Добро пожаловать на Dzen-канал Аудиосалона "Русский Звук", посвященный аудиотехнике.
Наш Шоурум находится по адресу г. Москва, пр. Вернадского, 29. Приглашаем Вас в гости!
Напоминаем Вам о нашем сайте https://rus-audio.ru
Сегодня у нас очередная статья с просторов интернета, для ознакомления нашей Дорогой публики.
Авторы (источники): Ирина АЛДОШИНА, Рой ПРИТТC. МУЗЫКАЛЬНАЯ АКУСТИКА
Отдельно отмечаем, что мнение Аудиосалона "Русский Звук" может не совпадать с мнением авторов статьи.
Итак, поехали!
АКУСТИКА СТУДИЙ И КОНТРОЛЬНЫХ КОМНАТ
Как уже было отмечено выше, в 30-е годы ХХ столетия появился новый тип помещения для записи и обработки звука в связи с развитием звукозаписи, радиовещания, кино и телевидения. В настоящее время все эти направления техники интенсивно развиваются, появляются новые возможности для передачи пространственного звукового образа (системы Surround Sound, бинауральная стереофония и др.),активно внедряются цифровые компьютерные методы обработки звука; соответственно меняются и требования к помещениям для его записи, т.е. к студиям.
Требования к акустическим характеристикам студий различного назначения подробно изложены в международных и отечественных стандартах, например EBU R22-1998, EBU R22-1994, RM -01-93, СНиП2.08.02-89, и многочисленных монографиях и учебниках, среди которых можно выделить книги всемирно известного дизайнера студий звукозаписи Ф. Ньюэлла (Ph. Newell).
В данном разделе будет приведена только краткая информация об основных акустических характеристиках студий и контрольных комнат. Современные студии, как правило, включают в себя (рис.5.5.1): студийное помещение (зал для исполнения и записи музыки и речи, в котором размещаются бокс микрофоны и исполнители); контрольную комнату, где установлены основные аппараты - контрольная помещение, комната.
Для записи туры для записи и обработки звука (микшерные пульты, контрольные агрегаты, компьютерные аппараты бокс рабочие станции и др.) и где находится рабочее место звукорежиссера; техническую аппаратную. Все студии можно классифицировать: по применению на студии звукозаписи, радиовещательные и телевизионные звуковые студии, тонателье на киностудиях и т.д.; по виду используемого для записи звукового материала на большие музыкальные, камерные, литературно -драматические и речевые; исполнителей, т. е. по,— на большие, по количеству объему средние, малые и др.
Классификация студий может быть проведена и по другим критериям. Объективные акустические параметры студии для записи музыки должны быть выбраны исходя из тех же требований, что и для концертного зала. Первые студии звукозаписи, например в радиодомах и телецентрах Санкт -Петербурга, Москвы и др., строились как большие концертные залы, где была возможность записывать симфонические оркестры.
Следовательно, и в студиях должны быть обеспечены все требования, которые были указаны выше для концертных залов, т.е. оптимальное время реверберации в разных частотных диапазонах; однородная структура звукового поля; определенные время, энергия и направление прихода ранних отражений, заданные уровни энергии поздних отражений; требуемый уровень шумов, а также другие объективные параметры, которые важны для слухового восприятия музыкальных и речевых программ (см. раздел 5.1).
Очень часто одна и та же студия может использоваться для записи речи, музыки разных жанров и т.д., поэтому в ней должна быть предусмотрена возможность перестройки акустических условий. С другой стороны, студии часто строятся специально для записи определенного типа программ: для вокала, речи, камерных ансамблей, электронной музыки и т.д., соответственно, требования к их акустическим характеристикам должны отличаться. Обеспечение необходимых параметров, прежде всего оптимального времени реверберации, накладывает определенные ограничения на форму и размер студий.
Требования к размерам и времени реверберации студийных помещений для записи (принятые в свое время как отечественные нормы для их технологического проектирования)даны в таблице 5.5.1. В настоящее время в связи с переходом на пространственные системы звукозаписи и широким использованием электронных инструментов требования к параметрам студий также меняются, разрабатываются новые стандарты и рекомендации, поэтому приведенные соотношения следует рассматривать как ориентировочные и в каждом конкретном случае определять требования в процессе акустической настройки студии.
Объем студии зависит от вида исполняемой музыки и должен выбираться в зависимости от заданного оптимального времени реверберации и от максимального числа размещаемых в ней исполнителей, удельный объем на одного исполнителя должен составлять примерно 10–18 м3.
