Типы реверберации

В любом современном цифровом ревербераторе можно выбрать несколько программ, имитирующих различные реальные условия прослушивания или синтезирующих некие фантастические ситуации для специальных эффектов. Ниже кратко описаны наиболее популярные примеры.

Hall (зал) — имитирует акустику концертного зала. Глубокая реверберация с большим временем затухания. Субъективно как бы отдаляет источник звука от слушателя.

Room (комната) — реверберация небольшого помещения. Подходит для применения к акустическим инструментам в камерной атмосфере.

Live (Stage) — имитирование живого выступления на сцене, считается, что данный тип реверберации хорошо подходит для солирующих инструментов.

Plate (пластина) — симуляция плоской электромеханической реверберации металлической пластины, описанной выше. Применяют для вокала и ударных инструментов.

Spring (пружина) — lo-fi реверберация, имитирует упомянутую выше пружинную электромеханическую конструкцию.

Chamber (эхо-камера) — имитация описанного ранее помещения для записи реверберации.

Gate (гейт, шлюз) — реверберация с отрезанием конечной фазы затухания. Придает звуку некий динамичный характер и используется для ударных инструментов и, в частности, для барабанов.

Reverse (реверс) — тип искусственной реверберации с инвертированной огибающей, т.е. она сперва плавно нарастает, затем резко обрывается. Подобный эффект может быть получен путем инвертирования звука в редакторе, применения к нему обычной реверберации и обратному инвертированию. В этом случае реверберация начинается еще до старта основного звука. Специфичный эффект, иногда используется для вокала.

Иногда можно встретить и другие, экзотические типы реверберации. Например, в XG устройствах от Ямахи можно найти White Room, Tunnel, Canyon, Basement — реверберация при искусственных условиях, а в серии Sound Canvas от Роланда — Panning Delay — некая раздельная стереофоничная реверберация.

Параметры реверберации

В этом разделе в алфавитном порядке мы рассмотрим регулируемые параметры, встречающиеся в современных цифровых ревербераторах.

Balance (Dry/Wet) — регулирует соотношение прямого звука и звука, обработанного эффектом.

Density — плотность ранних (первичных) отражений, характеризует геометрию имитируемого помещения.

Diffusion — характеризует расплывчатость реверберации, при низких значениях ощущается её дискретность или подобие эха.

Early Reflection Level — уровень ранних отражений, соотносится с отражающими свойствами материалов помещения.

Er/Rev Balance — соотношение уровней ранних отражений и остатка реверберации.

Feedback Level — уровень обратной связи.

High Cut — параметры фильтра НЧ (эквалайзера). Делает тембр реверберации более мягким.

High Damp (LPF) — параметры демпфирования высокочастотных составляющих спектра реверберации (иногда раздельно регулируется уровень и частота). Основано на естественном эффекте более быстрого затухания высокочастотного спектра звука в процессе акустической реверберации. В некоторой степени имитирует свойства материалов отражающих поверхностей помещения.

Low Cut — параметры фильтра ВЧ (эквалайзера).

Low Damp (HPF) — параметры демпфирования низкочастотных составляющих реверберации (иногда раздельно регулируется уровень и частота).

Pre Delay (Initial Delay) — временной интервал между прямым звуком и ранними (первичными) отражениями (фактически имитирует размеры помещения с учетом месторасположения слушателя).

Release Density — плотность отражений конечной фазы реверберации.

Reverb Delay — промежуток между ранними отражениями и остатком реверберации.

Reverb Send Level (Depth, Volume) — уровень реверберации. Основной параметр, управляющий глубиной эффекта.

Reverb Time — длительность реверберации (время затухания звука приблизительно на 60 дб).

Size (Room Size, Hall Size, Height, Width, Depth) — размеры (объем) имитируемого помещения.

Wall Vary — характеризует геометрию (неровности) отражающих поверхностей. Большие значения придают реверберации более рассеянный характер.

Управление реверберацией по MIDI

Встандарте General MIDI (GM) прописан только один параметр для управления глубиной (уровнем) реверберации — контрольное сообщение под номером 91 (5BH).

ВGS и XG возможности управления значительно расширены. Во-первых, по NRPN можно влиять на уровень реверберации отдельно для разных ударных инструментов. Например, вот так можно уменьшить реверберацию для большого барабана (Kick) стандартного GM Drum набора:

	№ СС	Значение	Комментарий
	63H	1DH	Установить старший MSB
	62H	24H	Установить младший MSB
	06H	10H	Ввести новое значение
			уровня реверберации

Указанные значения можно ввести вручную в окне редактирования MIDI событий любого секвенсора

(окно Events в Cakewalk, Sonar).

Во-вторых, для GS, XG, GM2 можно оперативно сменить тип реверберации. Реализуется это посылом специального SysEx сообщения. Например, вот такое сообщение устанавливает тип реверберации Room3

для синтезатора серии Roland Sound Canvas (SC-8820):

F0 41 10 42 12 40 01 30 02 0D F7

Здесь:

F0 41 10 42 12 — заголовок SysEx сообщения;

40 01 30 — три байта определяют характер MIDI-сообщения — смена типа реверберации; 02 — тип реверберации Room3;

0D — контрольная сумма;

F7 — конец SysEx сообщения.

Для синтезатора XG это будет выглядеть так:

F0 43 10 4C 02 01 00 02 02 F7

Здесь:

F0 43 10 4C — заголовок SysEx сообщения;

02 01 00 — три байта задают адрес смены типа реверберации; 02 02 — два байта определяют тип реверберации Room3; F7 — конец SysEx сообщения.

В-третьих, имеется возможность менять множество параметров реверберации. В таблице ниже представлены управляемые параметры для GS и XG совместимых синтезаторов:

	Параметр	GS (SC-	XG
		8820)	(SW1000XG)
	Level	Есть	Есть
	Time	Есть	Есть
	Diffusion	Нет	Есть
	Pre-Delay Time (Initial Delay)	Есть	Есть
	LPF	Есть	Есть
	HPF	Нет	Есть
	Reverb Delay	Нет	Есть
	Density	Нет	Есть
	Er/Rev Balance	Нет	Есть
	Feedback Level	Нет	Есть
	Wall Vary	Нет	Есть

Реализуются они также посылом SysEx сообщений. Например, для XG устройства следующее сообщение устанавливает максимальное время реверберации:

F0 43 10 4C 02 01 02 7F F7

В данном случае три байта 02 01 02 определяют смену параметра реверберации — Reverb Time, а предпоследний байт 7F — задает максимальную длительность.

Разумеется, для управления указанными параметрами удобнее использовать специализированные редакторы (XG Edit, GS Advanсed Editor и т.п.), благодаря которым можно абстрагироваться от программирования в шестнадцатеричных кодах.

Способы практического использования

Как говорится, правила существуют для того, чтобы их нарушать. Для изложенных ниже советов всегда можно придумать исключения. Так что эксперимент и фантазию можно только приветствовать.

Обычно для достижения чувства общности пространства единый тип реверберации типа Hall (Room, Live) применяют для всего микса в целом, при этом, для отдельных инструментов или группы инструментов в целях получения особых эффектов можно использовать дополнительную обработку процессором реверберации.

Данный эффект можно использовать для моделирования глубины сцены. Инструменты, имеющие более глубокую реверберацию, ощущаются расположенными как бы в отдалении. Справедливо и обратное, инструмент или голос без реверберации кажется находящимся вблизи.

Множество оттенков звука можно получить, используя эффекты в стерео режиме. Например, исходный звук разместить по центру, короткую реверберацию с малым временем первичных отражений по левому каналу, а с большим временем по правому.

Для вокальной партии интересный эффект дает применение реверсивной (reverse) реверберации. Также, оживляет голос одновременное применение двойной реверберации — с коротким и длинным временем

затухания.

Глубокая реверберация с большим временем затухания хорошо подходит для синтезаторных подкладов.

Для получения более жесткого динамичного ощущения ритма в миксе для ударных инструментов (барабанов) можно использовать Gate-реверберацию.

Большие барабаны и басы хорошо звучат с небольшим количеством реверберации или вообще без нее.

И главное: никогда не стоит перебарщивать с глубиной реверберации — очень легко можно превратить микс в неразборчивую кашу с налезающими друг на друга звуками. Чем быстрее темп композиции — тем меньше она должна быть.

Что такое дизеринг

Окей, тут уместно начать с объяснения сути цифрового сигнала. Аналоговый сигнал - есть непрерывная зависимость от времени, например, напряжения на выходе аналоговой схемы.

