Adaptacje akustyczne w pomieszczeniach audiofilskich
(część pierwsza)

Wielu uważa, że nauka zmierzająca do poprawy jakości dźwięku w pomieszczeniu jest przytłaczająca, a zadanie samodzielnego wykonywania zabiegów akustycznych jest zniechęcające. Jednak firmy produkujące akcesoria akustyczne, bądź sprzedające je, próbują prowadzić edukacyjne działania w formie artykułów czy filmów, najczęściej w ramach zaangażowania na rzecz swoich klientów. Taką firmą jest  GIK Acoustics [1], która próbuje w poniższym artykule (poskładanym przeze mnie z różnych miejsc portalu firmowego) zdemistyfikować akustykę pomieszczenia. W częściach następnych zostaną przedstawione dwa pokoje audiofilskie należące do recenzentów serwisów:  Positive-Feedback.com i 6moons.com.

 Wraz z wejściem do pokoju demonstracyjnego w specjalistycznym sklepie hi-fi potencjalny kupujący liczy na taką oczywistość, że sprzedawca dołoży wszelkich starań, aby prezentacja sprzętu audio wypadła doskonale. Sprzedawcy sprzętu hi-fi zwykle lepiej niż większość melomanów, a nawet audiofilów, rozumieją krytyczne znaczenie akustyki pomieszczenia, ale jest to temat, który rzadko pojawia się, nawet wśród najbardziej oddanych entuzjastów dźwięku. Często pokoje odsłuchowe mogą być przykładem dla audiofilów, którzy dopiero przemyśliwują urządzenie swoich salonów. Doskonałym tego przykładem są pomieszczenia jednego z wiodących sprzedawców sprzętu hi-fi i kina domowego, z siedzibą w Ann Arbor, w stanie Michigan:  .

Overture Audio zyskało reputację sprzedawcy najlepszego sprzętu, doskonałego personelu i obiektów demonstracyjnych w regionie. Gdy przenieśli się do pięknego nowego salonu poprosili GIK Acoustics o pomoc w przygotowaniu trzech pokoi w których można by prezentować sprzęt klientom. Tak powstały Studia A i B są swoimi lustrzanymi odbiciami, gdzie A to „codzienny” pokój demonstracyjny kina domowego, a B to „codzienny” dwukanałowy pokój demonstracyjny audio.

Widać w tych pokojach „chmurę” trzech paneli akustycznych 242 na sufitach, parę paneli 242, po jednym na przednich ścianach za głośnikami przednimi / dwukanałowymi i pojedynczy panel 242 z płytą rozpraszającą w orientacji poziomej za główną pozycją odsłuchową. Używamy dwóch sztucznych drzew w przednich rogach każdego z tych studiów, a Studio B ma również regał Ikea Expedit 5X1 stojący w lewym tylnym rogu, aby pomieścić nasze płyty demonstracyjne.

Studio C to „duży pokój” z wysokiej klasy dwukanałowym sprzętem. Używane w tej sali są dwie pary pułapek basowych (model 244) z tyłu i po bokach przednich dwukanałowych lokalizacji głośników, trzy panele akustyczne 242 na każdej ścianie bocznej i trzy panele 242 jako „chmury” na suficie, ponadto są też trzy Monster Bass Traps z płytą rozpraszającą na przemian z czterema QRD Diffusors na ścianie za główną pozycją odsłuchową.

Kolorowy obraz wiszący między głośnikami to bardzo duża makatka, która została wykonana ręcznie przez wieloletniego klienta Overture Audio. Trzy sztuczne drzewa w tym pokoju, po jednym w każdym przednim rogu i jedno w prawym tylnym rogu też spełniają rolę rozpraszającą fale dźwiękowe. Nieprzyjazna akustyka pomieszczenia może sprawić, że nawet drogi sprzęt hi-fi będzie brzmiał przeciętnie. Ale włączenie odpowiednich pułapek basowych, paneli akustycznych i dyfuzji w pokoju może sprawić, według oceny pracowników salonu Overture Audio, że sprzęt będzie brzmiał tak, jakby kosztował znacznie więcej, niż wskazywałyby metki cenowe. Bywa tak, że sprzedawcy są pierwszymi edukatorami dla początkujących audiofilów. O co najczęściej pytają poszukujący sprzętu audio? O naturę dźwięków rozchodzących się w pokoju, o to jak uporać się problemami akustyki jakie zauważają i o najbardziej korzystne rozmieszczanie głośników. Na te pytania można odpowiedzieć tylko na zasadzie podania pewnych wskazówek:

