- 13 July 2007
- 17,256
http://www.mcsquared.com/metricmodes.htm
Κι ένα σύντομο και περιεκτικό άρθρο,σχετικά με την ακουστική δωματίων.
Ακουστική Συμπεριφορά Χώρου
Ανεξάρτητα από τις διαστάσεις του δωματίου ( μέχρι ένα σημείο…) τα ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν στο χώρο και διεγείρουν τον ακουστικό μας πόρο δημιουργούν ταυτόχρονα ένα σωρό προβλήματα που, αν θέλουμε να απολαύσουμε την στερεοφωνική εμπειρία, απαιτούν άμεσες λύσεις.
Σε γενικές γραμμές, κάθε σημείο του χώρου ακρόασης συμμετέχει στη διαδικασία χαλιναγώγησης των ηχητικών κυμάτων, είτε ανακλώντας τα είτε -σπανιότερα- απορροφώντας μέρος της ενέργειάς τους. Οι παλιοί, και όσοι έχουν ενεργή σχέση με τα στούντιο ηχογραφήσεων, χρησιμοποιούσαν τον όρο LEDE (Live End - Dead End) προκειμένου να ορίσουν ένα μοντέλο χώρου που συμπεριφέρεται ηχητικά ορθά.
Αυτό, σε απλά ελληνικά, σημαίνει ένα δωμάτιο, του οποίου η άκρη προς τη μεριά των ηχείων οφείλει να είναι ηχητικά «νεκρή» (Ουδέτερη - δηλαδή να απορροφά όσο το δυνατόν περισσότερο τα ηχητικά κύματα) ενώ προς τη μεριά του ακροατή ηχητικά «ζωντανή» (άρα να ευνοεί τις ανακλάσεις).
Η θεωρία έλεγε ότι πρέπει να «σκοτώνουμε» τις ανακλάσεις πρώτης τάξης (δηλαδή αυτές από τα ηχεία προς τους πλαϊνούς τοίχους, στα σημεία που φθάνει το ηχητικό κύμα μετά από μόλις 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου) ώστε να μην αποσυντονίζεται η ολογραφική «εικόνα» που δημιουργείται μεταξύ των ηχείων. Για το σκοπό αυτό κυκλοφορούν κάμποσα after market γιατροσόφια, σε μορφή πάνελ, πολυγώνου, κυλίνδρου κ.ο.κ. και ανάλογη επένδυση.
Σχεδόν ίδια αποτελέσματα όμως, μπορούμε να έχουμε απλώς απομακρύνοντας τα ηχεία μας όσο γίνεται από τους πλαϊνούς τοίχους (τουλάχιστον 1 με 1,5 μέτρο). Εννοείται ότι και ο ακροατής θα πρέπει επίσης να απέχει όσο γίνεται από τον πίσω τοίχο. Αυτό σημαίνει ότι το ιδανικό δωμάτιο ακρόασης έχει τουλάχιστον 6 μέτρα μήκος, ώστε να μεσολαβούν 2 με 3 μέτρα μεταξύ ηχείων και ακροατή.
Στην πράξη, όμως, τι γίνεται; Φανταστείτε δύο πηγές φωτός στο απόλυτο σκοτάδι. Ας πούμε, δύο φακούς θύελλας. Στην ουσία, δεν φωτίζουν τίποτε περισσότερο από το σημείο που πέφτει η δέσμη τους. Για να φωτίσουν, χρειάζονται κάτι που θα αντανακλά τη δέσμη τους (θυμηθείτε ότι τη νύχτα η βρεγμένη άσφαλτος δεν φαίνεται με τα φώτα πορείας και χρειάζεται φώτα ομίχλης για να διακρίνεις τα όριά της).
Το Φως, λοιπόν, απαιτεί την Αντανάκλαση.
Κατά τον ίδιο τρόπο, δύο ηχεία στο «νεκρό» άκρο ενός δωματίου (σύμφωνα με την αρχή LEDE) είναι δύο σημειακές πηγές ήχου. Δεν μπορούν να δημιουργήσουν, ούτε να στηρίξουν μια στερεοσκοπική ηχητική εικόνα. Ο ήχος που εκπέμπουν έχει στην καλύτερη περίπτωση μια αιθέρια, σχεδόν σαν φάντασμα, υφή. Κοντολογής, δεν έχουμε στερεοφωνική λειτουργία.
Αν, από την άλλη, παίζουν στο ηχητικά «ζωντανό» άκρο του δωματίου, μετατρέπουν όλο το χώρο ακρόασης σε ηχητική σκηνή, με έντονες αντιθέσεις, βάθος, ύψος και πλάτος, ενώ τα όργανα διαγράφονται με μεγάλη ακρίβεια στο χώρο. Η στερεοφωνική λειτουργία επιτελείται με τη μέγιστη προσήλωση στην αρχή της.
Ηθικόν δίδαγμα: και ο Ήχος απαιτεί την Αντανάκλαση.
Ας δούμε τώρα τι γίνεται με τις ανακλάσεις στο χώρο ακρόασης. Οι ανακλάσεις πρώτης τάξης (αυτές που φτάνουν στον τοίχο 10ms μετά την εκπομπή από το μεγάφωνο) είπαμε ότι είναι κακές για την στερεοφωνική λειτουργία. Αντιθέτως, οι ανακλάσεις δεύτερης, τέταρτης, κ.ο.κ. τάξης, που έρχονται σε άναρχο χρόνο και τόπο, μπορούν να θεωρηθούν ευεργετικές για το ηχητικό αποτέλεσμα.
Σύμφωνα με τις μετρήσεις της ψυχοακουστικής, βοηθούν τον ανθρώπινο εγκέφαλο στην ανασύνθεση της ολογραφικής εικόνας γύρω από τις δύο σημειακές πηγές ήχου (τα ηχεία μας). Οι εργασίες ειδικών επιστημόνων (Madsen, Damaske, κ.ά.) απέδειξαν ότι ο ανακλώμενος ήχος πρέπει να είναι ανόμοια διασπαρμένος σε χρόνο και φάση και ταυτόχρονα να μην είναι αναγνωρίσιμη η κατεύθυνσή του (ο διάχυτος ήχος που έρχεται από τα πλάγια του κεφαλιού του ακροατή είναι η ιδανική περίπτωση).
