|
|
| Ακουστική Μικρών Χώρων |
| Από όλες τις
παραμέτρους που σχετίζονται με την ποιότητα ενός ηχητικού
συστήματος, η συμπεριφορά του χώρου είναι ίσως η σημαντικότερη. Κι
όμως, η σημασία που δίνεται στην ακουστική είναι, συνήθως, μικρή και
τα πράγματα που κάνουμε ελάχιστα. Ένα καλό πρώτο βήμα, είναι να
μάθουμε τα βασικά... |
Εισαγωγή – Περί
Ακουστικής Μικρών Χώρων
Τα Βασικά Χαρακτηριστικά – Χρόνος Αντήχησης και
Ηχοαπορρόφηση
Χαμηλές συχνότητες και Στάσιμα Κύματα
Υψηλές συχνότητες και
Ανακλάσεις
Στην
Πράξη... |
|
|
| Εισαγωγή |
Μια καλή
εισαγωγή για το κείμενο που ακολουθεί σε αυτήν και στις επόμενες
σελίδες είναι η εξής: Οι γνώσεις μας και κατ' επέκτασιν οι
δυνατότητες επέμβασής μας στις ιδιότητες και την συμπεριφορά ενός
οικιακού χώρου μέσα στον οποίο ακούμε μουσική είναι αναπάντεχα
ασαφείς. Μια ενδελεχής αναζήτηση βιβλιογραφίας γύρω από το θέμα
φέρνει στην επιφάνεια δύο κατηγορίες εργασιών: Πρώτον, μια πλούσια
σειρά από αυστηρές θεωρητικές αναλύσεις που επιτρέπουν τον
προσδιορισμό κάποιων ακαδημαϊκών χαρακτηριστικών ενός χώρου και,
δεύτερον, μια -εξίσου πλούσια- σειρά από -εξίσου αυστηρές-
θεωρητικές αναλύσεις που εξηγούν γιατί οι πρώτες αναλύσεις δεν
χρησιμεύουν στην πράξη!
Το αποτέλεσμα όλων αυτών είναι ότι η
απόκλιση ανάμεσα στον θεωρητικό προσδιορισμό της ακουστικής ενός
χώρου και το πρακτικό αποτέλεσμα μπορεί να είναι χαοτική. Στην
κατάσταση αυτή θα πρέπει να προσθέσετε ότι η κάθε ηχογράφηση γίνεται
σε έναν χώρο εντελώς διαφορετικών ιδιοτήτων (studio) από αυτόν στον
οποίο γίνεται ο έλεγχος της μέσω ηχείων (control room) και το
αποτέλεσμα ακούγεται σε έναν τρίτο, επίσης διαφορετικό, χώρο (τον
οικιακό). Πόσο επιδρά η συμπεριφορά όλων αυτών στο τελικό αποτέλεσμα
και την ομοιότητά του με το πρωτότυπο; Ευτυχώς, είναι αρκετές οι
έρευνες που δείχνουν ότι το ακουστικό σύστημα του ανθρώπου είναι
αρκετά ικανό στο να αποκόπτει πολλά από τα προβλήματα ενός χώρου και
να εστιάζεται στα ουσιώδη. Άλλωστε, αν αυτό δεν συνέβαινε δεν θα
μπορούσαμε να ακούσουμε και πολλά πράγματα. Σύμφωνα με τους
αισιόδοξους, η ανηχοϊκή απόκριση ενός ηχείου είναι αυτή που σε ένα
μεγάλο ποσοστό της καθορίζει την ποιότητα του τελικού αποτελέσματος.
