Szobánkban, saját hallgatási környezetünkben, az észlelt hangot zárt környezetben hallgatjuk. A meghallgatás körülményei rendkívül összetettek, mind a hangszórók által kibocsátott rezgéshullámok közvetlen környékét, mind a hallgatási pozíciónk környezetét tekintve. A körülöttünk lévő falak és tárgyak egyszeresen vagy többször visszatükrözik a hangokat, csillapítják vagy felerősítik a rezgéseket. (Felléphet a diffrakció jelensége is ami egy másik cikkünk tárgya lesz.)
Audio-rendszerünk hallgatásakor halló rendszerünk (amelynek agyunk is része), hatalmas mennyiségű információ feldolgozást hajt végre valós időben. A fülek által összegyűjtött rezgések, mielőtt elérnek minket, már különféle módon kölcsönhatásba léptek egymással, bennünk tudatos észleléssé alakulnak. Ez az oka annak, hogy nagyon gyakran „halljuk” olyan dolgok jelenlétét, amelyek egyáltalán nem léteznek, például egy központi virtuális forrást, ami akkor jön létre, amikor a sztereó rendszer két csatornáját azonos jelek táplálják. (a „hang-színpadon” középen áll az énekesnő)
Az otthoni környezetünk hatása az audio-rendszerünk által generált hangra nagyon jelentős lehet és nagyon befolyásolja a zenehallgatás általános minőségét a hangzásélményt. Ha megvizsgáljuk a hangszórók által kibocsátott akusztikus hullámok útját, könnyen megfigyelhetjük, hogy, melyek azok, amelyek a közvetlen útvonalon haladnak (a legrövidebb) és biztosan, gyorsan elérik a fülünket. Vannak, amelyek valamelyik felület mentén, egyszer vagy többször visszaverődve, hosszabb utat tesznek meg mielőtt (a közvetlen hangokhoz képest időben késve) fülünkbe jutnak.
Egyszerű megfigyeléssel figyelembe vehetünk bizonyos pszichoakusztikus hatásokat, amelyek visszhangos környezetben jelentkeznek. Ilyen esetben a hangszóróinkból sugárzott hangok mellett a falakon tükröződő hangokat is meghalljuk. (legfőképpen a plafonról, ahol általában kizárólag visszaverő felület van) A leghosszabb hangút késő jelei furcsa érzéseket okozhatnak. Ezek közül vannak, amelyek különösen negatívan hatnak. Léteznek, bizonyos felvételek esetén, kellemes hatások is, de ezeknek természetesen nincs sok köze a magas hangzás-hűséghez.
Súlyos hibák keletkezhetnek. 1. A sztereó rendszer által visszaállított akusztikus színpadkép fókuszának valós elvesztése, amelyet folytonosan zavar kísér, a hallgatott zenész-csoport különböző tagjainak, a zene alkotóelemeinek spektruma között. 2. A „másodlagos” hangzáskép kialakulása és annak vízszintes perspektívája hozzáadódik az elölről közvetlenül fülünkhöz érkezőhöz. Ez torz képzetet ad, még akkor is ha például egy katedrálisban lévő orgona felvételét hallgatjuk. 3. Ha a különböző felületektől többszörösen visszaverődő hang több mint 0,1 másodperc után éri el a hallgatót, két különálló hangot fog észlelni. De, ha a visszaverődő hang kevesebb mint 0,1 de több mint 0,05 másodperc után érinti a hallgatót, akkor egyetlen meghosszabbított hangot fog észlelni. Lehetséges, hogy a visszaverődő hang kevesebb mint 0,05 másodperc alatt eléri a hallgatót, akkor egyetlen erősített hangot érzékel.
Megjegyezzük, hogy az úgynevezett elsődleges visszatükröződések (amelyek nemcsak az oldalfalakról, hanem a mennyezetről és a padlóról is fülünkbe jutnak) negatív hatásai mellett, sok más, egymást követő visszatükröződés is beleszól a „végeredménybe”. A környezetünkben lévő felületeken található összes hangvisszaverődés halmaza, az úgynevezett visszhangos akusztikai mező.
1. ábra – Az „S” forrás által kibocsátott különböző akusztikus hullámok lehetséges útjai. Bár eltérő reflexiókon mennek keresztül, mindazonáltal a „P” pontba érkeznek, ahol a fülünk van.
Ezt a visszhangos akusztikai mezőt a hangszóró folyamatosan táplálja és képes fenntartani a környezetben, ami hozzáadódik a közvetlen akusztikai mezőhöz. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a természeteshez közelálló és kellemes hallgatási élmény érdekében a visszhangos mező és a közvetlen mező helyes arányát kell kialakítani/megtalálni, mind a hallgatott zene típusától, mind a hallható zene hangerejétől függően.
A visszhangzó mező legfontosabb referenciája a „növekedés” és az „elhalás” ideje, amely az átlagos visszhangzó idő nevet viseli. Annak érdekében, hogy a felvételi körülmények között „éljen” a produkció, a hallgatási helyzetek és környezetek számára az optimális visszhangosítási idők a következők lehetnek: beszédre 0,5 és 1,0 s között; kamarazene és opera esetében 1,0 és 1,8 s között; szimfonikus zene esetén 1,8 és 2,2 s között; orgonaversenyekhez és kórusművekhez több mint 3 másodperc. A hangfelvétel reprodukálására szolgáló környezet igényei természetesen nagyon különböznek attól a környezettől (színház, koncertterem), amelyekben a muzsika hallgatása élőben zajlik.
Ennek oka nagyon egyszerű. A kamarazenei csoport, két hegedűből, brácsa és csellóból álló vonósnégyes esetében ezt valószínűleg megfelelő mikrofon konfigurációval rögzítik. A rögzített hangzás magában foglalja mind a közvetlen hullámokat, mind pedig a olyan környezet, amelyben a zenészek játszanak, amelyet legalább egy másodpercig tartó reverb jellemez. Ezért annak érdekében, hogy reprodukáljuk ezt a felvételt úgy, hogy a teljes visszhangosítás ne haladja meg a kellemes és természetes hang észleléséhez szükséges környezeti hatást, a maximális visszhangosító időnek 0,8 s-nak kell lenni.
A visszhangzó mező normál lehallgató környezetben átlagosan 0,5 s (nagyon abszorbens) és 1,0 s (nem nagyon abszorbens) között tökéletesen megfelel a célnak. Ezek a 0,5 s és 1,0 s közötti idők csak bizonyos pozíciókban észlelhetők és mérhetők, ami egyáltalán nem biztos, hogy megfelel a hallgató kanapénk helyének. Ekkor van segítségünkre az akusztikus jelenség, a „diffúzió”. Hasznos tisztázni, hogy a hangszóróknak a diffúzióhoz, semmi köze. Valójában a diffúz kifejezés az akusztika legalább két különféle jelenségére utalhat: 1. A megfelelő egyensúly a hallgatási területen. 2. A keltett akusztikus hullámok visszatükrözése és eloszlatása, hogy különféle energiákkal folytassák az utat. A második jelenséggel foglalkozunk.
Amikor a környezetnek sikerül az összes kibocsátott akusztikus hullámot bekapcsolni a diffúzióba, kialakul a „tökéletes visszhangzó mező”. Ilyen körülmények között egy hallgató, változó közvetlen mezőből álló hangot érzékel a hangszórók által kibocsátott hangzás módjának függvényében (azaz az irányadó jellemzőktől függően) és egy visszhangzó mezőt, amely mindenhol állandó marad. Ennek megértéséhez tekintsük meg a 2. ábrán látható grafikont, amely megmutatja, hogy a hangszórótól távolabb esik a közvetlen mezőnyomásból álló globális mező (a „közvetlen hang” jelölése ferde vonal, amely a forrástól való távolság minden egyes megduplázódásával -6 dB-el csökken), plusz a visszhangzott mező állandó (vízszintes) értéke. A vonal, a tendenciát ábrázolja a globális mező forrástól való távolságával, a visszhangzó mező intenzitásától függően, ugyanazon közvetlen mező mellett.
2. ábra – A globális akusztikus nyomás kialakulása zárt környezetben. Mivel a forrástól való távolság változik, a környezet különböző értékeihez állandó R = (AM * S) / (1-AM).
Hasznos következtetéseket vonhatunk le a lehető legjobb lehallgatási állapot megszerzéséhez. Ha az első reflexiók negatív hatásait akarjuk csökkenteni anélkül, hogy az optimálishoz közel álló reverb időt túl sokkal csökkentenénk, támaszkodjunk kevés abszorbens elemre és alkalmazhatunk számos diffúziós elemet. Ez egy olyan „szabály”, amelyet bárki, aki szeretné a hallgatási környezetének minőségi optimalizálását, ismerhet és megfelelően használhat. Valójában, amikor megpróbáljuk kiküszöbölni, kizárólag abszorpcióval csökkenteni a hangsugárzók és a tükröződések által okozott „zavart”, akkor veszélyeztetjük a hangzás természetességét, mivel a közvetlen mező értéke nagy. (túlzottan domináns állapot) Másrészt, ha a diffúziót használjuk ki jobban, az akusztikus hullámok visszaverődése a falról csökkent intenzitással jelentkezik, de a visszhangzó mező energiájának összessége nem csökken túl sokat.
Hogyan növelhetjük a teljes audio spektrum terjedését, vagy legalábbis a legfontosabb, a középtartomány környékét? Mindenekelőtt úgy, hogy a környezetben megfelelő mennyiségű, különböző méretű, nem visszaverő felületű bútordarabot rendezünk el, amelyek képesek kölcsönhatásba lépni a lehető legtöbb hanghullámmal (a hullámok kölcsönhatásba lépnek a tárgyakkal, ha ezek mérete megegyezik a hullámhossz hossz felével) Pl,: ha a hanghullám frekvenciája 1000 Hz, akkor 17,2 cm. Ha ez nem lenne elegendő, akkor ad hoc módon tervezett és épített diffúziós elemeket alkalmazhatunk, amelyeknek számos változata létezik. Két példa:
3. ábra – Schroeder diffúzor
4. ábra – Másodlagos „pihentető” diffúzor.
Végül egy trükk, ami megér egy próbát. Két hangdobozt a hagyománynak ellentmondóan élesebb szögben fordítunk a hallgató felé úgy, hogy a sugárzási tengelyek merőleges vonala a hallgató előtt kereszteződjön. Ezt gyakran használjuk kiállítási bemutatókon, mert sokkal szélesebb és mélyebb „sweet point-ot” hoz létre. A falak közvetlen tükröződésének kiküszöbölésével – nagyobb hallgatói csoportok esetében – a hátsó sorban lévő emberek is hitelesebb térbeli képet hallanak.
Akusztikai kutatási eredmények és a Giussani Research cikke nyomán – a szerk.
Partnerünk: Arató Akusztika
