На главную страницу Контакты Карта сайта
о компании
о проекте
наш салон
скидки
статьи и публикации
новости компании
контакты
Рекомендуемые системы домашних кинотеатров
Акустические системы
Компоненты
Домашние кинотеатры в одной коробке
Аксессуары
Fair price
ATCAcoustic Zen
AmphionAnalog Domain
Argento AudioAudio Research
AudioMachinaAvalon
BergmannBolzano Villetri
Constellation AudioFurutech
German PhysiksGoldmund
Grand Prix AudioLoewe
MactoneMagico
MangerOnkyo
OyaidePeak Consult
PioneerPlayback Designs
PureAudioSoulution
StereolabStereovox
TAOCVAC
VandersteenVitus Audio
ZELLATONZYX
 

Статьи и публикации

Звуковая архитектура - полезно знать


Звуковая архитектура - полезно знать

Речь пойдет о главном компоненте влияющем на звучание - сам кинозал, или, проще говоря, комнату, в которой устанавливается оборудование




Жилые помещения, в которых размещают домашний кинотеатр или аудиосистему, как известно, характе­ризуются не только площадью и высотой потолков, но также планировкой и интерьером. Последний включает в себя цветовую гамму и фактуру отделочных материалов покры­тий полов, стен и потолка; количество, стиль и принцип, рас­становки мебели плюс организация освещения — естественного и искусственного. Весь комплекс инженерно-дизайнерских решений, примененный в оформлении конкретной комнаты, создает ее обстановку, обеспечивающую комфорт в широком смысле этого слова.

Понятие комфорта многомерно и подразумевает сочетание массы факторов, и пренебрежение любым из них может сде­лать комнату малопригодной для проживании. Это, прежде всего, физические параметры: чистый воздух, оптимальная температура, отсутствие сквозняков, достаточный уровень ос­вещенности и пр. И факторы психологические, которые сфор­мулировать гораздо сложнее. Хорошо подобранная мебель, обои, шторы, различные предметы декора, — все это задает об­щий стиль и расставляет стилистические акценты, формирует световые зоны и сценарии. Далее: комфорт эргономический, обеспечиваемый удобством управления инженерными система­ми, слаженностью их совместной работы, легкостью внесения корректив в алгоритмы их взаимодействия. Можно продол­жить список и дальше. Например, упомянуть ощущение безо­пасности: уверенность в надежной защищенности как от техно­генных аварий (протечек воды, перебоев с электричеством, по­жаров и пр.), так и антропогенных факторов (сигнализация, охрана, видеонаблюдение). В наше время огромное значение имеет и удобство доступа к информации: телевидению, Интер­нету, электронной почте и разного рода сервисам. Все перечис­ленное выше способно создать душевный комфорт, но только при наличии полноценного домашнего досуга, делающего пребывание в жилище не только приятным, но и интересным. И как раз домашний кинотеатр с аудиосистемой способны его обеспечить.
А теперь посмотрим, не забыли ли мы чего? Конечно, забы­ли, но сделали это сознательно, чтобы показать то громадное упущение, которое характерно для существующей практики обустройства жилья. Речь идет об акустическом оформлении помещения.

Как уже было сказано, пренебрежение любой из составляю­щих комфорта чревато снижением качества проекта, если не полным его провалом. Скажем, что толку в прекрасном интерь­ере и дорогих картинах, если не продумано освещение, а в ком­нате слишком душно или холодно. Не менее важными, чем зри­тельные, являются для нас слуховые ощущения, а они опреде­ляются не цветом обоев и штор, а акустическими свойствами комнаты. Причем речь отнюдь не только о просмотре фильмов или прослушивании музыки на большой громкости. Даже ти­шина в разных помещениях «звучит» по-разному. Ведь абсо­лютной тишины не бывает, всегда присутствует некоторый бы­товой фон, формируемый как внутри комнаты, так и привноси­мый снаружи через окна, форточки, двери и даже стены и пере­крытия. Негромко работающий телевизор или приемник, жи­вой разговор, даже звук шагов или шуршание одежды, — все это может создавать ощущение комфор­та, а может и нарушать его, а ведь акус­тический дискомфорт неизбежно перехо­дит в дискомфорт психологический. А уж когда дело доходит до музыки или кино, тем более: комната с плохой акус­тикой способна превратить вожделенный домашний досуг в настоящую пытку. И совершенно непонятно, почему в пакете документации каждого строяще­гося объекта наряду с дизайн-проектом, схемой освещения и т.п. обычно отсутст­вуют акустические параметры помеще­ний, если только речь не идет о студии звукозаписи или концертном зале. И ес­ли услуги дизайнеров по свету сегодня весьма востребованы, почему забывают об архитектурной акустике.

