Как улучшить акустику в помещении. Как улучшить акустику в комнате прослушивания

Как улучшить акустику в помещении (Как улучшить акустику в комнате прослушивания)

По своему опыту знаю, что многие люди полагают, что проблема с размещением АС в комнате ничуть не сложнее других, что должен же, в конце концов, существовать какой-то несложный способ оформить комнату акустически правильно, своего рода «Книга готовых рецептов», которую может понять даже ёж. Хотелось бы, конечно, чтобы это было так, поскольку это облегчило бы жизнь всем. На практике же достижение воистину хорошего звучания в комнате требует знания того, как звук ведет себя в этих самых комнатах, и определенного труда (а на самый худой конец чуть больше, чем самого настоящего везения или, так сказать, пёра).

Как добиться хорошего звучания в комнате?

Наука о комнатной акустике возникла преимущественно в контексте живых исполнителей, выступающих, как известно, в концертных залах, театрах и тому подобных помещениях. В связи с этим особых усилий понять, что же происходит в небольших комнатах при воспроизведении звука, не предпринималось. Самое смешное в этом то, что в домашних условиях музыку слушает НЕИЗМЕРИМО больше людей, чем в концертных залах. И все же определенный прогресс имеет место быть, и мы постепенно начинаем понимать некоторые вещи, которые нам по силам сделать, чтобы добиться приличного качества звука в практически бесконечном разнообразии комнатных размеров, форм, расстановок АС и меблировки. Звучит несколько пугающе, не так ли? Ну, это конечно не ракеты строить, но и книгой готовых рецептов тут не пахнет – и поработать надо, и подумать, т.е. заняться тем видом деятельности, который у нас не особо почитается…

Шаг №1: Нужна хорошая комната

Ну, это, разумеется, если есть выбор. В подавляющем большинстве случаев нам приходится довольствоваться тем, что есть, или тем, что строилось с учетом чего угодно, но только не акустики. Существует расхожее мнение, что определенные соотношения между размерами комнаты – «длина х ширина х высота» – ОСОБЕННО предпочтительны. Это НЕ так и вот почему – теории и вычисления, которые приводят к этим пресловутым «предпочтительным» пропорциям, основываются на некоторых моментах, которые в реальности не существуют, а именно:

• Во-первых, считается, что комнаты строго прямоугольны, а стены абсолютно гладкие и столь же абсолютно отражающие. На практике такого НЕ бывает, а если бы и было, то, уверяю Вас, Вам бы тут же захотелось что-то с этим «сделать», поскольку такие помещения – отвратительные КдП.

• Во-вторых, считается, что все вычисляемые резонансы помещения (или моды) ОДИНАКОВО важны. Это тоже НЕ так. В плане их воздействия на слышимые характеристики достаточно очевидно, что в большинстве помещений громче всех «орут» аксиальные моды, за которыми следуют тангенциальные и косые. Из всех тех помещений, где я серьезно слушал музыку, мне попалось лишь одно с очень массивными и жесткими стенами, в котором одна или две тангенциальные моды представляли собой реальную проблему. Других таких случаев я не припомню.

• В-третьих, считается, что все вычисляемые резонансы помещения возбуждаются источниками звука в равной степени и ОДИНАКОВО слышны. Это могло бы быть так ТОЛЬКО в том случае, если бы у нас был один единственный источник звука на полу в углу, и если бы мы пытались слушать его, засунув голову в какой-нибудь другой угол. Понятно, что это маразм. На практике же источников звука НЧ как минимум два, а то и больше. Два физически разнесенных басовика, даже если они оба засунуты в углы, НЕ возбуждают все моды в одинаковой степени, если вообще возбуждают. Если же они установлены не в углах, возбуждение мод может вообще оказаться весьма и весьма СЕЛЕКТИВНЫМ. Точно также и слушатели вряд ли засовывают свои бошки в углы. В середине же комнаты сопряжение с различными модами ПРЕДЕЛЬНО селективно, что представляет собой одну из ВЕЛИЧАЙШИХ проблем, с которыми только приходится иметь дело.

