Естественная и искусственная акустика: статья для тех, кто хочет понимать разницу

Одно дело сидеть в концертном зале и получать удовольствие от музыки, которое еще более усиливается, если зал обладает высоким акустическим качеством, и другое — воспринимать звучание музыки по радио, или магнитной и граммофонной записи. Суть проблемы заключается в следующем: может ли качество звучания музыки в концертном зале не измениться, проходя через искусственное звено, соединяющее зал со слушателем, находящимся дома.

Пятьдесят лет назад все было просто: примитивный микрофон воспринимал проигрываемую музыку в такой же примитивной студии и весьма узкая частотная полоса воспроизводилась посредством еще более примитивного громкоговорителя.

Даже двадцать пять лет назад по радиоканалам передавались только моносигналы, и хотя был построен ряд студий, а частотный диапазон всего сквозного тракта от оркестра до слушателя чрезвычайно улучшился, радиопередачи все-таки можно было сравнить с прослушиванием одним ухом, приставленным к маленькому отверстию в одной из стен студии; так зачастую описывали монопередачи.

Наиболее важным событием в развитии музыкального вещания (включая запись/воспроизведение) было введение стереозвена (двухканальная передача), которое в принципе создавало слуховую иллюзию присутствия в одном помещении с музыкантами.

Конечно, есть определенные ограничения, заложенные в замене большого концертного зала или оркестровой студии гостиной средних размеров.

Не пропустите: HTIB С АКУСТИКОЙ 5.1: КАК ВЫБРАТЬ ПРАВИЛЬНО [АРХИВЪ]

Низкочастотные резонансы помещения могут влиять на частотную характеристику воспринимаемого сигнала, такое же действие может оказывать и время реверберации комнаты. Почти идеальное транслирование все еще требует использования головных телефонов, что в принципе позволяет воспроизводить звуковую картину зала.

Запись в зале при этом осуществляется с помощью «искусственной головы», когда миниатюрные микрофоны вмонтированы в ушные каналы макета головы человека.

Важно, чтобы «искусственная голова» имела правильные размеры и конфигурацию нормальной головы. При таком расположении и при том условии, что каждый микрофон соединен (посредством двухканальной связи) с каждым из двух головных телефонов, можно приблизиться к идеальному воспроизведению.

Естественная и искусственная акустика

Локализация оркестра не идеальна, особенно в случае центральной группы инструментов, когда источник кажется расположенным внутри головы слушателя, а не перед ней. Некоторые улучшения все-таки возможны, но это потребует автоматической компенсации произвольных движений головы слушателя, что создает дополнительные сложности.

Если принять гостиную с ее недостатками за помещение приема при нормальной стереоаппаратуре и необходимом расстоянии между двумя громкоговорителями и если сохранить «искусственную голову» в оркестровой студии, то можно ощутить себя «присутствующими» в студии с нормальной реверберацией.

Не пропустите: КОГДА PS5 ПИШЕТ, ЧТО ГРОМКОСТЬ ТЕЛЕВИЗОРА СЛИШКОМ НИЗКАЯ

Развитие стереовоспроизведения в систему, получившую название квадрофонии…

…представляется неоправданным, так как при этом нарушается пространственная ориентация оркестра и возникает излишне высокая реверберация.

Эти два недостатка не компенсируются ощущением «окружения музыкой», которое является рекламным аргументом при продаже квадрофонических систем.

Ощущение присутствия в концертном зале предпочтительнее ощущения присутствия человека в оркестре. Пока мы только рассматривали расположение микрофонов в студии, как бы используя систему «искусственной головы». Обычно «искусственная голова» располагается на зрительском месте на значительном расстоянии от оркестрового подиума.

Применяемые в настоящее время методы стереоприема звука — это или совмещенные микрофоны (комбинация ненаправленных микрофонов и микрофонов с характеристикой в форме восьмерки) или два направленных микрофона (на расстоянии 20—50 см один от другого), подвешиваемые в обоих случаях перед оркестром.

Оба метода уступают методу «искусственной головы», когда предполагается, что воспроизведение будет осуществляться» посредством стереосистемы в заглушённой гостиной.

Не пропустите: ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ КОЛОНОК В АУДИОСИСТЕМЕ

Ощущение реверберации повышается до более чем нормального уровня, но ощущение присутствия в концертной студии меньше, чем при приеме звука методом «искусственной головы», поскольку студия как бы размещается позади громкоговорителей.