Кто учил математику, тому будет понятно, что непрерывность здесь понимается в том же смысле, что и непрерывность в математическом анализе: Если есть любые два разные момента времени, то всегда можно рассматривать некий момент времени между ними, и так до бесконечности. Точно таже, если есть два уровня сигнала, скажем 0,5В и 1В, то можно рассматривать 0,75В между ними, а между 0,5В и 0,75В можно взять 0,7В или 0,511111111111111111В и т.д. Вобщем, чем точнее мы хотим знать какую либо величину, тем больше цифр в числе нам нужно. Математики додумались до чисел (вещественные числа) с бесконечным количеством цифр после запятой. Но наши устройства (компьютеры) как бы мы не пыжились, не могут оперировать с бесконечно точными значениями величин времени и сигнала. В цифровой электронике от аналогового сигнала берут его значения только в определённые моменты времени (с частотой например 44,1кГц или 96кГц) и округляют их также до определённых значений. Всё бесконечное количество цифр выражающее значение аналогового сигнала округляют до 16 или 20 или 24 (двоичных) цифр. Принципиальной разницы между двоичным, шестнадцатиричным, десятичным и другими исчислениями не существует, это просто разные обозначения одного и того же. А вот процесс округления везде сводится к тому, что мы выкидываем огромное количество уточняющих цифр, а оставляем только те, которые лишь приближённо характеризуют сигнал. Вот тут то и понадобился dither. Допустим, у нас есть 24-битный АЦП, который принимает на вход аналоговый сигнал, и выдаёт с частотой дискретизации (например 96кГц) на выходе в виде набора из нулей и единиц в количестве 24 штук на каждый отсчёт по времени. ЦАП наоборот может принимать на вход эту самую последовательность из 24-битных чисел и выдавать некую "округлённую" приближённую копию исходного аналогового сигнала. А теперь представим, что мы

хотим записать эту копию на обычный музыкальный компакт-диск. Тогда нам эти 24 бита не удастся впихнуть полностью, компакт позволяет хранить огрублённое значение сигнала только в 16 битах. Как нам быть? Ну берём и отбрасываем младшие 8 бит в 24 битном сигнале. Это примерно, как если бы в магазине калькулятор показал, что за батон колбасы нужно заплатить 45руб 56,78564коп. Ясно, что сумма округлится до 45руб 57коп или даже до 46руб просто. Так вот оказывается, что 24-битное кодирование аналогового сигнала настолько совершенно, что

"ни одна собака" не отличит его от исходного аналогового, но если взять и тупо отрезать эти самые 8 бит, то качество сигнала, особенно такие его "жизненные" характеристики как слабенькое далёкое затухание реверберации, всякие там послезвучия самих инструментов и т.п., всё это ощутимо убивается обрезанием битов, и весьма заметно на слух.

Это и есть ЭФФЕКТ ОБРЕЗАНИЯ с которым борется DITHER.

Теперь немножко о динамическом диапазоне цифрового аудио.

Децибел - это характеристика, для сравнения величин двух сигналов. Если нужно сравнить два напряжения U1 и U2, то

считаем след. величину: 10 lg (U1/U2), это и будет сравнение в децибелах двух сигналов. Число 10 перед логарифмом как раз отвечает приставке деци-, те. десятой части. Если бы просто считался десятичный логарифм, то отношение сигналов выражалось бы в Беллах, а Белл - неудобная и слишком большая величина. Если U1 = 10 Вольт, а U2 = 1 Вольт, то U1 будет по амплитуде на 10дБ выше чем U2. На самом деле, человеческое ухо сравнивает скорее не амплитуды сигналов, а их мощности. Мощность же сигнала пропорциональна амплитуде, возведённой в квадрат (степень 2). Поэтому эта двойка выносится из под знака десятичного логарифма, и получается формула для сравнения:

20 lg (U1/U2) и те же самые 10 Вольт и 1Вольт будут по мощности различаться на 20дБ. А увеличение амплитуды в 2 раза с хорошей точностью равно увеличению по мощности на 6дБ. Человеческое ухо чувствует изменение громкости примерно на 1дБ. Этим и объясняется преимущество дециБелла по сравнению с Беллом. Теперь нет ничего проще, чем посчитать динамический диапазон (а как выяснится позже, это всё же не динамический диапазон, а всего лишь максимальное отношение сигнал/шум) стандартного цифрового 16-битного аудио:

20 lg (2^16/2^0) = 20 lg (65536) = 96,3 дБ

Вот, самый громкий и самый тихий звуки, казалось бы, не могут различаться более чем на 96дБ, ибо бит с наименьшим значением, когда все старшие равны нулю,

уже не в состоянии, как кажется, кодировать ещё меньшие сигналы. Вот тут то и проявляется магия ditheringa.

Dither - это шумовой сигнал, который суммируется с исходным сигналом большой разрядности (например 24 бита) и имеет амплитуду на уровне самого младшего разряда того сигнала, который планируется получить (например 16 битный)

Если исходный 24-битный сигнал имеет форму

ABCD EFGH IJKL MNOP QRST UVWX, где любая буква обозначает либо 0 либо 1 (двоичное представление), бит А - старший, бит

X - младший, то dither имеет форму

0000 0000 0000 0000 ЭЮЯЦ ФКТП, т.е. младшие восемь битов могут быть либо 0, либо 1, а все старшие 16 бит равны нулю. 24 - битный сигнал суммируется с ditherom, и затем происходит то самое обрезание до 16-битного сигнала. Но....обрезание после суммирования приводит к тому, что 16-битный сигнал имеет форму: ABCD EFGH IJKL MNЬЪ где прежние младшие 2 бита O и P могут измениться из за суммирования с ditherom и стать Ь и Ъ.

Таким образом, при суммировании вся отрезанная последовательность из битов QRST UVWX влияет на младшие биты Ь и Ъ полученного 16 битного сигнала. И оказывается, что такое добавление шума не ухудшает, а улучшает восприятие 16-битной музыки. Все слабые

оживляющие сигналы из обрезанных восьми битов дают о себе знать в 16-битном сигнале. Это всё немножко похоже на чудо, но вполне объективно звукоинженеры прослушивают динамический диапазон не до 96дБ, а аж до 115!!!!!!! Фантастично, не правда ли? Это расширение динамического диапазона приводит к тому, что становятся слышны звуки в 9 раз более слабые по амплитуде, нежели тот самый слабый звук, который можно кодировать самым младшим битом. Вот, это суть ditheringa.

Теперь чуть-чуть о терминах.

dither - вышеописанный шумовой сигнал.

Спектральные характеристики этого сигнала разными фирмами варьируются в довольно широких пределах, от белого шума, до каких-то уже периодических (формально нешумовых) сигналов. Спектр dithera сказывается и на качестве расширения динамического диапазона, и на восприятии самого дизера, как шума записи. Если дизер (дитер) имеет спектр в диапазоне 10кГц - 20кГц, то на слух он практически незаметен но хорошо делает своё дело. Здесь уместно

отметить, что сам dither не обязательно должен быть цифровым сигналом. По самому смыслу процедуры получения цифрового сигнала понятно, что можно подмешать аналоговый шум к аналоговому сигналу, и потом уже провести аналогово-

цифровое преобразование с любой разрядностью. К месту отметить, что если разрядность АЦП достигает 20, то дальше dither суммируется к сигналу независимо от того, хотим мы этого, или нет, потому как электроника при комнатных температурах генерирует собственный шумы, от которых никуда не денешься (криогенные системы мы не рассматриваем), и эти шумы добавляются к сигналу. Но на уровне разрядности в 20 бит нужды в ditheringe практически нет, такое представление сигнала уже совершенно.

Запись аналогового сигнала в цифре с добавлением шума обычно называют ditheringom.

А reditheringom называют понижение разрядности сигнала уже

после цифровой обработки. Любая обработка требует как правило существенно болшей разрядности, нежели 24, а тем более 16 бит. Виртуальный синты, например, работают с 32 разрядными числами с плавающей запятой, а потом, чтобы правильно преобразовать сигнал в 16битный применяется

redithering. Хотя суть процесса одна и та же и можно говорить просто - dithering.

Из всего сказанного понятно, что dithering тесно связан с разрядностью представления сигнала, точнее с преобразованием одной разрядности в другую, более грубую, но дешёвую и принятую. Однако не надо злоупотреблять этим

инструментом. Опытные мАстеринг-инженеры советуют пользоваться ditheringom лишь один раз за весь период осуществления проекта. Несколько преобразований типа 16 -> 24; 24-> 16 убьют качество и дитер не поможет.

Не удастся компенсирвать дитером и низкую разрядность внутренней арифметики процессоров (плагинов).

Со временем 16 бит наверное умрут, будут 20 и 24 битные системы. Наверное мы будем вспоминать о дитере аналогично тому, как играючи в Квейк-3 вспоминаем игрушки под Дос, гениальные в своей изворотливости, направленной на расширение рамок скудных технических возможностей мощью программистского интеллекта. Но к слову сказать, что гений (не только технический, но и музыкальный тоже) всегда работает и творит в каких-то рамках.

