Sobna akustika

Ne glede na kontekst, v katerem smo o njih govorili, je bilo ob govorcih vedno omenjeno nekaj drugega – prostor, ki jih obdaja. Ne glede na kontekst, v katerem smo o njih govorili, je bilo ob govorcih vedno omenjeno nekaj drugega – prostor, ki jih obdaja. Kot je bilo že večkrat poudarjeno, je zvočnike nemogoče opazovati ločeno od okolja, zato prostor predstavlja četrti (poleg gonilnikov, kretnic in ohišja) enakovreden dejavnik kakovosti pridobljenega zvoka. V temi tokratne številke se bomo ukvarjali z odnosom med zvočniki in prostorom, ki jih obdaja, principi postavitve zvočnikov ter akustičnimi kvalitetami različnih vrst prostorov.

Niste zadovoljni z zvokom vašega stereo/prostorskega avdio sistema? Preizkusili ste vse, od osnovnih nastavitev tona do priključitve ločenih EQ-jev, zdaj pa razmišljate o spremembi celotnega sistema? In si poskusil premakniti zvočnike za recimo petnajst centimetrov? Vsakemu pravemu borcu za dober zvok je sicer v krvi, da nikoli ni popolnoma zadovoljen z doseženim, a rešitev problema ne zahteva vedno tako radikalnih (in dragih) potez, kot je zamenjava nekaterih komponent sistema. Že omenjeno minimalno premikanje zvočnih škatel lahko drastično spremeni njihovo interakcijo z okoljem in ustvari razliko, ki je večja od tiste, ki bi nastala z zamenjavo ojačevalca ali kakšne druge komponente. Da bi izbrali in nato čim bolje razporedili zvočnike po prostoru, je treba prostor najprej akustično preučiti. S povečevanjem števila zvočnikov v sistemu se zapleta tudi njihova pravilna razporeditev, ker pa je vsak prostor neprimerljivo manjši od kino dvorane, se pojavi tudi problem prostorske stiske. Preden preidemo na načela postavitve zvočnikov v domačem okolju, bomo navedli nekaj osnovnih dejstev o prostorskih sistemih. Največja težava prostorskega sistema je: čim bolj enakomerno porazdeliti zvok po prostoru, tako da vsi gledalci/poslušalci enako uživajo v zvočnih učinkih. Zato morajo biti srednje in visoke frekvence zelo razpršene v prostoru, sicer večina občinstva ne bo slišala marsičesa od tistega, kar so jim namenili režiser in tonski mojstri. Zelo zahtevni so tudi zvočni efekti, ki zahtevajo nizke frekvence (grmenje, poki…), saj mora sistem premakniti veliko količino zraka, da efekt v celoti uspe. Poleg vsega tega se mora sistem ukvarjati z lomom in odbojem zvoka, ki nastaneta zaradi trka zvočnih valov v pohištvo in stene prostora.

"Gluhe" sobe
Ena največjih zmot, priljubljena med tistimi, ki se ne razumejo ravno na akustiko, je: "Najboljšo reprodukcijo zvoka dosežemo v prostoru, kjer ni odmeva". V takem prostoru že po definiciji ni loma in odboja zvočnih valov, odmevov in stoječih valov (ali pa sta vsaj zmanjšana na minimum). Ta napačna predstava je nastala iz želje, da bi glasba v trenutku poslušanja zvenela natanko tako, kot so si zamislili njeni avtorji, producenti in inženirji. Čeprav se na prvi pogled zdi privlačna, je ta ideja pravzaprav polna pomanjkljivosti. Najprej bi to morala biti soba brez udobja, ki ni združljiva z užitkom poslušanja glasbe ali gledanja filmov. Potem pa odsotnost odmeva pri večini ljudi povzroča nelagodje, saj nam zavračanje zvočnih valov služi tudi za orientacijo v prostoru. Vsi smo nenehno obkroženi z različnimi zvoki in njihovimi odsevi, ki smo jih tako navajeni, da jih sploh ne opazimo. To je preprosto normalno, naravno stanje stvari. Toda poskusite si predstavljati življenje v sobi, katere stene "vpijejo" vsak zvok in v kateri ni niti enega kosa pohištva. Strinjamo se, da bi bila to zelo neprijetna izkušnja, zato je ideja o "gluhi" sobi napačna. Spet po definiciji je nasprotje takšne sobe soba, v kateri se zvočni valovi neskončno odbijajo od sten. In resnica je kot ponavadi nekje vmes, saj izkušnje iz prakse pravijo, da je najboljši prostor za poslušanje glasbe (oziroma gledanje in poslušanje filmov) tisti, v katerem je odboj zvoka tako velik, da se počutimo udobno. v njem, vendar ne smejo resno spremeniti tonalitete in prostorskih značilnosti originalne reprodukcije.

Odsev
Tudi najmanjši zvočniki širijo zvok na precej veliko površino. To povzroči, da zvočni valovi udarjajo ob ovire (stene, pohištvo …) in jih odbijajo proti našim ušesom, kar zagotovo vpliva na kakovost in naravo zvoka, ki ga slišimo (slika 1). Problem odboja je še posebej izrazit v manjših prostorih, saj lahko majhna časovna razdalja med prihodom originalnega zvoka in njegovim odmevom povzroči zvočno zmedo in izgubo podrobnosti pri reprodukciji. V velikih prostorih, kot so koncertne dvorane ali kinematografske dvorane, zaradi večjega prostora odmev toliko zaostaja za prvotnim zvokom, da bi ga človeški um lahko registriral ravno kot odmev, in ne kot motnjo znotraj prvotnega signala. Pomembno je vedeti, da ta problem na različne načine in z različno intenzivnostjo prizadene različne glasbene zvrsti in celo instrumente. Na primer, v delih klasične glasbe bo ta težava vplivala na dele z veliko povezanimi globokimi toni (violončela, fagoti itd.) na drugačen način kot hitri in rezki toni tolkalca. Če vse to upoštevamo, je jasno, kakšni izzivi so pred prostorskim sistemom, namenjenim reprodukciji filmskega zvoka, sploh če gre za hišni kino. Na srečo za večino težav obstaja rešitev ali vsaj metoda, ki bo omilila neželene posledice. V tem primeru se uporabljajo metode absorpcije (absorpcije) in difuzije (razprševanja) zvoka.

Absorpcija
Zvočni val se ne more odbiti nazaj v prostor, če ga nekaj absorbira. Vlogo tistega »absorberja« pri zvoku najbolje opravljajo debele in težke tkanine (draperije, tapiserije…) ali akustične plošče. Masivna draperija je po svoji sestavi dovolj mehka, da prepreči neposreden odboj zvočnega valovanja na njeni površini, hkrati pa dovolj gosta, da upočasni (in celo popolnoma zaustavi) molekule zraka, ki poskušajo preiti skozenj. Natančneje, v trenutku, ko zvočni val zadene absorpcijsko površino, se molekule zraka upočasnijo do te mere, da skoraj popolnoma izgubijo sposobnost odbijanja od te površine, kinetična energija, ki so jo imeli, pa se zaradi trenja pretvori v toplotno. energija. Poleg tega najboljše rezultate s tkaninami dosežemo, če jih obesimo deset centimetrov od stene. Na ta način se med tkanino in steno ustvari zelo statična zračna blazina, ki popolnoma zaustavi zvočne valove, ki so nekako uspeli prebiti tkanino. Upoštevati moramo tudi, da nimajo vse tkanine enake sestave in učinka, zato preprosta, tanka sobna zavesa (najpogosteje nameščena zelo blizu stene/okna) ne bo imela skoraj nobenega vpliva na zvočne valove. Pri ocenjevanju "absorpcijskega koeficienta" določenega materiala smo pozorni na dve stvari: sposobnost redčenja in upočasnitve zvočnih valov in frekvenčno območje, na katerega dani material najbolj vpliva. Natančne podatke o vplivu različnih vrst tkanin in materialov na zvočno valovanje lahko najdemo le v strokovnih knjigah o akustiki, vendar sta najpomembnejši dve pravili glede absorpcije zvoka: debelejša in gostejša je tkanina ter prostor med tkanino in zid.

Difuzija
Difuzija je v tem primeru proces razpršitve primarnega zvočnega valovanja v manjše valove nižje intenzivnosti. Čeprav principi doseganja difuzije niso tako zapleteni, je doseganje tega v praksi lahko problematično. Vsak udarec zvočnega valovanja na trdo površino povzroči določeno stopnjo razpršitve, vendar je ta učinek veliko večji, če je površina nepravilne oblike. Po vrsti je lahko difuzijska površina konveksna ali konkavna. Konveksna (izbočena) površina je izjemno difuzna, enostavna za namestitev in na splošno zelo priporočljiva. Nasprotno pa konkavna (vdolbina) površina fokusira zvočne valove in se ji je treba za vsako ceno izogniti. Poleg teh preprostih načinov za doseganje difuzije obstajajo tudi tako imenovani "kompleksni difuzorji". Nekatera podjetja se ukvarjajo z raziskavami in proizvodnjo teh difuzorjev, ki so izjemno učinkoviti, a tudi relativno dragi. Njihova zasnova je narejena namensko, glede na vrsto prostora, za katerega so namenjeni, pa tudi glede na vrsto glasbe, ki bo v tem prostoru prevladovala. Ker pa vsak od naštetih postopkov, vsaj v naših razmerah, zahteva resnejša vlaganja, se lahko poslužimo kakšnega od preizkušenih trikov starih avdiofilov: če je na primer domača knjižnica v istem prostoru s stereom /surround sistem, razporedite knjige tako, da ne bodo v vrsti, ampak da štrlijo glede na velikost. To je preprost, poceni in vsekakor izviren način pridobivanja difuzijske površine, ki daje tudi dokaj solidne rezultate. Če tako "kompleksni" knjižnici dodate še draperije na stenah, boste poleg vizualne pomembno prispevali k zvočnim kvalitetam vaše sobe za užitek.

Velikost sobe in stoječi valovi
Poleg različnih vrst loma in odboja zvoka se v vsakem prostoru pojavljajo tudi tako imenovani stoječi valovi. Popolna razlaga tega pojava bi vzela več strani, bistvo pa je naslednje: vsaka soba je kot ločena in zaprta enota zelo podobna zvočniški omarici, torej predstavlja eno veliko resonančno škatlo. Znotraj tega polja se pojavljajo aksialni, tangencialni in diagonalni stoječi valovi, ki večinoma vplivajo na nizke frekvence. Ker se vsi prostori, še posebej stanovanjski, razlikujejo po velikosti, proporcih in vsebini, bo tudi videz stoječega vala v vsakem od njih edinstven. Če k temu dodamo še, da je zvočnik v tisti postavitvi resonator v resonatorju in temu dodamo prejšnje odstavke (odboj, difuzija …), je glavobol zagotovljen. Nekaj ​​pa lahko storimo, da čim bolj omilimo negativne učinke stoječih valov. Gre za izbiro prostora, kjer bomo namestili avdio sistem. Na žalost se le redki med nami lahko zares odločijo za to sobo, a poglejmo vsaj, če se s tem, kar imamo na razpolago, da kaj narediti. Prvo in najpomembnejše pravilo je: absolutno se izogibajte kubičnim prostorom! Nič boljši niso niti "kotni" prostori, zato je treba te variante sprejeti le, če res nimamo izbire. Voditi je treba pravzaprav razmerje med dimenzijami prostora, torej njegovo razmerje. Čeprav si akustiki niso popolnoma enotni glede idealnega razmerja, se strinjajo glede splošnih razmerij, ki so predpogoj za dobro akustiko (slika 2). In ta razmerja v večini primerov ustrezajo prostorom, katerih površina je v osnovi pravokotna. Pravokotni prostori poleg tega, da jih je največ (kar ni zanemarljivo), omogočajo lažje iskanje ustreznega položaja za zvočnike in boljšo razdaljo med avdio/video sistemom in gledalci/poslušalci. Kot »olajševalno okoliščino« velja opozoriti, da noben prostor ni popoln, niti namensko zasnovan za izjemno akustiko. Prav tako je iz vsega naštetega razvidno, da velikost prostora pravzaprav ni pomembna in jo je treba upoštevati le pri izbiri ojačevalca in zvočnikov ustrezne moči.

Če res želimo, da naš stereo ali prostorski sistem podpira akustično kvaliteten prostor, je potrebno vsaj minimalno upoštevati vsa pravila, navedena v tem besedilu. Vzporedno z razporeditvijo zvočnikov je treba izvajati tudi akustične izboljšave, čemur posvečamo naslednjo temo številke.