Книга на Итън "Аудио Експертът" обяснява аспектите, свързани с акустиката, много по-детайлно, отколкото настоящата статия, и съдържа три пъти повече информация



страница1/6
Дата16.11.2017
Размер0.87 Mb.
Размер0.87 Mb.
  1   2   3   4   5   6

Акустична обработка и дизайн на

звукозаписни студиа и стаи за слушане
Автор: Итън Уайнър
Новата книга на Итън “Аудио Експертът” обяснява аспектите, свързани с акустиката, много по-детайлно, отколкото настоящата статия, и съдържа три пъти повече информация.
Настоящата страница е актуализирана последно на 26 юни 2011г.
Този материал в момента се превежда за френскоговоряща аудитория от Кристиан Паран.
Тамаш Банфи е изготвил превод на на унгарски, който включва абсолютно целия материал с изключение на страничните панели с допълнителна информация.

ВЪВЕДЕНИЕ
Радва ме фактът, че е налице все по-засилен интерес към акустичната обработка. Допреди едва пет години беше рядкост човек да може да прочете статия в списание или материал в дискусионна група, третиращ теми, свързани с акустика, капани, улавящи басите, дифузори, стайни моди и т.н. Днес тези дискусии са нещо стандартно. Така и би трябвало да бъде – акустиката в рамките на звукозаписното студио или стаята за слушане е може би най-важният аспект от аудио изживяването!
В днешно време всички уреди предлагат приемливо равномерно представяне в рамките на най-важните части от аудио обхвата. Освен при високоговорителите и микрофоните, дисторцията е достатъчно слаба, за да може да се отбележи като маловажна. А шумът – голям проблем при аналоговите магнетофони – вече е почти ирелевантно съображение при модерните дигитални записи. С оглед текущото високо качество дори и при полупрофесионално аудио оборудване, истинският решаващ фактор всъщност се оказват собствените Ви умения като звукозаписен тонинженер, както и качеството на пространствата, в рамките на които записвате и взимате решения за миксирането на записа.
Какъв е смисълът да се закупи предварителен усилвател за микрофон, който е плосък като линия от DC към микровълните, когато акустиката в контролната Ви зала създава пикове и спадове с амплитуда от 20 dB в рамките на целия басов диапазон? Всъщност колко важни са реално артефактите, свързани с треперене 110 dB под музиката, когато стоящите вълни във Вашето студио създават огромна дупка при 80 Hz точно там, където сте поставили микрофон за акустичните баси? Очевидно е, че грешките при честотата на отговор с такъв магнитуд са огромен проблем, но повечето студиа и контролни зали страдат именно от този дефект. Още по-лошото е, че повечето собственици на студиа си нямат и представа, че техните пространства създават толкова изкривен отговор! Без да знаете как всъщност звучи Вашата музика, е трудно да създадете качествен продукт и още по-трудно да направите миксове, звучащи по същия начин и извън Вашата контролна зала.
Настоящата статия обяснява основните принципи на акустичната обработка. Част от материала е взет от статията ми, съдържаща “планове за капани, хващащи басите”, публикувана в списание “Електроник Мюзишън”; друга част е от уебсайта на моята компания; а трета е от постовете ми в различни аудио дискусионни групи. Основната част обаче е нова информация, която не се е появявала на други места. Консолидирал съм тази информация именно тук с цел да предоставя един обширен източник на информация, в който не фигурират каквито и да били комерсиални и търговски препратки. Целта ми е да предложа мнение, което да е пълно и точно, но успоредно с това и лесно за разбиране, използващо разумни и лесни за възприемане обяснения, вместо сложни математически решения и формули. Макар на пазара да са налични редица книги относно акустиката в звукозаписните студиа и стаите за слушане, повечето добри такива са написани по твърде технически начин от гледната точка на средностатистическия аудио ентусиаст, за да могат да бъдат разбрани лесно. А и би Ви се наложило да закупите и прочетете доста книги, за да извлечете по няколко релевантни и ценни елемента от всяка една. Всичката информация, представена тук, се отнася с еднаква сила за домашни кина, малки храмове и аудитории и други зали, където се изисква висококачествено възпроизвеждане на музика и аудио.
