2011. április 9., szombat

Basszus csapdák - áttekintés

A bejegyzés Ethan Winer oldalának fordítása. A bejegyzéssorozat itt kezdődik.

A basszus csapdákat leginkább a szoba alacsonyfrekvenciás átvitelét felborító állóhullámok és az akusztikus interferenciák csökkentésére használják. Ahogy az első ábrán is látható, az akutsztikus interferencia akkor fordul elő, ha a falakról, mennyezetről, padlóról visszaverődő hanghullámok találkoznak egymással és hangforrásból (például hangfalból) érkező hangokkal. Ha ezt nem kezeljük, akkor a frekvenciaátvitelben számos kiemelés és beszakadás keletkezik, amelyek különbözőek a szoba eltérő pontjain. Előfordulhat, hogy a hallgatási helyen - például - 100Hz-en teljes kioltás jön létre, míg a szoba hátsó részében a 100Hz 2dB-es kiemelésre kerül, a 70Hz pedig részleges kioltásra.
Az akusztikus interferencia következtében a direkt és visszavert hangok összekeverednek. Ez kiemelésekhez és beszakadásokhoz vezet a frekvenciamenetben
Ebben az esetben a hangfal felől érkező pozitív hullám (bal oldal) visszaverődik a falról (jobb oldal) és a visszaverődés ütközik a hangfalból továbbra is érkező hangokkal. A szoba méretétől és a hang hullámhosszától (frekvenciájától) függően a visszavert hangnyomás vagy hozzáadódik  a hangfalból érkező hangnyomáshoz, vagy kivonódik abból. Tovább súlyosbítja a helyzetet, hogy a szoba különböző pontjai eltérően viselkednek. Hol felerősödik egy frekvenciatartomány, hol kioltásra kerül. A kiemelés mértéke elérheti a 6dB-t is, ha hullámok fázisban összeadódnak és felerősítik egymást. Ellentétes esetben, ha az ütközés kioltást eredményez, a beszakadás még ettől is nagyobb lehet. 25dB mértékű, vagy akár nagyobb kioltás is előfordul kezeletlen szobákban, sőt csaknem teljes hullámkioltások is előfordulnak. Ezen felül a legtöbb szobában nem csak egy-két frekvencián fordulnak elő csúcsok és beszakadások, hanem a teljes basszustartományban. A 2-es diagramm egy barátom 3x5m-es, akusztikailag kezeletlen szobájának frekvenciaátvitelét mutatja. Vegyük észre a kigurások számát és mértékét. Ráadásul mindez csak egy oktávon belül!
Rémálom? Ez az átmeneti görbe teljesen jellemző egy kezeletlen, kisméretű szobára!
A hangullámok ütközését és összeadódását akusztikus interferenciának hívjuk és minden szobában a teljes mélyfrekvenciás tartományon megfigyelhetőek - nem csak azokon, melyek összefüggésben vannak a szoba méreteivel. Az egyetlen dolog ami a frekvenciával változik, hogy a szobán belül hol helyezkednek el a kiemelések és a kioltások.

Az egyetlen mód, hogy megszabaduljunk ezeketől a kiemelésektől és beszakadásoktól - vagy hogy legalább csökkentsük őket - az az, ha megszűntetjük az őket kiváltó visszaverődéseket. Ezt pedig úgy érhetjük el, hogy a falakat, sarkokat alacsonyfrekvenciás elnyelőkkel látjuk el, így azok nem verik vissza a mélyfrekvenciás hangokat a szobába. Ezeket az alacsony frekvenciás elnyelőket hívjuk basszuscsapdáknak. Bár elsőre ellentmondásnak tűnik, a basszuscsapdák használatával nő a basszus, a hallható mélytartomány: A visszaverődések okozta kioltások megszűntetésével a legfeltűnőbb változás, hogy mélyfrekvenciás átvitel jobb lesz, az alacsonyfrekvenciás átvitel egyenletesebb. A basszuscsapdák alkalmazása nemcsak a lehehallgató szobákban fontos, hanem a stúdiókban is, mégpedig ugyanazon okokból - a hangszerek mélyfrekvenciás megszólalásának érdekében, illetve nagyobb stúdiók esetében az alacsonyfrekvenciás késleltetés csökkentésére, amely tisztább hangzás eredményez.

A hangmérnökök az akusztikus interferencia és állóhullámok okozta problémákkal akkor szembesülnek először, mikor rájönnek, hogy a felvételeik nem "hordozhatóak". Azaz azok a felvételek, amelyeket a saját stúdiónkban jó és kiegyenlített hangzásúra kevertünk egészen máshogy szólal meg egy másik helységben. (Természetesen ebben az eltérő hangfalak okozta különbségek is beleszólnak.) Ugyanakkor a mélyfrekvenciás átvitelt a legnehezebb megítélni keverésnél, mert az akusztikus interferenciák jóval nagyobb mértékben befolyásolják, mint a magasabb frekvenciákat. A másik probléma pedig az, hogy a mélyhangok minősége és mennyisége változik ahogy bejárjuk a szobát. A hang az egyik helyen túl vékony, máshol túlteng a basszusban, de sehol sem pontos. Hiába rendelkezünk a legújabb, legdrágább felvételi berendezésekkel, ha nem halljuk valójában mi történik alacsony frekvenciákon. A felvétel hordozhatóságán túl nagy kihívást jelent a basszus hangszerek és a dob egyensúlyának beállítása, ha az akusztikus interferenciák miatt nem tiszta a hangkép. Továbbá, honnan tudhatnánk hogyan szól valójában a zene, ha a szobában mindenhol más és más az alacsonyfrekvenciás átvitel?

Sokan - tévesen- úgy gondolják, hogy közeltéri hallgatásra tervezett hangfalak alkalmazásával megkerülhetik az akusztikai problémákat. Valójában még kis hangerő mellett használt monitor hangfalak esetében is létrehoz állóhullámokat az akusztikus interferencia - a frekvenciamenet ugyanúgy tökéletlen, csak éppen kisebb mértékben. Bár a magasfrekvenciás visszaverődések és visszhangok arányosan csökkennek ahogy egyre közelebbről hallgatjuk a hangfalat, az alacsonyfrekvenciás reflekciók okozta problémák megmaradnak. Ugyanezen logika mentén érthető, hogy egy szubhangszóró rendszerbe illesztése nem oldja meg a mélyfrekvenciás akusztikai problémákat. A mélyláda segíthet a hangfalunk mélyfrekvenciás átvitelét érintő problémán, de nem tudja megoldani az akusztikus interferenciából eredőket. Sőt, általában ront a helyzeten a valós probléma elfedésével.

A másik téves elképzelés, hogy az akusztikai problémák okozta hatásokat kiküszöbölhetjük ekvalizációval. A probléma ezzel az, hogy mivel nincs két hely a szobában ami egyforma frekvenvciavisszaadással rendelkeik, nem fogunk találni egyetlen ekvalizációs görbét, ami mindenhol lináris átvitelt biztosít. 5-10cm-es területen belül is jelentős különbségek figyelhetők meg. De mégha nincs is más célunk, mint arra az egy pontra ekvalizálni ahol ülünk, akkor is szembetaláljuk magunkat egy még nagyobb problémával: igen nagy eltéréseket nem lehet kiegyenlíteni. Ha - tegyük fel - az akusztikus interferencia következtében 60Hz-en 25dB-es beesést mérünk, akkor ugyanekkora kiemelést alkalmazva az ekvalizátoron tulajdonképpen a rendelkezésre álló dinamikai csúcsot is ugyanennyivel csökkentjük. Sőt, egy ekkora kiemelés a hangszóróban is jóval nagyobb torzításhoz fog vezetni. A helyzet pedig még rosszabbá válik a szoba azon helyein, ahol a 60Hz-es frekvencia nincs csillapítva az interferenciák által. De még ha képes is lenne az ekvalizátor (és a rendszer) egy semleges átvitelt előállítani az ehhez szükséges magas Q érték elektromos csengést fog eredményezni az adott frekvencián. Egy kiemelés csillapítása esetén pedig - hasonló okokból - nem fog csökkeni a csúcsérték akusztikus csengése. Az ekvalizálás még a magasabb frekvenciákon sem tud mindig segíteni. Amennyiben a szobában csengő hang van (amely az eredeti hang megszűnése után is hallható), azt ekvalizálással nem lehet megszüntetni, legfeljebb kicsit csökkenteni. Ugyanakkor az ekvalizálás alkalmazható (ha mértékkel használjuk) a szoba természetes rezonanciájából adódó alacsony frekvenciás kiemelések (és csak a kiemelések) megszelidítésére, de semmiképpen sem az akusztikus interferenciákból adódó kioltások és interferenciák kezelésére.

További tévhit, hogy a kis méretű szobák nem képesek igen alacsony frekvenciák visszaadására, így nem is érdemes a kezelésükkel foglalkozni. Populáris (de nem igaz) elmélet, hogy az igen alacsony frekvenciáknak szükségük van egy bizonyos minimális szobaméretre, hogy egyáltalán ki tudjanak alakulni, így kis szobákban elvből sem tudnak előfordulni. A valóság az, hogy bármely szobában létrejöhetnek igen mély frekvenciák, feltéve hogy a reflekciók okozta akusztikus kioltásokat elkerüljük. Basszus csapdák alkalmazásával a falak kevésbé visszaverőek lesznek alacsony frekvenciákra nézve, így a falat elérő hangok elnyelődnek és nem visszaverődnek. A végeredmény pedig pontosan az, mintha nem is lennének falak - vagy mintha nagyon messze lennének - bármi is verődik vissza az nagy mértékben csillapított és ebből kifolyólag nem elég hangos ahhoz, hogy kioltást okozzon.

