Akustyka pomieszczenia jest często pomijana i nie powinna być odkładana na sam dół listy. Wpływ na jakość dźwięku może być ogromny i nie zawsze jest jasne, jak sobie z tym poradzić. Zaczynajmy.

Gdy łączą się fale dźwiękowe

Akustyka to nie tylko zastosowanie na ścianach pochłaniacza lub dwóch, choć to pomaga. Wpływ ma również rozmieszczenie i lokalizacja głośników. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania w kwestii akustyki pomieszczenia jest to, że w pokoju znajdują się gorące i zimne punkty energii dźwiękowej. Kontrolowanie tych gorących i zimnych punktów ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wysokiej jakości dźwięku.

Fizyka uczy nas, że kiedy dwie fale o tej samej częstotliwości łączą się, rezultat może spowodować wzmocnienie lub anulowanie. To właśnie mamy na myśli, gdy fale dźwiękowe łączą się ze sobą. Kiedy dźwięk wychodzi z głośnika, część energii trafia bezpośrednio do uszu, a reszta odbija się od wszelkich przedmiotów w pomieszczeniu i dociera do uszu z opóźnieniem. Wszystkie te odbijające powierzchnie bombardują nas falami dźwiękowymi podobnie jak małe głośniki, ale opóźnionymi w czasie i o słabej charakterystyce częstotliwościowej. Kiedy dźwięk odbija się od powierzchni odbijającej, nie jest on idealnie odbity i ma swoje własne zabarwienie na dźwięku. Kiedy dźwięk dociera do Twoich uszu, basy, tony średnie lub wysokie mogą mieć zbyt duży lub zbyt mały nacisk. Gdyby tego było mało, odległość przebyta przez te odbite fale określa, jak głośne są i jak duża jest różnica fazowa w stosunku do bezpośredniej fali dźwiękowej. Ostatecznie, pomieszczenie może sprawić, że wszystko będzie brzmiało dość niechlujnie.

Podział problemów

Najlepiej jest podzielić akustykę pomieszczenia na dwie kategorie: niskie częstotliwości i średnie/wysokie częstotliwości. Dzieje się tak dlatego, że fale dźwiękowe, które są mniej więcej tej samej wielkości co pomieszczenie (niskie częstotliwości), zachowują się inaczej niż fale dźwiękowe, które są mniejsze (średnie i wysokie tony).

Niskie częstotliwości

Najlepszym sposobem na zrozumienie fal dźwiękowych o niskiej częstotliwości jest wyobrażenie sobie, że z głośników wydobywają się fale dźwiękowe, jak fale w stawie po wrzuceniu do niego kamyka. Tak jak na rysunku, niskie częstotliwości są niekierunkowe i rozchodzą się wszędzie w pomieszczeniu.

Najtrudniejszą częścią akustyki pomieszczenia jest uzyskanie dobrej odpowiedzi basowej. Prawidłowe rozmieszczenie głośników i subwooferów zadecyduje o jakości basu. To jest trochę jak z nieruchomościami - lokalizacja głośników i miejsce odsłuchu w znacznym stopniu determinują jakość basu. Po prostu przejdźcie się po swoim pokoju, gdy gra muzyka i spróbujcie zauważyć szczyty i doliny basu od jednego końca pokoju do drugiego.

Istniej± zasadniczo dwie kwestie zwi±zane z niskimi częstotliwo¶ciami, z którymi należy się zmierzyć: interferencje graniczne i tryby pomieszczenia. Na charakterystykę basu ma wpływ odległość głośników od wszystkich dużych granic pomieszczenia (ścian, sufitu i podłogi). Jest to tak zwana odpowiedź na interferencję graniczną (Boundary Interference Response), która powoduje spadki w odpowiedzi basu. Wymiary i kształt pomieszczenia również wpływają na odpowiedź basową. Są to tzw. tryby pomieszczenia lub fale stojące. Ponownie, prawidłowe rozmieszczenie głośników i subwooferów wraz z pozycją odsłuchową determinuje jakość basu. Jakbyście nie zauważyli, bardzo ważne jest zrównoważenie tych dwóch kwestii.