Πώς όμως μπορείς να προσαρμόσεις τον χώρο ακρόασης ώστε να πληρούνται οι παραπάνω προδιαγραφές; Μια λύση -αρκετά ακριβή- είναι να τον μετατρέψεις σε ηχητικά εντελώς «νεκρό» χώρο (σαν ανηχοϊκό θάλαμο, δηλαδή). Αν έχετε τον χρόνο, το χρήμα, τον χώρο, τη διάθεση και δεν σας πτοούν οι αιτήσεις διαζυγίου, προχωρήστε.
Η δεύτερη -αυτή που ακολούθησα και συστήνω σε όλους τους ομοιοπαθείς- είναι να βάλετε το δωμάτιο να «δουλέψει» για σας. Ξεφορτωθείτε πρώτα τις ανεπιθύμητες ανακλάσεις πρώτης τάξης και μετά ασχοληθείτε με τις δευτερεύουσες. Αυτές, εφόσον ελεγχθούν, θα δημιουργήσουν τα αναγκαία χαρακτηριστικά (αντήχηση, καθυστέρηση, διάχυση, κλπ.) που θα «ζωντανέψουν» την στερεοφωνική λειτουργία.
Οι τελευταίες έρευνες δείχνουν ότι, αν θέλουμε να δουλέψουμε με το μοντέλο LEDE, πρέπει και να αντιστρέψουμε την αρχή λειτουργίας του: τα άκρα του δωματίου προς την πλευρά του ακροατή πρέπει να είναι ακουστικά «νεκρά» και τα άκρα πίσω από τα ηχεία ακουστικά «ζωντανά».
Από τη στιγμή που διαχέονται οι ανακλάσεις στους τοίχους πίσω και δίπλα από τα ηχεία, τότε ο ανακλώμενος ήχος πίσω από τη θέση ακρόασης μπερδεύει τα πράγματα και ουσιαστικά αφαιρεί από τον ακροατή την αίσθηση της σκηνής εμπρός του. Είναι σαν να μη παρακολουθείτε τα δρώμενα από τις μεσαίες σειρές καθισμάτων του Μεγάρου Μουσικής, αλλά από τους διαδρόμους κοντά στον πίσω τοίχο.
Εδώ, λοιπόν, χρειάζεται να επέμβουμε δραστικά. Είναι γνωστό ότι στις γωνίες του δωματίου (κυρίως στις πίσω, αλλά και στις εμπρός) τόσο στο ύψος του δαπέδου όσο και στο ύψος της οροφής, δημιουργούνται στάσιμα κύματα. Αυτά πρέπει πάση θυσία να ελεγχθούν και ο ενδεδειγμένος τρόπος είναι η απορρόφηση. Βαριές κουρτίνες, βελούδινες πολυθρόνες, χοντρά χαλιά, ακόμα και συνθετικά μονωτικά (αφρός πολυουρεθάνης, υαλοβάμβακας, νεοπρένιο, κλπ.) κάνουν καλή δουλειά.
Μιλώντας για χαλιά, θυμηθείτε ότι και το δάπεδο (ιδίως αν πρόκειται για μάρμαρο, γρανίτη, μωσαϊκό ή πλακάκια) συμμετέχει στις ανεπιθύμητες ανακλάσεις πρώτης τάξης. Αφού λοιπόν δεν γίνεται να σηκώσουμε τα ηχεία στο ενάμισι μέτρο από αυτό, πρέπει να το καλύψουμε με βαρύ χαλί ή μοκέτα από το σημείο της μπάφλας και εμπρός.
Πίσω από τα ηχεία, καλό είναι να μην υπάρχει χαλί στο πάτωμα, ώστε να συμμετέχει και αυτό στην ακουστικά «ζωντανή» άκρη του δωματίου.
Στη διάχυση των ηχητικών κυμάτων βοηθούν τα καλλωπιστικά φυτά εσωτερικού χώρου με ικανό ύψος και φύλλωμα, αλλά και οι πάσης φύσεως βιβλιοθήκες, δισκοθήκες, θήκες video tapes ή CD/DVD, αρκεί να μην υπάρχει συγκεκριμένη σειρά τοποθέτησης (ίδιο ύψος, πλάτος ή βάθος) και τα αντικείμενα να είναι διάσπαρτα προς όλες τις κατευθύνσεις πάνω στα ράφια.
Μια ενδεδειγμένη σε όλες τις περιπτώσεις διάταξη είναι αυτή των πάνελ διάχυσης (diffusor panels). Όπως προδίδει και ο τίτλος, είναι ξύλινα τελάρα διαστάσεων 1μ.x0,60μ. ή 1,80μ.x1μ., πάχους 5 εκατοστών, παραγεμισμένα με υαλοβάμβακα και ντυμένα με καναβάτσο ή λινό ύφασμα, τα οποία τοποθετούνται στο μέσο του τοίχου πίσω από τα ηχεία σε ανάλογο ύψος από το πάτωμα.
Υπάρχουν έτοιμα στο εμπόριο, αλλά μπορείτε εύκολα να κατασκευάσετε τα δικά σας. Στη διεύθυνση www.acousticsfirst.com/eggc.htm θα βρείτε τις σχετικές πληροφορίες.
Σε εξαιρετικές περιπτώσεις, μπορεί να απαιτηθεί η χρήση ακουστικών φακών (acoustic lens). Πρόκειται για κατασκευές κυλινδρικής συνήθως μορφής, ικανού ύψους (πάνω από 1,80μ.) και αλμυρής τιμής, που τοποθετούνται ακριβώς πίσω και ενδιάμεσα από τα ηχεία, ώστε να χαλιναγωγηθεί το ηχητικό κύμα.