Так откуда же пошли все эти «особые» пропорции комнат? В общем-то, началось все это несколько десятилетий тому назад, очень по-научному, когда вполне серьезные люди пытались оптимизировать акустические реверберационные камеры, которые предназначались для проведения точных измерений звуковой мощности. Вот оттуда все и пошло и распространилось на жилые комнаты, в которых, правда, все эти теории по понятной причине работать отказались. Это, разумеется, НЕ означает, что соотношения между размерами комнат не важны. В помещениях кубической и прямоугольной формы с целочисленными соотношениями сторон, а также длинных коридорах музыку лучше не слушать. В остальных же случаях, если ХОРОШО понимать, что делаешь, можно добиться отменного звука даже в комнатах, которые находятся в прямом противоречии с «правилами». Точно также можно иметь «никакой» звук в комнатах, которые по знаменитому «общему» мнению являются «хорошими». Откровенно говоря, самыми проблематичными комнатами, которые только можно встретить, являются те, что приближаются к первому из «идеалов», о которых шла речь в самом начале «Шага №1», т.е. когда стены, потолки и полы ОЧЕНЬ жесткие, ОЧЕНЬ плотные и ОЧЕНЬ плоские. В результате все моды становятся ОЧЕНЬ интенсивными, высокодобротными и ОЧЕНЬ «резонансными». Как следствие резонансные пики получаются ОЧЕНЬ высокими, провалы ОЧЕНЬ глубокими, а бубнение продолжается бесконечно. Для того чтобы быть хорошей (а не «хорошей»), комната должна обладать некоторой поглощающей способностью на НЧ, и если сама конструкция помещения этим не отличается, то ее нужно внести. Несколько сантиметров звукопоглощающего материала вроде стекловолокна, синтепона или акустической пены на НЧ НЕ дадут вообще ничего. Поглощение на НЧ наиболее эффективно реализуется при помощи больших панелей или мембранных поглотителей. Когда большие поверхности, включая стены, пол и потолок, движутся в результате воздействия на них звуков мощного баса, они ведут себя подобно мембранам и поглощают при этом энергию звука. Эта поглощенная звуковая энергия не может вносить вклад в комнатные резонансы (моды) и, как следствие, резонансы ослабевают. И это здорово! Мембранные поглотители можно купить или сделать самому, хотя сделать поглотитель, который был бы эффективен на самых низких частотах – задачка та еще. Большинство устройств, которые можно купить, практически неэффективны на частотах ниже 100Гц, т.е. там, где начинается САМОЕ интересное. Если есть возможность, можно попробовать устроить интерьер комнаты таким образом, чтобы, скажем, стены в комнате были немного гибкими. Оказывается, что один слой гипсокартона на деревянных (а можно и железных) направляющих – это и неплохой компромисс, и совсем недорого. А если еще проложить гипсокартон сзади акустическими панелями (или хотя бы плотным пенопластом), то механическое демпфирование еще больше увеличится, а масса и жесткость конструкции возрастут совсем несущественно. Кроме того, можно варьировать расстояние между направляющими (обычно оно составляет 60 см) и, тем самым, «расстраивать» резонансы. Примерно такого же эффекта можно добиться периодическим дублированием направляющих, а также приданием стенам легкой (невидимой глазу) неидеальности (наклонности, например) – для диффузии это очень хорошо. После того, как этот этап будет завершен, нужно будет заняться другим, не менее важным делом, а именно улучшением однородности баса вокруг зоны прослушивания. Путем снижения добротности комнатных резонансов, пики давления снижаются, а провалы становятся не так глубоки, что позволяет получить неплохой бас более чем в одной конкретной точке.

Шаг №2: Нужны хорошие АС, которые могут ужиться с комнатой

То, что мы слышим в комнате, на разных частотах определяется различными факторами. На НЧ превалирует комната, на СЧ и ВЧ – АС, АЧХ и направленность которых определяют качество звука. НИКАКИМ эквалайзером ничего нельзя сделать в комнате с АС, которые изначально убоги. Отсюда вывод – выбирать нужно такие АС, которые сконструированы так, чтобы иметь возможность уживаться с разными комнатами. Вам может это показаться удивительным, но далеко не все производители это могут (а точнее хотят). Настоящим решением этой проблемы, как для профессионалов, так и для любителей, являются АС, которые обеспечивают одинаково хорошую тембральную окраску как в прямом, так и раннеотраженном и прочих звуковых полях. Такие АС можно иначе охарактеризовать как АС с ровной и гладкой аксиальной АЧХ и постоянной направленностью, что в совокупности дает ровное и однородное звуковое давление. Тогда вопрос акустической задемпфированности комнаты становится опциональным, т.е. как бы вторичным. Если отраженные звуки поглощаются, слушатель оказывается преимущественно в прямом звуковом поле, что делает ощущения от музыки более интимными, а звуковые образы более плотными и точными. Если же отражениям позволено вносить свой вклад в сложность звучания, то общее впечатление в целом становится более объемным и открытым, а для многих слушателей – более реалистичным. Отчасти это дело вкуса, однако, в любом случае АС, которые легко уживаются с комнатой, дадут более высокую тембральную точность. Итак, в области СЧ и ВЧ наилучшим решением задачи о получении хорошего качества звука будет приобретение хороших АС.