Запись музыки в студиях малого объема неизбежно приводит к искажению тембра за счет резонансов помещения в слышимой области, нарушению пространственной панорамы и баланса громкости. Минимальный объем студии для записи музыкальных произведений должен быть не менее 200 м3.
Форма студии имеет существенное значение для обеспечения структуры ранних (в первую очередь боковых)отражений и однородности (диффузности) звукового поля, что очень важно для качественной записи звука. Поэтому большие студии очень часто делаются непрямоугольной формы; примером может служить форма студийного помещения на рис. 5.5.1.
Студии средних и малых размеров чаще имеют прямоугольную форму, при этом выбор их пропорций желательно делать соответственно правилу, что примерно соответствует данным в таблице 5.5.1. Для любых, даже малых размеров студии высота потолков должна быть не менее 3 м. Среди объективных параметров, определяющих звуковое поле в студии, важнейшим безусловно является оптимальное время реверберации (Топт).
Как видно из таблицы 5.5.1,оптимальное время реверберации в студии зависит от вида исполняемых программ и от объема помещения: например, для симфонической музыки T = 2-2,2 с; для эстрадной и джазовой музыки Т = 0,9-1,1 с onm и т.д. Для художественной передачи речи оптимальное время реверберации в студии с объемом 200 м3 находится в пределах 0,80,1 с.
В речевых студиях для передачи информационных программ время реверберации не должно быть более 0,4-0,5 с. На рис. 5.5.2 приведены оптимальные значения времени реверберации студий для частоты 500 Гц в зависимости от их объема. Приведенные на рис. 5.5.2 данные следует рассматривать как минимальные значения Т.
Экспериментальные зависимости onm оптимального времени реверберации в различных студиях от их объема можно приближенно описать следующими соотношениями: для концертных студий 0,5 1g / 0,10; T: V onm для малых музыкальных T 0,45 lg V 0,30; onm 0,4 1g V 0,40. для речевых T = lg onm Эти зависимости дают ошибку не более 10% (см. рис. 5.5.2).
В основной части диапазона оптимальное время реверберации должно быть постоянным (допускается отклонение не более 10 %), Топ, с 2,5 3 2,0 2 Топ /Топт500Гц, 1,5 1 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 2 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20V, 125 250 500 1000 2000 4000,Гц f a б На рисунке а кривая 1 -речевые студии,2 студии для малых музыкальных форм,3 студии для концертных программ. Штриховой линией обозначена приближенная аналитическая зависимость.
Для больших студий время реверберации с учетом затухания в воздухе на частоте 8000 Гц не должно быть менее 1с. Кривая (1)допустимой зависимости Т onm OT частоты показана на рис. 5.526. Для речевых студий Т может onm иметь некоторый спад на низких частотах для увеличения разборчивости и спад на высоких (свыше 5000 Гц)до 30 % (кривая 2, рис. 5.476). Методика расчета времени реверберации в студийных помещениях приведена в работе.
Поскольку, как уже было отмечено выше, в одних и тех же студийных помещениях приходится записывать различные музыкальные и речевые программы, проблема состоит в том, что в них должна быть предусмотрена возможность перестройки акустических условий для обеспечения различных значений оптимального времени реверберации.
С этой целью в студиях используются звукопоглощающие конструкции, которые могут сравнительно легко и быстро вводиться в действие или выводиться из него, например резонансные щиты (щиты Бекеши), рассеиватели (диффузоры Шредера, жалюзи),вращающиеся колонны с различным размещением поглощающего материала и т.д. Широко применяются устройства искусственной реверберации, в том числе цифровые ревербераторы, реализуемые как программным путем, так и с помощью специальных приборов.
Можно менять время эквивалентной реверберации, подбирая расстояние между источником звука и микрофонами. Кроме обеспечения оптимального времени реверберации Т onm ' принципиально важным параметром для студий является ясность (или четкость) С80 для музыки и разборчивость для речи. Пределы изменения С80 для студий предназначенных для записи классической музыки составляют (4±2) дБ, а для романтической. Разборчивость речи для театрально -драматических и речевых студий должна быть не менее 90% (слоговая),отличным считается значение 96 %.
Остальные параметры (интимность, пространственность, полнота и др.)должны находиться в пределах, полученных Беранеком для хороших концертных залов (см. раздел 5.2). Уровень шумов (как внутренних, так и внешних) в студии в соответствии с международными рекомендациями должен быть равен NC -25 (форма кривых NC показана на рис.5.1.19), что чрезвычайно трудно реализовать.