Μπορείτε, αν θέλετε, να δοκιμάσετε να τις φτιάξετε μόνοι σας, με απλά και κυρίως φτηνά υλικά. Μια καλή αρχή θα βρείτε στο www.geocities.com/jonrisch/a.htm και σχετική αρθρογραφία (μαζί με τεστ ανάλογων προϊόντων) στο www.soundstage.com/noisy14.htm
Επιστρέφουμε στην απορρόφηση των ηχητικών κυμάτων. Πώς θα καταλάβουμε ότι το δωμάτιο ακρόασης χρειάζεται ανάλογη θεραπεία; Συνήθως από το υπερβολικό μπάσο, αλλά και την έντονη αντήχηση στις φωνές και στα έγχορδα. Πρόκειται για δύο διαφορετικές περιοχές συχνοτήτων, αλλά το ίδιο ευπαθείς στην ακουστική μνήμη του εγκέφαλου (ο οποίος έχει καταχωρίσει με συγκεκριμένη μορφή τον ήχο των οργάνων και της ανθρώπινης φωνής).
Στις μεσουψηλές συχνότητες, ο εγκέφαλος είναι πιο ευαίσθητος όσον αφορά την κατευθυντικότητα και τον χρονισμό, άρα αντιλαμβάνεται εύκολα το πρόβλημα. Στις χαμηλές συχνότητες, όμως, το πρόβλημα είναι πιο σύνθετο. Η καθυστερημένη ηχητική πληροφορία με χαμηλό συχνοτικό περιεχόμενο «γκελάρει» στις γωνίες του δωματίου, πολλαπλασιάζεται και μετατρέπεται σε μια θάλασσα λάσπης που δυσκολεύει τον εστιασμό της στερεοφωνικής εικόνας.
Στη βιβλιογραφία υπάρχει και ο σχετικός όρος: mud factor (συντελεστής λάσπης), που αποδίδεται σε κάθε χώρο ακρόασης, ανεξάρτητα από διαστάσεις και επίπλωση.
Τα κλασικά γιατροσόφια που είπαμε πιο πάνω ίσως να μην επαρκούν. Στην περίπτωση αυτή, χρειάζεται δραστική παρέμβαση με ειδικές «μπασοπαγίδες» (bass traps), είτε έτοιμες από το εμπόριο είτε σπιτικά φτιαγμένες από εμάς τους ίδιους. Πρόκειται για κυλινδρικές κατασκευές διαστάσεων 1μ.x0,30μ. ή 1μ.x0,40μ. από επεξεργασμένο υαλοβάμβακα, ντυμένο με καναβάτσο, που στήνονται στις 4 γωνίες του δωματίου και απορροφούν το 90% της ηχητικής ενέργειας, αποτρέποντας τα στάσιμα κύματα.
Θα εκπλαγείτε με τη μεταμόρφωση που μπορούν να επιφέρουν αυτές οι φαινομενικά απλοϊκές διατάξεις. Σε πολλές περιπτώσεις, οι συμπαγείς διαστάσεις των σαλονιών και οι έντονα ανακλαστικές επιφάνειες των τοίχων στα ελληνικά διαμερίσματα φέρνουν στα πρόθυρα της απελπισίας τον μουσικόφιλο που διαθέτει ηχεία με έντονο χαμηλό.
Ας περάσουμε τώρα σε λίγο πιο σύνθετη ανάλυση του φαινομένου της ανάκλασης. Όπως μπορείτε να διαπιστώσετε από τον τύπο που ακολουθεί, η σχέση μεταξύ της απευθείας και της ανακλώμενης ενέργειας είναι πολύ μικρή:
G = 13.8 x V / 4 x π x c x d2 x T,
όπου V είναι ο όγκος του δωματίου σε m3, T ο χρόνος αντήχησης σε sec, d η απόσταση του ακροατή από την ορχήστρα σε m, π=3.14159... και c η ταχύτητα του ήχου.
Έτσι, ένας ακροατής που κάθεται 12m μακριά από τους μουσικούς στην Grosser Musikverein της Βιέννης (Τ=2.2sec και V=14.600 m3 ), δέχεται περίπου πέντε φορές μεγαλύτερη ανακλώμενη ενέργεια σε σχέση πάντα με την απευθείας (G=0.15). Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και σε άλλες, εξίσου περίφημες, αίθουσες συναυλιών.
Αντήχηση ή Χρόνος Αντήχησης ονομάζεται ο χρόνος που χρειάζεται ο ήχος σε ένα δωμάτιο, από την στιγμή που θα πάψει απότομα η πηγή να εκπέμπει, μέχρι να μειωθεί η έντασή του κατά 60dB.
Γι' αυτό και συνήθως αναφέρεται σαν Τ(60) ("reverberation time") και μετράται σε δευτερόλεπτα. Ο Τ(60) εξαρτάται από τις διαστάσεις του δωματίου, τα υλικά κατασκευής του, την επίπλωση και τέλος την συχνότητα του ήχου:
Τ(60) = 0.161 x V / A,όπου A=ηχοαπορροφητικότητα (για συγκεκριμένη συχνότητα) του δωματίου σε Sabins, V=όγκος δωματίου σε m3. Το Α υπολογίζεται σαν το άθροισμα των γινομένων των επιμέρους εκτεθειμένων επιφανειών των υλικών στο δωμάτιο (a) επί τον εκάστοτε συντελεστή ηχοαπορροφητικότητας (s) του υλικού. [Α = (a1 x s1) + (a2 x s2) +...]. Για τα s των διαφόρων υλικών υπάρχουν έτοιμοι πίνακες, που θα ανεβάσω με την πρώτη ευκαιρία.
Αν δεν ορίσουμε συγκεκριμένη συχνότητα που θέλουμε να βρούμε τον Τ(60) σε κάποιο χώρο (συγκεκριμένη τοποθέτηση της πηγής), δεχόμαστε ότι η τιμή του Τ(60) αναφέρεται στην συχνότητα των 1000Hz. Αλλιώς, θα πρέπει να τον υπολογίσουμε σε πολλές συχνότητες και το σύνηθες φάσμα είναι από 125Hz - 4000Hz (ή και 8000Hz).
Για ακριβέστερες μετρήσεις απαιτούνται ειδικά όργανα (συνήθως όμως οι αποκλίσεις από το υπολογιστικό είναι μικρές - πλην ειδικών περιπτώσεων), ωστόσο ένας καλός πρόχειρος κανόνας είναι ότι:
Ο Τ(60) είναι πάντα μεγαλύτερος γιά τις χαμηλές συχνότητες και μικρότερος γιά τις υψηλές συχνότητες.