Шаг №3: Нужно улучшить бас или как работать со стоячими волнами

Как мы знаем, на НЧ ситуация совершенно иная и качество баса определяется самой комнатой, а также расположением АС и слушателей в ней. Разумеется, басовик сам по себе должен быть рассчитан на воспроизведение достаточного количества звука с малыми искажениями в необходимом диапазоне частот. Для того, чтобы иметь возможность управлять басом, необходимо несколько углубиться в технику и понять, как именно энергия басовиков сопрягается с комнатными резонансами (модами), и что именно слышат слушатели. Существует несколько компьютерных программ, которые существенно облегчают жизнь, но многого можно добиться и «вручную». Если Вы действительно хотите добиться успеха, то без измерений того, что происходит в КдП, НЕ обойтись никак. Однако здесь есть большое «но» - измерения эти должны быть «правильные», т.е. куда более детальные, чем можно получить при помощи обычного третьоктавного эквалайзера, работающего в режиме реального времени (в дальнейшем РРВ). Необходимо использовать системы с высоким разрешением – наподобие SpectraLab – или даже старомодные свопирующие или ступенчатые тона, настроенные на, по меньшей мере, 1/10-октавное разрешение (что на частоте 20Гц соответствует разрешению в 2Гц) и померить, что же доходит до места слушателя. В случае если комната представляет собой простой прямоугольник, моды вычислить несложно, уж во всяком случае, аксиальные, которые, как правило, являют собой наибольшие проблемы. Для начала нужно вычислить частоты, на которых происходит резонанс. Затем определить, где в структуре пиков и провалов давления (т.е. среди стоячих волн) лучше всего разместить басовики (или сабвуферы), а где – место слушателя. Вы очень быстро поймете, что максимизация удовольствия и минимизация нежелательных эффектов требует определенных компромиссов. Если воспользоваться калькулятором мод (Рис. 1), который я могу Вам выслать по почте (по мылу, разумеется), можно без особого труда избежать наихудших пиков и провалов. Лучше всего размещать басовики в областях с высоким давлением, ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО возле стены, а еще ЛУЧШЕ в углу, чтобы возбудить побольше комнатных мод. Если измерения покажут, что на резонансной частоте энергии слишком много, можно попробовать подвинуть слушателя поближе к провалу в структуре данной конкретной стоячей волны. Если энергии окажется слишком мало – поближе к пику. Вот таким вот методом проб и ошибок зачастую удается избежать многих проблем и сделать АЧХ в зоне прослушивания более гладкой и ровной.

Как улучшить акустику в помещении (Как улучшить акустику в комнате прослушивания)
Рис. 1

Пример программы, которая расчитывает аксиальные моды комнаты и строит графики зависимости звукового давлении как функции расстояния, откладываемого вдоль каждой из главных осей.

Если же комната по форме не прямоугольная или в стенах имеются большие проемы, предварительные вычисления могут дать мало или не дать вообще ничего. В этом случае Вам не останется НИЧЕГО иного, кроме как смотреть на экран компьютера и наугад таскать по комнате АС и слушателя. Никому не пожелаю оказаться в подобной ситуации. Непрямоугольные комнаты НЕ устраняют резонансы, а лишь НЕ дают вычислить их простым путем. Даже при самых лучших комнатах и намерениях совершенство может быть очень обманчивым. При всех обоснованных с точки зрения практичности ограничениях, накладываемых на местоположение АС и слушателя реальными помещениями, акустических манипуляций может оказаться недостаточно для устранения всех проблем, связанных с комнатными резонансами. По крайней мере, в моей практике чаще наблюдается обратное.

Шаг №4: Нужно улучшить бас или эквалайзер может помочь!

Если Вы исчерпали все акустические возможности, но так и не добились желаемого, на помощь может прийти “правильная” эквализация. Однако проводить ее нужно с умом, поскольку что-то она может действительно исправить, а что-то даже и не стоит пытаться сделать с ее помощью. Найдется много людей, которые будут возражать против эквализации, обвиняя ее в “фазовом сдвиге” и прочих бедах. Не удивительно, что, будучи применяемой слепо, без соответствующих знаний, она заработала себе дурную репутацию. Однако если все делать грамотно, то кроме пользы, никакого другого вреда от нее не будет. И тому есть 4 причины:

1. Самые распространенные измерительные приборы представляют собой третьоктавные анализаторы, работающие в РРВ, не обладающие достаточной разрешающей способностью для того, чтобы точно описывать проблемы.

2. Самые распространенные эквалайзеры представляют собой третьоктавные “графические” эквалайзеры, не обладающие достаточным разрешением, которое позволило бы конкретно адресовать проблемы, связанные с резонансами, без нанесения побочного ущерба.

3. Попытки восполнения глубоких провалов в АЧХ, вызванных акустическим взаимопогашением волн, или нулей являются АБСОЛЮТНО пустым делом, поскольку сколько энергии в комнату не закачивай, а гашение все равно остается. Все, к чему это приводит, так это к клиппингу усилителей и искажениям (а порой и разрушению) басовиков. Единственным решением проблем такого типа является перемещение АС или слушателя, в зависимости от того, кто из них “сидит в нуле”.

4. Эквализация проводится на слишком высокой частоте. Низкочастотные комнатные резонансы ведут себя подобно минимально-фазовым явлениям, так что адресация конкретно их параметрическими фильтрами является ИСТИННЫМ решением. После нескольких сотен герц (скажем, после 400) ситуация резко меняется, поскольку для исследования сложной комбинации из прямых и отраженных звуков - явления, “проживающего” во временной области - мы используем статические измерения. Результаты измерений могут вообще дать нечто похожее на “гребенчатый фильтр” - зрелище пугающее глаз, но совершенно нормальное для слуха, который слышит естественное звучание комнаты, не несущее в себе никакой проблематики