  1. Naturalne rezonanse pomieszczenia:

Dźwięki o niskiej częstotliwości mają tendencję do rozprzestrzeniania się i przenikania do pomieszczenia. Kiedy długość fali dźwięku jest taka sama, jak wymiar pomieszczenia, pojawi się tryb pomieszczenia (kiedy głośność jest wystarczająco wysoka, aby go wzbudzić)… A stanie się tak, gdy odtwarzana jest muzyka. Wynika to z naturalnego rezonansu samego pomieszczenia. Efekty te nazywane są „trybami pomieszczenia”. Istnieją 3 rodzaje trybów pomieszczenia: osiowy, styczny i ukośny. Mody pomieszczenia tworzą w całym pokoju serię szczytów i spadków, czyli obszarów, w których głośność jest w rzeczywistości wyższa lub niższa niż głośność wydobywająca się z głośników. Ciśnienie akustyczne powodowane przez mody pomieszczeń jest większe na ścianach, ale większe w narożnikach dwuściennych (gdzie ściany stykają się ze ścianami – sufitami i podłogami), a jeszcze większe w narożnikach trójściennych (ściana / ściana / sufity lub ściany / ściany / podłogi). Oczywiście kiedy odtwarza się muzykę będzie się uważało, że miks na płycie jest ciężki na dole – zbyt „zabłocony” basem, ale też bywa, że bas będzie w zaniku w innym miejscu pokoju. A więc trzeba albo potraktować pokój tak, aby zmniejszyć wpływ, jaki mody mają na środowisko odsłuchowe, albo przynajmniej mieć świadomość co się dzieje pokoju i czy dzięki temu dobrze się „tłumaczą” dźwięki z prawdziwego świata. Na pewno warto nauczyć się kompensować efekty, ale to nie łatwe zadanie, ale jeśli ktoś to robi z radością, to będzie wysoce prawdopodobne, że „naprawi” swój pokój..

  1. Różne rodzaje zabiegów poprawiających akustykę pokoju:

Istnieje wiele różnych narzędzi, które można użyć do poprawiania akustyki pokoju. Przyjrzeć się warto niektórym z bardziej powszechnych metod.

Dyfuzory- działają na zasadzie modyfikowania położenia i ruchu dźwięku w przestrzeni względem siebie i innych częstotliwości.
Cylindryczne dyfuzory działają po prostu poprzez rozproszenie dźwięku, aby nie odbijał się on z powrotem w pełnej intensywności.
Dyfuzor Skyline działa na tej samej podstawowej zasadzie co dyfuzory cylindryczne.

Kwadratowe dyfuzory resztkowe QRD modyfikują położenie różnych fal w stosunku do pomieszczenia poprzez zastosowanie „studni” o różnej głębokości szerokości.

Absorbery- zwykle to sztywne włókno szklane i wełna mineralna, mające charakter szerokopasmowy. Są bardzo opłacalnym sposobem leczenia pomieszczenia. Warto rozważyć- gęstości z zakresu 3 pcf (funtów na stopę sześcienną, 48 kg/m3) dla wyższych i średnich częstotliwości, oraz 6 pcf, aby ujarzmić więcej niskich częstotliwości.

Umieszczenie tych pułapek z przestrzenią powietrzną między nimi a przyległą powierzchnią zwiększa skuteczność pułapki. W materiałach o większej gęstości mogą one być bardzo skuteczne przy niskich częstotliwościach, jeśli zostaną umieszczone ukośnie w narożnikach dwu- i trójściennych. Pułapki te działają na zasadzie przekształcania energii dźwiękowej w ciepło, gdy dźwięk przechodzi przez materiał izolacyjny.Pułapki basowe- panelowe i Helmholtza, radzą sobie z niskimi częstotliwościami w dość wąskim zakresie. Dlatego te pułapki są zwykle ostatnią deską ratunku, używaną specjalnie do radzenia sobie z problematyczną częstotliwością pozostawioną w pomieszczeniu po zastosowaniu aplikacji szerokopasmowych.

Pułapki panelowe są wykonane w postaci zamkniętych komór, wymagające „szczelnych” konstrukcji, dla zapewnienia ich prawidłowego działania. Jeśli z czasem straci się szczelność to straci się tym samym wysoka skuteczność pułapki. Pułapka panelowa może być skonstruowana tak, aby skutecznie radzić sobie z oktawą (1/2 powyżej i poniżej częstotliwości środkowej pułapki), instalując sztywną wełnę mineralną skalną w (ale nie dotykając) tylnej części panelu. Gdyby ten materiał dotykał panelu nie mógłby swobodnie wibrować, a tym samym nie spełniałby swojego podstawowego zadania.

Pułapki Helmholtza zbudowane z drewnianych listew umieszczonych na elementach ramy. Częstotliwość, z jaką te pułapki mogą sobie poradzić, zależy od głębokości pułapki, szerokości i grubości listwy oraz szczeliny pozostawionej między sąsiednimi listwami (szczelinami). Dzięki dużej głębokości za listwami i bardzo małym szczelinom można je skonstruować tak aby obsługiwały bardzo niskie częstotliwości. Umieszczenie sztywnych materiałów za listwami pomaga uwięzić około oktawy wokół częstotliwości środkowej samej pułapki. Pułapka Helmholtza może zostać skonstruowana jako pułapka szerokopasmowa, jeśli jest zaprojektowana jako pułapka rozproszona, jak również poprzez zastosowanie różnych szerokości szczelin w płaskiej pułapce.

  1. Prawidłowe umiejscowienie głośników i pozycji słuchania–

Standardowy układ głośników dla 2-kanałowych systemów stereo są zwykle umieszczane w trójkącie równobocznym. Zapewnia to odpowiednie obrazy stereo.