Это требует размещения студии в достаточно тихой части здания; применения специальных мер при строительстве для обеспечения звукоизоляции и виброизоляции помещения: двойных стен и дверей, плавающих конструкций пола, подвесных стен и потолков, специальных глушителей для вентиляционных систем и т.д. (рис.5.5.3; подробнее об этом можно узнать в работах). Способы защиты помещения студии от шумов Контрольная комната это помещение, где находится рабочее место звукорежиссера и где размещается оборудование: микшерный пульт, контрольные агрегаты, цифровые звуковые станции, процессоры обработки звука, магнитофоны и другая дополнительная аппаратура.
Пример размещения оборудования показан на рис. 5.5.4. Требования к акустическим характеристикам контрольной комнаты вытекают из обеспечения условий для слухового контроля музыкальных и речевых записей. В настоящее время контрольные комнаты часто используются для непосредственного создания и записи электронной музыки.
Контрольные комнаты должны удовлетворять следующим основным требованиям: позволять слышать сухой и чистый звук контрольных агрегатов; не вносить существенных искажений в структуру реверберационного процесса студии, где была произведена запись звука; обеспечивать возможность звукорежиссеру услышать и сформировать пространственный звуковой образ, который он хочет передать слушателю; быть звуконепроницаемыми (изнутри и снаружи)для обеспечения низкого уровня шумов; позволять звукорежиссеру видеть музыкантов, т.е. иметь звуконепроницаемое окно в студию.
До недавнего времени в основе акустического проектирования контрольных комнат лежала концепция повторения параметров среднестатистического жилого помещения, т. е. считалось, что звукорежиссер должен находится в условиях, близких к условиям домашнего прослушивания. Среднее время реверберации выбиралось 0,2-0,4 с.
Объемы также были небольшими и составляли 3040 м3. Такие помещения удовлетворительно работали для записи музыки с небольшим динамическим диапазоном. Кроме того, условия реального прослушивания музыкальных и речевых сигналов, переданных по каналам радиовещания, телевидения, звукозаписи и пр., настолько разнообразны, что приведенные выше требования нельзя считать типовыми для жилых помещений. Следующим этапом явилась концепция построения контрольных комнат, получившая название LEDE (live-dead end), в которой звукорежиссер работал на границе двух сред живой (live) с большим количеством отражений и мертвой (dead),свободной от отражений.
В основе такого принципа построения контрольных комнат лежали следующие соображения: одним из важнейших критериев качества акустики в помещении является время прибытия ранних отражений, которое должно быть в пределах 20-30 мс после прямого звука. Если в студии при записи обеспечено это требование, то первые отражения в контрольной комнате не должны маскировать их, поэтому полезно переднюю часть контрольной комнаты (стены за контрольными агрегатами, полы и потолки)сделать заглушенными (dead end),a заднюю часть комнаты сделать отражающей (liveend).В этом случае структура реверберационного процесса в контрольной комнате должна иметь вид, показанный на рис. 5.5.5.
Для того чтобы часть комнаты сделать отражающей, на задней стенке и потолке должны устанавливаться различные отражающие конструкции (например, диффузоры Шредера) (рис.5.5.6).Такая конструкция комнаты позволяла звукорежиссеру ощущать живые отражения, но вместе с тем звук от студийных агрегатов воспринимался им без искажения, т.к. На прямой звук не накладывались отражения комнаты. Однако такие контрольные комнаты было очень трудно настраивать и, кроме того, возросшие требования к передаче стереопанорамы и расширенного динамического диапазона для цифровых записей требовали снижения уровня реверберационных помех. Целый ряд известных студий продолжают использовать контрольные комнаты, построенные в такой идеологии, в настоящее время.
В конце 80 -х годов была предложена конструкция бессредных контрольных комнат. Идея их проектирования была предложена Т. Хидли (Т. Hidley), реализована на многих студиях мира Ф. Ньюэллом (Ph. Newell) и заключается в следующем: все поверхности, в направлении которых излучают студийные контрольные агрегаты, т. е. потолок, задняя стена и боковые стены, делаются звукопоглощающими, а поверхности перед звукорежиссером, т.е. передняя стена и пол, делаются звукоотражающими.
Это позволяет звукорежиссерам слышать прямой звук контрольных агрегатов, не окрашенный дополнительными отражениями, и в то же время получать отражения собственных голосов от передней фронтальной поверхности пола и находящегося в комнате оборудования (пульта, компьютеров, стоек и др.).Для обеспечения поглощения звуковой энергии во всем воспроизводимом диапазоне частот (особую проблему представляет обеспечение поглощения на низких частотах) используется новая технология так называемых звуковых ловушек.