Σύμφωνα με τους απαισιόδοξους, βέβαια, η θέση του ηχείου αυτού στον
χώρο και ο χώρος ο ίδιος, καθορίζουν σε μεγάλο ποσοστό την άποψή μας
για το ηχείο! Στο μέσον αυτών των δύο αντικρουόμενων απόψεων
κινείται σήμερα η Ακουστική Μικρών Χώρων: Εστιάζει σε συγκεκριμένες
ιδιότητες του χώρου και προτείνει λύσεις για προβλήματα τα οποία, αν
θέλουμε να προσεγγίσουμε το άριστο, θα πρέπει να τα
αντιμετωπίσουμε. |
| Χώροι Sabine
και “Μικροί” Χώροι |
| To πρώτο πράγμα
που θα πρέπει να γνωρίζει κανείς όταν ασχολείται με την ακουστική
ενός οικιακού χώρου, είναι ότι το μέγεθος παίζει ρόλο. Στην
πραγματικότητα, η μελέτη ενός χώρου μεγέθους θεάτρου έχει εντελώς
διαφορετική προσέγγιση από αυτήν ενός καθιστικού διότι τα μοντέλα
διάδοσης του ήχου που χρησιμοποιούνται είναι διαφορετικά. Η διάσταση
ή, πιο σωστά, η ακουστική διάσταση ενός χώρου σχετίζεται με τα
μήκη κύματος του ήχου. Θεωρώντας ότι η περιοχή των ακουστών
συχνοτήτων είναι 16Hz έως 20kHz, τα μήκη κύματος που μας ενδιαφέρουν
είναι από (340.29/16) 21 περίπου μέτρα για τα 16Hz μέχρι 17 περίπου
χιλιοστά (340.29/20.000) για τα 20kHz. Γνωρίζουμε από εμπειρικές
παρατηρήσεις ότι η συμπεριφορά του χώρου αλλάζει όταν η μεγαλύτερη
διάστασή του γίνει μικρότερη από το μεγαλύτερο μήκος κύματος και με
το κριτήριο αυτό, θεωρούμε “Μικρό” κάθε χώρο με μήκος κάτω από τα 21
μέτρα. Οι μεγάλοι χώροι (με μήκη μεγαλύτερα των 21 μέτρων)
ονομάζονται χώροι Sabine, επειδή σε αυτούς ισχύει επακριβώς η
εξίσωση του Wallace Clement Sabine για τον χρόνο αντήχησης (την
οποία θα συναντήσουμε αργότερα -αν και η ισχύς της στους χώρους που
μας ενδιαφέρει είναι περιορισμένη). Γνωρίζοντας, τώρα, τι είναι ένας
ακουστικώς μικρός χώρος -και τα καθιστικά μας είναι, εν τέλει,
μικροί χώροι- μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα κατάλληλα μοντέλα.
Ατυχώς και εδώ υπάρχει ένας συσχετισμός της ακρίβειας του κάθε
μοντέλου με τα μήκη κύματος του ήχου και επομένως τα εργαλεία
ανάλυσης που έχουμε στη διάθεσή μας διαφοροποιούνται ανάλογα με την
περιοχή συχνοτήτων. Η βιβλιογραφία περιγράφει μια αυθαίρετη
κατάτμηση του φάσματος σε περιοχές με τα ανέμπνευστα ονόματα A, B, C
και D, ως εξής: |
| Περιοχή Α: 16Hz
– f1 όπου |
|
|
| με
c=340.29m/sec (η ταχύτητα του ήχου) και L, σε m, η μεγάλη διάσταση
του δωματίου. |
| Περιοχή Β:
f1-f2, όπου |
|
|
| με RT60 τον
χρόνο αντήχησης και V τον όγκο του χώρου σε m3 |
| Περιοχή C:
f2-f3 όπου |
|
|
| Περιοχή D:
F3-20kHz |
 |
 |
| Η
αυθαίρετη κατάτμηση της περιοχής των ακουστών συχνοτήτων
(16Hz-20kHz) με βάση τα μοντέλα που μπορούμε να
χρησιμοποιήσουμε για την περιγραφή των φαινομένων που
σχετίζονται με την διάδοση του ήχου, σε συνάρτηση με το μήκος
κύματος και τα χαρακτηριστικά του χώρου.
[1] | |
| Περιοχές
Cutoff και Crossover: Έχει ο χώρος Απόκριση
Συχνότητας; |
H περιοχή Α της
οποίας το εύρος είναι αντιστρόφως ανάλογο της μεγαλύτερης διάστασης
του χώρου είναι η περιοχή αποκοπής (cutoff) του χώρου. Ηχητικά
κύματα με συχνότητες στην περιοχή αυτή δεν ενισχύονται από τον χώρο
με κανέναν μηχανισμό. Αυτό, δεν σημαίνει ότι δεν είναι δυνατή η
αναπαραγωγή τους (όπως συχνά θεωρείται εσφαλμένα)! Η περιοχή Β
περιλαμβάνει ηχητικά κύματα των οποίων οι συχνότητες επιβάλλουν στον
χώρο να συμπεριφερθεί ως ηχητικός σωλήνας (όπως τον διδαχθήκαμε στην
φυσική του σχολείου) να δημιουργήσει, δηλαδή στάσιμα κύματα.
Μια περισσότερο τεχνική έκφραση του παραπάνω είναι ότι “στην περιοχή
Β δεν συντονίζεται ο χώρος αλλά ο αέρας μέσα σε αυτόν”, ή ότι “στην
περιοχή Β εφαρμόζονται οι κανόνες της κυματικής ακουστικής, δηλαδή
της θεωρίας που αντιμετωπίζει τον ήχο ως κύμα”. Το εύρος της
περιοχής B είναι ανάλογο με τον χρόνο αντήχησης (δηλαδή όσο
μεγαλύτερη αντήχηση έχουμε τόσο μεγαλύτερο το εύρος των ηχητικών
κυμάτων που μπορούμε να μελετήσουμε “κυματικά” και αντιστρόφως
ανάλογο με τον όγκο, δηλαδή καθώς οι διαστάσεις του χώρου μεγαλώνουν
η περιοχή αυτή μειώνεται και “κατεβαίνει” χαμηλότερα, με τρόπο που
καθορίζεται από το πώς μεγαλώνει ο χώρος μας (αφού V=LxWxH και
F1-c/2L)
H περιοχή C είναι γνωστή ως περιοχή διάβασης (crossover)
και είναι μια περιοχή όπου δεν μπορούν να εφαρμοστούν τα εργαλεία
της κυματικής ακουστικής. Εδώ επικρατούν φαινόμενα διάχυσης,
επικρατεί δηλαδή τυχαιότητα άφιξης ηχητικών κυμάτων σε διάφορα
σημεία του χώρου. Η αξία της διάχυσης είναι συζητήσιμη: Είναι
απαραίτητη στην ζωντανή μουσική, σύμφωνα με ορισμένους σημαντική σε
περιβάλλον οικιακού κινηματογράφου και μικρής χρησιμότητας σε
δικαναλικά συστήματα όπου η κατευθυντικότητα των πηγών είναι
σημαντικό εργαλείο για την δημιουργία της στερεοφωνικής
εικόνας.
Η περιοχή D, τέλος, περιλαμβάνει ηχητικά κύματα των
οποίων η συχνότητα είναι αρκετά μεγάλη, δηλαδή το μήκος κύματος
αρκετά μικρό, ώστε να μπορούμε να εφαρμόσουμε κλασικές αρχές της
γεωμετρικής ακουστικής. Η γεωμετρική ακουστική αντιμετωπίζει τον ήχο
ως διαδιδόμενο ευθύγραμμα (όπως το φως) με τις ανακλάσεις του να
καθορίζονται από τους γνωστούς κανόνες της οπτικής: Η γωνία
πρόσπτωσης και ανάκλασης είναι ίσες. |
|
Με βάση τα
παραπάνω, γίνεται προφανής ο τρόπος αντιμετώπισης ενός ακουστικώς
μικρού χώρου: Αγνοούμε τις περιοχές Α και C και επικεντρώνουμε τις
προσπάθειές μας στις περιοχές B και D. Εδώ, τα φαινόμενα που μας
ενδιαφέρουν είναι τα στάσιμα κύματα (στην περιοχή Β) και οι
ανακλάσεις (στην περιοχή D). Πριν από αυτό όμως, καλό είναι να
γνωρίζουμε δύο από τα βασικά χαρακτηριστικά του χώρου μας, δηλαδή
τον χρόνο αντήχησης και την ηχοαπορρόφησή του. |
|
| |
){kind=small}