Ευνόητο είναι ότι ο Τ(60) σε πολύ μεγάλους χώρους είναι τεράστιος, γι' αυτό και οι αίθουσες συναυλιών απαιτούν μελετημένη ηχητική παρέμβαση. Στους συνήθεις οικιακούς χώρους, βεβαίως, είναι μικρότερος και με τα έπιπλα που πάντα υπάρχουν (και πρέπει να υπάρχουν), η ηχητική παρέμβαση πρέπει να είναι μικρή έως καθόλου, εκτός ειδικών «ανώμαλων» καταστάσεων...
Παρά τις διχογνωμίες που υπάρχουν μεταξύ των μηχανικών ήχου γιά το ποιός είναι ο καλύτερος Τ(60), είναι κοινώς αποδεκτό ότι διάφορα είδη μουσικής «ωφελούνται» διαφορετικά από μικρούς ή μεγάλους Τ(60).
Η αναπαραγωγή μεγάλων (η και μικρών) συμφωνικών έργων ευνοείται περισσότερο από μεγάλους χώρους ακροάσεων (ήχος πλούσιος σε ηχοχρώματα και ζεστασιά), ενώ η αναπαραγωγή γρήγορης Jazz, Rock, ανθρώπινης ομιλίας, ρεμπέτικων κλπ. ευνοούνται περισσότερο από μικρότερους χώρους (ήχος γρήγορος, στακάτος).
«Ιδανικός» Τ(60) γιά έναν οικιακό Χώρο 150 κ.μ. θεωρείται ότι είναι περίπου 0,5sec., που όπως είπαμε αναφέρεται στα 1000Hz, με μικρότερο γιά τις υψηλές και μεγαλύτερο γιά τις χαμηλές. Το σημαντικότερο εδώ είναι να συνειδητοποιήσουμε το εξής: αν εφαρμόσουμε την εξίσωση G=13.8xV/4xπxcxd2xT, ή απλούστερα G=0,0032xV/(d2xT), και για απόσταση θέσης ακρόασης ας υποθέσουμε 3μ., ο λόγος ανακλώμενης προς απευθείας ηχητικής ενέργειας είναι πάνω από 9 φορές!
Δηλαδή, φίλτατοι, εκεί που νομίζουμε ότι ακούμε τα ηχεία μας, ουσιαστικά ακούμε το δωμάτιο - και δεν μπορούμε να κάνουμε σχεδόν τίποτα γι' αυτό. Μην στενοχωριέστε, όμως: το αυτί μας δεν είναι μικρόφωνο, ενώ ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελεί θαύμα της φύσης και αναλαμβάνει να κάνει όλη την επεξεργασία για λογαριασμό μας, εξομοιώνοντας τις συνθήκες κατά το δοκούν.
Τελειώνοντας, να πούμε δυο πραγματάκια και για τη μέτρηση των διαστάσεων του χώρου μας. Όσο μεγαλύτερο και λιγότερο «κυβισμένο» είναι το δωμάτιο που ακούμε μουσική, τόσο καλύτερα. Tα στάσιμα κύματα, που ενδεχομένως να δημιουργηθούν από αλλεπάλληλες ανακλάσεις μεταξύ παραλλήλων επιφανειών, θα είναι πολύ λιγότερο ενοχλητικά.
Για να συγκεκριμενοποιήσουμε τα παραπάνω, ας πάρουμε για παράδειγμα ένα δωμάτιο διαστάσεων 8x5x3m. Oι συχνότητες στις οποίες θα δημιουργηθούν οι κύριοι συντονισμοί είναι 21.5, 34.4 και 57.3Hz και υπολογίζονται με τον εξής απλό τύπο:
Fres = 172 / L,
όπου L είναι η κάθε μία διάσταση του χώρου ακρόασης.
Aναφερθήκαμε προηγουμένως στους κύριους συντονισμούς γιατί, λόγω των αρμονικών, υπάρχουν και δευτερεύοντες (μικρότερης σημασίας). Tο σύνολο τους, αποτελεί τους «χαρακτηριστικούς συντονισμούς» του δωματίου μας ή Ακουστικούς Κόμβους.
Το ζητούμενο εδώ είναι να απέχουν όσο το δυνατόν περισσότερο μεταξύ τους οι ακουστικοί κόμβοι του χώρου ακρόασης. Κάνοντας ένα απλό πείραμα στο υπολογιστικό που θα βρείτε στη διεύθυνση http://www.mcsquared.com/metricmodes.htm, θα δείτε ποια είναι περίπου η ηχητική συμπεριφορά του χώρου σας.
Από εκεί και πέρα, οι επιλογές που έχετε είναι δύο: ή θα ελαχιστοποιήσετε τα προβλήματα με καλή επιλογή και στήσιμο συστήματος, ή θα προσπαθήσετε να τα εξαλείψετε με την χρήση ενός ψηφιακού παραμετρικού ισοσταθμιστή. Η δεύτερη είναι σαφώς ακριβή λύση, που απαιτεί ενδελεχή μέτρηση του χώρου και που μάλλον δεν θα διορθώσει ακραίου τύπου καταστάσεις. Επομένως, μια δοκιμή πριν την αγορά κρίνεται απολύτως απαραίτητη!
Όπως και να έχει το πράγμα, το τελικό αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά σʼ ένα ισορροπημένο ακουστικά χώρο. Μια καλή αρχή είναι να διακοσμήσει κανείς το δωμάτιο με βάση την μέθοδο LEDE. Γι όσους, όμως, θέλουν πραγματικά επιστημονική δουλειά, υπάρχει το CARA (Computer Aided Room Acoustics), ένα πολύ καλό, όσο και φθηνό, γερμανικό λογισμικό, που για να δουλέψει όμως ζητάει από μας πολλή δουλειά: http://www.cara.de και καλή τύχη!
