Войти
Добавьте информацию о вашей репетиционной базе!
Добавьте информацию о вашем магазине!

Домашние студии звукозаписи. Часть 5. Архитектурная акустика

18.09.2011

В прошлых статьях мы узнали, как оградить нашу студию от посторонних звуков, также были приведены возможные конструкции студийных окон и дверей, и определены задачи, решение которых необходимо для обеспечения вентиляции и кондиционирования внутри студийных помещений, то есть немного изучили строительную акустику.

А сегодня я хочу рассказать об акустике непосредственно внутри нашего помещения: почему в одних помещениях музыка звучит мощно, громко и чётко,  в других превращается в неразборчивую кашу, а в третьих звучит хоть и разборчиво, но вяло и неинтересно. Для начала уясним, что такое архитектурная акустика, и с помощью каких теорий она описывается.

Архитектурная акустика – это раздел прикладной акустики, изучающий:

  1. распространение звуковых волн в помещении;
  2. отражение и поглощение их ограждающими конструкциями;
  3. влияние отраженных волн на слышимость речи и музыки. 

Соответственно, существует целых три теории, описывающих процессы, происходящие при распространении звуковых волн внутри помещений, это:

  1. геометрическая теория
  2. статистическая теория
  3. волновая теория.

1. Геометрическая теория одна из самых древних, с её помощью были построены ещё греческие и римские амфитеатры, она основана на законах геометрической оптики, то есть распространение звуковых волн рассматривается аналогично распространению световых лучей: угол падения равен углу отражения, вогнутая поверхность фокусирует звук, выгнутая – рассеивает, гладкая поверхность отражает звук, как зеркало, шероховатая – рассеивает, наподобие матового стекла. Однако применение этой теории на практике ограничено весьма важным условием: размеры преграды должны быть многократно больше длины звуковой волны. Например для частоты 340Гц длина  волны будет около 1 метра, соответственно, чтобы её «отразить» размер преграды должен быть больше 10 метров, а таких размеров в «малой студии», понятно, быть не может. На низких частотах эти размеры ещё больше. Поэтому геометрическая теория применяется в настоящее время в основном для проектирования больших концертных залов. Однако, и для нас она всё-таки не бесполезна: с её помощью мы можем рассчитать время прихода первых отражений, просто измерив длину отраженного полом, стенами и потолком «луча», исходящего из источника звука. А также уменьшить их энергию, разместив в местах   отражения звукопоглощающий материал. Причём сделать это можно с помощью зеркала: двигая его вдоль стены, со своего рабочего места вы в определённой точке положения зеркала увидите в нём  мониторы, вот эту точку и нужно заглушить, если  первые отражения вам мешают. Однако, это правило действует только для средних частот, но об этом ниже.

2. Статистическая теория,  заключается  в рассмотрении процессов, возникающих в помещении, после выключения источника звука, как запаздывание многократно отраженных волн, и их постепенное ослабление в результате поглощения энергии волн преградами. Таким образом, с помощью статистической теории можно рассчитать время реверберации, и её спектральный состав, зная геометрические размеры помещения, и акустические характеристики ограждающих поверхностей.  Однако и статистическая теория имеет ограничения. Рассмотрим сначала процессы, возникающие в помещении с источником звука, смотрим на рисунок

Первым в точку приема, где находятся уши слушателя или микрофон, приходит по пути 1 прямой звук, затем по пути 2 и 3 звуки, отраженные от ближайших к источнику поверхностей, далее звуки по пути 4, отраженные от удаленных поверхностей, и претерпевшие двукратные, трёхкратные и т.д. отражения. Помещение начинает «звучать» совместно с инструментом.

Кстати, это очень важно для правильного звука. Дело в том, что отражения, приходящие к слушателю или микрофону с разных сторон, с определённой задержкой и спектральным составом, и создают то самое ощущение глубины и пространственности звука. Если вы «переглушите» помещение, то звук в нём будет сухой и неинтересный, тембры акустических инструментов будут малоузнаваемыми, к тому же, в случае концертного зала, или репетиционной «точки», вы значительно потеряете в громкости звучания инструментов, или акустических систем, вплоть до 9 дБ. Если же наоборот, время реверберации будет слишком большим, то следующая нота будет «наезжать» на предыдущую, ударные инструменты звучать с явным эхом, и музыка превратится в трудноразличимую кашу.

После прекращения звучания источника начинается процесс затухания колебаний. Сначала в точку приема приходят сравнительно редкие начальные отражения. Далее плотность запаздывающих импульсов увеличивается, а их энергия постепенно спадает. Собственно, именно этим спадающим «хвостом» и занимается статистическая теория. Однако, для расчетов принимаются некоторые допущения, в частности считается, что распределение амплитуд и фаз акустических волн носит хаотический характер (что далеко не так), из чего следует, что средняя плотность звукового поля во всех точках помещения одинакова (таковое поле называется диффузным), что тоже невозможно.

Например, в помещении размером 3 на 4 и на 5 метра возникнут т.н. «моды» - «стоячие» волны с частотами 57,  42,5, и 34 Гц (340/2/L, где 340 - скорость звука, а L – измерение комнаты), которые нарушат равномерность звукового поля, и создадут амплитудные «всплески» (резонансы) на этих, и кратным им высших частотах. Таким образом, применение статистической теории также ограничено, её можно применять только для тех частот, где модальные «всплески» сливаются друг с другом, и мало влияют на диффузность звукового поля.

Эта частота зависит от объема помещения, и его  геометрической формы, и ориентировочно вычисляется по формуле: 

f = K ( RT60 / V )1/2 (Гц),

где RT60 – это коэффициент реверберации, равный (в секундах) времени, за которое звуковое давление падает на 60дБ, V – объём помещения, а К – экспериментально полученный коэффициент, равен 1890 по одним данным, и 2000 по другим. 

Вот как раз выше этой частоты, называемой частотой Шрёдера, действует статистическая теория, причём, для частоты в 4 раза большей частоты Шрёдера можно уже применять и законы геометрической акустики. А область частот «вниз» от частоты Шрёдера, до частоты также приблизительно определяемой формулой:

f=340/2L (Гц),

где 340-скорость звука (м/с), а L-максимальный размер комнаты (м), называется «резонансной», и в ней применяют третью акустическую теорию.

3. Волновая теория. Данная теория рассматривает процессы, происходящие внутри помещения, как  постепенно затухающие сложные резонансы самого помещения (плюс воздух в нём, конечно), где помещение рассматривается, как объёмный резонатор.  Данная теория применяется для расчета мод помещения, а также для выбора оптимальных пропорций помещения, в котором моды были бы распределены наилучшим для слуха образом. Также с помощью волновой теории рассчитываются методы борьбы с модами – резонаторы Гельмгольца, панельные поглотители, и пр.

Таким образом, мы узнали сегодня о теориях, с помощью которых можно рассчитать акустические характеристики нашей студии. Вот о том, какими они должны быть, а также об устройствах,  позволяющих осуществить акустическую коррекцию помещения, мы и поговорим в следующий раз. 

Дмитрий Розе
RP-STUDIO

Читайте также:

Домашние студии звукозаписи:
акустическое оформление и звукоизоляция.
Часть 1

Домашние студии звукозаписи:
акустическое оформление и звукоизоляция.
Часть 2

Домашние студии звукозаписи:
акустическое оформление и звукоизоляция.
Часть 3. О герметичности

Домашние студии звукозаписи.
Часть 4. О студийной вентиляции

Купить Звуковое оборудование,Микрофоны, мегафоны, радиосистемы, наушники,Микрофоны,Радиосистемы,Микшерные пульты,Зонные микшеры,Активные микшеры,Аналоговые микшеры,Цифровые микшеры,Акустические системы,Мониторы,Активные акустические системы,Пассивные акустические системы,Мультимедиа и MIDI,MIDI-контроллеры,Звуковые карты,Усилители мощности и кроссоверы,Усилители,Кроссоверы,Приборы обработки звука,Процессоры эффектов,Эквалайзеры,Наушники,Прочее звуковое оборудование,Рекордеры, портостудии,Софт
Объявлений: (3266)
Фото Описание
Behringer Xenyx X2222USB
Аналоговые микшеры
Behringer Xenyx X2222USB
Год выпуска: 2013
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 29.11.2020
Kawai Q-80
Рекордеры, портостудии
Kawai Q-80
Год выпуска: 1989
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 14.11.2020
Electro-Voice  ELX112
Пассивные акустические системы
Electro-Voice ELX112
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 24.10.2020
Force  SPJ-212MA
Активные акустические системы
Force SPJ-212MA
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 19.10.2020
Shure PG81-XLR
Микрофоны
Shure PG81-XLR
Год выпуска: 2011
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 18.09.2020
JOGA Neo-32
Микрофоны
JOGA Neo-32
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 18.09.2020
Roland MC-50 MkII
Рекордеры, портостудии
Roland MC-50 MkII
Год выпуска: 1992
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 14.09.2020
The t. amp T1400
Усилители
The t. amp T1400
Россия. Санкт-Петербург
Опубликовано: 28.02.2020
BEYERDYNAMIC TG 100 H-Set
Микрофоны
BEYERDYNAMIC TG 100 H-Set
Год выпуска: 2019

Россия. Москва
Опубликовано: 18.02.2020
Ego Sys Wami Rack 24
Рекордеры, портостудии
Ego Sys Wami Rack 24
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 17.02.2020
AKAI PEQ6
Эквалайзеры
AKAI PEQ6
Год выпуска: 1988
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 17.02.2020
процессор эффектов Alesis MidiVerb II
Процессоры эффектов
процессор эффектов Alesis MidiVerb II
Год выпуска: 1989
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 07.02.2020
Kawai Q-50
Рекордеры, портостудии
Kawai Q-50
Год выпуска: 1988
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 13.01.2020
Yamaha GA 32/12
Аналоговые микшеры
Yamaha GA 32/12
Россия. Новокузнецк
Опубликовано: 24.12.2019
QSC RMX 2450
Усилители
QSC RMX 2450
Россия. Новокузнецк
Опубликовано: 24.12.2019
SBN Acoustic Lab SBN 1112H-1x12
Пассивные акустические системы
SBN Acoustic Lab SBN 1112H-1x12",2"BMS,125-22000Hz
Россия. Новокузнецк
Опубликовано: 24.12.2019
SBN Acoustic Lab SBN 218 Sub-2 x18
Пассивные акустические системы
SBN Acoustic Lab SBN 218 Sub-2 x18",31-800Hz,2800w
Россия. Новокузнецк
Опубликовано: 24.12.2019
Lexicon PCM 80 Made in USA Lexicon PCM 80
Процессоры эффектов
Lexicon PCM 80 Made in USA Lexicon PCM 80
Россия. Ногинск
Опубликовано: 02.12.2019
Opcode Studio 64X
MIDI-контроллеры
Opcode Studio 64X
Год выпуска: 1995
Россия. Великий Новгород
Опубликовано: 14.11.2019
Genelec 1029А
Активные акустические системы
Genelec 1029А
Россия. Ханты-Мансийск
Опубликовано: 03.11.2019

Оставить комментарий

Сейчас в базе:
Объявлений: 8606
Магазинов: 358
Реп. баз: 314
Студий: 310
Преподавателей: 203
Прокатных фирм: 70
Ремонтных фирм: 75
В помощь начинающим

"В помощь начинающим"
смотреть все

Описание моделей

"Описание моделей"
смотреть все

Обзоры

"Обзоры"
смотреть все

Интервью

"Интервью"
смотреть все

Новости

все новости

У вас не введён E-mail

Пожалуйста заполните это поле. Электронный адрес требуется для получения уведомлений о комментариях, в качестве Вашей контактной информации, а также для Вашей авторизации, в случае если вы забыли пароль или другие методы авторизации будут недоступны.