Этот довод явно в пользу развития метода «искусственной головы» для микрофонного приема звука в студиях и концертных залах при радиовещании и звукозаписи. В принципе «искусственная голова» с встроенными микрофонами создает точную Звуковую картину того, что происходит с музыкальной и акустической точек зрения в месте конкретного размещения «искусственной головы» в концертном зале.

Это означает, что прямой звук, ранние отражения и реверберирующий звук передаются по двум каналам к слушателям с помощью стереосистемы с двумя громкоговорителями.

Тот факт, что человек слушает обоими ушами оба громкоговорителя, несколько меняет звуковую картину, но это может быть исправлено посредством электрических фильтров. Однако слушатель должен сидеть на одинаковом расстоянии от каждого из двух громкоговорителей.

Если при определенном положении «искусственной головы» концертный зал имеет удовлетворительные значения основных критериев, то в гостиной можно ожидать удовлетворительного звучания с сохранением акустических особенностей данного концертного зала (при данном положении слушателя). Концертный зал, имеющий удовлетворительное значение основного критерия, можно также проанализировать с помощью набора различных критериев.

Естественная и искусственная акустика

Его можно охарактеризовать соответствующими осциллограммами импульсного отклика, дающих амплитуды прямого звука, ранних отражений и реверберации.

Не пропустите: ПОЧЕМУ ВИНИЛ НЕПОБЕДИМ?

Проводя подробные исследования «ясности» («прозрачности») и «пространственного впечатления» («пространственности»), В. Рейхардт изучил, в частности, большое число синтезированных звуковых полей (с прямым звуком, ранними отражениями и реверберацией, а также с возможностью изменения уровня, запаздывания и направления прихода всех компонентов).

Стало возможным сделать субъективные оценки и из 35 различных образцов выбрать одно конкретное звуковое поле, представляющее оптимальные акустические условия, т. е. оптимальные с точки зрения как «ясности», так и «пространственного впечатления».

Возникает вопрос, можно ли получить в существующих залах звуковые поля, приближающиеся к таким идеальным условиям?

Что поражает, так это уровни некоторых боковых отражений, которые выше уровня прямого звука.

В качестве примера современного концертного зала, где акустика исключительно искусственная, можно отметить хорошо известный всем Дворец съездов в Москве на 6000 мест.

Несмотря на огромные размеры зала естественное Т снижено примерно до 0,9 с, а очень сложная система громкоговорителей, расположенных в боковых стенах и на потолке (за перфорированными поверхностями), излучает прямой звук плюс ряд задержанных отражений и реверберирующий звук.

Не пропустите: ПОДКЛЮЧЕНИЕ СПУТНИКОВОГО РЕСИВЕРА К ДОМАШНЕМУ КИНОТЕАТРУ И НАСТРОЙКА ОБЪЕМНОГО ЗВУКА

Прием звука производится длинной цепочкой направленных микрофонов, расположенных вдоль края просцениума на уровне сиены. Хотя эта система была разработана в начале шестидесятых годов, звучание в зале отличается очень высоким качеством, а система достаточно совершенная для того, чтобы создавать иллюзию естественной акустики на большинстве зрительских мест.

Исключение составляют ближайшие к сцене ряды, где смещение естественного и усиленного звука неполное. Зал используется как для оперы, так и для концертов.

Естественная и искусственная акустика

Новые знания, полученные в экспериментах Рейхардта, в частности, касающиеся создания оптимальных звуковых полей, могут хорошо послужить в деле развития искусственной и естественной акустики.

Работая с искусственной акустикой, всегда следует снижать естественную реверберацию до минимума (как в зале Дворца Съездов в Москве) и создавать электроакустическую систему, которая бы полностью доминировала в акустике зала.

Здесь возникает следующий вопрос: можно ли в существующем зале, имеющем некоторые акустические недостатки, свести их до необходимого минимума, снабдив зал электроакустической системой (системой, имеющей высокую надежность функционирования)?

Или лучше осуществить более сложные (и более заметные) изменения поверхностей, устройство отражателей и т. п., чтобы добиться улучшения акустики?

Не пропустите: ANDROID ЕСТЬ, НО БАСА МАЛОВАТО: КАК ДОБАВИТЬ? [АРХИВЪ]

Естественно, что в каждом конкретном случае будет свое решение. Мы уже говорили о городском театре Мальме, где улучшения будут получены за счет изменения конфигурации оркестровой ямы, увеличения высоты потолка, а также изменения формы некоторых поверхностей. В качестве другого примера можно рассмотреть возможности улучшения акустических характеристик концертной студии Радиохусета или путем обеспечения искусственной системы, или путем изменения некоторых поверхностей.

Задачей искусственной системы будет увеличение количества боковой энергии. Это невозможно сделать во всех трех зонах размещения зрителей.

Места в партере слишком близко расположены к сцене, поэтому любое размещение громкоговорителей и микрофонов будет вызывать опасно высокий уровень обратной связи. Места на втором балконе не требуют улучшения, поскольку они размещены вблизи от задней стены. Количество боковой энергии необходимо увеличить в зоне первого балкона.

Микрофонная система приема звука должна состоять из двух гиперкардиоидных микрофонов (на расстоянии 20 см), расположенных в центре перед подиумом.

Сигналы должны иметь две задержки, отрегулированные таким образом, чтобы общая задержка для центральных мест первого балкона составляла, например, от 35 до 55 мс, в одном из каналов (например, левом) и от 40 до 60 мс в другом канале (правом). Звуковые колонки громкоговорителей должны быть расположены горизонтально.

При длине, например, 4 м колонки будут иметь малый угол излучения в плоскости, проходящей через центральную ось колонок, и создавать таким образом, минимум обратной связи с микрофонами. Только экспериментальная проверка системы может выявить степень создаваемых ею улучшений.

Путем изменения очертаний поверхностей концертной студии можно увеличить количество боковой энергии. Например, использовать широкую систему отражателей, выступающих из боковых стен и расположенных под таким углом, чтобы направлять отраженную энергию к местам зрителей.

Вполне вероятно, что они должны будут располагаться под углом к двум основным осям помещения и это сделает их достаточно заметными в зале. Но их эффективность в центральной зоне размещения зрителей будет весьма ограничена по причине больших расстояний.

Можно также работать с подвесными вертикальными отражающими перегородками (экранами), как это осуществлялось в Национальном театре Латинской Америки. Одно из преимуществ (предполагаемых) вертикально ориентированных перегородок состоит в том, что при многократных отражениях звука они имеют тенденцию передавать больше энергии в горизонтальных направлениях.

Конечно, для улучшения как естественной, так и искусственной акустики необходима тщательная проверка основных критериев до и после введения каких-либо изменений. Только с помощью такой процедуры можно объективно оценить какие-либо улучшения.

Не пропустите: ТВИТЕРЫ, ВЧ-ДИНАМИКИ, ПИЩАЛКИ — ЗАЧЕМ ОНИ И КАК ОТЛИЧИТЬ ХОРОШИЕ ОТ ПЛОХИХ

Хотелось бы, чтобы мысли по поводу новых путей в акустическом проектировании залов (открытых результатами исследований акустических критериев, проводившихся на протяжении более чем 20 лет) выглядели оптимистически.

Тот факт, что мы обладаем значительными знаниями об идеальном диапазоне основных критериев для концертных залов (или студий) является прекрасным исходным моментом для дальнейшего совершенствования проектов новых залов и реконструкции существующих.

Приятно также сознавать, что основные критерии имеют значительный диапазон приемлемых значений и что другие критерии могут частично зависеть от субъективных оценок или от музыкальных характеристик. Мы уже упомянули индекс «ясности», оптимальное значение которого может зависеть от конкретного музыкального произведения.

Недавние эксперименты показали, что, например, запаздывание первого (единичного) отражения в принципе должно меняться в широких пределах в зависимости от характера музыкального произведения.

С другой стороны, эксперименты показали, что направление прихода этого первого (единичного) отражения по отношению к направлению на источник может колебаться в пределах угла 55 ±20° и тем не менее создавать оптимальные условия для прослушивания (независимо какое из музыкальных произведений проигрывалось).

Не пропустите: DOLBY ATMOS НА СМАРТФОНЕ С ANDROID: ГДЕ СКАЧАТЬ И КАК УСТАНОВИТЬ [АРХИВЪ]

Поэтому новые критерии, а также графические отображения экспериментально проверенных оптимальных структур отражений можно считать не строгими стандартами, которые необходимо соблюдать, а скорее рекомендациями, которые во многих случаях смогут облегчить работу инженера-акустика и заставить его полагаться не на интуицию, а на более точные знания.

Даже при этом ему останется широкое поле проектной деятельности, в которой он может использовать свои решения вместе с решениями архитекторов и других специалистов.

Заглядывая в будущее, можно сказать, что эта проектная деятельность по-прежнему будет нуждаться в масштабном моделировании.

Ξ  Сокрытие дефектов, скрутка пробега и пр. - об "особенностях" покупки б/у авто в Польше
 Одним твитом:
НОВОЕ НА САЙТЕ:
#gadgetstyle © 2022 ·   Войти   · Тема сайта и техподдержка от GoodwinPress Наверх