В какой акустике мы живем

Алексеи Тихонов

Звучание даже самых распрекрасных фирменных динамиков без корпуса, как и измеренные технические характеристики, совершенно не впечатляет... Но недоумение это обстоятельство может вызвать лишь у начинающих. Мыто с вами хорошо понимаем, что динамик без ящика - всё* равно, что струны без гитары. Роль этого ящика настолько велика, что ему дали серьезное имя - "акустическое оформление". И только гармоничное сочетание хороших головок с грамотно построенным акустическим оформлением в результате обеспечивает хайфайный звук акустической системы. Это неизбежно наводит на мысль и о существенном влиянии на звук свойств самого помещения, в котором воспроизводится музыка. Комнатки, комнаты и комнатиши разного объема - наше жилье - оказываются полноправными участниками исполнения ваших любимых музыкальных произведений. В технических описаниях систем разработчики приводят характеристики, полученные, как правило, в условиях заглушённой камеры, когда помещения как бы вовсе и нет, А что же происходит со звуком в обычной комнате? Иногда можно услышать мнение, что некоторые помещения в состоянии так сильно изменить звучание, что в пору ставить вопрос о целесообразности приобретения дорогостоящей аппаратуры, поскольку всё равно от "высокой верности" звука в этих условиях ничего не останется... Несмотря на определенную односторонность и примитивизм такого суждения, отмечу, что в этих словах, к сожалению, больше

правды, чем этого хотелось бы. Но не следует спешить отказываться от добротных систем, ведь осмысленное отношение к акустическому оформлению комнаты прослушивания может не только свести на нет вредное влияние этого своеобразного "музыкального" инструмента (замкнутый объем комнаты), но в чем-то даже подправить звучание ваших колонок.

Объем, который играет сам по себе

Воздух в помещении может быть свежим, прохладным, теплым или холодным, но он всегда упругий: помните, как пружинит эта незаметная в повседневности субстанция при использовании ручного насоса? А раз есть упругость, то есть и возможность "раскачивания" давления (понаучному - резонанса), когда колебания с определенным периодом начинают возрастать настолько, что становятся заметными на слух! Эти колебания воздуха в замкнутом объеме комнаты "вредят" хай-фаю, потому что голосок у типичного жилого помещения, конечно, не ангельский, а низенький, басовитый. Обратите внимание, с каким удовольствием ваша комната "подпевает" рычащим и грохочущим грузовикам, которые проезжают рядом с домом. Что же происходит в комнате с включенными колонками? Оказывается то же самое - комната порой начинает резонировать на частотах, имеющих для слуха заметное значение, например, в диапазоне 20-100 Тц. Для любознательных откроем секрет: звуковой шторм возникает от так называемых стоячих волн. Стоячая волна никуда не бежит и образуется, например, у стены, полностью отражающей звуковые волны. Длина, ширина и высота вашей комнаты задают вполне определенные частоты колебаний. Эти избранные частоты, на которых рождается прибой из стоячих волн, называются резонансными. Их различают по старшинству: первая, вторая, третья... Причем первая - самая низкая по частоте - в прямоугольном помещении соответствует наибольшему размеру. Когда акустическая система находится в комнате, где нет поглощения звука, такая волна будет самодовольно и неограниченно разбухать, корежа музыку, в первую очередь, на басах. Мы обсудили лишь, так сказать, одно измерение комнаты; аналогичные рассуждения можно провести и для двух остальных. Но даже это не учитывает всей сложности реальной картины. Теперь мы с уверенностью можем сказать, что в гулком, с хорошим отражением помещении не все частоты звукового спектра получают неискаженное отображение. Если спектр звукового сигнала был гладким в "глухой" комнате, то в комнате с отражениями он будет сильно изрезан. Какие-то частоты получат нежелательное усиление, а какие-то, наоборот, будут завалены. Замечу, что учет резонансных свойств помещений актуален для малых объемов, какие соответствуют типичным малогабаритным квартирам. Чем больше комната, тем ниже первые резонансные частоты. Таким образом, от размеров помещения напрямую зависит точность воспроизведения басовой части

музыкальных произведений. Для комнаты объёмом 35 кубометров (2,5x3,5x4,5 м) существенное изменение звучания будет иметь место в диапазоне приблизительно 20-200 Гц. Первый полезный вывод, который можно сделать из сказанного, касается геометрии помещения. Итак, если вам суждено слушать музыку в прямоугольной комнате (а у вас есть выбор?), то пусть она будет побольше и, желательно, чтобы её длина, ширина и высота заметно отличались друг от друга, причем лучше не в целое число раз. Наиболее неблагоприятные условия для прослушивания создаются в кубических объёмах, здесь спектр собственных частот сильно разрежен, и искажения баса будут иметь глубокий и масштабный характер. Естественным способом борьбы с навязчивостью резонансов является звукопоглощение. Гасить надо не только огонь

Гасить надо не только огонь

Как было упомянуто, резонансная стоячая волна образуется в комнате с полностью отражающими поверхностями. Если же стены, пол, потолок хотя бы частично поглощают звуковую энергию, то неприятное "раскачивание" объема помещения уже не развивается, по крайней мере звуковой катастрофы не будет. Полное поглощение или "проглатывание" звука дает, например, открытое окно, которое просто пропускает волну без отражений. Реальная комната даже без мебели тоже не может до бесконечности накапливать звуковую энергию, поскольку обычные строительные материалы обладают определенным поглощением. Бетон, например, на частоте 500 Гц поглощает около 1% звуковой энергии, оштукатуренные стены - 2%, линолеум - 3%, а паркетный пол - 7%. Конечно, этого мало, а вот длинноворсныи ковер на полу создает не только домашний уют, но и гасит звук на 20-40%. Для тех, кто в этой жизни ценит только и только Hi-Fi, можно порекомендовать использование специальных эффективных поглотителей звука, правда, жить тогда придется на кухне... Несколько полезных советов. Не надо пытаться покрывать ватными одеялами и коврами все четыре стены и потолок с полом вместе взятые! Порой достаточно повысить поглощение трёх смежных поверхностей, например: постелить ковер - на пол, повесить тяжелые портьеры - на окно, пару книжных шкафов без стеклянных витрин поставить - к стене. Кстати, вся ваша мягкая мебель (диван, кресла, стулья), скатерть на столе являются прекрасными поглотителями звука. Да и гости, пришедшие послушать Вагнера, поглощают не только икру и шампанское... Наиболее эффективно "работают" поглотители, размещенные в углах и на стыках стен комнаты. Упомянем важный параметр, которым в архитектурной акустике характеризуют затухание звука. Волна мечется эхом по комнате и со временем замирает. Это - время реверберации. Многократное эхо воспринимается как гулкость. Реверберация определяется размерами помещения и отражающей способностью поверхностей (стен, пола). Вам

приходилось замечать, как непривычен звук в пустой комнате, подготовленной для ремонта, или в громадном ангаре, где большая реверберация? Строгая въедливая наука утверждает, что меньшее время реверберации улучшает акустику помещения. Для комнат большинства современных квартир (объем 30100 куб.м) можно признать приемлемым время реверберации приблизительно 0,1- 0,3 секунды. Чем значительней объём комнаты, тем большее в ней эхо, что, конечно, не здорово: звуки начинают мешать друг другу. С другой стороны, желательно использовать для прослушивания помещения большего объёма, чтобы убежать от резонансов... Уладить это противоречие поможет хорошее поглощение! Но в погоне за поглощением звука с помощью ковров и портьер важно вовремя остановиться: и здесь диалектика (единство и борьба противоположностей). Ведь добившись очень сильного заглушения, вы получите неприятный эффект, близкий к условиям "свободного поля" (полное отсутствие отражений). А это уже - смерть звука. Можете представить, как звучит скрипка Страдивари... в чистом поле? Эксперимент - путь к лучшему звуку

Эксперимент - путь к лучшему звуку

Комнаты и помещения, где воспроизводится звук, также как и корпуса акустических систем, можно рассматривать как вторичное акустическое оформление, которое частенько вносит заметный (не всегда положительный) вклад в звучание домашнего аудио. Аранжировщиком и интерпретатором музыки, оказывается, может быть не только дирижер и звукорежиссер. Акустика помещения может что-то неуловимое подчеркнуть в звуке инструмента или голоса, что-то лишнее слегка притушить. Кстати, создание классных концертных залов и по сей день относится к чрезвычайно сложным задачам. Несмотря на высокий уровень науки, опирающейся на громадное количество объективных критериев оценки качества акустического оформления, никогда нельзя заранее абсолютно точно знать, как будет звучать тот или иной проектируемый зал, студия или помещение для прослушивания. Зал ЦТСА "звучит" плохо по вполне понятным причинам: здесь просто были допущены ошибки при проектировании. А вот в Малом зале Московской консерватории прекрасная акустика, при том что формально время реверберации завышено: 2 секунды вместо рекомендуемых для таких объёмов 1,35. Конечно, нам вряд ли удастся дать универсальный совет всем хайфайщикам и на все случаи жизни, тем более что даже наука здесь ограничивается лишь общими рекомендациями, полагаясь на его величество Эксперимент. Но если влияние размеров комнаты, наличие или отсутствие поглощения для вас - не пустой звук, будем считать, что "лед тронулся". По крайней мере теперь у вас есть козырь в борьбе с упорствующими домашними при отвоевывании жизненного пространства для любимой акустики. Возможно, предложенные рекомендации помогут избежать грубых деформаций в звучании ваших акустических систем. А