Конструкция стены с боковыми ловушками и общий вид бессредной контрольной комнаты показан на рис. 5.5.7.На определенном расстоянии от главной несущей стены устанавливается дополнительная диафрагменная стена, состоящая из деревянной рамы с трехслойным покрытием (гипсовая штукатурка плюс древесноволокнистая плита и снова гипсовая штукатурка), на котором закрепляется поглотитель из специальной минеральной ваты или синтепона. На некотором расстоянии от нее подвешиваются панели из фанеры, покрытые звукопоглощающим материалом, под углом 45 °, на расстоянии 30—46 см друг звуковой отсек 420 см 540 см 390 см mecto пульт звукорежиссера 420 см 240 см мониторы звукопоглощающий потолок; твердый пол занавес, драпировки, пол, покрытый ковром покрытый ковром горизонтальный область оптимального фанера 15 см; звукопоглотитель: прослушивания стекловолокно 3,5см звукопоглощающий материал, общая глубина панелей 0,6-1,2 м.
Установленные таким образом панели служат волноводами, поглотителями и рассеивателями для низкочастотных звуковых волн. Поглощение средних и высоких частот обеспечивается традиционными методами и зависит от свойств поглотителя на стене. Измерения процесса реверберации, выполненные в таких комнатах, показали, что первые моменты времени (до 50 мс) происходит очень быстрое поглощение отраженной энергии, что сохраняет ощущение мельчайших нюансов в звучании контрольных агрегатов (в обычных комнатах они маскируются реверберационным процессом).
Такого типа комнаты потребовали применения контрольных агрегатов с высоким уровнем звукового давления и малыми переходными характеристиками, поэтому часто используются модели агрегатов с рупорными громкоговорителями (например, фирмы JBL) (см.гл.6). Контрольные комнаты, построенные в такой идеологии знаменитыми дизайнерами Ф. Ньюэллом и Т. Хидли (более 100 студий в 32 странах мира), показали возможность получения в них записей высочайшего качества с особой прозрачностью звучания, что особенно важно для цифрового звука.
Поскольку контрольные комнаты используются теперь и как исполнительские студии для записи электронной музыки, такой принцип их построения лучше соответствует новым требованиям (искусственную реверберацию в них можно вносить электронными средствами). Уровень шумов в контрольных комнатах не должен превышать NC 25 для обеспечения большого динамического диапазона при записи, что накладывает особые требования к их 2 R размещению. Так же как и для студий звукозаписи, проблемы снижения уровня % контрольных шумов в комнатах требуют решения 120 сложнейших задач при их 100 конструировании, в том числе при выборе средств звукопоглощения и звукоизоляции.
Широкое внедрение современных пространственных систем звукозаписи (см.гл.6) изменило и требования к параметрам. Для пространственной звукозаписи по системе SS 5.1 родных стандартах и рекомендациях: ITU -R BS.775-1, SMPTE RP -173,EBU R22,EBU Tech3276,ITU -R BS.1116-1 и др. оговариваются размеры и форма контрольных комнат, параметры звукового поля в них, способы расстановки контрольных агрегатов и др. Для контроля качества пространственных звукозаписей требуется установка контрольных агрегатов (например, для системы Surround Sound 5.1) по схеме, показанной на рис.5.5.8.
Эксперименты с выбором оптимальных условий для прослушивания пространственных звуковоспроизводящих систем показали, что общий объем студийных контрольных комнат должен быть не ниже 200 м3,а пропорции должны соответствовать данным в таблице 5.9 с целью обеспечения оптимального распределения резонансных мод в помещении. Форма комнаты должна быть в основном симметричной относительно зоны прослушивания. Расположение звукопоглощающего материала, особенно вокруг громкоговорителей, дверей, окон и технического оборудования, должно быть подобрано так, чтобы избежать любых акустических неоднородностей. Значение времени реверберации Т рекомендуется рев выбирать в пределах 0,2-0,3 с (см.табл.5.9).Частотная характеристики времени реверберации должна быть постоянной и не иметь резких скачков.
Отклонения Т в диапазоне 200 Гц -4 кГц рев не должны превышать +/-0,05 с, ниже 200 Гц допускаются отклонения на 25 % выше среднего значения. Общие требования к контрольным комнатам для пространственных систем звуковоспроизведения приведены в таблице 5.5.2. В заключение необходимо подчеркнуть, что требования к акустическим характеристикам студий и контрольных комнат все время возрастают, поскольку они в значительной степени определяют качество музыкальных и речевых программ, поступающих к многомиллионной аудитории с помощью современных средств радиовещания, звукозаписи, телевидения и мультимедиа.