Standardowy układ głośników dla 5-kanałowych systemów surround zaczyna się od tej samej konfiguracji dla przednich- lewego i prawego głośnika. Pozostałe głośniki powinny być umieszczone w tej samej odległości co głośniki główne i ustawione pod kątem, jak pokazano na obrazie powyżej. Praktyczną zasadą ustalania pozycji odsłuchu jest umieszczenie głowy pośrodku od lewej do prawej w przestrzeni i odsunięcie od przedniej ściany, aż do osiągnięcia 38% głębokości pomieszczenia.. W następnej kolejności zaleca się umieścić głośniki w konfiguracji pokazanej powyżej – z trójkątem zamykającym się około 2-10 cm za środkiem głowy. Ale to tylko punkt początkowy, po którym należy przejść do przodu lub do tyłu, aby znaleźć najlepszą „odpowiedź pokoju” na nowe położenie słuchacza. Druga część ustawienia to celowanie. jak daleko powinno się oddalić do głośników- Czy celujemy krzyżujące się osie głośników w środek głowy czy punkt nieco za głową? Odpowiedź brzmi tak- dobre rozwiązanie powinno pójść w obie strony. Jest to prawie całkowicie oparte na preferencjach i specyficznych właściwościach akustycznych przestrzeni, w której znajdują się głośniki.

  1. Gdzie umieszczać akcesoria do „leczenia” pokoju?

To, gdzie umieszcza się akcesoria do poprawiania akustyki pokoju, naprawdę nie jest takie trudne do ustalenia. Zacząć należy od narożników pokoju gdzie umieszcza się umieścić pułapki basowe. Jeśli to możliwe- biegnące od podłogi aż do sufitu. Powodem tego jest to, że częstotliwości basów narastają w dwuściennych narożnikach (gdzie ściana styka się ze ścianą lub ściana styka się z sufitem / podłogą) bardziej niż na płaskiej powierzchni ściany. Gromadzą się również bardziej w narożnikach trójściennych (gdzie dwie ściany stykają się z sufitem lub podłogą) niż w prostych (dwuściennych) narożnikach. Tak więc, umieszczając pułapki w rogu pokoju, stłumić można akustycznie większą ilość basów, niż gdyby umieszczało się panele akustyczne płaskie na ścianie. Należy również zająć się wczesnymi refleksjami. Mogą one wystąpić na ścianach i sufitach i wpłyną na obrazowanie stereo. W „nieleczonym” pomieszczeniu seria wczesnych odbić zakłóci stereofoniczny obraz, jeśli odbity dźwięk zbyt wcześnie dotrze do słuchacza. Może to powodować filtrowanie grzebieniowe, trzepotanie echa, a także omyłki w odczytywaniu kanałów stereo. Znalezienie odpowiednich lokalizacji dla rozwiązania tego problemu jest stosunkowo łatwe jeśli ktoś drugi przytrzyma lustro przy ścianach i suficie. W ten sposób zainteresowana osoba może obserwować głośniki w odbiciu lustrzanym. Wszędzie tam, gdzie w lustrze widać głośnik, należy umieścić panele akustyczne, które będą poprawiały pod względem akustycznym pokój. Tak powinno się potraktować sufit i każdą ze ścian. W przypadku wczesnych odbić można użyć skalnej wełny mineralnej w panelu absorpcyjnym, aby rozwiązać swoje problemy. Takie działanie zwiększa również wydajność systemu audio przy transmisji niższych częstotliwości, w ten sposób dodając większą kontrolę basów w pomieszczeniu. Filtrowanie grzebieniowe powstaje gdy dźwięk z głośnika odbija się np. od ściany i nakłada na dźwięk bezpośredni emitowany przez głośniki.

Odbicie w zależności od opóźnienia wzmocni lub osłabi dźwięk bezpośredni. Charakterystyka będzie poszarpana i podobna do grzebienia. Fala dźwiękowa docierająca do słuchacza jest sumą fali bezpośredniej i odbitej, a że czas dotarcia tych fal do słuchacza jest różny, bo fala odbita ma opóźnienie w stosunku do fali bezpośredniej to w efekcie powstaje efekt grzebieniowy. Tak jest w przypadku tonów prostych, a  podczas emisji sygnałów złożonych, na przykład muzyki, efekt filtra grzebieniowego wpływa na zmianę widma częstotliwości, a więc spowoduje zmianę barwy dźwięków. Skala zmian zależy od poziomu ciśnienia akustycznego fali odbitej jak i od opóźnienia i tu upatrywać należy sens użycia adaptacji akustycznej w miejscach „pierwszego odbicia” (pomieszczenie odsłuchowe, powinno w dużym stopniu tłumić energię pierwszych odbić).
Na schemacie przedstawionym niżej widać przyczynę trzepotania echa, ale ponownie rozwiązuje się ten problem poprzez umieszczenie akcesoriów akustycznych na ścianie za pozycją odsłuchową w punktach, w których głośniki odbijają się w lustrze. Flutter echo (echo trzepoczące) jest stanem, w którym lewe ucho słyszy odbity dźwięk z prawego głośnika zbyt wcześnie, aby mózg zdał sobie sprawę, że jest to odbicie, a zatem będzie uważany za dźwięk pochodzący bezpośrednio z lewego głośnika (fioletowa strzałka).

Echo trzepoczące to często spotykana wada akustyczna i dotyczy niemal każdego pomieszczenia o regularnym lub symetrycznym kształcie. Ten efekt (zresztą rzeczywiście zbliżony do trzepotania skrzydeł ptaka) dotyczy przede wszystkim zakresu wysokich częstotliwości, a więc z problemem łatwo sobie można poradzić poprzez stosowanie materiałów dźwiękochłonnych, najlepiej w miejscach pierwszych odbić, ale może wystarczyć użycie pochłaniaczy na tylko jednej z równoległych ścian. W przypadku małych pomieszczeń, słuchacz ma do czynienia z dźwiękiem bezpośrednim, a z odbitym w sposób niezauważalny, więc tłumienie może nie być efektywne.