если вы подойдете творчески к созданию собственной комнаты прослушивания, то, конечно, добьетесь и большего. Сначала проверьте, не слишком ли "жива" ваша комната: если резкий хлопок в ладоши дает на слух отчетливые отражения, то стоит заняться заглушением; а если возникает ощущение "ватного", мертвого звука - готовьтесь к выносу ковров. Варьируйте положение колонок: иногда удается улучшить звук путем размещения стереопары не вдоль короткой, а вдоль длинной стены. Поменяйте место для прослушивания: у стены, например, будут явственно выделяться басы. Подвиньте мягкие кресла в углы, снимите ковер со стены и положите его перед парой колонок. Кроме легких тюлевых занавесок, на окна повесьте плотные шторы. Если по высоким частотам начнет ощущаться дефицит, уберите толстый ковер, замените его на узкую дорожку, вставьте стеклянные дверцы в шкаф. Помните, что чрезмерное снижение времени реверберации при заглушении мягкой мебелью приводит к сухому звучанию. Обращайте основное внимание на изменения в звучании басов. На мой взгляд, ваши экспериментальные исследования в области домашней акустики могут дать гораздо больший эффект для улучшения звука, чем это кажется на первый взгляд. Дорогу осилит идущий. Дерзайте!

Основные принципы размещения акустических систем в комнате прослушивания.

Акустика комнаты и размещение АС.

..Эта информация - просто конспективные выборки из разных источников для личного пользования, которые могут кому-нибудь быть интересны и полезны, и они не претендуют на цельную статью или исследование. Должен сказать, что на эту тему написаны десятки и сотни статей, но суть везде одна, отличия только в примерах. Для общего понимания того, что происходит в комнате, нижеприведенных материалов вполне достаточно, я надеюсь.Акустика комнаты и расположение АС * Комната - главный компонент*.

Вы можете приобрести самую дорогую в мире систему, но если вы расположите её в небольшой кубической комнате – стоимость уже не будет иметь значения. Определение правильного места для ваших АС – единственный наиболее важный фактор в получении хорошего звука в вашей комнате. Очень точное расположение АС может открыть перед вами новое звуковое измерение. (G. Cardas) * Любые АС не существуют сами по себе. Они суть неизбежный компромисс с комнатой прослушивания. Не бывает просто хороших АС – бывают подходящие. При большом желании и небольшом везении ваша комната может стать для Вас счастливейшим местом. Будем исходить из того, что вся мебель и обстановка в комнате существовала до приобретения АС или аппаратуры, которые должны интегрироваться в вашу комнату не нарушая сложившуюся в ней динамику. Цель хорошей комнаты прослушивания: минимизировать окраску, которая является самой сильной в басовом регионе между 20 и 200 Hz. В более высоких частотах комната так же

имеет влияние, но резонансы являются намного менее проблематичными, так как намного легче добиться поглощения высокочастотных резонансов. Любая комната будет резонировать во многих частотах.

Точность и высота резонансного пика зависят от поглощающих свойств комнаты. Комната с большим количеством мягкой мебели, с коврами на полу и драпами будет акустически относительно "мертвой". Пики и провалы в ответе частоты в таких помещениях имеют неравномерность 5-10 db. Комната с голыми стенами и полом будет очень "живая", и пики и провалы изменяются 10-20 dB или больше. Общее правило таково: в акустически хорошей и правильной комнате можно распологать АС достаточно близко к отражающим поверхностям с минимальными отрицательными последствиями. В акустически плохих комнатах главная стратегия состоит в том, что бы разместить АС максимально далеко от границ комнаты и самого слушателя насколько это возможно.

Если мы чувствуем ряд глубоких провалов или пиков в частоте, значит это результат отражений. Сокращение уровня отражений выравнивает фактическую кривую ответа частоты Самое важное – минимизировать ранние отражения (меньше 20ms) в максимально возможной степени.. Их сокращение улучшает качество звука и стереообраз.. Как улучшить акустику комнаты, чтобы эта кривая пригладилась? Это может быть сделано с помощью поглощающих материалов, закрывающих твердые поверхности около АС. Лучшая, наиболее полезная среда для прослушивания, – полное совмещение принципов “живой” и “мертвой” акустики комнаты. Я лично предпочитаю слегка заглушенную (dead) комнату в отличие от живой, звонкой (live). Как это можно определить без специальныз приборов? .Хлопните в ладоши. Покажется вам, что затухание звука естественно, или слишком долго гаснет (live), или наоборот слишком быстро затухает (dead)? Лучшее решение состоит в том, что бы обеспечить комнату разумным балансом дисперсии и поглащения. Комната с голыми стенами будет иметь сильное эхо, которое ухудшает ясность. Картины на стенах, книжные полки, драпировка, на-польные покрытия обеспечат звуковое поглощение и рассеят вредные отражения. Неприкрытые окна, голые полы и стены не желательны.

АС должны распологаться в акустически мертвой зоне, занимающей примерно 1/3 пространства комнаты. Затем идет очень живая зона комнаты, в которой должны находиться предметы рассеивающие, но не поглощающие звук. Чем ближе поглощаюшая поверхность (ковер) к АС, тем лучше. Различные типы ковров и сама подкладка (основа) ковра больше всего влияют на верхнюю середину и в/частоты. Чем толще и больше ковер, или ковровое покрытие, тем больше они будут “впитывать” эти частоты. Ковры и шторы уменьшают реверберации в комнате, и, как следствие, передачу звуковой энергии стенам. Ковровые покрытия почти не влияют на низкие частоты, но средние частоты могут переглушить. Я предпочитаю нетолстый ковер от стены к стене. Это резонно хотя бы потому, что основная масса производителей АС решающие прослушивания своих изделий проводят в комнатах с полностью заглушенным полом.

Многие специалисты считают, что основа ковра/покрытия должна быть из естественных волокон, а не из резины или вспененного каучука, т.к. они поглощают частоты выборочно

– некоторые частоты значительно приглушаются, а другие не приглушаются совсем. Самое важное – минимизировать ранние отражения. Их сокращение улучшает качество звука и стереообраз. Все проектировщики студий звукозаписи стараются уменьшить именно ранние отражения в максимально возможной степени. Как расположить АС в комнате надлежащим образом? Вы должны преследовать 2 основных цели: плоская частотная характеристика и хороший трехмерный образ. Даже при том, что у вас хорошие АС, влияние комнаты очень важный фактор. Во многих случаях важнее обратить внимание на акустику комнаты, чем потратить в 2 раза больше денег на новые АС.

Симметрия..

Окружающая среда сзади и по бокам АС должна быть симметрична. В меньшей степени важна окружающая среда непосредственно рядом со слушателем. Относительно симметрии передних и задних стен имеется много сторонников различных мер. Большинство (но не все) соглашаются, что стена позади слушателя должна быть с хорошими отражающими свойствами.

Профессионалы считают, что вся область вокруг АС должна быть заглушена, чтобы максимально уменьшить отражения. Еще один момент: желательно заглушить боковые стены лишь непосредственно перед АС, чтобы минимизировать близкие отражения боковой стены. Для лучшего воспроизведения трехмерной звуковой картинки комната должна иметь хорошую симметрию между и вокруг АС. Это означает, что если АС расставлены не симметрично, ранние отражения от задней стены у первой АС будут отличаться от отражений второй АС, и критические части стареосигнала будут поврежедны. Обязательно чтобы расстояние от вас до обеих АС была максимально идентичным. В хороших системах отклонение в несколько см. будет отчетливо слышно. Обычно считается что АС и слушатель должны образовывать равностороний треугольник, но это не абсолютное правило. Некоторые производители дают свои рекомендации по расстановке своих АС. Помните, что любая рекомендация - только старт, начало для эксперимента, поэкспериментировав как следует, вы добьетесь желаемых результатов. Направленный звук от АС прежде всего ответственен за imaging (образность звуковой картинки), в то время как отраженный звук больше всего влияет на изменение тонального баланса АС – в смысле плотности звука, или его истощения и т.д. Любая отражающая поверхность – стена, пол, мебель, создает отражения . Исходя из этого и надо распологать АС. Самое важное максимально уменьшить естественные отражения. Ранние отражения достигают слушателя почти одновременно с прямым звуком, деградируя сигнал. Например АС с широкими передними панелями – планары и др., менее критичны к близлежащим боковым стенам и поверхностям , но очень критичны к близости к задней стене. В общем, чем дальше от отражающих поверхностей и чем дальше от задних стен – тем большей будет глубина soundstage и будет больше “воздуха” .