Σωτήρης Πανδής
Πηγές:
Δημοσιεύεις από Ιονιο Πανεπ. Κέρκυρας
Κι ένα σύντομο και περιεκτικό άρθρο,σχετικά με την ακουστική δωματίων.
Ακουστική Συμπεριφορά Χώρου
Ανεξάρτητα από τις διαστάσεις του δωματίου ( μέχρι ένα σημείο…) τα ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν στο χώρο και διεγείρουν τον ακουστικό μας πόρο δημιουργούν ταυτόχρονα ένα σωρό προβλήματα που, αν θέλουμε να απολαύσουμε την στερεοφωνική εμπειρία, απαιτούν άμεσες λύσεις.
Σε γενικές γραμμές, κάθε σημείο του χώρου ακρόασης συμμετέχει στη διαδικασία χαλιναγώγησης των ηχητικών κυμάτων, είτε ανακλώντας τα είτε -σπανιότερα- απορροφώντας μέρος της ενέργειάς τους. Οι παλιοί, και όσοι έχουν ενεργή σχέση με τα στούντιο ηχογραφήσεων, χρησιμοποιούσαν τον όρο LEDE (Live End - Dead End) προκειμένου να ορίσουν ένα μοντέλο χώρου που συμπεριφέρεται ηχητικά ορθά.
Αυτό, σε απλά ελληνικά, σημαίνει ένα δωμάτιο, του οποίου η άκρη προς τη μεριά των ηχείων οφείλει να είναι ηχητικά «νεκρή» (Ουδέτερη - δηλαδή να απορροφά όσο το δυνατόν περισσότερο τα ηχητικά κύματα) ενώ προς τη μεριά του ακροατή ηχητικά «ζωντανή» (άρα να ευνοεί τις ανακλάσεις).
Η θεωρία έλεγε ότι πρέπει να «σκοτώνουμε» τις ανακλάσεις πρώτης τάξης (δηλαδή αυτές από τα ηχεία προς τους πλαϊνούς τοίχους, στα σημεία που φθάνει το ηχητικό κύμα μετά από μόλις 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου) ώστε να μην αποσυντονίζεται η ολογραφική «εικόνα» που δημιουργείται μεταξύ των ηχείων. Για το σκοπό αυτό κυκλοφορούν κάμποσα after market γιατροσόφια, σε μορφή πάνελ, πολυγώνου, κυλίνδρου κ.ο.κ. και ανάλογη επένδυση.
Σχεδόν ίδια αποτελέσματα όμως, μπορούμε να έχουμε απλώς απομακρύνοντας τα ηχεία μας όσο γίνεται από τους πλαϊνούς τοίχους (τουλάχιστον 1 με 1,5 μέτρο). Εννοείται ότι και ο ακροατής θα πρέπει επίσης να απέχει όσο γίνεται από τον πίσω τοίχο. Αυτό σημαίνει ότι το ιδανικό δωμάτιο ακρόασης έχει τουλάχιστον 6 μέτρα μήκος, ώστε να μεσολαβούν 2 με 3 μέτρα μεταξύ ηχείων και ακροατή.
Στην πράξη, όμως, τι γίνεται; Φανταστείτε δύο πηγές φωτός στο απόλυτο σκοτάδι. Ας πούμε, δύο φακούς θύελλας. Στην ουσία, δεν φωτίζουν τίποτε περισσότερο από το σημείο που πέφτει η δέσμη τους. Για να φωτίσουν, χρειάζονται κάτι που θα αντανακλά τη δέσμη τους (θυμηθείτε ότι τη νύχτα η βρεγμένη άσφαλτος δεν φαίνεται με τα φώτα πορείας και χρειάζεται φώτα ομίχλης για να διακρίνεις τα όριά της).
Το Φως, λοιπόν, απαιτεί την Αντανάκλαση.
Κατά τον ίδιο τρόπο, δύο ηχεία στο «νεκρό» άκρο ενός δωματίου (σύμφωνα με την αρχή LEDE) είναι δύο σημειακές πηγές ήχου. Δεν μπορούν να δημιουργήσουν, ούτε να στηρίξουν μια στερεοσκοπική ηχητική εικόνα. Ο ήχος που εκπέμπουν έχει στην καλύτερη περίπτωση μια αιθέρια, σχεδόν σαν φάντασμα, υφή. Κοντολογής, δεν έχουμε στερεοφωνική λειτουργία.
Αν, από την άλλη, παίζουν στο ηχητικά «ζωντανό» άκρο του δωματίου, μετατρέπουν όλο το χώρο ακρόασης σε ηχητική σκηνή, με έντονες αντιθέσεις, βάθος, ύψος και πλάτος, ενώ τα όργανα διαγράφονται με μεγάλη ακρίβεια στο χώρο. Η στερεοφωνική λειτουργία επιτελείται με τη μέγιστη προσήλωση στην αρχή της.
Ηθικόν δίδαγμα: και ο Ήχος απαιτεί την Αντανάκλαση.
Ας δούμε τώρα τι γίνεται με τις ανακλάσεις στο χώρο ακρόασης. Οι ανακλάσεις πρώτης τάξης (αυτές που φτάνουν στον τοίχο 10ms μετά την εκπομπή από το μεγάφωνο) είπαμε ότι είναι κακές για την στερεοφωνική λειτουργία. Αντιθέτως, οι ανακλάσεις δεύτερης, τέταρτης, κ.ο.κ. τάξης, που έρχονται σε άναρχο χρόνο και τόπο, μπορούν να θεωρηθούν ευεργετικές για το ηχητικό αποτέλεσμα.
Σύμφωνα με τις μετρήσεις της ψυχοακουστικής, βοηθούν τον ανθρώπινο εγκέφαλο στην ανασύνθεση της ολογραφικής εικόνας γύρω από τις δύο σημειακές πηγές ήχου (τα ηχεία μας). Οι εργασίες ειδικών επιστημόνων (Madsen, Damaske, κ.ά.) απέδειξαν ότι ο ανακλώμενος ήχος πρέπει να είναι ανόμοια διασπαρμένος σε χρόνο και φάση και ταυτόχρονα να μην είναι αναγνωρίσιμη η κατεύθυνσή του (ο διάχυτος ήχος που έρχεται από τα πλάγια του κεφαλιού του ακροατή είναι η ιδανική περίπτωση).