  1. Mity akustyczne. Istnieje olbrzymia przestrzeń pełna tanich, fałszywych rozwiązań problemów akustycznych w pomieszczeniach. Należy zdemaskować niektóre z bardziej popularnych „magicznych” rozwiązań:

Kartony (opakowania) na jajka- chociaż pokrycie ścian i sufitów tymi produktami zmieni dźwięk w pomieszczeniu, to tak naprawdę na prawdę w bardzo niewielkim stopniu. Nie mają odpowiedniej gęstości by wpływać na niskie częstotliwości, a jako dyfuzor są zbyt płytkie i zbyt jednolite, aby dać jakikolwiek rzeczywisty efekt. Krótko mówiąc- nie zapewniają one niczego (akustycznie) wartościowego w pokoju.
Tanie produkty piankowe- istnieje wiele firm produkujących tanie produkty piankowe, które wyglądają tak samo, jak drogie produkty piankowe sprzedawane przez renomowanych producentów materiałów akustycznych. Nie warto tracić pieniędzy, bo kiedy te produkty są testowane obok renomowanych produktów, nie wypadają dobrze, bo przecież pianka piance nierówna- różni się gęstością i składem chemicznym, nie wspominając nawet o ognioodporności.
Koce, zasłony i materace to (po raz kolejny) niezbyt dobre produkty do zabiegów zmierzających do poprawy akustyki w pokojach. Będą wysysać wysokie i wysokie średnie częstotliwości z pomieszczenia, pozostawiając go bez życia i z błotnistym brzmieniem w niskich, średnich i niskich częstotliwościach. O wiele lepiej będzie i bardziej satysfakcjonująco, jeśli audiofil kupi półprodukty, które pozwolą w trybie majsterkowania zbudować panele ze sztywnej wełny mineralnej lub wełny szklanej.

Podstawy konfiguracji pokoju odsłuchowego:
Niektóre problemy z akustyką w pomieszczeniach wynikają wyłącznie z ustawienia sprzętu audio i mebli, a więc możliwe, że  można je rozwiązać jedynie poprzez odpowiednie ich przestawienie w pomieszczeniu. Co więcej, znalezienie najlepszych głośników i pozycji odsłuchu w pomieszczeniu pomoże Ci w pełni wykorzystać możliwości sprzętu i akustyki pomieszczenia. W większości pokoi zaleca się ustawić sprzęt tak, aby patrzeć na krótszą ścianę, a dłuższe ściany zostawiając po bokach. Taka orientacja zapewnia większą elastyczność w ustawianiu głośników i pozycji odsłuchu w pomieszczeniu, a także oddala słuchacza od ostrych odbić od tylnej ściany. Bardzo ważne jest również wyśrodkowanie pomieszczenia, dla głośników i miejsca odsłuchu. Zaleca się, aby zacząć eksperymentować z pozycją odsłuchową ustawioną na około 35% – 40% odległości od przedniej ściany pomieszczenia (lub w takiej samej odległości od tylnej ściany w przypadku teatru lub niektórych pokojów dwukanałowych). Ten zakres pozwala uniknąć największych spadków i szczytów w trybach pokojowych.

Na pewno należy unikać przebywania na środku długości pomieszczenia i bliżej niż 1,5 metra od jakiejkolwiek granicy pomieszczenia. Pozycjonowanie głośników może być trudne i wymagać wielu prób i błędów. Istnieje jednak kilka ogólnych wskazówek, które mogą pomóc przyspieszyć ten proces. Pamiętać należy aby głośniki były w równej odległości od odpowiednich ścian bocznych, jeśli to możliwe, ale jeśli lewy głośnik znajduje się 1 metr od lewej ściany, to prawy głośnik powinien znajdować się 1 metr od prawej ściany. Wielu producentów monitorów zaleca, jeśli to możliwe, trzymanie monitorów z dala od ścian. Jednak nie zawsze jest to najlepsza rada. W rzeczywistości, w większości małych pomieszczeń ustawienie głośników bezpośrednio przy ścianie jest absolutnie najlepszą pozycją. Ogólnie rzecz biorąc, należy unikać umieszczania głośników w odległości od 30 cm do 75 cm od przedniej ściany. W przeciwnym razie w odpowiedzi na odbicia od przedniej ściany można uzyskać zaniki i wartości szczytowe sygnału dźwiękowego.

