем как отдельные отражения, но воспринимаем их как общий окрас сигнала. Для нашего уха они сливаются с прямым сигналом. Чем ближе стены или твердые отражающие поверхности от источника сигнала, тем быстрее они приходят. Для каждой комнаты ранние отражения уникальны. Их характеристики коррелируют с геометрией помещения, материалами и предметами в нём. Именно характеристики помещения и считываются нашим ухом из-за ранних отражений. Вспомните как «звучит» ваш туалет (без подробностей), как звучит ваша комната, как звучит актовый зал.
Даже в звукорежиссуре есть такой известный приём: не перегружать микс излишними тяжелыми хвостами реверберации, а использовать только ранние отражения для «планов» и пространственной локализации. Именно ранние отражения зачастую отвечают за тот самый 3D-эффект. С помощью них мы можем создавать виртуальную иллюзию пространства.
Как было сказано выше, чем меньше ваше помещение, тем раньше в ваше ухо придут ранние отражения, и тем больше они будут восприниматься как нежелательный (зачастую) окрас, мешающий локализации КИЗ (кажущихся источников звука) вашей акустической системы. Так же, если размер помещения слишком мал, будет образовываться эффект гребенчатой фильтрации — последовательного и периодического сочетания пиков и провалов на АЧХ, визуально напоминающего расчёску. Если упростить, он образуется из-за сложения волн на определенной частоты с разной временной задержкой. Так же, из-за подобной интерференции уже на низких частотах, образуется SBIR эффект, который мы рассмотрим в следующих материалах.
Если вы уже начали эпопею с передвижением места прослушивания и АС по комнате и уже нашли неплохую точку в соответствии с рекомендациями из прошлой статьи, то следующим этапом может стать коррекция уровня ранних отражений. Чтобы определить места самых интенсивных ранних отражений в соответствии с размерами прямоугольного или квадратного помещения (при иных формах всё будет непредсказуемо), можно воспользоваться этим калькулятором.
Проведя акустический замер, мы можем выяснить на каком уровне у нас ранние отражения. Отдельными пиками мы можем вычислить ранние отражения, и даже рассчитать откуда они приходят. Импульсная характеристика комнаты показывает как комната реагирует на импульс. Проще говоря, чем короче получается импульсная характеристика, тем «быстрее» и точнее «звучит» комната. И выраженных громких пиков после импульса быть не должно.
Что с ними делать?
К обустройству точки прослушивания можно подойти с разных концов, в прямом смысле. Конечно, это тема для целой диссертации но вкратце мы можем вспомнить пару распространенных методов по Филиппу Ньюэллу:
— LEDE (Live-End-Dead-End, половина комнаты отражает, половина поглощает)
— NE (Non-Environment, бессредная комната, полностью поглощающая)
Допустим, мы хотим сделать зону ранних отражений полностью «мёртвой». Для этого нам нужно использовать поглощение. Лично мне на практике больше всего нравится использовать в зоне ранних отражений широкополосные поглотители. Широкополосные — самый простой вид поглотителя. Состоят из каркаса и волокнистого поглотителя внутри. Эффективность поглощения зависит только от объёмя поглотителя.
Данная ловушка за счет конструкции работает в широком диапазоне и уверенно поглощают середину (и нижнюю) и верх, что нам и нужно при коррекции ранних отражений. Так же, для тех кто боится отражений от каркаса, можно сделать и такой вариант с минимизацией твёрдых отражающих поверхностей:
Ещё есть тонкие и небольшие решения, которые будут эффективны на середине и верхе, но при этом будут занимать мало места. Если дизайн не позволяет сделать иначе, или просто нет места — это хороший выход. И крепить их можно вплотную к стене.
Так же, можно всячески сочетать диффузные рассеивание и поглощение. Эти два метода (LEDE и NE) даны только для ориентира. Если размер помещения позволяет, то ранние отражения можно сделать «живыми» диффузными, повесив диффузоры.
Диффузия
Представляя как работает физика и акустика, несложно представить, что угол падения равен углу отражения, и зная это, можно манипулировать временем и вектором прихода ранних отражений. От плоской твёрдой и плотной поверхности отражение придёт в первозданном виде. Эффект порхающего эха возникает из-за многократных переотражений плоских параллельных поверхностей. Диффузия — это разбиение одного целого отражения как бы на куски за счёт задержки во времени и изменения его направления.
Твёрдые неровные поверхности с сильными и частыми перепадами высоты могут помочь распределить плотность звуковой энергии и сделать диффузное поле. Голая стена — плохо. Книжный стеллаж, заполненный разными книгами — хорошо. Есть специально рассчитанные конструкции — диффузоры. Всё что может создать пространственно-временную дисперсию нам пригодится.
Диффузор Skylineпредставляет собой сочетание брусков, высота и последовательность которых рассчитана специальным алгоритмом для максимизации эффективности и расширения рабочего диапазона. Но в целом, рассчитан на работу в диапазоне верхней середины и верха. Чем выше максимальная высота бруска, тем шире эффективный диапазон диффузора. Важно расширять его вниз, но рано или поздно мы с вами упрёмся в максимально разумную высоту. Диффузор с брусками больше 25 сантиметров в обычном помещении ставить попросту не практично.
Диффузор Шрёдера представляет собой серию ячеек одинаковой ширины, но разной глубины. Если они разделены между собой перегородкой, эффективность сильно растёт. Волна, попадая в эту ячейку, многократно переотражаясь от её стенок и дна, разбивается. Расчеты так же основаны на математических законах. Диффузор Шрёдера — одна из самых эффективных рассеивающих конструкций. Благодаря своей эффективности, его можно настроить даже на самую нижнюю середину, и даже на почти НЧ, если это нужно.
Добавьте описание
Чем более твёрдый и отражающий материал использовать в диффузорах, тем эффективнее они будут выполнять свою цель. Нам нравится, как звучит дерево. Так же, можно комбинировать поглощение и диффузию. У нас есть ловушки, сочетающие в себе и то и то. Я именно таких ещё не встречал, так что можно заявить, что это своего рода ноу-хау. Диффузором служат деревянные бруски, а внутри находится волокнистый поглотитель. Так же, этот диффузор ещё и одновременно является щелевым поглотителем, или Резонатором Гельмгольца, который работает по принципу щелевого поглотителя. Щели определенной ширины, оставленные между досками и поглощающая панель помогают увеличить эффективность поглощения по средним частотам. В общем, это сплошной бальзам для акустики комнаты. Можно завесить такими хоть всю комнату и не переглушить её, получив рассеянные приятные отражения от дерева. Установив такой в зону ранних отражений, можно получить очень приятные результаты.
Конструкция Ширика Компакт + 50
А в следующем материале мы поговорим, наконец, про бас, как его найти и поймать. Залезем в ту среду, где геометрическая акустика уже не работает, но работают волновые законы.
