Залог хорошего микса - это качественный контроль. А он невозможен без профессионального оборудования и соответствующих акустических условий. Почему же акустика домашней студии так важна?
Об этом вам расскажет спикер WaveForum, преподаватель Moscow Music School и доцент кафедры "Музыкальная звукорежиссура" университета "Синергия" Сергей Проскуряков.
Часть 1. Базовые акустические явления и понятия.
В интернете можно найти довольно много информации о том, как устроить домашнюю студию. Многочисленные рекомендации «какую купить звуковую карту и микрофон, чтобы ваши треки зазвучали не хуже, чем у звёзд», сравнительные тесты, обзоры и тому подобное. В основном информация касается аппаратуры, программного обеспечения и некоторых наиболее распространённых приёмов записи. Но один фундаментальный аспект всей работы со звуком остаётся незаслуженно мало освещён. Это акустика помещения и способы достижения необходимых её параметров.
Почему, собственно, важно уделять внимание качеству акустики помещения и как это влияет на звучание наших треков?
Во-первых, при записи с помощью микрофона улавливаются не только звуковые волны, исходящие непосредственно от источника (например, голоса или гитары), но и многочисленные отражения от стен, потолка и предметов, расположенных в комнате. Такие отражения существенно влияют на характер звучания записываемого сигнала.
Во-вторых, когда мы работаем с уже записанными дорожками или пытаемся подобрать подходящий тембр виртуального инструмента, или сводим наш трек, мы контролируем звучание через мониторы. Нетрудно догадаться, что на «звучание мониторов» накладывается «звучание комнаты» и мы слышим уже существенно изменённый, «окрашенный» звук.
От того, насколько качественно «звучит» наша комната, напрямую зависит качество записываемого сигнала и объективность мониторинга.
Я намеренно ухожу от обсуждения микрофонов, звуковых карт, мониторов и т. д. Исходим из того, что у нас хорошее профессиональное оборудование. Также я не касаюсь звукоизоляции – это тема отдельной статьи.
Давайте поближе познакомимся с нашей комнатой и теми процессами, которые определяют её акустические свойства. Будем рассматривать наиболее распространённый случай: комната прямоугольной формы в кирпичном или панельном доме. Стены, пол и потолок - массивные и плоские, поэтому они отражают порядка 90 % звуковой энергии во всём слышимом спектре.
Процесс постепенного затухания звуковых колебаний в результате множественных переотражений в помещении называется реверберацией. Продолжительность процесса реверберации зависит от объёма помещения и отражающих/поглощающих свойств поверхностей, с которыми звуковые волны взаимодействуют. Характер взаимодействия со звуковой волной зависит от условной кривизны (степени развитости) поверхности, физико-механических свойств и её площади. Для разных частот этот характер будет разным:
- для одних частот поверхность будет полностью или частично поглощающей,
- для других — полностью или частично отражающей,
- для третьих — полностью или частично пропускающей (акустически прозрачной).
Взаимодействие падающей звуковой волны и поверхности выглядит следующим образом: достигая границы раздела двух сред (поверхностей), звуковая волна претерпевает отражение и преломление аналогично отражению и преломлению света. Коэффициент отражения – это отношение энергии отражённой волны к энергии падающей. Его величина зависит от величины отношения волновых сопротивлений сред (удельных акустических импедансов), которые определяются как произведения плотностей сред и скоростей распространения звуковых волн в этих средах. Чем больше отличаются импедансы, тем больше коэффициент отражения.
Волны, проникшие в среду и претерпевшие преломление (изменение направления распространения), постепенно затухают. Вообще распространение звуковых волн в среде сопровождается поглощением их энергии, причём интенсивность волн убывает по экспоненциальному закону с увеличением проходимого волной расстояния.
В таблице ниже приведены коэффициенты поглощения некоторых материалов.
Подобными значениями пользуются инженеры при расчётах. Как видно из таблицы, поглощение на разных частотах у разных материалов может существенно отличаться.
При распространении звуковых волн в замкнутом помещении возникает множество интересных акустических явлений. Одно из таких явлений – образование «стоячих волн». Стоячие волны названы так из-за возникновения в пространстве стационарных (неподвижных) областей максимумов и минимумов энергии, обусловленного наложением волн, исходящих от источника звука и их отражений от стен и других поверхностей. Надо сказать, что звуковые волны, распространяясь, переносят в пространстве области максимумов и минимумов энергии подобно расходящимся на поверхности воды кругам и такие волны называют «бегущими». На рисунке ниже показано как звуковая волна из динамика достигнув стены отражается обратно и, складываясь с первичной волной, образует неподвижные области узлов (минимумов) и пучностей (максимумов). Это точки, в которых две встречные волны одной частоты совпадая по фазе входят в резонанс, увеличивая амплитуду в два раза и наоборот, вычитаются в ноль в противофазе. Распределение этих узловых точек зависит от частоты колебаний и связанной с ней длинной волны. Первый максимум стоячей волны образуется на расстоянии ¼ длины волны от отражающей поверхности. Далее области максимумов и минимумов следуют с интервалом в ½ длины волны.
Длиной волны называют расстояние, которое проходит волна за время совершения одного колебания (за один период). Вычислить длину волны можно разделив скорость звука (344 м/с.) на частоту. Например, для 100 Гц длина волны будет 344/100=3,44 м.
Обнаружить такие области можно на слух, запустив генератор звуковой частоты, и перемещаясь в пространстве наблюдать увеличение и уменьшение громкости.
Препятствие, от которого отразилась волна, является источником «вторичных волн», и рассматривается как самостоятельный источник. То есть, если расстояние между двумя параллельными стенами (источниками вторичных волн) будет равно половине длины волны, то на этой частоте возникнет стоячая волна. Это и будет собственной резонансной частотой (модой) помещения. Таких частот может быть несколько. Частоты, на которых это резонансное явление наблюдается, легко вычислить. Например, ширина вашей комнаты 3,4 метра – это равно ½ длины волны для частоты 50 Гц. Другими словами, первая мода (мода первого порядка) будет на частоте 50 Гц.
Но раз есть «первая», значит есть и «вторая»? Да, есть. Образуется она по гармоническому закону умножением частоты первой на целое число. Таким образом, резонансные частоты для нашего примера будут 50х1=50Гц, 50х2=100Гц, 50х3=150Гц, и т.д. Обычно вычисляют до 4-го порядка, так как с его повышением интенсивность частоты моды заметно снижается. И на более высоких порядках не влияет на общую звуковую картину.
Давайте рассмотрим более детально. Наша комната имеет размеры: длина 5,5 метров, ширина 3,4 метра и высота 2,7 метров – типовая комната в панельном доме. Частоты собственных резонансов (аксиальных мод) будут такими:
В следующей части мы поговорим о двояком поведении нашей комнаты по отношению к разным частям спектра и разберём некоторые важные аспекты, влияющие на акустику комнат.
Сергей Проскуряков (Акустик Бюро) для WaveForum.
Связаться с Сергеем: Вконтакте
© WAVEFORUM 2020