Praktyczny przewodnik po akustyce i obróbce dźwięku

Akustyka to miejsce spotkania fizyki i estetyki dźwięku. W ten sposób przypisujemy ilościowe i jakościowe znaczenie właściwościom dźwięku lub otoczenia. Te wyróżnienia pozwalają nam docenić, dlaczego miejsca są chwalone za ich akustykę, wyjaśniać rozmieszczenie mikrofonów i wizualizować, w jaki sposób dźwięk porusza się w otoczeniu.

Fizyka i dźwięk

To, co nazywamy dźwiękiem, jest w rzeczywistości zbiorem złożonych fal dźwiękowych oddziałujących z otoczeniem i słuchem. Uwielbiam uczucie wkraczania w przestrzeń i zdzierania warstw dźwięków otoczenia.

Fale dźwiękowe:szybki kurs

Fale dźwiękowe emanują ze źródła dźwięku, są przedstawiane jako cykl 360 stopni i są mierzone w cyklach na sekundę (Hz). Podstawowe typy fal to fale sinusoidalne, trójkątne i piłokształtne.

Możesz łatwo zademonstrować te fale, uruchamiając wtyczkę syntezatora w wybranym programie DAW i słuchając, jak każdy z nich brzmi i jak się ze sobą łączą. Spróbuj sparować to z wtyczką oscyloskopu, ponieważ będziesz mógł zobaczyć kształty i cykle w akcji podczas przełączania typów fal.

Projekt materiałowy

Opisując akustykę przestrzeni, odwołujemy się do cech determinowanych przez mieszankę projektu, materiałów i obróbki. Te z kolei określają zachowanie fal dźwiękowych w przestrzeni. To zachowanie jest połączeniem odbicia, dyfuzji, pochłaniania i ogólnej charakterystyki częstotliwościowej pomieszczenia.

Zbyt dużo odbić wprowadza długie ogony pogłosu. Zbyt rozproszony i wydaje się, że dźwięk ucieka, ale zbyt chłonny i pokój wydaje się martwy. Agresywna reakcja w wyższych częstotliwościach przekłada się na przenikliwe alikwoty. Z drugiej strony brak absorpcji niższych częstotliwości może prowadzić do obciążenia basu i tłumienia.

Akustyka i przestrzeń do nagrywania

Miałem okazję uczyć się akustyki w szkole, a później zastosować teorię w praktyce, pomagając budować i prowadzić studio nagraniowe. Spędziliśmy dużo czasu szukając różnych rozwiązań akustycznych, które sprawdziłyby się w naszej przestrzeni i budżecie. Obejmowało to kształt pomieszczeń, projekt, materiały i obróbkę akustyczną.

Zawsze będzie potrzeba zrównoważenia projektu i kosztów, ale nie powinno to oznaczać utraty jakości. Zdejmij sprzęt i meble, a powinieneś otrzymać dobrze brzmiącą, choć pustą przestrzeń. Jego podstawowa akustyka jest jednym z największych atutów pomieszczenia, ponieważ ta jakość ma wpływ na wydajność sprzętu. Zły dźwięk się nie sprzedaje!

Dźwięki potrzebują przestrzeni do oddychania, aby były dobrze słyszane. Wypychanie zbyt dużej ilości dźwięku na małej przestrzeni szybko staje się bolesne. Dzieje się tak, gdy fale dźwiękowe dosłownie zderzają się ze sobą w destrukcyjny sposób. Wracam myślami do wszystkich małych kin, wąskich undergroundowych klubów muzycznych, studiów projektowych i pomieszczeń na próby, w których byłem. Treść jest zawsze najważniejsza, ale nie powinna odbywać się kosztem uszkodzenia słuchu odbiorców.

To, czego nie chcesz robić, to taniej w przestrzeni, a następnie spróbuj wypełnić lukę droższym sprzętem. Syf na wejściu, syf na wyjściu. Budowa naszego studia nagraniowego postawiła na jakość i wykończenie przestrzeni, kupując tylko niezbędny sprzęt, którego jeszcze nie posiadaliśmy. Kupowanie nowego sprzętu jest znacznie łatwiejsze niż budowanie nowych ścian.

Techniki budowy akustycznej

Projektując przestrzeń pod kątem akustyki, będziesz chciał ograniczyć przecieki, obniżyć poziom szumów i stworzyć przewidywalną odpowiedź częstotliwościową. Dzięki temu Twoi klienci i sąsiedzi będą zadowoleni. Pamiętaj, że jeśli dźwięk może uciec, może również wejść.