Със сигурност, настоящият материал ще се доразработва и разширява успоредно с набъбването на моите собствени знания. Заедно с това, когато хора ми задават въпроси или търсят допълнителни уточнения, ще включвам отговорите и допълнителната информация и тук. Също така, на уебсайта на компанията ми е налице набъбващ набор от статии и видео материали по теми, свързани с акустиката. Ако имате въпроси или коментари по теми, засягащи акустиката, моля Ви да не ми изпращате имейл. Предпочитам да ги публикувате публично в съответния форум, откъдето ме познавате и който знаете, че посещавам, или на моя собствен форум Акустика, поддържан от Списание EQ. По този начин усилията ми да предоставям отговори ще могат да помогнат и на околните – а предимството за Вас е, че ще можете да се консултирате и с отговорите, предоставени от други хора.

ЧАСТ 1: АКУСТИЧНА ОБРАБОТКА
Основните цели при акустичната обработка са четири: 1) да се предотврати повлияването на честотата на отговор в рамките на звукозаписни студиа и стаи за слушане от стоящи вълни и акустични смущения; 2) да се намали звъненето в следствие на модалните резонанси и да се намали времето на реверберация в големи студиа, църкви и аудиториуми; 3) да се абсорбира или дифузира звука в стаята, за да се предотврати ефекта на звънене и трептящо ехо, както и да се подобри стерео картината; и също така 4) да се предотврати изтичането на звук към или извън помещението. С други думи, да не позволявате Вашата музика да смущава съседите, нито пък на преминаващите отвън камиони да бъдат записвани от микрофоните Ви.
Моля, имайте предвид, че акустичното третиране, разглеждано в рамките на настоящия материал, е разработено с цел да се контролира качеството на звука в рамките на една стая. Целта му не е да предотвратява разпространението на шума между стаите. Предаването и “изтичането” на звука се намалява посредством конструкционни похвати – като се използват дебели, масивни стени и се изолират структурите на сградата – най-общо чрез местене на стените и подовете и увисване на улавящи стойки към таваните. Въпросите по изолирането на звука не се покриват в обхвата на настоящия материал. За да научите повече относно изолацията и видовете конструкции, които са нужни за тази цел, препоръчвам материала “Домашно звукозаписно студио: Направете го като професионалистите” от Род Джървей.
Правилната акустична обработка може да превърне стая със заглушен звук, слаба дефиниция на средните честоти и непостоянни характеристики на басите в стая с ясен и стегнат звук, в която е удоволствие да слушаш музика и да работиш. Без ефективно акустично третиране е трудно да чуеш какво правиш, което съответно кара човек да работи по-интензивно, за да направи добър микс. В рамките на домашното кино лошата акустика може да накара звука да е по-малко ясен, по-труден за локализиране и с неравна честота на отговор. Дори и да похарчите хиляди долари за най-прецизните високоговорители и друго налично оборудване, честотата на отговор, която всъщност реализирате в рамките на необработена стая, най-вероятно варира с отклонения от поне 30 dB.
Има два основни вида акустична обработка – абсорбатори и дифузори. Също така, има и два вида абсорбатори. Единият вид контролира средните честоти и високочестотните отражения; а другият – капанът, хващащ басите – е предимно за ниските честоти. Най-често се налага да се приложат и трите вида обработка, преди една стая да стане подходяща за взимане на качествени решения по време на миксиране и за сериозно слушане.
Редица собственици на студиа и аудиофили инсталират акустична пяна по стените си, като погрешно смятат, че това е достатъчно. В края на краищата, ако пляснете с ръце в стая, третирана с пяна (или стъклопласт, одеяла или кори за яйца), няма да чуете реверберация или ехо. Но тънкият слой обработка не прави нищо, за да контролира нискочестотната реверберация или отраженията – а пляскането с ръце няма да разкрие този проблем. Сутеренните студиа и холовите помещения с тухлени или бетонни стени са особено засегнати от този проблем – колкото по-твърди са стените, толкова по-рефлективни са те при ниски честоти. И наистина – простото изграждане на нова гипсокартонена стена на няколко сантиметра навътре от външната бетонна стена помага за намалянето на отраженията при най-ниските честоти, тъй като с огъването си гипсокартонът също така и абсорбира по малко.
Вероятно се питате защо изобщо се нуждаете от акустична обработка, след като малко хора от тези, които ще слушат Вашата музика, ще се намират в стая, която е акустично обработена. Причината е проста: всички стаи имат различен звук – както по отношение на степента им на “оживление”, така и спрямо честотата на отговор. Ако направете микс, който звучи добре във Вашата стая – притежаваща своя собствена специфична честота на отговор – има вероятност той да звучи много различно в други помещения. Ако Вашата стая например страда от сериозна липса на дълбоки баси, Вашите миксове най-вероятно ще съдържат твърде много баси, тъй като сте компенсирали неправилно въз основа на това, което сте чули. А ако някой друг пусне Вашата музика в стая с твърде дълбок бас, тази грешка би била допълнително увеличена, като слушателят би чувал твърде много дълбоки баси. Затова единственото практично решение е да направите стаята колкото се може по-точна, така че всякакви вариации, които другите слушатели изпитват, да са следствие единствено от реакциите, налични в рамките на техните стаи.


ДИФУЗОРИ И АБСОРБАТОРИ
Дифузорите се ползват за намаляне или елиминиране на повтарящото се ехо, което е налице в стаи с паралелни стени и плосък таван. Макар и да има различни философии относно това, колко естествена реверберация трябва да е налице в звукозаписните студиа и стаите за слушане, всички дизайнери на професионални студиа са единодушни, че е по-добре да се избягват периодичните отражения, причинявани от паралелни стени. Поради тазаи причини дифузията често пъти се ползва в допълнение към абсорбцията с цел да се овладеят такива отражения. Този вид обработка е универсално приет като по-добър от това, да се “умъртви” изцяло стаята, като всички стени се покрият с абсорбиращ материал. За мен, идеалната стая за слушане разполага със смесица от отразителни и абсорбиращи повърхности, като не е налице широка площ, която да звучи само като “жива” или “мъртва”. Имайте предвид, че “жив” и “мъртъв” като описания, изпозлвани в настоящото, засягат единствено средните и високи честоти. Третирането за ниски честоти е напълно отделна тема и като такава ще бъде разгледано отделно.
Най-простият тип дифузор се получава, ако се прикрепят един или повече слоя шперплат към стената под лек ъгъл, така че да се предотврати многократното отскачане на звука между едни и същи две стени. Като алтернативен вариант, е възможно шперплатът да бъде огънат в извита форма, макар че това решение е по-трудно за инсталиране. На практика, това представлява дефлектор, а не дифузор – както ще опиша по-детайлно по-доолу. Дефлекторът обаче е достатъчен, за да се предотврати трептящото ехо между паралелни повърхности.
Снимката по-долу демонстрира огънат дефлектор, който направихме заедно с мой приятел за контролната стая в домашното му звукозаписно студио. Разположен е срещу прозореца в контролната стая и е точно същия размер като прозореца (шест на три фута) с цел да се запази симетрията в стаята. Ако направите такъв вид дефлектор, задължително натъпкайте парченца меко фибростъкло в свободното пространство зад дървото, за да попречите на кухината да резонира. В идеалния случай кривата би трябвало да е по-ясно изразена от това, което виждате тук, а центърът й да се намира на по-голямо разстояние от стената. Приятелят ми вече разполагаше със шперплат с дебелина 0.9 сантиметра, който оползотворихме, но се оказа много труден за огъване. Ако бяхме използвали шперплат с дебелина 0.6 сантиметра, огъването щеше да е по-лезно, което щеше да ни позволи да увеличим кривата.
Снимката е предоставена от Ейвид Рекърдс.
Истинските дизайни на дифузори използват неправилна повърхност със сложна шарка, като целта е да се постигне по-сериозно разпръсване на звуковите вълни. Друг вид, който е показан по-долу, използва камери с различни дълбочини. Забележете, че за да е ефективна дифузията, следва да третирате повече от само няколко зони. Когато стените са паралелни, добавянето на дифузия само към малък процент от повърхностната площ няма да намали неприятното ехо толкова добре, колкото ако обработите едната или двете стени по-цялостно.
Снимката е предоставена от РиълТрапс.
Повтарям отново, че закривените и поставени под ъгъл стени, които описах по-рано, представляват дефлектори, а не дифузори. Истинският дифузор разпръсва звуковите вълни в различни посоки на базата на честотата им, а не просто като пренасочва всички вълни в една и съща посока. Това е важна отличителна черта, тъй като плоската повърхност, поставена под ъгъла или извита по определен начин, все пак благоприятства за тромаво звучащи пикове и спадове, познати като гребенов филтър. Истинският дифузор изцяло избегва директните отражения и така предлага много по-открит, прозрачен и естествен звук, отколкото простата плоска или огъната повърхност. Освен че звучат по-малко цветно от поставена под ъгъл или огъната стена в контролната стая, дифузорите изпълняват и още една полезна функция в рамките на звукозаписните стаи: те могат да намалят изтичането на зук между инструменти, които се записват в едно и също време. Докато стена, поставена под ъгъл, просто отразява звука – евентуално към микрофон, който трябва да улови друг инструмент, дифузорът разпределя звука в много по-широк обхват. Така че каквото и да достигне до грешния за съответния запис микрофон, то ще е с осезаемо намалено ниво, тъй като само малка част от оригиналния звук е достигнала до там. Остатъкът е разпръснат към другите части на стаята.
За съжаление, качествените дифузори, предлагани в търговската мрежа, не са евтини. Какви алтернативи са налице за тези от нас, които не могат да си ги позволят? Като се абстрахираме от дифузорите тип “силует”, които понякога се изработват от пластмаса и не са особено скъпи, има възможност да направите стената изцяло или частично мъртва. За хората, разполагащи с много малък бюджет, превръщането на задната стена в контролната стая в напълно мъртва може да се окаже единственото решение. Поне това премахва трептящото ехо между предната и задната стена, макар и за сметка на неестествен и скучен звук. Но и това е по-добро от кухия, скучен звук, който се получава при изцяло плоска рефлективна повърхност. Друга опция е да се направи задната стена на контролната стая частично рефлективна и частично абсорбираща. Можете да постигнете това, като умъртвите стената напълно, след което я покриете с тънки вертикални ленти дърво, което да отразява част от звука обратно към стаята. Ако променяте по малко разстоянието от лента до лента, ще намалите малко съгласуваността на отраженията, което допълнително подобрява звука.
Бързите повтарящи се еха – наричани също така и трептящи еха – могат да оцветят звука в стаята и да поставят ударението върху честоти, чиято дължина на вълната отговаря на разстоянието между стените и между пода и тавана. Трептящите еха често се идентифицират като “бучащ” звук със специфично ниво. Ако пляснете с ръце в “жива” стая или в празно стълбище или тунел, лесно можете да доловите този тон. Ако стаята е по-голяма, най-вероятно ще забележите по-скоро скоростен ревербиращ ехо ефект – “трептенето”. По-малките стаи резонират на по-високи честоти, така че там е по-вероятно да чуете специфичен тон, продължаващ да е налице дори и след спирането на първоначалния звук. Този ефект се нарича звънене. Освен очевидните неприятни ефекти, причинени от ехата, звъненето създава неприятен звуков подпис, който може да проникне в записите, направени в съответната стая, и да повлия негативно звука на всичко, което се свири през високоговорители в тази стая.
Забележете, че ехото, трептящото ехо и звъненето са тясно свързани, така че времето на забавянето и степента зависят от разстоянията между срещулежащите повърхности. При малки отстояния, тонът на трептенето е свързан директно с разстоянието. У дома имам дълго стълбище с разстояние от 36.5 инча между стените. Когато плесна силно с ръце, чувам отчетлив тон на F#, чиито тон е около 186 Hz, а половината дължина на вълната на 186 Hz е 36.5 инча. Но при по-големи разстояния може да чуете по-висока честота от тази, която отстоянието би индикирало, в зависимост от това, какъв звуков източник стимулира ехата. Например, ако пляснете с ръце или по друг начин оживите стая единствено със средни честоти, единствените резонанси, които могат да отговорят, също са на средни / високи честоти. Така че ако разстоянието между паралелните стени благоприятства резонанс на, да речем, 50 Hz, може да чуете 200 Hz или 350 Hz, когато плеснете с ръце.
Както и при дифузията, абсорбцията на средните и високите честоти помага за минимизиране на ехата и звъненето. Но за разлика от дифузията, абсорбцията също така намалява и времето на реверберация в стаята. Това прави звука по-ясен и Ви позволява да чувате по-добре съдържанието на записа, като минимизира аудио приноса на стаята. Например, ако взимате решенията при миксирането в стая, което е твърде силно реверберираща, най-вероятно ще прибавите електронно твърде малко реверберация, тъй като това, което чувате, включва и свойствената за стаята реверберация. По същия начин, ако дадена стая звучи твърде ярко поради недостатъчна абсорбция, миксовете Ви ще звучат приглушени, когато се пуснат на други системи, тъй като корекциите при високите честоти, които направите, ще са некоректни. Поради това дифузията се ползва, за да се предотврати трептящото ехо, звъненето и гребеновото филтриране, но без да се намаля естествената атмосфера на стаята.
Нискочестотните абсорбатори – капаните за басите – могат да се ползват за намаляване на времето на нискочестотно ревербериране в голямо пространство, но по-често се ползват в звукозаписни студиа и в стаи за слушане, за да се намали модалното звънене и да се подравни честотния отговор в басовия диапазон. Това е особено силно валидно за малки помещения, където слабият нискочестотен отговор е основният проблем. На практика, малките стаи реално нямат никаква реверберация при ниски честоти. Вместо това, доминира звъненето при индивидуалните честоти на стаята. При големи звукозаписни студиа обаче, както и при църкви и аудиториуми, намалянето на нискочестотното ревербериране е важна причина за адаптирането на капаните, хващащи басите.


АБСОРБАТОРИ ЗА СРЕДНИ И ВИСОКИ ЧЕСТОТИ
Безспорно най-ефективният абсорбатор за средните и високите честоти е твърдото фибростъкло. Оуенс-Корнинг 703 и 705, както и еквивалентни продукти на други производители, представляват стандартните абсорбиращи материали, ползвани от професионални студио дизайнери. Освен че са изключително абсорбиращи, те също така са и огнеустойчиви, a при монтиране на стена могат дори да забавят разпространяването на топлината. Твърдото фибростъкло се продава на панели 2 на 4 фута и с дебелина от 1 до 4 инча. Предлагат се и по-големи размери, но 2 на 4 е много по-удобен за повечето студийни приложения, а и доставката и превозът им са по-евтини. Важи същият принцип както и при всички абсорбиращи материали – колкото по-дебел, толкова по-ниска честота ще абсорбира. С други думи, фибростъкло 703 с дебелина един инч абсорбира сравнително качествено до 500 Hz. При дебелина два инча, същият материал е еднакво добре абсорбиращ до 250 Hz. Вж. “Измерване на абсорбцията” в страничния панел с допълнителна информация относно това, как се правят тези измервания.
При дадена дебелина модел 703 е около два пъти по-абсорбиращ, отколкото акустичната пяна при по-ниските честоти и, най-общо погледнато, струва доста по-малко. Още по-добър за ползване при ниски честоти е моделът 705-FRK, който е много по-абсорбиращ от 703 при честоти от 125 Hz и надолу. FRK е съкращение от “Foil Reinforced Kraft” (Kraft хартия, подсилена с фолио). Този продукт наподобява материала, от който се изработват хартиените торбите за хранителни продукти, но с тънък слой метално фолио от едната страна. Хартията FRK не е разработена за акустични цели, а за да се ползва като пароизолация в домашни условия. По щастливо стечение на обстоятелствата, тя има и добри акустични качества. Имайте предвид, че хартията отразява средни и високи честоти, когато се инсталира с хартиената страна към стаята; в зависимост от ситуацията и приложението, това може да не е особено желателно като визия. 705 се предлага също така и без хартиена задна страна.
Макар и панелите 703 и 705 да са по-ефективни, отколкото пяна със същата дебелина, те най-често се покриват с плат с оглед подобряване на външия им вид, както и за да се предотврати пренасянето на стъклените нишки във въздуха. Това увеличава цената и сложността по отношение на изграждането и монтирането на тези панели. На практика, вероятността фибростъклени частици да се пренесат във въздуха е малка, освен ако самият материал не бъде физически обезпокоен, примерно с удар или при сблъсък. Таблица 1 по-долу представя сравнение между 703, 705-FRK с отразяващата хартия откъм открита страна, и типична пяна. Забележете, че панелите от пяна, които се продават като материал за акустична обработка, често са допълнително оформени с оглед външния вид, както и с оглед да абсорбират по-добре звука, пристигащ под ъгъл. Премахването на част от материала намалява ефективността на пяната при ниските честоти. Ако твърдо фибростъкло се сравнява със солидни панели от пяна със същата дебелина, разликата при представянето при ниските честоти най-вероятно би била по-малка. Липсата на оформена повърхност обаче би намалила абсорбцията на пяната при високи честоти.
Таблица 1: Коефициенти за абсорбция на 703, 705-FRK и известна марка оформена акустична пяна при различни честоти. Всички материали са с дебелина два инча и са приложени директно към стената.
Не е трудно да се разбере защо фибростъклото модел 705 е толкова много по-абсорбиращо от типичната оформена пяна при ниските честоти. Освен факта, че оформената пяна тежи горе-долу наполовина колкото солидната пяна поради премахването на материал с цел създаване на неравномерна повърхност, друго съображение е плътността. Според данните от теста, публикуван от редица производители на гъвкаво фибростъкло и минерална вата, по-плътните видове абсорбират по-силно при ниски честоти. Данните, публикувани от Джонс-Менвил за тяхната гама фибростъкла и показани по-долу, са един от примерите. Акустичната пяна е с плътност от под 2 фунта на кубичен фут (pcf) [30 kg/m3], сравнено с плътността от 6 pcf [90 kg/m3] на 705 фибростъклото.
Проведените от мен самия тестове в рамките на сертифицирана лаборатория за акустика потвърждават това, като демонстрират, че по-плътните видове твърдо фибростъкло абсорбират над 40 процента повече от по-малко плътните видове при честоти от 125 Hz надолу. Наскоро проведох тази серия измервания в тестовата лаборатория на моята компания, която показва още по-убедително взаимовръзката между плътността и нискочестотното представяне. Независимо каква е причината, няма спор, че при даден размер и дебелина на панела моделът 705-FRK e осезаемо по-ефективен при ниските честоти, отколкото стандартна акустична пяна със същата дебелина. Важно е обаче да се разбере, че плътността на даден материал е само един от факторите, определящи ефективността му като абсорбатор. Очевидно е, че ако плътността стане твърде висока, материалът би отразявал повече, отколкото да абсорбира, така че е грешно да се извежда директно заключението, че по-високата плътност винаги е по-добрият избор. Поради тази причина данните от тестове винаги трябва да бъдат последният арбитър по отношение на ефективността на даден продукт.
Както данните по-горе ясно сочат, панелите от твърдо фибростъкло 6 pcd абсорбират осезаемо повече при ниски честоти, отколкото по-малко плътният материал 3 pcf.
Един важен начин да се подобри резултата при обработка на ниски честоти на всеки един абсорбиращ материал – освен да се направи по-дебел – е материалът да се постави на разстояние от стената или тавана. При определена дебелина на материала, увеличаването на дълбочината на въздушната възглавница намалява честотния обхват, който материалът абсорбира. Например модел 703, дебел два инча, има абсорбционен коефициент от 0.17 при 125 Hz, когато се монтира директно на стена. Ако материалът се постави на 16 инча от стената, тази стойност се увеличава до 0.40 – почти трикратно подобрение. Разбира се, малцина са тези, които биха били готови да жертват толкова много пространство в стаите си. А дори и много дебелият модел 705-FRK (четири инча) с празнина от един фут няма да абсорбира най-ниските честоти толкова добре, колкото специално пригоден капан за баси, който е оптимизиран именно за тази цел. Капаните, улавящи басите, абсорбционните коефициенти, както и отстоянието на абсорбционния материал ще бъдат описани отделно в детайл по-късно.



Сподели с приятели:
  1   2   3   4   5   6


©zdrasti.info 2017
отнасят до администрацията

    Начална страница