Расположение слушателя.

Слушатель должен сидеть точно посередине между АС, расстояние до слушателя, чуть больше чем расстояние между АС. Если вы не соблюдете это правило, вы никогда не услышите хорошей звуковой картинки. В комнате с пропорциональными размерами лучшее расположение слушателя- 30-90 см от задней стены. Если вы сидите прямо у стены, вы должны немного заглушить место на стене непосредственно позади вашей головы. Ваш мозг не сможет обработать эти отражения, но поверьте мне, в данном случае они могут сильно повлиять на звук.

Помните одну вещь - близость головы к тыловой стене имеет два положительных эффекта. Во-первых, вблизи у стен самое высокое звуковое давление, а скорость звуковых волн самая минимальная. Расположение в зоне максимального давления дает лучшее восприятие глубокого баса. Во-вторых, отраженные звуковые волны короче чем окружность головы, так что мозг не может измерить задержку времени между ушами. Когда мозг не может определить отражения – он игнорирует их.

Это простой пример того, как мозг игнорирует нежелательную или несущественную информацию и подтверждение эффекта Хааса – если информация от АС придет первой, то любые искажения и отражения (даже неприятные) придут позже и на значительно меньшей громкости – и наш мозг проигнорирует их.

Часто слушатель сидит слишком далеко от АС. Чем дальше вы сидите, тем больше свободное пространство комнаты воздействует на звук, особенно это относится к средним

и высоким частотам, но близко – тоже плохо – звук не успеет оформиться в картинку. Большое значение имеет высота АС. Лучше всего, когда в/ч динамик расположен чуть выше уха (но не всегда) – экспериментируйте, выше или ниже сидеть. Развал схождение – этим методом достигается сосредоточение звукового образа (imaging) и регулировка тонального баланса, а так же оптимизация средних и высоких частот с помощью регулировки их направленности. Легче всего это делать вдвоём. Сначала направьте АС так, чтобы они смотрели на точку немного позади головы слушателя – сохраняя одинаковое расстояние от уха до твиттера каждой АС . Поставьте музыку с вокалом или скрипкой. Один человек должен наблюдать за фокусом. Другой должен вращать АС вокруг внутреннего перед-него шипа. Слушатель должен обнаружить какое расположение АС наилучшее. Когда это сделано, установите вторую АС идентично первой. Одни АС работают лучше завернутыми внутрь, другие иначе, но лучше всего не большой поворот внутрь или вообще не трогать. Следуйте за рекомендациями изготовителя .

Самое главное – правильно заполнить центральные образы без привнесения в жертву ширины soundstage. Наклон АС так же важный фактор – вперед назад, внутрь и т.д. – тоже влияет на звук. Многие производители делают отрицательный наклон передних панелей своих АС для достижения должной образности и когерентности звучания ди-намиков. Некоторые специалисты отвергают такой подход.

Высота прослушивания.

В двухполосных АС ваши уши должны находиться на условной линии между в/ч и вуфером, в 3 полосных – на линии между в/ч и с/ч динамиком. Имейте в виду, что лучшее местоположение для создания просторного soundstage, не может быть идеальное местоположение для баса. Мы должны найти такой компромисс, при котором эти характеристики максимальны в нашем представлении. На личный вкус можно иногда пожертвовать одним ради другого. Развязка от пола самый важный момент при установке АС. Только после решения этого вопроса вы сможете услышать ваши АС такими, какие они и есть на самом деле. АС больше всего подвержены резонансам, поэтому больше всего нуж-даются в жесткой фиксации. Самое главное, что дает жесткая установка колонок, - это четкая фокусировка, ясность, детальность, слитность, хорошо артикулированный бас. Звук станет плотнее и четче, особенно на большой громкости. Чем дороже ваша система, тем больше требований к установке АС. Слишком низкое расположение колонок сужает динамический диапазон. Улучшение акустических характеристик вашей комнаты может полностью изменить ваше мнение относительно качества вашей системы. Какие характеристики комнаты влияют на звучание. Весь звук в границах вашей комнаты будет зависеть от комбинации трёх акустических характеристик: отражения, рассеивание, поглощение. Хорошая комната прослушивания будет иметь пропорциональное количество этих характеристик. Чем меньше расстояние между стенами, где расположены АС и слушатель, тем более звонкое звучание , чем больше расстояние между этими стенами, тем глубже бас. Отражения: вся или большинство звуковой энергии состоит из отражений, происходящих в комнате по правилу : угол падения равен углу отражения. Твердые плоские и гладкие поверхности - голые стены, стекло, голые твёрдые поверхности мебели - отражают звуковую энергию.

Рассеивание.

Все или большинство звуковых волн, отраженных обратно в комнату, находятся там уже в беспорядочном состоянии – беспорядочно рассеянная звуковая масса. Твердые, неплоские, шероховатые, ребристые поверхности, цилиндричесой и округлой формы предметы – рассеивают звук. Поглощение в противоположность отражениям, большинство звуковой энергии впитывается. Мягкие пористые поверхности ковры, половые покрытия, мягкая мебель, драпировки из толстой ткани и т.д. – поглощают.

Качество низких частот в вашей комнате в большей степени зависит от самой комнаты. Поскольку длина волны басовых частот очень большая, большая часть обстановки, оформление стен и пола делают очень немного для изменения басовых частот в комбинации room/speakers. Поэтому оптимизация низких частот является вопросом выбора комнаты прослушивания с оптимальными размерами (соотношениями) и расположения в этой комнате АС. Низкочастотная энергия распостраняется сферически во всех направлениях одинаково. Когда низкочастотная звуковая волна ударяется о преграду (стена), басовая энергия – большей частью - отражается обратно в комнату, отражаясь от каждой преграды – пол, стены, потолок. Вуфер должен находиться на неравном расстоянии от трех ближайших боковых плоскостей комнаты. Всё это существенно, т.к. ближайшая к АС отражающая плоскость усиливает некоторые басовые частоты.

Если отражающие плоскости находятся от АС на равном расстоянии, некоторые басовые частоты будут усилены очень сильно. Т.е. если ваша АС стоит на одинаковом расстоянии от задней стены, боковой стены и стенки шкафа или комода, то вы получите тройное усиление каких-то одних групп басовых частот, что приведет к очень слышимому гулу на этих частотах. Если двери находятся в углах комнаты, бас может просто напросто “вытекать” через них. При серьезном прослушивании надо двери закрывать. Дело обстоит не так для средних и высоких частот, где энергия направлена более сосредоточенным и управляемым образом, конусообразно, по рупорному принципу. Низкочастотные отражения , резонансы можно достаточно просто регулировать, манипулируя расстановкой АС, варьируя расстояниями от колонки до ближайшей стены. Три наиболее важных узла в порядке важности – относительно расстояния между АС и :

1.Ближайшими боковыми стенами (поверхностями)

2.Задней стеной

3.Другими плоскими поверхностями.

Чем сильнее будут отличаться друг от друга все три эти параметра (расстояния), тем меньше будет “унисон” , соответственно меньше будут нежелательные резонансы. Стоячие волныэто низкочастотные отражения (резонансы) между двумя параллельными стенами , основные враги хорошего звука. Они окрашивают звучание в вашей комнате, подчеркивая некоторые музыкальные ноты и создают грубое и неестественное распределение акустической энергии в пределах комнаты. Распостронение стоячих волн – собственность физических характеристик комнаты и не имеет никакого отношения к аппаратуре. В прямоугольных комнатах стоячие волны возникают во всех трёх направлениях одновременно, оказывая очень сложно распределённое давление в пределах комнаты Стоячие волны – причины заметных окрашиваний выше приблизительно 300герц. Однако изолированые или случайные стоячие волны могут быть заметны и ниже этой чатоты. Стоячие волны являются по существу осколками каких-либо частот сбившихся в кучу, в какихлибо местах в комнате. Равномерно распределённые окрашивания почти не проблематичны по сравнению со стоячими волнами. Понимание того, чем являются стоячие волны и как они работают будет полезно для лучшей оптимизации вашей комнаты и ваших АС.

Определение осевой постоянной стоячей волны между двумя параллельными стенами может быть легко расчитана следующим уравнением. : (1) Fo = 1130 / 2L или (2) Fo = 565 / L (где константа 1130 – скорость света в футах в секунду, L – расстояние между стенами в футах пример: вычисление фундаментальных стоячих волн в трех основных направлениях для комнаты размером 16`W * 26`L * 8`H (4.8 ш * 7,8 д * 2,4 в ) между коротких стен Fo w = 565/16 = 35 герц между длинных стен Fo l = 565/26 = 22 герц между полом и потолком

Fo h = 565/ 8 = 70 Гц.