Postępowaliśmy zgodnie z branżowymi praktykami projektowymi, dostosowując je i emulując w rozwiązaniach DIY. Na wysokim poziomie obejmuje to:

• Zajęcie się wyciekiem dźwięku
• Ciężkie ściany graniczne, słupek odsunięty, płyta gipsowo-kartonowa o zmiennej gęstości, wiele rodzajów izolacji
• Drzwi zewnętrzne stosowane we wszystkich pomieszczeniach dla lepszego uszczelnienia
• Pianka rozprężna używana do uszczelniania szczelin między ścianami, stropami i belkami
• Zmniejszanie równoległych powierzchni poprzez ustawianie ścian pod kątem
• Podwieszany/opuszczany sufit za pomocą naprzemiennych układów pułapek basowych
• Akustyka DIY:regulowane pułapki basowe, panele piankowe, kolumny Auralex SonoColumns
• Podłogi wielowarstwowe:sklejka, podkładka dywanowa, dywan
• 400 funtów szkła stołowego na dwuszybowe, ustawione pod kątem okno pokoju kontrolnego
• Zrób to sam pułapki basowe z rdzeniami Owens Corning 703, na drewnianej ramie, owinięte tkaniną

Materiały

Materiały tworzące przestrzeń służą dwóm innym ważnym zadaniom oprócz utrzymywania budynku. Pochłaniają i odbijają dźwięk, a nawet posiadają współczynniki opisujące wydajność dla materiałów różnych typów, rozmiarów i gęstości. Skala opiera się na maksymalnej wartości 1,0, im mniejsza wartość, tym mniej chłonny jest materiał w tym zakresie. Teraz możesz dokładnie sprawdzić, jak chłonna jest płyta gipsowo-kartonowa ¼” przy 500 Hz!

Odtwarzanie dźwięku:zbudujmy kino domowe!

Mam nadzieję, że powyższy spisek na temat akustyki przestrzeni do nagrywania dostarczył pewnego wglądu w to, co jest możliwe. Wszystkie te koncepcje dobrze pasują do akustyki przestrzeni domowej rozrywki i innych zastosowań, w których ważna jest jakość dźwięku. Są one odzwierciedlone w poniższej kompilacji.

Właśnie ukończyłeś nową i hojnie proporcjonalną rozbudowę swojego domu. W przestrzeni zastosowano następujące techniki akustyczne i konstrukcyjne:

• Nowa płyta betonowa, warstwa podłogi ze sklejki, podkładka dywanowa, dywan
• Istniejące ściany graniczne mają nowe drewniane ramy / słupki, mechanicznie oddzielające pomieszczenie od reszty domu
• Wszystkie ściany używają płyty gipsowo-kartonowej ⅝”
• Przesuń ściany, aby wyeliminować równoległe powierzchnie
• Ściany są izolowane za pomocą Owens Corning 703 do wysokości sześciu stóp, reszta to standardowe rolki różowej izolacji
  • Takie ciężkie ściany będą wymagały mniej obróbki powierzchni
• Sklepiony sufit
• Narożniki usunięte za pomocą 4-calowych kolumn Auralex SonoColumn
• Zrób to sam pułapki basowe
• Drzwi zewnętrzne używane do wejścia

Projektowanie akustyczne

Powyższa konstrukcja materiału uwzględnia kilka kluczowych czynników, których szukasz w pomieszczeniu przeznaczonym do utrzymania wysokiego poziomu dźwięku, niskiego poziomu szumów, wyższego zakresu dynamiki, bardziej płaskiej charakterystyki częstotliwościowej.

Wielowarstwowa podłoga i ściany zapewniają mechaniczną izolację od reszty nieruchomości poprzez redukcję fizycznych punktów zakotwiczenia i styku. Podłogi i ściany są bardziej oddzielne i będą wytwarzać i odbierać mniej hałasu w postaci dźwięku i wibracji mechanicznych. Izolacja ścian zapewni dobrą absorpcję niższych częstotliwości po obu stronach. Chcesz zachować swój dźwięk, a inne dźwięki wyciszyć.

Skośny sufit eliminuje powierzchnię równoległą do podłogi i nadaje pomieszczeniu większą wysokość niż w rzeczywistości, co samo w sobie nadaje jego charakter. To samo dotyczy przesuniętych ścian, co świetnie sprawdza się w przypadku głośników z kanałami bocznymi!