Zjawisko to znane jest jako reakcja na zakłócenia na granicy głośników lub w skrócie SBIR (Speaker Boundary Interference Response). SBIR to termin opisujący, w jaki sposób bliskość głośnika do twardej granicy (ściany / sufitu / podłogi) zmieni odpowiedź, szczególnie w niskim paśmie. Jest to coś, czego wiele osób nie rozumie ani nie bierze pod uwagę podczas planowania pokoju. Dźwięk wydobywa się z przetwornika na różne sposoby. Wyższe częstotliwości działają jak promień i poruszają się po liniach prostych od punktu źródłowego. Im niżej w widmie, zaczynają promieniować bardziej jak kula. Zanim spadnie poniżej 500 Hz, otrzymuje się dość sferyczne promieniowanie. Kiedy dojdzie do 125 Hz, jest już czysto kulista. Istnieją inne fale, które owijają się wokół obudowy i odbijają od przedniej ściany, a następnie z powrotem do słuchacza. Kiedy 2 fale o tej samej częstotliwości spotykają się w ten sposób (jedna bezpośrednia i druga odbita się od przedniej ściany), występuje interferencja dwóch fal. Konstruktywna interferencja występuje, gdy dwie fale są ze sobą w fazie. Daje to wzmocnienie tej częstotliwości lub szczyt odpowiedzi. Destrukcyjna interferencja występuje, gdy dwie fale są przesunięte w fazie o 180 stopni. Daje to częściową eliminację tej częstotliwości (odbijana fala ma mniejszą amplitudę), co skutkuje spadkiem lub nawet wartością zerową przy tej częstotliwości. Jednak czasami można to wykorzystać na swoją korzyść, bo jeśli zgra się ustawienie głośników w stosunku do ściany przedniej (za głośnikami) i ściany bocznej, to można „dostroić” zmiany odpowiedzi dźwiękowej. Powiedzmy, że masz szczyt w miejscu odsłuchu na danej częstotliwości. Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej jest, jeśli odległość od czoła głośnika do ściany przedniej, środka przetwornika do ściany bocznej i środka przetwornika do podłogi są różnej wartości, aby nie wzmacniać żadnego określonego zestawu harmonicznych, ponieważ wszystkie granice generują ten sam efekt SBIR. .Jeśli problemy nie zniknęły, można pokryć ściany bezpośrednio obok lub za głośnikami odpowiednimi materiałami akustycznymi, aby jeszcze bardziej zmniejszyć intensywność fali odbitej. Jeśli są problemy od 125 Hz w górę, ale poniżej ich nie ma, to wtedy cieńszy panel może być wystarczający, na przykład rzędu  5 cm. Jeśli pojawiają się problemy na samym dole zakresu częstotliwości, trzeba użyć coś znacznie grubszego- pułapkę basową GIK Acoustics Monster Bass Trap.

Zwykle zaleca się umieszczanie głośników na dedykowanych stojakach, a nie stawianie na biurku czy półce. Posiadanie monitorów na osobnych podstawkach daje większą swobodę w uzyskaniu doskonałego ustawienia głośników, a także może pomóc w oddzieleniu głośników od rezonującej powierzchni. Jeśli jednak monitory skończą na biurku lub stole, zdecydowanie trzeba będzie odprzęgnąć je przy pomocy podstawek na przykład- isoAcoustics.

Jednym z pierwszych obszarów, które zawsze zaleca się „leczyć” w pomieszczeniu, są wczesne (pierwsze) punkty refleksji (odbić). Te punkty to pierwsze punkty na ścianach bocznych, podłodze i suficie, od których fale dźwiękowe mogą się odbijać i wracać do miejsca odsłuchu. Te odbicia są głośne i szybkie, więc powodują wiele zakłóceń od niskich średnich do wysokich częstotliwości i mogą powodować nieregularne skoki w odpowiedzi i rozmazanie dynamiki. Na szczęście punkty odbicia są łatwe do usunięcia za pomocą kilku paneli akustycznych w odpowiednich miejscach, które zostały wyżej omówione w tym artykule. Mimo że problematyka wczesnych odbić została już omówiona to niektóre aspekty tego zagadnienia warto powtórzyć i rozszerzyć o inne- nieomówione kwestie. A więc- dźwięk odbija się nie tylko od ścian po lewej i prawej stronie, ale także od podłogi, sufitu i wszystkiego co jest pomiędzy nimi. Dźwięk bezpośredni łączy się następnie z dźwiękiem odbitym konstruktywnie lub destrukcyjnie, aby wyolbrzymić lub osłabić określone częstotliwości (filtrowanie grzebieniowe). Co więcej, dzieje się to na wielu częstotliwościach, gdy wybrzmiewają one z głośników i odbijają się wzdłuż wielu płaszczyzn od wielu powierzchni o różnym składzie, a wszystkie docierają do uszu w różnym czasie i z różną intensywnością. W rezultacie słuchacz nie jest w stanie dokładnie usłyszeć tego, co wydobywa się z głośników. Inną kwestią związaną z punktami wczesnego odbicia jest znaczenie symetrii pomieszczenia, zarówno pod względem kształtu, jak i kompozycji. Słuchacz, który znajduje się znacznie bliżej jednej ściany niż drugiej, prawdopodobnie doświadczy rozdętej sceny dźwiękowej po tej właśnie stronie. Miejsce odsłuchowe usytuowane między dwiema powierzchniami, które różnią się znacznie pod względem współczynnika odbicia, może napotkać wiele problemów, ponieważ różne częstotliwości są odbijane z różną szybkością przez słuchacza.

Oba scenariusze mogą z pewnością skutkować nierównowagą stereo, gdzie jedna strona jest „większa” od drugiej, niezależnie od tego, czy chodzi o bliskość jednej ściany, czy na drugą, filtrowanie grzebieniowe czy różnice w efektach fazowych. Chociaż istnieją różne poziomy dotkliwości w zależności od wielu czynników, punkty wczesnego odbicia muszą być zarządzane w każdym pomieszczeniu, w którym występuje krytyczne słuchanie. Konsekwencje braku zajmowania się nimi mogą być poważne, ponieważ filtrowanie grzebieniowe zazwyczaj powoduje, że słuchacz podejmuje decyzje, których normalnie nie podjąłby w odniesieniu do EQ, ustawienia, wyboru głośników itp. Oczywiście żadna z tych możliwości nie zapewni rozwiązanie, a nawet jeśli jest jakaś poprawa na jednej częstotliwości, generalnie pogorszą inną częstotliwość, a wszelkie zyski zostaną utracone, jeśli słuchacz poruszy głową nawet o parę cm w lewo lub w prawo. Z punktu widzenia „leczenia” stwierdza się, że powinna istnieć efektywnie bezechowa ścieżka między głośnikami monitora a uszami słuchacza. To, co zostało nazwane „bezechową”, jest dziś nazywane strefą wolną od odbić. Najbardziej oczywistym sposobem osiągnięcia stanu bezechowego jest wchłanianie. Chociaż dyfuzja jest czasem właściwym rozwiązaniem w kontekście projektu, który ją wspiera, w większości istniejących problematycznych przestrzeni absorpcja jest nie tylko bardziej efektywna, ale także prostsza i tańsza.

Panele o grubości 5 cm wykonane ze sztywnej wełny szklanej lub wełny mineralnej są najczęściej stosowanym produktem do obróbki punktów odbicia, ale panele o grubości 10 cm są świetną opcją, gdy wymagane jest dodatkowe wychwytywanie basów. Zazwyczaj panele są umieszczane na ścianach, a także jako chmura na suficie powyżej. Chociaż wczesne punkty odbicia można zlokalizować, obliczając je geometrycznie przy użyciu charakterystyk dyspersji głośników, łatwiejszym sposobem jest użycie „sztuczki z lustrem”.
Oto jak to zrobić: Usiądź w miejscu odsłuchu tak, jak zwykle podczas słuchania. Zaczynając od lewej ściany, poproś znajomego, aby przytrzymał lustro przy ścianie na wysokości głośnika, a następnie skieruj się do tyłu pomieszczenia. Kiedy zobaczysz odbicie lewego głośnika w lustrze, zaznacz to miejsce. To twój pierwszy punkt do refleksji. Kontynuuj schodzenie w dół ściany, a gdy zobaczysz prawy głośnik, zaznacz to miejsce. To jest twój drugi punkt refleksji. Zmień ściany i powtórz. Jeśli masz do czynienia z wieloma miejscami siedzącymi, powtórz ten proces dla każdego miejsca. Miejsca pierwszych odbić to obszary, które można szybko ulepszyć, w których ulepszenia przynoszą słyszalne korzyści.
Jak uporać się z problemami z basem? Istnieje wiele różnych rodzajów problemów z niskimi częstotliwościami w pomieszczeniach, ale większość sprowadza się do spadków w odpowiedzi (prowadzących do braku niskich tonów) i szczytów w odpowiedzi (prowadzących do błotnistego / dudniącego dźwięku) lub kombinacji tych dwóch. Największy wpływ na nierówności basów w większości pomieszczeń mają mody pomieszczenia, które powodują powstawanie fal stojących. Odpowiednie radzenie sobie z basem może być trudne, dlatego jest do dyspozycji wiele materiałów i wiele produktów (szerokopasmowe pułapki basowe, a także dostrojone pułapki basowe) specjalnie zaprojektowanych do tego celu. Zwykle akustycy starają się traktować co najmniej dwa rogi pułapkami basowymi ustawionymi od podłogi do sufitu lub (jeśli to możliwe) większą liczbą rogów wraz z pułapkami basowymi na tylnej ścianie.

Jak działają pułapki basowe? Niezależnie od tego, jaka może być aktywność modalna, najważniejsza jest wydajność w małych przestrzeniach, co oznacza, że ​​zawsze będzie trzeba zacząć „łapać” tam, gdzie nagromadzenie basu jest największe- wzdłuż każdej twardej powierzchni granicznej (ścian), ale się nasilają w rogach, gdzie spotykają się dwie twarde powierzchnie graniczne. Oznacza to rozpoczynanie w rogach, kiedy tylko jest to możliwe, ale niekoniecznie na tym się kończy. Istnieją również duże korzyści związane z pułapką basów, które można uzyskać, zamykając ściany obwodowe. Zacząć w rogach? Czemu? Tam, gdzie istnieje granica, wzrasta ciśnienie o niskiej częstotliwości. Każdy wymiar pomieszczenia ma 2 granice, które są na ogół równoległe do siebie. Jeśli ciśnienie rośnie wzdłuż każdej ściany to musi gromadzić się w rogach, a więc kiedy umieści się panel pod kątem 45 stopni przed rogiem pokoju, uzyska się największe tłumienie przy najmniejszej ilości „zużytego” miejsca. Dzieje się tak, ponieważ nie tylko tworzy się szczelinę powietrzną za pochłaniaczem, ale także znajduje się na końcach 2 lub więcej wymiarów pomieszczenia. Efektywne wykorzystanie przestrzeni ma kluczowe znaczenie w małych przestrzeniach, w których opcje rozmieszczenia mogą być ograniczone.