Πώς όμως μπορείς να προσαρμόσεις τον χώρο ακρόασης ώστε να πληρούνται οι παραπάνω προδιαγραφές; Μια λύση -αρκετά ακριβή- είναι να τον μετατρέψεις σε ηχητικά εντελώς «νεκρό» χώρο (σαν ανηχοϊκό θάλαμο, δηλαδή). Αν έχετε τον χρόνο, το χρήμα, τον χώρο, τη διάθεση και δεν σας πτοούν οι αιτήσεις διαζυγίου, προχωρήστε.
Η δεύτερη -αυτή που ακολούθησα και συστήνω σε όλους τους ομοιοπαθείς- είναι να βάλετε το δωμάτιο να «δουλέψει» για σας. Ξεφορτωθείτε πρώτα τις ανεπιθύμητες ανακλάσεις πρώτης τάξης και μετά ασχοληθείτε με τις δευτερεύουσες. Αυτές, εφόσον ελεγχθούν, θα δημιουργήσουν τα αναγκαία χαρακτηριστικά (αντήχηση, καθυστέρηση, διάχυση, κλπ.) που θα «ζωντανέψουν» την στερεοφωνική λειτουργία.
Οι τελευταίες έρευνες δείχνουν ότι, αν θέλουμε να δουλέψουμε με το μοντέλο LEDE, πρέπει και να αντιστρέψουμε την αρχή λειτουργίας του: τα άκρα του δωματίου προς την πλευρά του ακροατή πρέπει να είναι ακουστικά «νεκρά» και τα άκρα πίσω από τα ηχεία ακουστικά «ζωντανά».
Από τη στιγμή που διαχέονται οι ανακλάσεις στους τοίχους πίσω και δίπλα από τα ηχεία, τότε ο ανακλώμενος ήχος πίσω από τη θέση ακρόασης μπερδεύει τα πράγματα και ουσιαστικά αφαιρεί από τον ακροατή την αίσθηση της σκηνής εμπρός του. Είναι σαν να μη παρακολουθείτε τα δρώμενα από τις μεσαίες σειρές καθισμάτων του Μεγάρου Μουσικής, αλλά από τους διαδρόμους κοντά στον πίσω τοίχο.
Εδώ, λοιπόν, χρειάζεται να επέμβουμε δραστικά. Είναι γνωστό ότι στις γωνίες του δωματίου (κυρίως στις πίσω, αλλά και στις εμπρός) τόσο στο ύψος του δαπέδου όσο και στο ύψος της οροφής, δημιουργούνται στάσιμα κύματα. Αυτά πρέπει πάση θυσία να ελεγχθούν και ο ενδεδειγμένος τρόπος είναι η απορρόφηση. Βαριές κουρτίνες, βελούδινες πολυθρόνες, χοντρά χαλιά, ακόμα και συνθετικά μονωτικά (αφρός πολυουρεθάνης, υαλοβάμβακας, νεοπρένιο, κλπ.) κάνουν καλή δουλειά.
Μιλώντας για χαλιά, θυμηθείτε ότι και το δάπεδο (ιδίως αν πρόκειται για μάρμαρο, γρανίτη, μωσαϊκό ή πλακάκια) συμμετέχει στις ανεπιθύμητες ανακλάσεις πρώτης τάξης. Αφού λοιπόν δεν γίνεται να σηκώσουμε τα ηχεία στο ενάμισι μέτρο από αυτό, πρέπει να το καλύψουμε με βαρύ χαλί ή μοκέτα από το σημείο της μπάφλας και εμπρός.
Πίσω από τα ηχεία, καλό είναι να μην υπάρχει χαλί στο πάτωμα, ώστε να συμμετέχει και αυτό στην ακουστικά «ζωντανή» άκρη του δωματίου.
Στη διάχυση των ηχητικών κυμάτων βοηθούν τα καλλωπιστικά φυτά εσωτερικού χώρου με ικανό ύψος και φύλλωμα, αλλά και οι πάσης φύσεως βιβλιοθήκες, δισκοθήκες, θήκες video tapes ή CD/DVD, αρκεί να μην υπάρχει συγκεκριμένη σειρά τοποθέτησης (ίδιο ύψος, πλάτος ή βάθος) και τα αντικείμενα να είναι διάσπαρτα προς όλες τις κατευθύνσεις πάνω στα ράφια.
Μια ενδεδειγμένη σε όλες τις περιπτώσεις διάταξη είναι αυτή των πάνελ διάχυσης (diffusor panels). Όπως προδίδει και ο τίτλος, είναι ξύλινα τελάρα διαστάσεων 1μ.x0,60μ. ή 1,80μ.x1μ., πάχους 5 εκατοστών, παραγεμισμένα με υαλοβάμβακα και ντυμένα με καναβάτσο ή λινό ύφασμα, τα οποία τοποθετούνται στο μέσο του τοίχου πίσω από τα ηχεία σε ανάλογο ύψος από το πάτωμα.
Υπάρχουν έτοιμα στο εμπόριο, αλλά μπορείτε εύκολα να κατασκευάσετε τα δικά σας. Στη διεύθυνση www.acousticsfirst.com/eggc.htm θα βρείτε τις σχετικές πληροφορίες.
Σε εξαιρετικές περιπτώσεις, μπορεί να απαιτηθεί η χρήση ακουστικών φακών (acoustic lens). Πρόκειται για κατασκευές κυλινδρικής συνήθως μορφής, ικανού ύψους (πάνω από 1,80μ.) και αλμυρής τιμής, που τοποθετούνται ακριβώς πίσω και ενδιάμεσα από τα ηχεία, ώστε να χαλιναγωγηθεί το ηχητικό κύμα.