Обратите внимание, что в этом примере высота стены в 2 раза меньше длины короткой

стены Foh = 2Fow = 70 Гц. Эта комната имела бы значительную окраску на 70 Гц, 140 Гц, 210 Гц и далее кратно 70. Худшее возможное тональное распределение происходит, когда измерения комнаты равны во всех трех направлениях, т.е. когда комната – идеальный куб. В такой комнате гармоники всех резонансных частот будут равны между собой, а резонансы низких частот будут чрезвычайно грубы и окрашены. Наилучшее возможное тональное распределение будет в комнате, рахмеры которой не связаны одним целым (кратным) числом. L24*W24*H8 -плохой пример - все размкры кратны 8 L26*W15*H8 - хороший пример. Самое гладкое басовое расширение будет получено, если частоты отраженной энергии будут распределяться равномерно и не будут смешиваться в кучу. Определение баса в комнате. Число 550 – половина скорости звука в секунду над уровнем моря. Деля это число на какую-либо басовую частоту, скажем 20 Гц, мы получим наименьшее расстояние между стенами, при которой эта частота будет поддержана комнатой. Если разделить это число на басовую частоту 20 герц, мы получим 27,5 футов – такое минимальное расстояние должно быть между стен вашей комнаты для того, чтобы поддержать эту частоту. Если расстояние между противоположными стенами , где расположены слушатель и АС, составляет 12,8 фута, значит 550 :12,8 = 43 Гц – нормально для британской АС среднего размера, но позорно для АС типа Infinity Bass Tower.

.Предположим вы хотите иметь бас ниже 35 Гц – 550:35= 15,7 футов – минимальное расстояние между стен, чтобы поддержать частоту 35 Гц. Но это число – 15,7 - почти двойная высота стандартной комнаты – и это плохие вести. Комната будет иметь одни и те же стоячие волны в двух направлениях .Но не расстраивайтесь, мало вероятно, чтобы эти размеры были строго кратны двум. Звуковая сцена и звуковая картинка зависят от расположения АС, их ориентации и акустики комнаты. Оптимизация расположения АС - трудная задача. Поскольку расположение АС одинаково важно и для soundstage и для хорошего воспроизведения баса, вы должны найти между этими характеристиками компромисс – намного лучше немного пожертвовать уменьшением баса для получения хороших staging/imaging. Гглубина сцены лучше всего, когда АС расположены на некоторой дистанции от фронтальной стены – это понизит эффект от ранних её отражений , улучшит сфокусированность образов, позволит колонкам “дышать”. В системах высшего разрешения, точно расположенных в акустическом пространстве, звуковая сцена может простираться далеко за пределы комнаты прослушивания: тыл сцены не упирается в заднюю стену, а естественным образом простирается вглубь. Ширина сцены на окончательную ширину будет воздействовать расстояние между АС и развал –схождения колонок. Но помните, что на большинстве записей эта звуковая характеристика плохо записана.

Определение расстояние между АС.

Поставьте запись с хорошей фокусировкой центрального образа – например вокал. Расположите АС примерно на 1.8 - 2 метра друг от друга, и чтобы они были направлены в точку немного позади вашей головы. Слушайте, достаточно ли звук сфокусирован. Раздвиньте АС дальше – сантиметров на 30 и слушайте снова и т.д.. Когда центр начнет тончать и расплываться и становиться разбросанным, знайте, что дальше раздвигать АС нельзя. Вы теперь знаете, насколько широко можно расставить АС не потеряв soundstage и плотность центрального образ (фокус). Фокус в значительной степени , но не полностью, связан с передачей АС высоких частот. Наше ухо использует их для очертания предмета. Поэкспериментируйте с развал – схождением.

В/ч распостроняются очень направленно. Счастливый побочный эффект от узкой направленности ещё и в том, что уменьшаются побочные отражения от близлежащих поверхностей, минимизируя эхо отраженных частот, которые влияют на з/картинку. Регулировка баланса.

Если баланс системы отрегулирован так, что звук распостраняется неровно по всему фронту и он плохо сфокусирован, значит причина может быть в том, что одна АС ближе к вам, чем другая. Например, если ведущий вокал, который должен звучать по центру приходит к вам справа, правый спикер должен быть отодвинут назад или левый выдвинут вперёд. Обычно даже 2-3 см разницы в расстоянии до вас уже отчетливо слышны. Перемещения АС .

Все боковые перемещения АС влияют больше на мidbass а перемещение “вперёд – назад” влияют больше на глубину баса.

Плотность звукового образаодна из необычных и музыкально очень красивых характеристик – способность сконцентрировать не только энергию в/ч, но так же и богатство музыкальной энергии сосредоточенной в с/ч и верхнем басу. Из-за широкой характеристики рассеивания этих частот, плотность образа в этой части не зависит от того, какие края у АС – острые или скругленные. Узкий корпус с сильно скругленными краями позволяет снизить отражения от передней панели, но появляются проблемы возникновения внутри ящика стоячих волн. Узкий корпус способствует хорошему воспроизведению с/ч, т.к. чем уже корпус, тем более звукчание становится всенаправленным. Если АС с широкой диаграммой направленности (узкий корпус) расположить в звонкой комнате, то тембр её звучания будет сильно искажен. Узкий корпус и небольшие динамики приводят к нехватке телесности и образности. Такие АС надо размещать подальше от отражающих поверхностей. Счастливый побочный эффект от узкой направленности в/ч – уменьшаются побочные отра-жения от близких поверхностей, минимизируя первичные отражения, которые влияют на з/картинку. Широкие передние панели и неглубокие корпуса – залог наиболее правильных характеристик направленности и сбалансированности н/ч диапазона в условиях реального помещения прослушивания.

По Питеру Квортрупу Если АС имеют узкую направленность (широкий корпус), а акустика комнаты глуховата –

вы услышите собственно звучание АС.

Исследования фирмы Bryston по акустическому оформлению и расположению АС. Резонансные характеристики комнаты зависят от ее конфигурации (пропорций) и оформления. Квадратная комната с голыми стенами имела бы самую плохую возможную акустику для аудио системы. В квадратных комнатах возникают стоячие волны сразу в трех направлениях , они ослабляют и изменяют одни частоты и укрепляют другие, усиливая резонансные пики в очень узком диапазоне. Эти пики очень сильно изменяют звук. Голые стены имеют проблемы с ранними отражениями (High Q) – они не дают звуку раскрыться, делая его звонким , сужая динамический диапазон и сильно влияя на тональный баланс. В концертном зале мы имеем три основных эффекта, влияющие на то, какую информацию получит наш мозг относительно акустических качеств этой окружающей среды:

1.Первая звуковая прямая волна, прибывающая к нам от инструментов.

2.Вторая звуковая волна отраженная от ближайших стен.

3.Отраженная энергия, которая является случайными призвуками от всех находящихся внутри предметов и не имеет никакого направления.

Прямой звук сообщает мозгу откуда доносится звук. Ранние отражения, если они доходят до нас в пределах 10-20 мл/секунд, будут искажать звуковую картинку, тональность и т.д. Поздние отражения (ambience), наоборот будут добавлять ощущение просторности, пространственности, воздушности окружающей среды. В хорошем концертном зале прямой звук доходит до слушателя на 20-30 мл/сек. раньше, чем первичные отражения. А вторичные отражения приходят позже на целых 100 мл/сек. Очевидно, что в своей

комнате прослушива-ния мы должны стремиться получит подобные результаты.

Надо заметить, что поп и рок музыка обычно записывается в акустически мертвой среде студии в “ближнем поле”, которое имеет тенденцию предотвращать первичные отражения и High Q звонкость. (поэтому наверное студийные мониторы часто звучат в комнатах звонко и резко, т.к. в студиях они прослушиваются в ближнем поле и в очень заглушенной среде, где эта звонкость и резкость не проявляется, но все детали записи слышны отчетливо).

Так вот, если ваша акустика комнаты будет близка к концертному залу, рок музыка будет звучать превосходно. Как же достичь подобных результатов в обычной комнате 12*18*9 футов (почти стандартная российская комната, надо сказать, В.М.)? Вы должны разместить ваши АС так, что бы сначала прямой звук достиг ваших ушей, используя при этом абсорбенты (поглотители) в местах первых отражений от боковых стен. А вот позади вас должно быть больше пространства для создания большего звукового поля. Сядьте в кресло. Попросите кого либо подвигать зеркало вдоль боковой стены. Когда вы увидите отражение АС в зеркале - это первая точка , откуда последуют ранние отражения. Звук отражается как и свет – угол падения…. В этом месте и надо разместить поглотитель. Сядьте на расстоянии 20-30 см. от задней стены. Не помещайте никаких поглощающих материалов позади головы. Там могут быть только рассеивающие звук материалы , распределяя случайную ненаправленую звуковую энергию, которая добавляет ощущение простора в комнате, потому что это случайная энергия (поздние отражения) прибывает намного позже, чем прямой звук. Помещайте в углы комнаты поглощающие материалы. Другие меры – мягкие кресла, цветы, статуи и т.д. Они также будут рассеивать или поглощать вторичные отражения. Очевидно, что эти предметы не будут так же эффективны, как спец изделия, но это - шаг в правильном направлении. Гланая цель, которую вы должны запомнить: ранние отражения и недостаток поздних случайных отражений мозг использует, чтобы определить тот факт, что вы находитесь в маленьком помещении. Поэтому сокращая эффект ранних отражений, сокращая эффект от воздействия стоячих волн и звонкости, вам будет все больше казаться, что вы находитесь в зале вместе с исполнителями.