Egyesek fejhallgatót keverésnél arra használják, hogy megkerüljék a szoba okozta akusztikai hatásokat. A fejhallgatókkal a probléma az, hogy minden túlságosan tiszta és prezenszes és ebből kifolyólag nehéz egyes számokhoz az ideális hangerőt megtalálni. Fejhallgatón keresztül az énekest, vagy a fő dallammot játszó hangszert nagyon tisztán lehet hallani, mégha csendes is, így a zene keverésénél lejebb vesszük a mixben, mint ahogy kellene. Ugyanígy a visszhang és utózengés megfelelő mértékét is nehéz beállítani.

Ne feledjük, hogy állóhullámok és akusztikus interferenciák magasabb frekvenciákon is előfordulnak, mint mondjuk a furulya vagy egy klarinét hangja. Viszonylag könnyen meghallhatjuk ezt a jelenséget és fellépésük helyét szinuszhullámok visszajátszásával (csak ne túl hangosan!). Ezzel a módszerrel azt is felmérhetjük, mennyire fontos az adott szobában a basszuscsapdák alkalmazása. Könnyen készíthetünk különböző alacsony frekvenciás teszt szinuszhullámokat, ha rendelkezünk SoundForge, WaveLab, vagy hasonló audió szerkesztő programmal. Ha ez nem áll rendelkezésre könnyen találhatunk olyan speciális CD lemezt, amelyen a szoba teszteléséhez és analízishez használható különféle hangok és rózsaszín zaj található. A mélyfrekvenciás kezelés szükségességét megállapíthatjuk úgy, hogy egy adott (alacsony) frekvencia lejátszása mellett lassan körbejárunk a szobában. Egyértelmű lesz, hogy mely frekvenciákon fordulnak elő a kiemelések és a beszakadások és hogy hol jelentkeznek legerősebben a problémák. Nincs értelme a hangsugárzó alsó átviteli pontja alatti frekvenciák visszajátszásának (ahol az átvitel már nem tiszta) - én a 60Hz, 80Hz, 100Hz-es sort ajánlom olyan 200-300Hz-ig. Ha számítógép is csatlakoztatva van az audió rendszerhez, akkor letölthető az NTI Minirator program, ami különféle hasznos audió jeleket állít elő.

A basszuscsapdák az alacsonyfrekvenciás átvitel javítása mellett egy másik, ugyanolyan fontos feladatot is szolgálnak. Csökkentik a modális utózengést, amely ahhoz vezet, hogy egyes mély hangok tovább lesznek hallhatóak, mint mások, ez pedig rontja a hang tisztaságát. Az alábbi vízesés diagramm  5x3,5x2,5 méteres laborom modális utózengését mutatja. A diagramm az ETF programmal készült. Mindkét ábrán látható a frekvenciamenet (a grafikon "hátsó fala") valamint a szoba módus sávszélessége és lecsengési ideje. Ahogy látható is, basszuscsapdák alkalmazása csökkenti a csúcsok Q értékét (növeli a csúcsok szélességét) és csökkenti a lecsengési idejüket. Ha a módosunk sávszélessége megnő akkor az egyes basszushangok nem hallatszanak ki annyira az őket körülvevő hangokból. Ez az úgy nevezett "egy hangnemű basszus "(one note bass) probléma.

A másik változás az utózengési idő nagy mértékű csökkenése (a kiemelkedés előrébb "jönnek" időben). Basszuscsapdák nélkül egyes mélyhangok akár a harmadmásodperc hosszan is fennmaradnak, így elfedik az őket követő más basszushangokat. A basszuscsapdák alkalmazásával ez az érték megfeleződik, vagy még kevesebb lesz, kivéve a 35Hz-es, legalacsonyabb tartományt (de még itt is megfigyelhető egy kis javulás).



Általában véve a legtöbb szobába annyi basszuscsapda kell, amennyit csak be tudunk rakni és ki tudunk fizetni. Közép és magasfrekvencián előfordulhat, hogy túl "halott" hangzást hozunk létre túl sok elnyeléssel, de ez alacsonyfrekvencián nem fordulhat elő. A basszuscsapda hatákonysága direkt kapcsolatban van azzal, hogy a szoba teljes felületének mekkora részét kezeljük és ez magában foglalja a falakat, mennyezetet és a plafont is. Azaz ha a felület 30%-át kezeljük az sokkal hatásosabb, mintha csak 5%-al tennénk ezt. A minimum amit ajánlani szoktam, hogy legalább minden sarokba kerüljön basszuscsapda. Még jobb eredmény érdekében pedig a további csapdák állítása ajánlott a falakra és a mennyezetre.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése