Обладнання приміщення для прослуховування музики

image

Навряд чи знайдеться багато людей на Хабре, хто не любить музику або кіно. Але ось ви вирішили, що вам набридли навушники, що хочеться послухати, як насправді звучить ваша улюблена музика, і, назбиравши трохи грошей, ви від душі походили по різних магазинах і купили гарну (на ваш смак) аудіосистему.

Частіше, ніж того хочеться, такі покупки не приносять очікуваного задоволення. Коли колонки розставлені там, де зручно і практично, кабелі підключені і запущений улюблений трек, з'ясовується, що все грає не так, як очікувалося. А вся справа в тому, що кімната, в якій грає музика, є суттєвою частиною аудіосистеми, і саме ігнорування цього факту є найбільш частою причиною безглуздих додаткових витрат на непотрібні компоненти, судомних метань по кімнаті в пошуках правильного розташування колонок і інших неприємностей. Про те, що зробити, щоб повернути чарівність звуку, і витягнути з системи максимум звучання, прошу під кат.

Нижче я буду говорити про музику, але все сказане відноситься до кіно і будь-якого іншого виду мистецтва з аудиокомпонентой. Почнемо з типових ворогів хорошого звучання.

Кімната з приблизно однаковими розмірами у будь-якому з вимірювань.

Хто пам'ятає фізику, одразу здогадається, в чому справа. А справа, звичайно ж, у паразитних резонансах. Звукова енергія від динаміків, будучи відображеною від стін, може накопичуватися на тих частотах, на яких спостерігається стояча хвиля. Однакові розміри у приміщенні призводять до двох неприємних ефектів одночасно. По-перше, на частотах, довжина хвилі якої кратна розміру кімнати, буде більш гучне звучання. Найбільша гучність буде на половині довжини хвилі, потім на чверті і т. д. Друга проблема — загасання звуку на цих частотах відбувається значно повільніше. Бас-гітара вже грає на інший струні, а ви все ще чуєте відгомін від попередньої ноти. Так як типові розміри кімнат — від двох до чотирьох-п'яти метрів, основні резонансні частоти виявляються в діапазоні від 30 до 50 Гц, в суворій відповідності з формулою:

image

деl — довжина хвилі в метрах, а — швидкість звуку в повітрі дорівнює 331 м/с. зокрема, для кімнати розміром в 2 метри частота, відповідна полудлине хвилі, буде дорівнює 82.75 Гц, а у триметровому розмірі ми отримаємо гудіння біля улюблених 50 Гц.

У реальності в кімнаті виникає багато стоячих хвиль, так як вони йдуть не тільки перпендикулярно стінах і підлозі, але і від кута в кут, і щоб приблизно порахувати, на яких частотах виникнуть резонансні моди, корисно використовувати цю формулу:

image

де значення p, q r дорівнюють нулю або одиниці для різних мод, а L, W H позначають довжину, ширину і висоту кімнати відповідно. Нас не будуть особливо цікавити моди вище третин, з тієї причини, що чим вище частота, тим ближче ці моди один до одного, і тим менше їх вплив, в результаті чого частотна характеристика кімнати згладжується. Якщо вас цікавить тангенціальна мода для довжини, то ставимо 1 над L, якщо коса горизонтальна мода (наприклад, з кутка в куток), то ставимо 1 над L W, а якщо потрібна коса мода з нижнього кута у верхній, то у формулі присутні всі одинички. Все просто. Добрі люди давно подумали за нас, і погугливши можна знайти готову табличку Excel з формулами (або сайт зі скриптом), куди ви вставите розміри своєї кімнати й відразу побачите всю картину.

Тут треба врахувати ще одну просту істину: в музиці рідко присутні частоти нижче 30 Гц, а чутливість нашого вуха до цих частот значно нижче (ми їх практично не чуємо, а швидше відчуваємо тілом). Їх більше в кіно, де багато звукових ефектів, але навряд чи вас буде сильно хвилювати питання якості звучання вибуху бомби. По секрету скажу, що суб'єктивно приємне відчуття від хлесткості звуку «бубумс», як, втім, і ударів палички про барабан, значно більшою мірою залежить від більш високих гармонік, в діапазоні 150-400 Гц. З цієї нескладної теорії ми робимо ще більш простий висновок: для того, щоб баси звучали рівно і без гулу, добре б мати кімнату побільше і з різними лінійними розмірами. А самий пекло для басів трапляється в кімнаті розміром 3 на 3 на 3 метри, де слухати музику не вийде ні при якому розкладі, якщо тільки ви не шанувальник барокової музики.

І ще: наведена вище формула працює в ідеальному випадку абсолютно відображають стін. В реальній кімнаті резонансні частоти будуть залежати не тільки від цієї формули, але ще і від матеріалу стін, сусідніх приміщень і волі долі. Знаю на власному досвіді.

Гіпсокартон

Цей матеріал привабливий тим, що дозволяє швидко і дешево побудувати внутрішні стіни і сором'язливо прикрити невдачі вітчизняної будівельної індустрії. Але, на жаль, лист гіпсокартону (навіть подвійний), прикріплений до металевого каркасу зі стандартним кроком, є чудовою мембраною. Він живцем поховає практично весь бас, який, тужачись, будуть видавати ваші колонки. А в процесі похорону він ще й буде переотражать цей звук на своїх власних резонансних частотах, іноді дуже чутно подгуживая.

Питається, що робити? Якщо вам дісталася готова кімната, ситуацію може частково врятувати сабвуфер. Якщо ви прочитали цю статтю до початку будівництва або ремонту, можна встигнути вжити превентивні заходи. Наприклад, можна зробити більш частий крок каркаса і до вертикальних стійок додати горизонтальні елементи. В якійсь мірі це поліпшить ситуацію, але сподіватися на диво не варто: жерстяної каркас сам по собі недостатньо жорсткий, і гіпсокартон все одно буде резонувати і поглинати, але ефект буде слабшою і ви, можливо, зможете позбутися від гудіння. А в ідеалі краще викласти стіну перегородочными плитами або (це взагалі казка) цеглою.

Голі стіни

Нескладно здогадатися, чим загрожують голі стіни. Відбиваючись від дзеркала, звук на будь-якій частоті буде довго гуляти по приміщенню, перетворюючи музику в кашу.

Найгірше голий бетон. Навіть шпалери вже трохи рятують ситуацію. Але якщо ви відноситесь до звуку серйозно, то використання різних поглинаючих матеріалів не уникнути. Треба зауважити, що необов'язково покривати всі стіни поглиначем. Найчастіше в житловому приміщенні це зробити неможливо. Тому треба просто втягнути в кімнату все, що поглинає звук: м'які меблі, найкраще матерії, а не шкіряну, м'які іграшки, килим на підлогу (або на стіну, якщо ваша дружина ваш смак зазнає таке). Дуже гарні відкриті книжкові шафи, бажано з книгами різного розміру. Штори відмінно працюють з м'якого щільного матеріалу. Навіть дерев'яні меблі і та допоможе.

Хороший тест на результат: сядьте туди, де ви збираєтеся слухати музику, і різко лясніть. Якщо після бавовни ви почуєте неприємний металевий дзвін, то треба щось робити.

Якщо ви хочете піти далі і оснастити приміщення спеціальними звукопоглинальними конструкціями, то важливо постаратися розмістити їх трохи далі від стіни, а не прямо на стіні. Вся справа в тому, що чим ближче поглинач до стіни, тим з більш високою частоти починається поглинання звуку. Нам хочеться почати хоча б з 300 Гц, це частота, при якій звукова хвиля починає ставати спрямованої, поглинач реально починає поглинати, і можна цілеспрямовано розміщувати поглинач на шляху відбитого звуку від колонки до вас. А ще ми пам'ятаємо, що гул саме на цих частотах істотно впливає на суб'єктивне сприйняття баса. Характерний розмір напівхвилі для цих частот — близько півметра, тому добре б розмістити поглинач приблизно на такій же відстані від стіни.