Рекомендации фирмы Audio Physics (Speaker Placement Method).

Эта информация основана на научном исследовании и наблюдениях , а так же на опыте некоторых наиболее успешных дилеров. Решения, представленные здесь. нацелены на ограничение вмешательства вашей комнаты на звук. Мы поможем разместить ваши АС через примененние психоакустики и физики. Этот метод может давать превосходные результаты через экспериментирование, без использования специальной обработки комнаты. Каким образом мы распологаем звуковые события в пространстве? Наш мозг определяет задержку времени возникновения звука между двумя нашими ушами. Если не имеется никакой задержки, значит звук исходит из точки, расположенной непосредственно перед нами. Если звуковая волна достигает сначала правого уха, значит звук находится справа и т.д. Эта пространственная информация – звуковые переходные процессы – мгновенно определяется мозгом. Определяя задержку между правым и левым ухом, наш мозг с необыкновенной точностью определяет, насколько правее или левее, или насколько ближе или дальше, находится от нас источник звука. Именно по задержке звука между нашими ушами мозг определяет важнейшую звуковую характеристику – тональность. Это недавно было доказано в научных исследованиях. И как полагают, является критической частью нашего исторического выживания. Иначе говоря, мы сначала определяем источник звука – например потенциальная опасность – а затем пробуем иденфицировать то, что явилось источником звука.

Первый шаг к получению хорошей stereo soundstage – вы должны устранить ранние

отражения от основных переходных процессов в максимально возможной степени. Или, практически, вы должны добиться, чтобы звук от спикеров достигал ваших ушей раньше, чем любые отражения от этого звука. Согласно psychoacoustic явлению, названному эффектом Haas. мозг отдаст приоритет первой звуковой волне не искаженной отражениями.

Определение наилучшего расположения АС учитывая размеры комнаты.

Этот метод фирма Audio Physic назвала картографией комнаты. Принцип этой техники основан на волновом явлении (феномене). Точно измерьте комнату и нарисуйте её план. Разделите комнату на равные части. Два способа – четное и нечетное количество зон. При разделении плана комнаты на четное количество зон. Размещая АС и/или свой стул даже не в точку пересечения, а в одну из разделённых частей – вы получите естественное укрепление баса от взаимодействия с комнатой. В точках пересечения басовые частоты будут усилены. Метод настройки баса и midbass предпологает похожий принцип – уменьшение, а не усиление низких частот. Это происходит в случае разделения комнаты на нечетное количество зон. Чтобы сделать это, Вы перемещаете АС в нечетные части плана комнаты. Важно помнить, что комната может быть разделена на гораздо большее количество частей чем 3 или 4. В четных разделах бас укрепляется, в нечетных – ослабляется. Другой пример (фирма Bryston) - если вы размещаете АС с превосходной характеристикой ответа частоты в углы комнаты, вы получаете подъем частоты на басах около -6 db. Этот подъем явная аномалия, но то же самое происходит в других местах комнаты, только в меньшей степени. Мы произвели исследования и обнаружили, что увеличение или уменьшение происходит в определенных узлах (точках) комнаты. В нечетных узлах возбуждение имеет минимальное значение и наоборот. Например ваша комната имеет размер 14*18 футов (фут = 0,3м). Возьмите любой размер – длину или ширину – и разделите на нечетное количество частей, скажем 18 делим на 3,5,7.. вы получите значения = 6, 3.6, 2.57 – три возможных положения (позиции) при размещении у длинной стены. Делим 14 на три части – получаем значения = 4.67, 2.8, 2. - возможные местоположения у короткой стены. Теперь разместите АС в точке пятого значения в длину и седьмого в ширину комнаты. Пятое значение длины у нас = 3.6 футам, седьмое значение ширины = 2 футам. АС надо разместить в точке пересечения, там возбужде-ния низких частот будут минимальны. Помните: надо проверить все варианты для получения оптимальных результатов. Важная деталь – точка пересечения должна проходить не через переднюю или заднюю панель АС, а через магнит вуфера. Если это правило соблюдается, вы ощутите явный результат. Экспериментирование – ключ к успеху. В процессе этого вы обнаружите многие вещи, работающие не так, и сможете минимизировать эти недостатки. Самое важное – стоячие волны и ранние отражения – их надо минимизировать в максимально возможной степени.

Haas effect – эффект Хааса.

Если звук прибывает из разноудаленных источников, наши уши и мозг лучше идентифицирует только тот звук, который пришел раньше. Если разница во времени до 50 миллисекунд, ранее прибывший звук может доминировать над позже пришедшим звуком, даже если тот на 10db громче.(т.е. громче в 2 – 2.5 раза) Этот эффект открыт Хельмутом Хаасом в 1949 году.

Основные понятия о звукоизоляции

Важно отличать понятие «звукоизоляция» от акустической обработки. Звукоизоляция занимается только предотвращением проникновения звуков в помещение и из помещения

наружу, а акустическая обработка — это комплекс мероприятий, касающихся улучшения акустики помещения для записи и сведения музыки. Существует популярный миф, что достаточно обить стены картонными ящиками из-под яиц, и звук не будет выходить наружу. Но, к несчастью, жизнь не так проста. Этой операцией вы добьетесь только того, что укоротите время реверберации высоких частот, но совершенно не повлияете на количество звука или шума, выходящего наружу.

Звуковая энергия

Давайте сначала вспомним, какова природа звука. Звук — это вид энергии, который распространяется путем механической вибрации в газах, жидкостях и твердых веществах. Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может просто уходить, для этого ее сперва надо перевести в другой вид. Причина, почему звук не длится бесконечно, заключается в том, что звуковая энергия поглощается поверхностями, с которыми звук соприкасается, и воздухом, через который звук проходит. При этом энергия превращается

втепло. Даже очень громкие звуки содержат относительно малое количество энергии, поэтому количество тепла, производимое рассеиванием звука в обычной студии, остается незначительным. Таким образом, главной целью звукоизоляции является преобразование как можно большего количества звука в тепло до того, как он проникнет через стены внутрь студии или наружу (в жилище соседа); Одно и то же средство, которое удерживает звук внутри, будет удерживать его и снаружи, то есть не будет позволять ему проникать в помещение. Поэтому самым простым способом звукоизоляции является хорошая прочная стена, которая будет отражать и поглощать некоторое количество звука. Есть физический закон, который стоит запомнить: если вы удвоите массу стены, вы уменьшите количество передаваемого ею звука примерно в два раза. Иными словами, каждое увеличение массы стены уменьшает проникновение звука на 6 дБ. На практике существующие резонансы снижают это значение до 5 дБ.

Низкие частоты

Другое важное правило: звукоизоляция становится менее эффективной с понижением частоты звука. При понижении звука на октаву изоляционный эффект стены уменьшается

вдва раза. Таким образом, толстая стена является хорошим средством для изоляции средних и высоких частот, но чем глубже бас, тем больше проблем. Это связано с тем, что ослабление звуковой энергии является частотно-зависимой. Поэтому эффективность звукопоглощения изменяется в децибелах на полосу частот от 100 Гц до 3 кГц и выше. Эта величина называется индексом звукопоглощения (Sound Reduction Index). Среднее значение может быть 45-дБ для тонкой кирпичной стены и 50 дБ для толстой стены (в два кирпича). Практически это означает, что если внутри помещения музыка звучит громко, то с внешней стороны она тоже будет слышна, хотя и гораздо тише, причем в основном будут слышны басы. Если стены вашей студии непосредственно соединяются с жилищем соседа, то громкость с его стороны будет абсолютно неприемлемой.

Двойные стены

Решение, которое довольно быстро приходит в голову — это мысль о постройке двойных стен с воздушным запасом между ними. Действительно, это дает значительные преимущества, но не такие большие, как можно подумать. Если предположить, что одна стена уменьшает громкость звука на 45 дБ, то две стены уменьшат ее на 90 дБ; на практике это получится не так:, по крайней мере если расстояние между стенами будет меньше метра. Строить такие стены было бы непрактично. Если между стенами оставлено небольшое расстояние, то воздух, находящийся между ними, зачастую отрицательно влияет на звукоизоляцию. Насколько сильно? Обычно проще сперва построить, а потом уже измерить коэффициент звукопоглощения. Известно, однако, что несколько стен с воздушными зазорами между ними на практике обеспечивают меньшую звукоизоляцию,

чем одна толстая стена. Проблематичные участки помещения Основные проблемы при звукоизоляции в обычной домашней студии возникают с стенами и дверями. Несмотря на то, что реклама обещает, что двойные окна значительно уменьшают проникновение звука, это не совсем так. По-прежнему большое количество звука будет проходить сквозь них. Можно улучшить ситуацию самостоятельно, при помощи подручных средств: установка дополнительных толстых стекол с большими зазорами между ними. Можно также пойти вопреки общественному мнению и заложить окна мешками, кусками цемента или специально сделанными жалюзи. Тяжелые портьеры также способствуют большей звукоизоляции, но не являются панацеей. Удивительно большое количество звука проходит через двери. Это происходит, во-первых, потому, что двери обычно не так плотно закрываются, как окна, а также потому, что современные двери сделаны из легких материалов. Решение может заключаться в установке хороших замков, увеличении массы двери, установке многослойных дверей или двойных дверей. Если вы можете себе это позволить, то установите тяжелую деревянную дверь в плотной дверной раме.

Полы

Цементные полы до известной степени не создают проблем, даже на громком звуке, но деревянные полы мало способствуют звукоизоляции. Даже если построить настоящий «плавающий» пол, вряд ли можно ожидать, что в такой комнате можно будет играть на ударной установке, не раздражая соседей снизу. Только очень дорогой «плавающий» пол может решить эту проблему. Если вы устраиваете студию в своем собственном доме, и внизу живут понимающие люди, это одно. Но если дом полон немузыкантов, вам придется забыть о настоящей ударной установке. Звукоизолирующие потолки — очень дорогое удовольствие. При нехватке подвесных бетонных плит, деревянной технической стружки или мешков, которые можно прикрепить под потолком, наиболее эффективный способ звукоизоляции — купить пару толстых ковровых покрытий для соседей сверху и играть несколько тише. Однако если вам требуется достичь большей звукоизоляции, вы можете это сделать подручными средствами. Профессиональные разработчики студий решают проблему путем строительства отдельной внутренней комнаты, изолированной от внешних стен, полов и потолков основного здания. Однако это очень дорогое удовольствие, которое вряд ли может позволить себе домашняя студия. Если же вы располагаете достаточными средствами и площадью, вы можете сделать самодельную «комнату внутри комнаты». Технология будет описана далее. Помимо улучшенной звукоизоляции, «комната внутри комнаты» имеет то преимущество, что ведет себя более предсказуемо, когда дело касается внутренней акустической отделки. Несмотря на то, что получение качественной звукоизоляции — непростое и дорогое дело, вы можете достичь известной степени изоляции и улучшить звучание вашей студии и аппаратной, применив простой здравый смысл и знания, приведенные в этой статье. Основная концепция состоит в том, что для того, чтобы изолировать звук, требуется увеличить массу стен, установить воздухонепроницаемые заглушки на двери и использовать некоторые методы устранения внутренних отражений в помещении. Последнее очень важно, поскольку звук хорошо распространяется в твердых телах — например, в древесине и металле. Бессмысленно пытаться делать что-то еще, если ваша студия плохо звучит по причине ее неудачного расположения в неподходящем помещении. Звукоизоляция вообще подразумевает воздухонепроницаемость, поэтому надо вовремя подумать о вентиляции. Настоящий студийный кондиционер с заглушками и антивибрационной установкой стоит, пожалуй, больше, чем большинство домашних студий, поэтому придется искать какой-то компромисс.

"Акустика и звукоизоляция. Мифы звукоизоляции."

По материалам журнала "Обустройство и ремонт"

МИФЫ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ

"Обустройство и ремонт" №13 2002

По мере улучшения качества жилья, когда вопрос количества квадратных метров перестал быть единственным определяющим фактором, проблема звукоизоляции жилых помещений становится все более актуальной. Однако из-за того, что данный вопрос достаточно специфичный, т.е. в теории акустики существует очень много неявных особенностей и "нелогичных" с точки зрения здравого смысла выводов, в данной области возникло и утвердилось большое количество мифов и заблуждений.

Это приводит к тому, что у большого количества людей сформировался устойчивый стереотип о том, какими материалами, в случае необходимости, можно решить все проблемы недостаточной звукоизоляции. Однако практическое применение подобных материалов в лучшем случае оставит ситуацию без видимых изменений, в худшем - приведет к увеличению шума в помещении. В качестве первого примера - Миф о звукоизоляционных свойствах пробки.

То, что пробковое покрытие - хороший звукоизолятор, полагают практически все, кто держит в руках этот журнал. И "технология" применения "разработана" до мелочей. Если слышно соседа за стеной - требуется обклеить пробкой общую с соседом стену, если шум идет с потолка - то потолок. И полученный акустический эффект поражает воображение…. своим отсутствием! Но в чем же дело? Ведь продавец показывал данные акустических испытаний, где был указан эффект звукоизоляции, и весьма не малый эффект - около 20 дБ! Неужели обман?!

Нет. Цифры соответствуют действительности. Но дело в том, что подобные цифры получены не для "звукоизоляции вообще", а только для так называемой "изоляции ударного шума". Указанные значения справедливы только для случая, когда данное пробковое покрытие уложено под бетонной стяжкой или паркетной доской у "соседа сверху". Тогда вы действительно слышите шаги соседа тише на 20 дБ по сравнению с тем, как если бы данной прокладки у соседа под ногами не было. Но для музыки или звука голоса соседа, а также для всех других случаев применения пробкового покрытия в других вариантах, данные цифры "звукоизоляции" не имеют, к большому сожалению, никакого отношения. Эффект не просто уменьшается, он равен нулю! Безусловно, пробковое покрытие - экологичный и теплый материал, но приписывать ему все возможные звукоизоляционные свойства не стоит.

Все вышесказанное также относится и к пенопласту, пенополиэтилену (ППЭ), пенополиуретану и другим подобным материалам, имеющим разные торговые марки с началом на "пено-" и окончанием на "-фол", "-фом" и "-лон". Даже при увеличении толщины данных материалов до 50 мм, их звукоизоляционные свойства (за исключением

изоляции ударного шума) оставляют желать лучшего.

Еще одно заблуждение, тесно связанное с первым. Обозначим его как Миф о возможности звукоизоляции тонкими конструкциями.

Почва для возникновения данного заблуждения - борьба за улучшение акустического комфорта помещения вместе с желанием сохранить исходные квадратные метры. Вполне понятно стремление сохранить высоту потолка и площадь комнаты, к тому же для типовых квартир с небольшим метражом и невысоким потолком. По данным статистических наблюдений подавляющее большинство людей готовы пожертвовать "на звукоизоляцию" увеличение толщины стены и потолка не более 10 - 20 мм. К этому еще существует требование получения жесткой лицевой поверхности готовой к покраске или оклейке обоями.

Здесь "на помощь" приходят все те же материалы: пробка, ППЭ, пенополиуретан толщиной до 10 мм. Отдельной строкой к ним добавляется термозвукоизол. Но для данного случая эти материалы зашиваются слоем гипсокартона, который выполняет функцию жесткой стенки, готовой к финишной отделке.

Так как акустические свойства пробки и ППЭ для звукоизоляции стен и потолка были рассмотрены выше, остановимся на термозвукоизоле.

Термозвукоизол (ТЗИ) - торговая марка материала, представляющего собой рулонный материал, где в качестве оболочки (как пододеяльник) применяется полимерный материал "Лутрасил", а в качестве набивки (одеяла) применяются волокна супертонкого стекловолокна. Толщина такого материала колеблется в районе 5 - 8 мм. Не берусь обсуждать теплоизоляционные качества ТЗИ, но что касается звукоизоляции:

Во-первых, ТЗИ - это не звукоизоляционный, а звукопоглощающий материал. Таким образом, о его собственной звукоизоляции речь идти не может, а только о конструкции, где он применен в качестве заполнителя.

Во-вторых, звукоизоляция такой конструкции во многом зависит от толщины звукопоглощающего материала, расположенного внутри. Толщина ТЗИ, при которой данный материал будет эффективным в звукоизолирующей конструкции, должна быть не менее 40 - 50 мм. А это 5 - 7 слоев. При толщине слоя 8 мм акустический эффект данного материала ОЧЕНЬ МАЛ. Как, впрочем, и у любых других материалов такой же толщины. Ничего не поделаешь - закон акустики! В качестве действительно эффективного материала для дополнительной звукоизоляции стен и потолка можно рекомендовать панели ЗИПС. Базовая модель ЗИПС-7-4 имеет толщину 70 мм и увеличивает звукоизоляцию на 10 дБ. При этом данная панель является новейшей разработкой и в два раза эффективнее ближайших аналогов.

Таким образом, при общей толщине конструкции дополнительной звукоизоляции 20 - 30 мм (включая слой гипсокартона), не стоит ожидать сколько-нибудь заметного для слуха увеличения звукоизоляции.

Кроме этих, пожалуй, наиболее распространенных заблуждений существуют и другие, менее известные, но не менее значимые. Поэтому в вопросах обеспечения требуемой