Płaskie ściany są również dobrymi kandydatami do pochłaniania basów. Podczas gdy umieszczanie narożnikowych paneli jest bardzo wydajne i pomaga w ogólnej kontroli czasu zaniku, nie wszystkie problemy związane z częstotliwością można rozwiązać wyłącznie poprzez „leczenie” narożników. Niektóre z nierówności charakterystyki częstotliwościowej pochodzą od „nieleczonej” tylnej ściany. Często to najdłuższy wymiar pomieszczenia, więc grubsze panele zawieszane na nich są właściwą drogą do lepszej sytuacji akustycznej w pokoju. Bardzo małe pomieszczenia wiele zyskują dzięki zastosowaniu 10. cm pochłaniaczy również na ścianach bocznych, jak i za głośnikami.
Podsumowując- każda mała, zamknięta przestrzeń będzie wymagała kontroli niskich częstotliwości, aby była przyjemna i użyteczna. W przeciwnym razie aktywność modalna, SBIR i przypadkowa interferencja fal, zarówno konstruktywna, jak i destrukcyjna, zdominują krajobraz dźwiękowy. Można to zrobić na kilka sposobów, a każdy z nich ma szczególne zalety pod względem czystej absorpcji, estetyki, wykorzystania przestrzeni, a nawet budżetu. Wszystkie te rzeczy należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji dotyczących pułapki basowej.
Pogłos i trzepotanie echa są najłatwiejszymi do zidentyfikowania problemami w każdym pomieszczeniu i są szczególnie rozpowszechnione w pomieszczeniach z dużą ilością pustych ścian i twardymi powierzchniami. Pogłos można łatwo kontrolować za pomocą odpowiednich paneli akustycznych, mniej lub bardziej równomiernie rozmieszczonych w całym pomieszczeniu, aby uzyskać ogólne wytłumienie. Jednak z pogłosem można również radzić sobie za pomocą dyfuzji, która pomoże przekształcić nadmierny zanik w bardziej kontrolowaną atmosferę zamiast usuwania energii dźwiękowej. Trzepotliwe echo występuje szczególnie między dowolnymi dwiema płaskimi, równoległymi ścianami i zwykle występuje w górnej połowie większości pomieszczeń, ponieważ dźwięk nie jest przerywany przez biurka, krzesła, wzmacniacze itp. I można go „leczyć” za pomocą absorpcji lub dyfuzji. Jak wspomniano w przypadku pogłosu, czasami preferuje się dyfuzję, a nie tłumienie, jeśli pożądana jest kontrola.
Ostre filtrowanie grzebieniowe, które szkodzi obrazowaniu stereo, powstaje często tam gdzie występują niskie sufity. Wysokie sufity zwiększają kubaturę pomieszczeń, co jest zawsze lepsze dla niskich częstotliwości, ale wymagają również dodatkowej obróbki, aby ujarzmić szkodliwe odbicia. Okna też są silnie odbijające, a rolety mają niewielki lub żaden wpływ na dźwięk. Czy pokój jest otwarty i ma skłonność do echa? Jeśli nie, gdzie są drzwi? Biorąc pod uwagę, że każde pomieszczenie jest inne, odpowiedź głośnika w nim umieszczonego jest nieprzewidywalna. Jednak większość entuzjastów hi-fi wydaje dużo pieniędzy na sprzęt i prawie nic na adaptowanie pomieszczenia, w którym są one umieszczane. Profesjonalni odpowiednicy prawdopodobnie wydadzą więcej na pomieszczenie, a mniej na sprzęt…

Może być tak, że mimo przygotowania pokoju pod względem akustycznym, wydania pieniędzy niemałych na sprzęt audio, nadal nagrania nie brzmią dobrze. Czy winne są wzmacniacze? Czy odtwarzacze? Czy sposób, w jaki potraktowany został pokój? Często to żadna z tych rzeczy. Jeden z najczęstszych problemów, które rozwiązuje się w konfiguracji pokoju, nie ma nic wspólnego z akustyką, ale jest równie ważny. Jest to kwestia ustawienia monitora, a jeśli jest to źle zrobione, wyniki są oczywiste. Niedokładne pozycjonowanie może spowodować wszystkie wymienione powyżej problemy i kilka innych dodatkowych. Dotyczy to studiów, pokoi 2-kanałowych i kina domowego. Oto niektóre z najczęściej ze spotykanych problemów:

  • Głośniki zbyt blisko siebie- takie ustawienie powoduje wąski obraz stereo. Nie ma prawdziwego poczucia, gdzie wszystko się układa w miksie. Zasadniczo podobny do obrazu mono, z wyjątkiem najbardziej ekstremalnie panoramowanych elementów.
  • Głośniki zbyt daleko od siebie- zostaje zaznaczona lokalizacja z lewej i prawej strony (elementy miksu przesunięte w lewo / w prawo „utknęły” w tym miejscu bez rzeczywistego poczucia większej atmosfery). Brak prawdziwego poczucia głębi mieszanki, a w niektórych przypadkach brak poczucia centralnego obrazu. W skrajnych przypadkach występuje wrażenie „dużego mono”, w którym wszystkie elementy miksu są zlokalizowane po lewej i prawej stronie z niewielkim lub żadnym centralnym obrazem.
  • Głośniki za niskie, ewentualnie za wysokie- w efekcie tępy, zamulony średni zakres; materiał źródłowy brzmi „płytko”. Efekt głośnika „pod kocem”. Dźwięk zmienia się radykalnie przy niewielkich pionowych ruchach głowy.
  • Nierówna odległość głośników od słuchacza- wyraźne staje się filtrowanie grzebieniowe, którego efektem mogą być schłodzone średnie i wysokie tony lub otępienie w środkowych i wysokich tonach; lokalizacja w lewym lub prawym głośniku, a nie poza nimi.

To nie jest pełna lista felerów- to tylko najczęstsze błędy, a przecież istnieje olbrzymia liczba ich kombinacji, które potęgują problemy dźwiękowe. Bardzo trudno jest osiągnąć jakikolwiek postęp w zakresie klarowności, dopóki nie zostaną one naprawione, więc zacznijmy od podstawowego trójkąta odsłuchowego w konfiguracji pokoju: Właściwym miejscem startu jest zawsze trójkąt równoboczny, co oznacza, że kolumny głośnikowe będą tak daleko od siebie, jak od słuchacza w miejscu odsłuchu. Zwykle odległość ta zaczyna się około 1.2 m lub więcej, a między 1.5 a 1.8 metra jest bardzo powszechna w studyjnych przestrzeniach odsłuchowych. Większość 2-kanałowych przestrzeni odsłuchowych zaczyna się około 1,8 m i może wynosić nawet 3,5 metra. Pamiętać jednak należy, że to tylko miejsce startu do poszukiwań czegoś lepszego. Indywidualne preferencje odgrywają tutaj ogromną rolę. Na przykład- jeden woli większą głębię w środkowych obrazach z trochę większym naciskiem na mocno przesunięte elementy, więc szuka miejsca trochę bliżej głośników niż wynosi baza między głośnikami siebie, a  inni wybierają bardziej jednolity obraz, więc ustawiają się dalej od głośników niż wynosi długość bazowa pomiędzy głośnikami.

Druga część ustawienia w pokoju to celowanie jak bardzo powinno się skierować głośniki do środka- czy celuje się w środek głowy czy punkt nieco za głową? Odpowiedź brzmi- może to pójść w obie strony. Jest to prawie całkowicie oparte na preferencjach i specyficznych właściwościach akustycznych przestrzeni, w której znajdują się głośniki. Praktyczna zasada jest taka, że głośniki powinny być odchylone o około 30 stopni, ale jak wszystkie takie „zasady”, może zostać złamana. Widzi się, odwiedzając pokoje audiofilskie,  wiele ustawień od 30 stopni do zera, bo w tym przypadku decydują eksperymenty i specyficzne właściwości akustyczne przestrzeni. Należy przestrzegać zasady- „nie spiesz się”, to wymaga dogłębnego wsłuchania się w efekty i rozwagi. Jeśli jednak zacznie się od bazowego trójkąta równobocznego (jak na rysunku dużo wyżej), ma się solidne miejsce startu do poszukiwań.

Jeśli chodzi o konfigurację pokoju, istnieje wiele nakazów i zakazów. Oto porady, czego należy unikać, jeśli to w ogóle możliwe, aby uzyskać najlepszy dźwięk:

  • Nie umieszczaj siedzenia bezpośrednio przy ścianie, z tyłu lub z boku. To najgorsze miejsce w każdym pomieszczeniu, jeśli chodzi o płynną charakterystykę częstotliwościową.
  • Nie umieszczaj żadnego głośnika lub subwoofera, który nie jest specjalnie zaprojektowany do wbudowania w szafkę lub wbudowania go w ścianę. Drastycznie zmienisz krzywą odpowiedzi. Zwrotnice są specjalnie zaprojektowane dla określonego obszaru przedniego na obudowie.
  • Nie umieszczaj subwoofera w rogu pokoju, jeśli możesz temu zapobiec. Prawie nigdy nie jest to nawet blisko najlepszego miejsca dla sub’a. Chociaż będzie dawał najbardziej wyraźny sygnał wyjściowy, zapewni również najmniej gładką krzywą odpowiedzi częstotliwościowej.
  • Nie wciskaj zbyt dużego ekranu TV do pokoju. To powoduje, że idziesz na kompromis w kwestii siedzenia i ustawienia głośników. Najpierw ustaw miejsce dla siebie, a następnie spójrz na rozmiar ekranu czy jest odpowiedni dla wybranej odległości oglądania, która nadal umożliwia dobre rozmieszczenie głośników.
  • Nie używaj głównych głośników w pełnym zakresie. Zdobądź subwoofera i pozwól mu działać. Połącz głośniki z częstotliwością 80 Hz (może się ta wartość nieznacznie różnić) i umieść sub’a tam, gdzie to możliwe. Następnie możesz przesuwać subwoofer, aby znaleźć najlepsze miejsce na odpowiedź basową bez zepsucia innych rzeczy. Dodatkową korzyścią jest usunięcie ogromnego obciążenia ze wzmacniacza, który napędza głośniki, pozostawiając więcej miejsca na zwiększenie dynamiki bez obciążania wzmacniacza.

 

 

[1]  to znacząca firma w środowisku producentów akcesoriów akustycznych z siedzibami w USA (GIK Acoustics USA, 3731 Northcrest Rd, Suite 29, Atlanta, GA 30340 USA) i Europie (GIK Acoustics Europe Ltd, Unit F Perseverance Mills, Giles Street Bradford, UKBD6 3HS UK). Produkty GIK Acoustics docierają do każdego zainteresowanego na całym świecie, korzystającego z wyselekcjonowanej sieci dystrybutorów, projektantów i instalatorów. Lista współpracujących firm jest duża i obejmuje przedsiębiorców z Izraela, Nowej Zelandii, Chin, Zjednoczonych Emiratów Arabskich, Indii, Malezji, Wietnamu, Szkocji i Słowacji. Pokoje demonstracyjne znajdują się w Wielkiej Brytanii (w dwóch miejscach), Niemczech i Francji.

 

Przejdź do części drugiej >> 
Przejdź do części trzeciej >>

Podobną problematykę podejmuje artykuł:
„Ustawienie głośników” >>
„Adaptacje akustyczne w małych pomieszczeniach” >>