Kluczowe znaczenie ma redukcja narożników; robi ogromną różnicę i jest magiczna, gdy znajdziesz odpowiedni produkt do pracy. Miałem naprawdę pozytywne doświadczenia z kolumnami Auralex SonoColumns. Wyglądało na to, że usunęliśmy róg!

Myślę, że te pułapki basowe osiągnęły niemal mityczny status, ale naprawdę działają w zakresie pochłaniania częstotliwości szerokopasmowych i można je pakować w estetyczny sposób. Użyliśmy płótna na przodzie i bokach, a na spód z muślinu. Nie mogę się doczekać, aby w pewnym momencie ponownie zbudować więcej!

Wyposażenie

Nie będę tutaj omawiał konkretnego sprzętu i będę używał wysokiej klasy ogólnej reprezentacji systemu surround 7.1. Zakupy wzmacniaczy i głośników to radosne i osobiste doświadczenie, pozostawiam to twojej zdolnej wyobraźni.

Podczas budowy zainstalowaliśmy kanały kablowe, okablowanie i zaciski okablowania. Nie ma tutaj bezprzewodowych głośników dźwięku przestrzennego! Telewizor od 65 do 85 cali szczęśliwie wypełnia centrum. W dzisiejszych czasach stosunek kosztów do jasności jest tego wart.

Rozmieszczenie głośników

Nastąpił rozwój systemów samokalibracji, które wykorzystują niezwykle sprytne przetwarzanie sygnału, aby zrekompensować otoczenie i położenie. Podobnie jak głośniki stereo, konfiguracje dźwięku przestrzennego korzystają z dobrego rozmieszczenia. Twoja pozycja powinna opierać się na pozycji słuchania.

Głośniki główny i centralny mają wysokość głowy, a przedni lewy i prawy są ustawione pod kątem 30 stopni w stosunku do pozycji odsłuchowej; głośnik centralny znajduje się pod kątem 0 stopni. Duży telewizor montowany na ścianie może utrudnić umieszczenie kanału centralnego na wysokości głowy, w zależności od odległości ekranu i wysokości montażu.

Nigdy wcześniej nie miałem głośników wieżowych. Jest to perspektywa, którą cenię ze względu na ich potencjał jako głośników stereo i surround. Naturalnie siedzą na wysokości głowy, dobrze wyglądają i oferują dynamiczny pakiet dźwięku.

Głośniki boczne są montowane na ścianie — dobrze, że umieściłeś te zaciski głośnikowe! Zamontuj je około pół metra wyżej niż wysokość głowy. Zakres kątów wynosi od 90 do 110 stopni. Tylne głośniki znajdują się dwie stopy nad głową, pod kątem od 135 do 150 stopni.

Nie wspomniałem o konkretnej wielkości pomieszczenia ani odległości głośników, ponieważ będą one zależeć od Twoich potrzeb i dostępności miejsca. Kąty i odległości dźwięku przestrzennego różnią się od konfiguracji stereo, ale konieczne będzie zachowanie ustalonych odległości dla każdej pary przednich, bocznych i tylnych części. Głośniki boczne i tylne mogą znajdować się dalej w porównaniu z kanałami przednimi.

Kalibracja głośników i pomieszczenia

Tutaj stosuje się tę samą technikę kalibracji, co w przypadku głośników stereofonicznych i na podobnych poziomach. Monitorowanie studyjne to około 80 do 85 dB, ale popularne zakresy dźwięku przestrzennego to 70 do 80 dB. Dostosuj to do smaku, ponieważ na pewno nie chcesz cierpieć z powodu zmęczenia lub uszkodzenia słuchu. Korzystanie z zestawu miernika decybeli zdolnego do ważenia „C” i wolnej odpowiedzi. Użyjemy Pink Noise do naszego tonu kalibracji, przeczesujemy każdy głośnik i potwierdzimy, że osiągnęły 82,5 dB.

Jeśli chcesz zejść głębiej, możesz użyć mikrofonu kalibracyjnego i oprogramowania analitycznego do zamiatania pomieszczenia. Fuzzmeasure wciąż jest dostępne i oferuje bezpłatne demo. Możesz użyć tego profilu pomieszczenia, aby dostosować i przetestować różne układy paneli, aby zmienić pasmo przenoszenia. Jest to również ćwiczenie polegające na fizycznym dostrojeniu poziomu basów i reakcji.

Prawie każdy wzmacniacz jest wyposażony w funkcję samokalibracji; zapewniają nawet mały mikrofon kalibracyjny. Polecam porównanie A/B dopiero po wykonaniu powyższej ręcznej kalibracji. Proces samokalibracji pyta o położenie i odległość głośników i wykonuje własne przemiatanie pomieszczenia. Samo w sobie stanowi to kiepski substytut dobrego rozmieszczenia.

Przemiatanie fali sinusoidalnej wytworzy odpowiedź częstotliwościową, którą koryguje lub próbuje spłaszczyć. Naprawdę nie uważam, aby korekta częstotliwości miała tu zastosowanie, ponieważ celem ćwiczenia było zaprojektowanie przestrzeni, która dobrze brzmi. Jest to bardziej ukierunkowane na konfiguracje w salonie, które są łączone w pośpiechu.

Nagrywanie i przechwytywanie

Rozwińmy niektóre wcześniejsze treści dotyczące fal dźwiękowych; w przeciwnym razie powiedziałem tylko, że musisz fizycznie widzieć dźwięk!

Mikrofony są dostępne w wielu kształtach i rozmiarach, z różnymi charakterystykami kierunkowości, które określają ich kierunkowość oraz charakterystykę częstotliwościową na osi i poza nią. Mikrofony dynamiczne i pojemnościowe zapewniają różne poziomy czułości stołu, przy czym ten drugi jest bardziej czuły. Są to cechy, które sprawiają, że mikrofony tykają i określają ich teksturę.

Jeśli mikrofony są pędzlami, przestrzeń jest twoim płótnem — choć podlega ona zmianom, takim jak zawartość i lokalizacja. Zrozumienie tych zmian jest kluczem do wyboru odpowiednich narzędzi i podejmowania dobrych decyzji dotyczących rozmieszczenia.

To samo dotyczy kontynuacji poczucia przestrzeni przez cały etap miksowania.

Przeanalizujmy kilka przykładów.

Dialog

Potrzebujesz dogrywania i masz skonfigurowany mikrofon. Czy używasz mikrofonu dookólnego na środku pokoju? A może używasz kardioidy bliżej ściany lub powierzchni poddanej obróbce akustycznej? Wybrałbym kardioidę kierunkową. Cały czas pytając, dlaczego nie ma kabiny wokalnej? Chodzi o to, że nie chcesz rozproszonego lub mokrego nagrania wokalnego, chcesz suchej ścieżki bez tonu pokoju.

Nagrywanie pogłosu

Zamiast wtyczek wyruszasz na przygodę i decydujesz się na nagrywanie pogłosu na żywo, konfigurując jedyny głośnik monitorujący. Pokój do wyboru? Mała, wyłożona kafelkami łazienka z szybkim pogłosem kopertowym. To naprawdę dotyczy przechwytywania większych dźwięków otoczenia. Mikrofon dookólny to najłatwiejszy wybór, ale możesz też poeksperymentować z parami stereo.

Pogłos splotu

To jak wkładanie akustyki pomieszczenia do torby na wynos! Oprogramowanie odpowiedzi impulsowej omiata pomieszczenie falą sinusoidalną od 20 Hz do 20 kHz, rejestrowaną przez mikrofon kalibracyjny. Przemiatanie jest anulowane, pozostawiając ci dźwiękową migawkę pomieszczenia. Te krótkie dźwiękowe westchnienia stają się odpowiedzią impulsową.

Ta sama technika dotyczy modelowania sprzętu zaburtowego, głośników, szafek gitarowych. Tak powstają niektóre wtyczki!

Podsumowanie

W praktyce akustyka przejawia się jako docenienie i zrozumienie dobrze brzmiącej przestrzeni. Umieszczenie mikrofonu i głośnika jest bardzo korzystne i stanowi początek lepszej rutyny. Twoja wiedza i zrozumienie będą z czasem rosnąć.

Ważne jest, aby od czasu do czasu powracać do koncepcji, gdy rozwijasz nowe spostrzeżenia. Przyzwyczaj się do kwestionowania niektórych swoich nawyków. Doświadczenie uczy nas również lepszych sposobów szybkiego i spójnego dostarczania tej jakości!

Referencje

• Współczynniki absorpcji
  • https://www.acoustic-supplies.com/wykres-współczynnika-absorpcji/
• Kąty i obraz głośników
  • https://www.svsound.com/blogs/svs/74790851-the-art-of-speaker-placement
• Poziomy kalibracji
  • https://www.digitaltrends.com/home-theater/home-theater-calibration-guide-manual-speaker-setup/
• Pogłos splotu
  • https://www.peachpit.com/articles/article.aspx?p=2436669
• Fuzzmeasure
  • https://www.rodetest.com/