Живые и мертвые
В отношении жилых (как и прочих) помещений эти, казалось бы, радикаль­ные понятия становятся достаточно рас­тяжимыми. То есть комната может быть очень живой (гулкой) или умеренно, как и отчасти или полностью мертвой (глу­хой). Широко распространены такие оп­ределения, как «переглушенная», «уме­ренно звонкая" и т.д., которые отража­ют разные градации понятия времени реверберации помещения, имеющего вполне определенную количественную характеристику. Это время обозначается как "Т60" и измеряется в секундах (либо долях секунды). Это не что иное, как время, в течение которого звук ослабля­ется на 60 дБ (в тысячу раз). Грубо, но зато быстро можно оценить время ревер­берации, громко хлопнув в ладоши. В звонкой комнате вы еще секунду-две, ес­ли не больше, будете слышать эхо, в то время как в глухой вам покажется, что никакого эха нет вообще. Собственно, эхо — ото и есть та самая реверберация, т.е. отражения от стен, потолка, пола, Поверхности стекол в окнах, мебели. Точнее, сложнейший комплекс много­кратных отражений и переотражений, какое-то время живущий сам по себе по­сле того, как собственно источник звука замолчал. Очень важно различать пря­мой и отраженный звук. Прямой всегда порождает отраженный (реверберационный фон) и первым достигает ушей в силу прямолинейности своей траектории. Вообще скорость звука в воздухе равна 340 м/с, хотя может колебаться в небольших пределах в зави­симости от влажности. В иных средах она также другая, и чем выше плотность вещества, тем при прочих равных условиях (имеется в виду однородность) она больше.
Время реверберации зависит от многих факторов, в том числе от частоты. Обычно оно нормируется для средних час­тот и измеряется на частоте 512 Гц, хотя в отдельных случаях может уточняться и для других участков звукового диапазона, (например, в октавных отрезках оси частот, т.е. при каждом удвоении частоты начиная с 20 Гц либо иной, выбранной в ка­честве нижней).

Итак, мы всегда слышим не только прямой, но и отраженный звук, и сте­пень заглушенности или звонкости по­мещения определяет соотношение пря­мого звука и реверберации. На открытом воздухе прямой звук чаще всего прева­лирует над отраженным, в замкнутом же объеме помещения наблюдается обрат­ная картина. В акустически благополуч­ной гостиной площадью 20 — 30 ма ре­верберационный фон и прямой звук со­относятся приблизительно как 70% и 30% (такое соотношение считается опти­мальным, хотя можно встретить и дру­гие рекомендации, например 85% и 15%). Здесь нет жестких норм, посколь­ку, во-первых, точно выдержать реко­мендуемое соотношение крайне сложно, а во-вторых, оптимальное значение Т60 зависит от многих факторов, не послед­ними из которых являются индивиду­альные предпочтения. Кому-то нравится более живое помещение, а кому-то слег­ка приглушенное. Диапазон комфортно­го восприятия музыки и бытовых звуков в этом плане весьма широк, хотя при слишком больших отклонениях люди с самым разным слухом начинают испы­тывать дискомфорт, а задолго до этого отмечают потерю выразительности и снижение удовольствия от музыки. Что же касается крайностей, то как слишком звонкая, так и сильно переглушенная комната непригодна не только для музы­ки и кино, но и для жизни. Человек, долгое время находящийся в глухой комнате, рискует получить психическую травму: звуки воспринимаются как не­реальные, слишком сухие, резко обрыва­ющиеся, а во время полной тишины на­чинаешь слышать стук собственного сердца и шум крови в сосудах, которые кажутся раскатами грома и порывами ураганного ветра. Пытка тишиной изве­стна как одна из наиболее изощренных. С другой стороны, если в жилой комнате любой звук или звучок вызывает эхо, как в спортзале с бассейном, это также ничем не лучше. Сухость и акустическое удушье столь же неприятно, сколь и утопление в «звуковом рассоле».

Оптимальное соотношение прямого и отраженного звука как раз и создает тот акустический комфорт, о котором речь шла выше, и особенно при прослушивании музыки и просмотре кино.
Прямой звук ответствен за локализацию образов в звуковом пространстве, а отраженный — за возникновение этого самого пространства, ощущение наполненности комнаты звуком, его непрерывности, если так можно выразиться. Реверберация — это отличная «смазка для ушей», без которой звучание кажет­ся аналитичным, формальным и не складывается в гармонию музыкальных композиций. При этом смешение прямых и отра­женных волн совершенно не мешает нашему механизму вос­приятия с большой точностью определять направление, откуда приходит звук. В этом плане наш слух обладает поразительны­ми возможностями, намного превосходящими возможности самой точной измерительной аппаратуры. Бикауральный эффект — способность выстраивать в мозгу звуковую панораму, осно­вываясь на полученной правым и левым ушами информации, уникален: временное разрешение (разница во времени дости­жения правой и левой ушных раковин одним и того же звуком) на средних частотах составляет всего 2 миллисекунды! Именно по этой разнице мы и определяем направление, т.е. наш слух исключительно чувствителен к фазе. На этом основано воспри­ятие и стереоэффекта, и трехмерного звучания. Второй крите­рий — разница в громкости двух оди­наковых звуков. Более громкий звук из двух пришедших одновременно также может является критерием на­правления. Отражение, пришедшее чуть позже прямого звука, даже если оно значительно искажено, будет про­игнорировано аналитическим аппара­том нашего мозга, хотя и воспринято слухом (этот феномен называют «эф­фектом Хаоса»). Таким образом, с из­вестной долей условности можно гово­рить о том, что прямой звук несет в се­бе в основном информационную часть события, а отраженный — эмоцио­нальную.

Итак, в любой комнате, кроме абсолютно глухой, всегда присутствует прямое и диффузное звуковые поля. Второе — это именно продукты реверберации, порождаемые прямым зву­ком, но после многократных отражений потерявшие направ­ленность и равномерно заполняющие объем помещения. Потеря же направленности означает, что мы слышим один и тот же звук с разных направлений, и эти бесчисленные копии «прямо­го оригинала» различаются между собой по амплитуде и фазе, образуя аморфную «акустическую массу», в которой, однако, все прочие атрибуты, кроме направления, остаются на месте — высота тона, громкость, тембр, хотя и с возможными (и подчас значительным) изменениями.

Что касается больших отклонений от оптимальных для жилого помещения значений Т60, это имеет место в концерт­ных залах, которые намеренно делают более живыми (Т60 выбирают 1,5 и более), а также в студиях, которые, наобо­рот, несколько заглушают и добива­ются равномерного диффузного поля с помощью специального акустичес­кого оформления. Для измерения же физических параметров колонок и излучателей оборудуются полностью заглушённые камеры, в которых до­ля отраженного звука очень близка к нулю.

"Модные" комнаты
Итак, предположим, что комната, в которой предстоит смотреть кино и слушать музыку, настолько живая, насколько необходимо для создания богатой, «сочной" карти­ны и при этом не проиграть в точности локализации образов звуковой сцены. Достаточно ли этого для того, чтобы такая комната считалась идеальной? Увы, в любой комнате есть мас­са невидимых (но прекрасно слышимых) врагов звука, в число которых в первую очередь входит... она сама. Точнее, ее объем и отдельные измерения — длина, ширина, высота. Соотноше­ние этих величин может быть благоприятным, а может — ката­строфически неудачным. И даже если параметр Т60, измерен­ный как отклик на короткий звуковой всплеск в средне-высо­кочастотной области спектра оказывается более чем удовлетворительным, это не означает, что в области низкого баса будет полная идиллия. Дело в том, что любая комната, любой формы и размеров характеризуется своим набором мод — частот, на которых возникают стоячие волны.

В отличие от нормальной, бегущей волны, в которой чере­дующиеся области сгущений и разрежений воздуха движутся со скоростью звука, в стоячей волне они неподвижны. Через каждый отрезок, равный половине длины волны на данной ча­стоте, возникает пучность — область максимальной скорости движения молекул воздуха и мини­мального давления, а непосредственно на границах рассматриваемой области (стены, пол, потолок) и посередине между каждой парой пучностей — уз­лы, где скорость равна нулю, а давле­ние максимально. Для каждого изме­рения комнаты найдется частота, для которой между двумя противополож­ными стенами укладывается половина длины волны: два узла у стен и одна пучность строго между ними. Кроме того, все гармоники данной частоты также дадут стоячие волны на данном отрезке, только уже с большим коли­чеством узлов и пучностей (удваиваю­щимся при переходе к каждой следу­ющей гармонике), и это все тоже мо­ды. Но свои моды есть и у другой па­ры стен, а также у пола с потолком. Моды, возникающие между парал­лельными плоскими поверхностями, коими являются физиче­ские границы комнаты, называются осевыми, или аксиальны­ми. Звук, отражаясь от них, возвращается в исходную пози­цию в фазе. Существуют также тангенциальные моды: это скользящие отражения от стен, «обегающие» комнату (по пе­риметру четырех или двух стен, пола и потолка) и также воз­вращающиеся в фазе. Наконец, существует третий тип мод — косые, когда отражение от стен и прочих границ объема комнаты происходит по более сложной траектории: направление обхода при этом лежит как в горизонтальной, так и в верти­кальной плоскостях.
Чем выше частота и чем больше помещение, тем больше можно насчитать мод всех типов, особенно быстро размножа­ются при этом тангенциальные и косые. В случае помещении больших размеров это размножение начинается раньше по оси частот. Моды есть в любом помещении, даже не прямоугольной формы (хотя бы и сферической или эллиптической), а также несимметричной, с наклонными плоскостями стен и потолков — это данность, от которой не избавишься. Важно не их нали­чие, а состав. Кроме того, не столь важны косые и тангенци­альные моды, сколь аксиальные, поэтому чаще всего рассмат­ривают исключительно их.

Моды обычно обозначаются тройками целых чисел (для комнат, имеющих форму параллелепипеда), где па первом мес­те длина, на втором — ширина и на третьем -- высота комнаты. Скажем, (1,0,0) — это мода первого порядка по длине, (0,2,0) — мода второго порядка (вторая гармоника) по ширине и т.д. Если нужно отразить тангенциальные моды, уже две из трех цифр оказываются отличными от нуля, например (1,1,0) — мода пер­вого порядка в направлении, параллельном полу и потолку. Для обозначения косых мод задействуются все три цифры.
Итак, частоты мод определяются измерениями помещения. Если все три измерении различаются между собой и не кратны друг другу, моды распределяются относительно благополучно, если же мы имеем дело с квадратной комнатой (или когда ее длина вдвое больше ширины), возникают большие проблемы: отдельные моды «наползают» друг на друга, и на одной и той же частоте могут оказаться две моды. Сущий же кошмар — ку­бическая комната, в которой на одной и той же частоте концен­трируется по три моды.

Как проявляется воздействие мод на звук? Находящийся в точке пучности слушатель ощущает резкое увеличение громко­сти на отдельных басовых нотах, воспринимающееся как не­приятный гул. Бас при этом теряет выразительность, выпадает из музыкального ряда и становится «резиновым», желеобраз­ным, утрачивая свои временные и тембральные особенности. Уровень звукового давления здесь повышается вдвое, т.е. на 6 дБ. Если же имеет место совпадение каких-то мод из продольного и поперечного ряда, гул будет еще заметнее, посколь­ку уровень возрастет уже на 12 дБ. Ну а если сюда же присово­купится еще и третья мода (в кубической комнате), это уже це­лых 18 дБ не желательного прироста звукового давления. Если же слушатель сместится в ту или иную сторону, он может по­пасть в пучность одной или нескольких мод более высоких по­рядков и почувствует не подъем баса, а наоборот, провалы на определенных частотах. Фактически моды всю полезную пло­щадь комнаты (точнее, ее объем), как мины, покрывают «буг­рами» и «воронками», искажая до неузнаваемости глубокий и ровный бас, к которому мы все стремимся.

Что же происходит ниже частоты первой осевой моды? Ес­ли длина комнаты меньше четверти длины звуковой волны, считается, что комната не поддерживает данную частоту, как и любую еще более низкую, соответственно, эти частоты услы­шать нельзя. Это спорной утверждение, ведь если диффузоры НЧ-головок все же колеблются на этих частотах, создаваемая ими энергия не может просто так исчезнуть, и мы должны так или иначе ощущать звуковое давление. Другое дело, что и чув­ствительность слуха по море приближения к 20 Гц сверху за­метно падает, такой низкий бас скорее «спинным мозгом чу­ешь», чем слышишь.

По мере же увеличения частоты мод становится все боль­ше, и в результате они начинают сливаться, постепенно переставая играть сколь-нибудь заметную роль в формировании отклика помещения. Однако на этом список врагов звука не заканчивается...

Фантомы с гребенками и порхающее эхо
На средних частотах длина звуковых волн гораздо меньше, чем на низких, и по пути от колонок к слушателю укладывает­ся все большее количество волн. При этом звук приобретает все более выраженную направленность, становясь узконаправлен­ным на высоких частотах. Огибание препятствий, характерное для басов (когда размеры препятствия меньше длины волны), проявляется все меньше, а отражения, как в оптике (угол паде­ния равен углу отражения), все явственнее. Отражения также часто играют отрицательную роль, если они ранние — от боко­вых стен, пола и потолка. Отраженная энергия звуковой волны приходит к слушателю с небольшим запаздыванием, смазывая картину локализации и искажая тембр. Первое — из-за воз­никновения фантомных (мнимых) источников в точках ранних отражений (а также на углах корпусов колонок ввиду дифрак­ции). Эти не существующие в реальности источники звука на самом деле ведут себя как полноправные физические объекты, взаимодействуя с реальными и внося ощутимую сумятицу в восприятие. В отличие от более поздних реверберации, кото­рые полезны и не заслоняют собой прямого сигнала, временной сдвиг ранних отражений, как уже говорилось, минимален, к тому же отражения от сигнала правой колонки воздействуют и па левый канал (как и наоборот). Иными словами, ранние отра­жения всеми силами стараются испортить картину локализа­ции в стереопанораме. Скажем, отдельные ноты в гамме вдруг как бы отрываются от самого инструмента, который строго ло­кализован в определенной точке звуковой сцены. В таких слу­чаях говорят, что в системе "гуляет фаза".

Но и это еще не весь вред, приносимый ими. Интерферен­ция, т.е. сложение и вычитание фаз прямой и отраженной волн в точке слушателя на разных частотах приводит к тому, что звуковое давление в функции частоты из ровной горизонталь­ной линии превращается в «гребенку»: один за другим следуют глубокие провалы, учащающиеся по мере роста частоты.
На интерференционное (периодическое) искажение тембра накладываются еще и искажения иного рода, связанные с по­вышенной неравномерностью АЧХ излучателей колонок в на­правлениях, отличающихся от осевого. Дело в том, что боль­шинство производителей добиваются равномерности именно на акустической оси, и немного существует по-настоящему удач­ных моделей АС, у которых внеосевое излучение отличается хотя бы равномерностью, чаще же оно грешит заметными вы­бросами и провалами характеристики. Последние в виде ран­них отражений свободно достигают ушей слушателя, окраши­вая звук (выделяя те или иные области частотной характерис­тики, или, иными словами, искажая тембр), который при про­слушивании той же системы в других условиях сохранял бы нейтральность.

Порхающее эхо ярче всего проявляется в относительно больших помещениях с отражающими поверхностями проти­воположных стен. Происходит нечто похожее на множествен­ное отражение зрительного объекта в двух параллельных зер­калах. Резкий звук повторяется многократно, постепенно зату­хая, при этом он сильно искажается: порхающее эхо "выреза­ет" из спектра сигнала пакет колебаний определенных частот, которые летают от стены к стене, теряя по пути остальные ком­поненты спектра. Эффект возникает и в небольших помещени­ях, однако из-за малых временных сдвигов между отражения­ми он не столь ярко выражен.

Все статьи и публикации

Скидки
Новости компании
Статьи и публикации
FAQ (Вопросы и ответы)
Словарь терминов
Схема домашнего кинотеатра
Прайс-лист от 17.11.2018
по телефону
(495) 921-47-47, (495) 740-76-54
по электронной почте
sales@foster.ru
отправьте запрос специалисту
по ICQ
 220968451,  199337894
Мнение покупателя
Отзыв о товаре
Предложения по сайту
Москва, м. Щукинская,
ул. Ак. Бочвара, д.15
Схема проезда >>
Консультации специалиста
Fostergroup рекомендует
Новинки салона
Лидеры продаж
Предварительная инсталляция

Foster.ru - Салон аудио-видео техники и портативных компьютеров

plasmapanel.ru - Плазменные панели и телевизоры

lcd-salon.ru- ЖК телевизоры

proektor.ru - Мультимедийные проекторы

rentonline.ru - Аренда проекторов и плазменных панелей

portables.ru - Ноутбуки и аксессуары

intelkey.ru - Умный дом и системы домашней автоматизации