Якщо хабражітелі соблаговолят до порушеної теми, в наступній статті з задоволенням поділюся ідеями саморобних конструкцій для поглиначів.

Ще кілька практичних порад щодо розміщення поглиначів. Для них дуже добре підходить простір між колонками на стіні за ними, а також протилежна колонкам стіна. Бічні поглиначі, краще ставити в двох (а точніше — чотирьох, з урахуванням симетрії) місцях. Перше місце: це шлях відбитого звуку від колонки до точки, де ви будете сидіти. Щоб знайти це місце, треба поставити біля стіни дзеркало так, щоб ви побачили динаміки. Але з таким поглинанням не можна переборщувати. Якщо ви занадто заглушіть відбитий від бічних стін звук, то стереоефект ви почуєте тільки у вузько певному місці. Трохи вправо і вліво — зіб'ється звукова картинка. Друге зручне місце — на лінії перпендикуляра від ваших вух до бічних стін, якщо вони не дуже далеко від вас розташовані.

Якщо ж ви готові проявити ще більшу рішучість, можна заглушити стелю. Його можна глушити повсюдно: з досвіду, переглушенная кімната краще недоглушенной. Хіба що варто подумати щодо потужності підсилювача і колонок: переглушите — буде тихо, а додасте гучності — підуть спотворення. Тому додавати поглинаючий матеріал треба поступово, перевіряючи на кожному кроці результат. Його можна перевіряти вухами, а можна поміряти. Знову ж таки, якщо буде інтерес, в наступній статті можна заглибитися у доступні способи вимірювань і способи розрахунку потрібної кількості поглинаючого матеріалу.

Ну і килим на підлогу між вами і колонками ніколи не завадить. Найкраще з натурального матеріалу: у такого килима буде більш рівне поглинання.

Містика з «поглиначами баса»

На практиці перевірено, що розміщення звукопоглинального матеріалу в кутах кімнати корисно для баса (і не тільки). Достовірної теорії на цю тему я знайти не зміг. Висловлюються різні припущення, однак з самим терміном «bus trap» (поглинач баса) я не дуже згоден. З мого досвіду, від таких конструкцій баса не стає менше, а навіть зовсім навпаки. Відбувається інше: істотно слабшають кімнатні резонанси. Моя непідтверджена теорія полягає в наступному (критика приймається в коментарях). В кутках кімнати концентрується найбільша звуковий тиск, так як там найменша амплітуда звукової хвилі (амплітуда і тиск в звуковій хвилі обернено пропорційні). Пов'язано це з тим, що звук — поперечна хвиля, і біля стіни амплітуда цієї хвилі, природно, дорівнює нулю. Стояча хвиля для продовження свого існування потребує накачування, і вона накачується частотами, близькими до резонансної. Ця накачування відбувається не через амплітуду, а через звуковий тиск, тобто вона відбувається у вузлах хвилі, де більше щільність газу. За аналогією: розгойдати натягнуту мотузку простіше в точці, де вона найменше рухається. Якщо в цих точках ми розміщуємо поглинач, то знижується добротність резонансу, і накачування резонансних хвиль слабшає. В результаті суб'єктивно баса стає більше, а не менше, тому що він не йде в гул стоячої хвилі. Не кажучи вже про якість цього баса. Не знаю, як вам моя теорія, а на практиці я робив вимірювання і результат однозначний: при додаванні поглинача по кутах істотно падали піки резонансу і піднімалися провали АЧХ в області НЧ, а також значно зменшувалася реверберація на резонансних частотах без якого-небудь загального падіння середнього рівня на НЧ.

Ще практичні поради

Під кінець додам ще кілька практичних порад, перевірених на власному досвіді.

Дуже важливо розуміння мети ваших дій. Я часто чую твердження, що завдання акустичного оформлення приміщення для прослуховування музики — домогтися близького до ідеального АЧХ. Це не зовсім вірно і важко досяжно. Справа в тому, що наш слух досить адаптивний: фанатам «Машини часу» однаково подобається концерт цієї групи в абсолютно різних приміщеннях і навіть на відкритому повітрі. У звичному для слуху приміщенні ми легко подумки компенсуємо вплив приміщення, швидко про нього забуваємо і отримуємо задоволення, будь то кіно чи музика, якщо, звичайно, акустичний вплив приміщення не виходить за певні комфортні межі. Зокрема комфортний для нас діапазон реверберації для музики досить широкий, і доходить до приблизно 0.8 сек. При не дуже значному віддаленні від колонок основний обсяг звуку до нас приходить безпосередньо від колонок без жодних спотворень. Головне, щоб в акустиці кімнати не було якихось дивацтв, типу великих піків або провалів або фокусів з реверберацією, а також різних вторинних призвуків. Все інше — справа смаку.

З приводу розміщення колонок: звук, який ви почуєте, дуже залежить від того, на якій відстані знаходяться колонки від стіни і один від одного. Відстанню від стіни можна регулювати кількість баса. Чим ближче колонки до стіни, тим вони більше басят. Але переборщувати не варто: чим вони ближче до стіни, з тим більшим завзяттям вони збуджують кімнатні резонанси. Змінюючи відстань між колонками, ви регулюєте розподіл баса: чим вони ближче, тим більше випирає верхній бас, чим далі — тим більше виділяються більш низькі частоти. Ну і ще не потрібно забувати, що наше завдання забезпечити симетрію звучання колонок, тому їх треба по можливості розміщувати більш або менш симмметрично в кімнаті. І ще: потрібно мінімізувати будь-які однакові або кратні відстані. Наприклад, відстань від двох примикають до стін колонки має бути істотно різними і не кратним.

Сабвуфер потрібно розміщувати в точці, де він менше збуджує резонанси, але при цьому ви його добре чуєте. Поставите його в центр кімнати, його, швидше за все, не буде чутно взагалі. Поставите прямо біля стіни будуть випирати резонанси. Правильний спосіб знайти відправну точку для експериментів такий: увімкніть музику з великою кількістю ударника і бас гітари (добре піде сучасна запис блюзу) без сабвуфера, знайдіть точку, де, з вашої точки зору, бас звучить найбільш цілісно і спробуйте поставити туди сабвуфер. А далі доведеться експериментувати з підбором спочатку місця, а потім параметрів сабвуфера або на слух або за допомогою вимірювань. Втім, якщо у вас є можливість вимірювань, то і вихідну точку краще знайти найбільш рівною АЧХ на низьких частотах, а не на слух.

Якщо сядете в середині кімнати, то баса, швидше за все, не буде. Тому з самого початку краще планувати місце недалеко від стіни навпроти колонок. Знову ж, чим ближче до стіни, тим більше баса, але тим він більш шумний. Тут треба теж поекспериментувати.

Дизайн більшості колонок припускає, що вони спрямовані на слухача, хоча бувають екземпляри з широкою діаграмою спрямованості СЧ і ВЧ динаміків. У будь-якому випадку не варто ставити їх паралельно один одному. Потрібно також з повагою ставитися до висоти розташування колонки: вона впливає на звучання, навіть якщо підняти колонку на пару сантиметрів.

Ну і останнє: з обережністю ставитеся до будь-яких теоретичних викладок щодо акустичного оформлення невеликих приміщень. Всі канонічні теорії набагато краще підходять для великих залів. У невеликій кімнаті відбувається таке згущення множини факторів, що формули стають дуже приблизними. Тому більше покладайтеся на покрокові експерименти та прості і логічні доводи. Це, до речі, дуже захоплююче.

Якщо ви дійшли до цього рядка, тема вас зацікавила, вам хочеться знати більше, і англійську вам не чужий, дуже раджу фундаментальна праця F. Alton Everest, Ken C. Pohlmann, Master Handbook of Acoustics.

Буду радий прочитати про ваші власні дослідження на терені домашньої акустики в коментарях.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.