Reakcja na interferencję graniczną

Większość ludzi zauważa, że przysunięcie głośników blisko ściany wydaje się zwiększać ilość basu. Składają się na to dwa czynniki - po pierwsze, wzmocnienie ma miejsce, ponieważ odległość od ściany jest mniejsza niż ¼ długości fali, a po drugie, spadki interferencji granicznej są wypchnięte ponad częstotliwości basu. Dzieje się tak, ponieważ fala dźwiękowa mierzona od głośnika niskotonowego znajduje się w odległości mniejszej niż ¼ długości fali od każdej dużej granicy pomieszczenia. Kiedy fale bezpośrednie i odbite łączą się, są konstruktywne, więc następuje wzmocnienie. Gdy odległość ¼ fali od granicy zostanie osiągnięta, fale są destrukcyjne, więc pojawia się spadek częstotliwości. Spadek ten może być jeszcze gorszy, jeśli głośniki znajdują się w tej samej odległości od więcej niż jednej granicy lub pokrywa się z odległością fotela odsłuchowego od tylnej ściany.

Odległość głośników od ściany tylnej i ścian bocznych powinna różnić się o co najmniej 33%. Odległość Twojego miejsca odsłuchowego od ściany za Tobą również będzie miała wpływ na ten minimalny stosunek 33%. Dla przykładu, jeśli ustawimy głośniki przednie w odległości 3 ft od ściany tylnej, 4 ft od sąsiedniej ściany bocznej i 12 ft od przeciwległej ściany bocznej, wówczas miejsce odsłuchowe powinno znajdować się w odległości co najmniej 5,32 ft i nie więcej niż 8 ft od ściany tylnej. Jeśli zachowamy dobry stosunek graniczny (nie mniej niż 33% różnicy), istnieje wiele możliwości. Ze względu na duże długości fali dla częstotliwości basowych, odległość miejsca odsłuchowego od innych granic, takich jak podłoga, ściany boczne i sufit, w większości przypadków nie ma znaczenia. W przypadku granic głośników, sufit i podłoga mają znaczenie, ale odległości te są stałe, więc niewiele można z nimi zrobić, poza upewnieniem się, że pozostałe odległości nie pokrywają się.

Tryby pracy pomieszczenia

Co to jest tryb pracy pomieszczenia? Następnym razem, gdy będziesz wdmuchiwał powietrze przez otwór butelki, aby wydobyć z niej dźwięk, pamiętaj, że znajdujesz wysokość dźwięku, w którym długość fali jest dokładnie wielokrotnością odległości między otwartym końcem butelki a dnem.

Kiedy głośnik gra basy, niektóre z tych niskich częstotliwości mają tę samą długość fali, co wymiary pomieszczenia. Tworzy to falę stojącą, gdy dźwięk odbija się od miejsca, z którego pochodzi. Druga połowa pełnego cyklu tej fali wychodzi z głośnika, więc kiedy pierwsza połowa tej fali jest odbijana do pozycji odsłuchowej, łączy się z drugą połową. Dla przykładu, jeśli pomieszczenie ma długość 21 stóp, jak na rysunku, pierwszy tryb będzie miał długość 42 stóp i częstotliwość 27 Hz. Jak fala o długości 42 stóp zmieści się między ścianami o długości 21 stóp? Pierwsza połowa fali o częstotliwości 27 Hz wychodzi z głośnika, a następnie odbija się od przeciwległej ściany, gdy druga połowa fali opuszcza głośnik. Tak więc, o ile nie znajdujemy się w centrum pomieszczenia (brak punktu nacisku), 27Hz będzie wzmocnione.

Pierwszy tryb pomieszczenia nie jest jedynym problemem, istnieją wielokrotności tej częstotliwości, które ładnie wpasowują się między ściany. Weźmy 27 Hz z góry i pomnóżmy przez 2, 3 i 4, a otrzymamy 54 Hz, 81 Hz i 108 Hz. To tylko dla długości pomieszczenia. Szerokość i wysokość mają swoje własne tryby. Na wykresie widać, że niektóre z wielokrotności trybów pasują do siebie, co nie jest dobre. Może to spowodować powstanie dużego garbu lub dipu przy częstotliwościach trybów. Dobrą wiadomością jest to, że tryby wysokiego rzędu są łatwiejsze do pochłonięcia za pomocą zabiegów, takich jak narożne pułapki basowe.

Tryby w pomieszczeniu, które opisaliśmy znane są jako tryby osiowe. Tryby osiowe mają największy wpływ na bas, ponieważ znajdują się pomiędzy dwoma równoległymi powierzchniami. Tryby styczne i skośne odbijają się od powierzchni pomieszczenia pod kątem i szybko tracą moc, więc nie są tak istotne w leczeniu.

Wskazówki i triki dotyczące basu

Równoważenie problemów związanych z interferencjami granicznymi i trybami akustyki pomieszczenia jest nieco skomplikowane. Oto kilka wskazówek i porad:

1. Najpierw znajdźcie odległości, w jakich wasze głośniki (przy głośniku niskotonowym) znajdują się od ścian tylnych i bocznych. Na przykład: dla przedniego prawego głośnika, zmierz odległość od prawej i lewej ściany oraz od ściany tylnej. Jeśli którakolwiek z tych odległości jest taka sama, należy dokonać zmiany o co najmniej 33%, jeśli jest to możliwe. Sprawdź również odległość swojego miejsca odsłuchowego od tylnej ściany, zmień odległość, jeśli pokrywa się ona z którąś z granic ścian wokół głośników. Pamiętaj, że zasada 33% obowiązuje również w tym przypadku.

1. Znajdź tryby pracy pomieszczenia za pomocą kalkulatora trybów pracy pomieszczenia dostępnego w Internecie. Jeśli dowolne dwa lub trzy tryby mają tę samą częstotliwość, będziesz miał problemy.

1. Po znalezieniu tego, co wydaje się być prawidłowym rozmieszczeniem w odniesieniu do wnioskowania o granicach, tryby pomieszczenia mogą wszystko popsuć. Używając swoich uszu, włóżcie nagranie z powtarzającymi się ścieżkami basu. Jeśli bas nie jest w porządku, przesuńcie głośniki lub krzesło o kilka cali, zachowując 33% współczynnik graniczny. Najlepiej jest wypracować ogólny obszar siatki, w którym można przesuwać głośniki lub miejsce odsłuchowe o około 4 cale na raz. Może to złagodzić problemy związane z trybem pracy pomieszczenia.

Zabiegi akustyczne dla niskich częstotliwości

Większość zabiegów akustycznych dla niskich częstotliwości jest świetna do poprawy jakości basu w pomieszczeniu. Długie fale niskich częstotliwości będą wymagały specjalnych zabiegów. Te specjalne zabiegi nazywane są pułapkami basowymi i występują we wszystkich rodzajach kształtów i konstrukcji. Pułapki basowe są zaprojektowane tak, by radzić sobie tylko z odbitą energią basu (vs bezpośrednią), więc ich nazwa może być nieco myląca. Najbardziej efektywne pułapki basowe to pochłaniacze typu rezonansowego, jak te opisane powyżej. Ponieważ ten styl pułapki nie jest dokładnie plug and play, nie polecamy ich, chyba że wiesz, co robisz.

Jedną z najłatwiejszych do zastosowania pułapek basowych jest porowata pułapka narożna. Każdy porowaty materiał (pianka uretanowa o otwartych komórkach, włókno szklane, wełna mineralna, juta bawełniana) będzie działać. Produkty z pianki mają trójkątny kształt, który pasuje ładnie i przytulnie do narożnika. Istnieją również akustyczne zabiegi panelowe, które mogą przejść przez rogi pokoju, aby stworzyć szczelinę powietrzną. Nawet jeśli te zabiegi nie mają ¼ długości fali w grubości, mają wystarczającą maksymalną grubość lub szczelinę powietrzną (12 do 18 cali), aby zaoferować absorpcję do około 80 Hz.

Częstotliwości średnie i wysokie

Wraz ze wzrostem częstotliwości, fale dźwiękowe stają się bardziej kierunkowe i akustyka pomieszczenia staje się łatwiejsza do opanowania. Kanały przednie będą najważniejsze pod względem obróbki akustycznej. Kanały surround będą wymagały pewnych zabiegów, ale nie są one tak krytyczne.

Odbicia pierwotne

Odbicia pierwotne to wszystkie fale dźwiękowe, które promieniują z głośników i odbijają się od przedmiotów w pomieszczeniu tylko raz, zanim trafią do naszych uszu. Każde pierwotne odbicie różni się od innego w danym zakresie częstotliwości. Zmienne te zależą od kąta padania dźwięku na głośniki, materiału i kształtu powierzchni odbijającej, odległości powierzchni odbijającej od głośników oraz kąta, pod jakim odbity dźwięk uderza w uszy. Diagram po prawej stronie pokazuje wiele podstawowych odbić dźwięku od każdego z głośników. Trudno jest pokazać odbicia od podłogi i sufitu, ale są one tak samo ważne jak odbicia od ścian.

Odbicia średnich i wysokich częstotliwości zachowują się podobnie jak promienie światła. Ułatwia to znalezienie miejsc, w których występują odbicia. Dobrą sztuczką jest przyklejenie małego lusterka lub płyty CD (po stronie odbijającej) do deski o długości 4 stóp. Następnie ustaw odbłyśnik na tym samym poziomie, co głośniki. Na koniec ustawcie go w miejscu, w którym waszym zdaniem znajdują się odbicia, a następnie usiądźcie w sweet spocie - przesuwajcie go tak długo, aż zobaczycie odbicie głośnika w miejscu odsłuchu. Równie dobrze sprawdza się test z kumplem, w którym ktoś trzyma lusterko i przesuwa je tak długo, aż zobaczy odbicie głośnika. Te punkty odbicia są miejscami, w których należy zastosować leczenie.

Echa trzepoczące

Pokój z wieloma twardymi i płaskimi powierzchniami odbijającymi dźwięk może być ostry lub bardzo żywy. Kiedy klaszczesz w dłonie, natychmiast słyszysz wysoki dźwięk, jak również pusty dźwięk dzwonienia (pomyśl o łazience). Usłyszysz te echa od przedniej i tylnej ściany, jak również od prawej i lewej ściany bocznej. Powodują one, że centralny obraz fantomowy pomiędzy głośnikami staje się niewyraźny i niezrównoważony. Jak radzić sobie z echem trzepoczącym? Należy je leczyć na ścianach znajdujących się bezpośrednio po prawej i lewej stronie, jak również z przodu i z tyłu. Poniższy diagram ilustruje, gdzie znajdują się echa trzepoczące i gdzie należy je leczyć.

Wskazówki i triki dotyczące tonów średnich/tęczowych

Im dalej od granic znajdują się prawy i lewy głośnik, tym lepiej. Można zauważyć, że ustawienie ich w taki sposób, aby były skierowane bezpośrednio w stronę uszu, może pomóc w uzyskaniu lepszego obrazowania.

Jeśli nie możesz skorzystać z komercyjnej obróbki akustycznej, jest kilka opcji. Użycie czegokolwiek o dużej okrągłej lub nierównej powierzchni pomoże rozproszyć pierwotne odbicia lub trzepoczące echa. Jeśli szerokość pomieszczenia jest asymetryczna, to ściana najbliżej będzie wymagała najwięcej zabiegów, aby zrównoważyć odbicia. Poniżej znajduje się lista pomysłów na leczenie:

Odbicia podłogowe: Grube wełniane dywaniki podłogowe, bawełniana juta i gruba wyściółka pod dywanem.

Odbicia sufitowe: Kasetonowe sufity z różnymi szerokościami nie powodować jednolitego rezonansu, drewniane belki, gobeliny z grubą pianką za nimi, i wypukłe lub skośne sufity.

Odbicia na ścianie frontowej: Regały z książkami o różnych rozmiarach, gobeliny z wełną mineralną lub grubą pianką za nimi, kratownice i filary, rośliny o dużych liściach.

Ściana boczna Odbicia: Regały z książkami o różnej wielkości, dzieła sztuki o nierównej powierzchni, kratownice i filary, boazeria, rośliny o dużych liściach. Zabiegi powinny być symetryczne, więc są takie same na prawej i lewej ścianie bocznej.

Tylna ściana Refleksje: Regały z książkami o różnych rozmiarach, kratownice i filary, dzieła sztuki o nierównej powierzchni, rośliny o dużych liściach, lampy z dużymi okrągłymi kloszami.

Okna: zasłony, żaluzje o strukturze plastra miodu lub klosze.

Wprowadzenie do zabiegów akustycznych

Istnieją dwa sposoby radzenia sobie z pierwotnymi odbiciami i trzepoczącymi echami. Są to absorpcja i dyfuzja. Pierwszym założeniem w przypadku zabiegów akustycznych jest pochłanianie jak największej ilości dźwięku. Jednakże absorpcja jest tylko jednym z narzędzi w skrzynce z narzędziami - drugim jest dyfuzja. Wartość dyfuzji jest dobrze znana w operach i studiach nagraniowych. Ponieważ staje się to coraz bardziej powszechną wiedzą, te techniki akustyczne są bardziej popularne w kinie domowym i dwukanałowych zestawach audio. Skuteczne zastosowanie obróbki akustycznej obejmuje zarówno absorpcję, jak i dyfuzję.

Jak działają absorbery

Absorbery dzielą się na trzy grupy: absorbery porowate, absorbery rezonansowe i absorbery membranowe.

Pochłaniacze porowate (włókno szklane, wełna mineralna, pianka otwartokomórkowa, juta bawełniana itp.) działają poprzez powodowanie tarcia lub oporu dla cząsteczek powietrza w fali dźwiękowej. Oznacza to, że typowa pianka lub materiał podobny do włókna musi trochę wewnętrznie drgać. Opór ten działa najlepiej, gdy fala dźwiękowa znajduje się w punkcie o największej prędkości cząsteczek, około ¼ długości fali od granicy odbijającej dźwięk. Im dalej od granicy, tym większa absorpcja. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie grubszego materiału lub poprzez oddalenie materiału od ściany. Pochłaniacze porowate są bardziej brutalną metodą pochłaniania dźwięku, ale będą pochłaniać szerszy zakres częstotliwości niż inne metody.

Pochłaniacze rezonansowe mogą wykorzystywać drgania zamkniętego powietrza i zawieszenia do tworzenia antyfazowych fal dźwiękowych. Te antyfazowe fale dźwiękowe mogą drastycznie obniżyć poziom dB dźwięku. Jedynym ograniczeniem jest wąskie pasmo przenoszenia i złożoność. Ten styl absorbera jest prawie wyłącznie używany do wychwytywania częstotliwości basowych. Zazwyczaj są to perforowane płyty gipsowo-kartonowe lub perforowane metalowe blachy faliste lub pudełka.

Absorbery membranowe to w zasadzie płaskie pudełko zamontowane na ścianie z arkuszem sklejki lub czymś podobnym na froncie, z lekkim materiałem, takim jak wełna, wewnątrz pudełka. Te mogą być zbudowane jako część ściany, jeśli robi nowy build-out lub rekonstrukcji na swoim pokoju. Tego typu absorbery mają zazwyczaj częstotliwość rezonansową, którą pochłaniają membrany. Mogą one być również częścią drzwi, okien i podłóg.

Jak działają dyfuzory

W skrócie, rozpraszają one dźwięk. Dyfuzory rozpraszają energię dźwięku i poziom dB w czasie, więc kiedy słyszymy dźwięk rozproszony, może on wydawać się żywszy lub pochodzić z większej przestrzeni. Istnieje wiele mechanizmów, które rozpraszają dźwięk. Pierwsza grupa to dyfuzory geometryczne, które mogą mieć kształt półwalca, pełnego walca, ostrosłupa lub po prostu trójkąta. Kiedy dźwięk uderza w te kształty dyfuzorów, dźwięk jest przekierowywany w zależności od tego, gdzie uderza i pod jakim kątem. Druga grupa to dyfuzory oparte na teorii liczb - Quadratic Residue Sequence i Primitive Root Sequence. Ich działanie polega na wykorzystaniu studni lub wnęk o różnej głębokości w celu stworzenia różnic fazowych, co skutkuje rozproszeniem dźwięku. Trzecia grupa wykorzystuje rozproszoną absorpcję i odbicie, które tworzą różnicę w poziomie dB na powierzchni, ale po zsumowaniu rozpraszają dźwięk. Wiele z tych hybrydowych konstrukcji skutecznie pochłania średnie częstotliwości, a następnie rozprasza wysokie częstotliwości.

Gdzie należy stosować obróbkę?

Pierwszą rzeczą, którą należy zrobić w celu obróbki pierwotnych odbić, jest określenie odległości wszystkich pierwotnych odbić. Najpierw należy zmierzyć odległość od głośników do miejsca, w którym będziemy siedzieć. Następnie, za pomocą sztuczki z lustrem, znajdź wszystkie główne odbicia w pomieszczeniu. Następnie zmierz tę odległość do miejsca, w którym będziesz siedział. Następnie odejmij odległość odbić pierwotnych od dźwięku bezpośredniego z głośnika. Im mniejsza odległość, tym głośniejsze będzie odbicie. W przypadku odległości powyżej 5 stóp można zastosować większą dyfuzję.

Rozmieszczenie absorberów i dyfuzorów w pomieszczeniu może być mylące. Aby je zlokalizować, należy użyć sztuczki z lustrem. Ściana za głośnikami przednimi będzie wymagała obróbki z powodu dwóch podstawowych odbić, a jeśli używamy kanału centralnego, to trzech. Odbicia od ściany przedniej mają duży wpływ na średni bas, więc do tego celu potrzebny będzie gruby absorber. Należy zastosować co najmniej dwucalowe włókna szklane lub wełnę mineralną. Następnie środek tej samej ściany należy wyposażyć w absorber lub dyfuzor, aby rozwiązać problem trzepoczących ech od przodu do tyłu. Dyfuzor należy umieścić na poziomie ucha lub tuż nad nim. Następnie należy wyłożyć podłogę dużym, grubym dywanem z wełny lub bawełnianej juty. Sufit również wymaga zastosowania grubych paneli dźwiękochłonnych. Na ścianach bocznych można zastosować dyfuzory, jeśli ściana znajduje się w odległości co najmniej 4-5 stóp. Jeśli ściany znajdują się bliżej, należy rozważyć zastosowanie absorbera lub kombinacji absorbera i dyfuzora. Dyfuzory będą musiały być umieszczone na ścianach bocznych. Pozwoli to na złagodzenie echa trzepotania ścian bocznych. Wreszcie tylna ściana będzie potrzebowała dyfuzora lub dwóch na środku, mniej więcej na poziomie uszu.

Schemat przedstawia układ przetwarzania, który ilustruje, jak wiele miejsc w pomieszczeniu może być poddanych obróbce. Czerwone panele to szerokopasmowe dyfuzory/pochłaniacze, niebieskie panele to dyfuzory, a zielone panele w rogach to pułapki basowe. Może się wydawać, że jest to wiele paneli, a z wieloma z nich należy eksperymentować. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku zabiegów, które dotyczą głównych odbić głośników surround.