Μπορείτε, αν θέλετε, να δοκιμάσετε να τις φτιάξετε μόνοι σας, με απλά και κυρίως φτηνά υλικά. Μια καλή αρχή θα βρείτε στο www.geocities.com/jonrisch/a.htm και σχετική αρθρογραφία (μαζί με τεστ ανάλογων προϊόντων) στο www.soundstage.com/noisy14.htm
Επιστρέφουμε στην απορρόφηση των ηχητικών κυμάτων. Πώς θα καταλάβουμε ότι το δωμάτιο ακρόασης χρειάζεται ανάλογη θεραπεία; Συνήθως από το υπερβολικό μπάσο, αλλά και την έντονη αντήχηση στις φωνές και στα έγχορδα. Πρόκειται για δύο διαφορετικές περιοχές συχνοτήτων, αλλά το ίδιο ευπαθείς στην ακουστική μνήμη του εγκέφαλου (ο οποίος έχει καταχωρίσει με συγκεκριμένη μορφή τον ήχο των οργάνων και της ανθρώπινης φωνής).
Στις μεσουψηλές συχνότητες, ο εγκέφαλος είναι πιο ευαίσθητος όσον αφορά την κατευθυντικότητα και τον χρονισμό, άρα αντιλαμβάνεται εύκολα το πρόβλημα. Στις χαμηλές συχνότητες, όμως, το πρόβλημα είναι πιο σύνθετο. Η καθυστερημένη ηχητική πληροφορία με χαμηλό συχνοτικό περιεχόμενο «γκελάρει» στις γωνίες του δωματίου, πολλαπλασιάζεται και μετατρέπεται σε μια θάλασσα λάσπης που δυσκολεύει τον εστιασμό της στερεοφωνικής εικόνας.
Στη βιβλιογραφία υπάρχει και ο σχετικός όρος: mud factor (συντελεστής λάσπης), που αποδίδεται σε κάθε χώρο ακρόασης, ανεξάρτητα από διαστάσεις και επίπλωση.
Τα κλασικά γιατροσόφια που είπαμε πιο πάνω ίσως να μην επαρκούν. Στην περίπτωση αυτή, χρειάζεται δραστική παρέμβαση με ειδικές «μπασοπαγίδες» (bass traps), είτε έτοιμες από το εμπόριο είτε σπιτικά φτιαγμένες από εμάς τους ίδιους. Πρόκειται για κυλινδρικές κατασκευές διαστάσεων 1μ.x0,30μ. ή 1μ.x0,40μ. από επεξεργασμένο υαλοβάμβακα, ντυμένο με καναβάτσο, που στήνονται στις 4 γωνίες του δωματίου και απορροφούν το 90% της ηχητικής ενέργειας, αποτρέποντας τα στάσιμα κύματα.
Θα εκπλαγείτε με τη μεταμόρφωση που μπορούν να επιφέρουν αυτές οι φαινομενικά απλοϊκές διατάξεις. Σε πολλές περιπτώσεις, οι συμπαγείς διαστάσεις των σαλονιών και οι έντονα ανακλαστικές επιφάνειες των τοίχων στα ελληνικά διαμερίσματα φέρνουν στα πρόθυρα της απελπισίας τον μουσικόφιλο που διαθέτει ηχεία με έντονο χαμηλό.
Ας περάσουμε τώρα σε λίγο πιο σύνθετη ανάλυση του φαινομένου της ανάκλασης. Όπως μπορείτε να διαπιστώσετε από τον τύπο που ακολουθεί, η σχέση μεταξύ της απευθείας και της ανακλώμενης ενέργειας είναι πολύ μικρή:
G = 13.8 x V / 4 x π x c x d2 x T,
όπου V είναι ο όγκος του δωματίου σε m3, T ο χρόνος αντήχησης σε sec, d η απόσταση του ακροατή από την ορχήστρα σε m, π=3.14159... και c η ταχύτητα του ήχου.
Έτσι, ένας ακροατής που κάθεται 12m μακριά από τους μουσικούς στην Grosser Musikverein της Βιέννης (Τ=2.2sec και V=14.600 m3 ), δέχεται περίπου πέντε φορές μεγαλύτερη ανακλώμενη ενέργεια σε σχέση πάντα με την απευθείας (G=0.15). Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και σε άλλες, εξίσου περίφημες, αίθουσες συναυλιών.
Αντήχηση ή Χρόνος Αντήχησης ονομάζεται ο χρόνος που χρειάζεται ο ήχος σε ένα δωμάτιο, από την στιγμή που θα πάψει απότομα η πηγή να εκπέμπει, μέχρι να μειωθεί η έντασή του κατά 60dB.
Γι' αυτό και συνήθως αναφέρεται σαν Τ(60) ("reverberation time") και μετράται σε δευτερόλεπτα. Ο Τ(60) εξαρτάται από τις διαστάσεις του δωματίου, τα υλικά κατασκευής του, την επίπλωση και τέλος την συχνότητα του ήχου:
Τ(60) = 0.161 x V / A,όπου A=ηχοαπορροφητικότητα (για συγκεκριμένη συχνότητα) του δωματίου σε Sabins, V=όγκος δωματίου σε m3. Το Α υπολογίζεται σαν το άθροισμα των γινομένων των επιμέρους εκτεθειμένων επιφανειών των υλικών στο δωμάτιο (a) επί τον εκάστοτε συντελεστή ηχοαπορροφητικότητας (s) του υλικού. [Α = (a1 x s1) + (a2 x s2) +...]. Για τα s των διαφόρων υλικών υπάρχουν έτοιμοι πίνακες, που θα ανεβάσω με την πρώτη ευκαιρία.
Αν δεν ορίσουμε συγκεκριμένη συχνότητα που θέλουμε να βρούμε τον Τ(60) σε κάποιο χώρο (συγκεκριμένη τοποθέτηση της πηγής), δεχόμαστε ότι η τιμή του Τ(60) αναφέρεται στην συχνότητα των 1000Hz. Αλλιώς, θα πρέπει να τον υπολογίσουμε σε πολλές συχνότητες και το σύνηθες φάσμα είναι από 125Hz - 4000Hz (ή και 8000Hz).
Για ακριβέστερες μετρήσεις απαιτούνται ειδικά όργανα (συνήθως όμως οι αποκλίσεις από το υπολογιστικό είναι μικρές - πλην ειδικών περιπτώσεων), ωστόσο ένας καλός πρόχειρος κανόνας είναι ότι:
Ο Τ(60) είναι πάντα μεγαλύτερος γιά τις χαμηλές συχνότητες και μικρότερος γιά τις υψηλές συχνότητες.
Ευνόητο είναι ότι ο Τ(60) σε πολύ μεγάλους χώρους είναι τεράστιος, γι' αυτό και οι αίθουσες συναυλιών απαιτούν μελετημένη ηχητική παρέμβαση. Στους συνήθεις οικιακούς χώρους, βεβαίως, είναι μικρότερος και με τα έπιπλα που πάντα υπάρχουν (και πρέπει να υπάρχουν), η ηχητική παρέμβαση πρέπει να είναι μικρή έως καθόλου, εκτός ειδικών «ανώμαλων» καταστάσεων...
Παρά τις διχογνωμίες που υπάρχουν μεταξύ των μηχανικών ήχου γιά το ποιός είναι ο καλύτερος Τ(60), είναι κοινώς αποδεκτό ότι διάφορα είδη μουσικής «ωφελούνται» διαφορετικά από μικρούς ή μεγάλους Τ(60).
Η αναπαραγωγή μεγάλων (η και μικρών) συμφωνικών έργων ευνοείται περισσότερο από μεγάλους χώρους ακροάσεων (ήχος πλούσιος σε ηχοχρώματα και ζεστασιά), ενώ η αναπαραγωγή γρήγορης Jazz, Rock, ανθρώπινης ομιλίας, ρεμπέτικων κλπ. ευνοούνται περισσότερο από μικρότερους χώρους (ήχος γρήγορος, στακάτος).
«Ιδανικός» Τ(60) γιά έναν οικιακό Χώρο 150 κ.μ. θεωρείται ότι είναι περίπου 0,5sec., που όπως είπαμε αναφέρεται στα 1000Hz, με μικρότερο γιά τις υψηλές και μεγαλύτερο γιά τις χαμηλές. Το σημαντικότερο εδώ είναι να συνειδητοποιήσουμε το εξής: αν εφαρμόσουμε την εξίσωση G=13.8xV/4xπxcxd2xT, ή απλούστερα G=0,0032xV/(d2xT), και για απόσταση θέσης ακρόασης ας υποθέσουμε 3μ., ο λόγος ανακλώμενης προς απευθείας ηχητικής ενέργειας είναι πάνω από 9 φορές!
Δηλαδή, φίλτατοι, εκεί που νομίζουμε ότι ακούμε τα ηχεία μας, ουσιαστικά ακούμε το δωμάτιο - και δεν μπορούμε να κάνουμε σχεδόν τίποτα γι' αυτό. Μην στενοχωριέστε, όμως: το αυτί μας δεν είναι μικρόφωνο, ενώ ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελεί θαύμα της φύσης και αναλαμβάνει να κάνει όλη την επεξεργασία για λογαριασμό μας, εξομοιώνοντας τις συνθήκες κατά το δοκούν.
Τελειώνοντας, να πούμε δυο πραγματάκια και για τη μέτρηση των διαστάσεων του χώρου μας. Όσο μεγαλύτερο και λιγότερο «κυβισμένο» είναι το δωμάτιο που ακούμε μουσική, τόσο καλύτερα. Tα στάσιμα κύματα, που ενδεχομένως να δημιουργηθούν από αλλεπάλληλες ανακλάσεις μεταξύ παραλλήλων επιφανειών, θα είναι πολύ λιγότερο ενοχλητικά.
Για να συγκεκριμενοποιήσουμε τα παραπάνω, ας πάρουμε για παράδειγμα ένα δωμάτιο διαστάσεων 8x5x3m. Oι συχνότητες στις οποίες θα δημιουργηθούν οι κύριοι συντονισμοί είναι 21.5, 34.4 και 57.3Hz και υπολογίζονται με τον εξής απλό τύπο:
Fres = 172 / L,
όπου L είναι η κάθε μία διάσταση του χώρου ακρόασης.
Aναφερθήκαμε προηγουμένως στους κύριους συντονισμούς γιατί, λόγω των αρμονικών, υπάρχουν και δευτερεύοντες (μικρότερης σημασίας). Tο σύνολο τους, αποτελεί τους «χαρακτηριστικούς συντονισμούς» του δωματίου μας ή Ακουστικούς Κόμβους.
Το ζητούμενο εδώ είναι να απέχουν όσο το δυνατόν περισσότερο μεταξύ τους οι ακουστικοί κόμβοι του χώρου ακρόασης. Κάνοντας ένα απλό πείραμα στο υπολογιστικό που θα βρείτε στη διεύθυνση http://www.mcsquared.com/metricmodes.htm, θα δείτε ποια είναι περίπου η ηχητική συμπεριφορά του χώρου σας.
Από εκεί και πέρα, οι επιλογές που έχετε είναι δύο: ή θα ελαχιστοποιήσετε τα προβλήματα με καλή επιλογή και στήσιμο συστήματος, ή θα προσπαθήσετε να τα εξαλείψετε με την χρήση ενός ψηφιακού παραμετρικού ισοσταθμιστή. Η δεύτερη είναι σαφώς ακριβή λύση, που απαιτεί ενδελεχή μέτρηση του χώρου και που μάλλον δεν θα διορθώσει ακραίου τύπου καταστάσεις. Επομένως, μια δοκιμή πριν την αγορά κρίνεται απολύτως απαραίτητη!
Όπως και να έχει το πράγμα, το τελικό αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά σʼ ένα ισορροπημένο ακουστικά χώρο. Μια καλή αρχή είναι να διακοσμήσει κανείς το δωμάτιο με βάση την μέθοδο LEDE. Γι όσους, όμως, θέλουν πραγματικά επιστημονική δουλειά, υπάρχει το CARA (Computer Aided Room Acoustics), ένα πολύ καλό, όσο και φθηνό, γερμανικό λογισμικό, που για να δουλέψει όμως ζητάει από μας πολλή δουλειά: http://www.cara.de και καλή τύχη!
Σωτήρης Πανδής
Πηγές:
Δημοσιεύεις από Ιονιο Πανεπ. Κέρκυρας
Last edited by a moderator: