A szoba kialakítása, elrendezése - a szoba mérete és alakja

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

A szoba egyik legfontosabb tulajdonsága a módusai, azaz azok a frekvenciák melyeken rezonanciák lépnek fel. Ez közvetlen összefüggésben áll a szoba hosszával, szélességével és magasságával. A legtöbb esetben a zenehallgató szobának, vagy stúdiónak szánt szoba egy már elkészült szoba, így ezen módusok és egyéb állandó jellemzők ismerete csak okoskodás. Végül is mi értelme kiszámolni őket, ha úgysem tudunk változtatni rajta? Hiszen minden szobában szükséges a teljes mélyfrekvencia kezelése és még a basszuscsapdák tervezésében sem segít a módusok ismerete. Kivéve, ha abban a szerencsés helyzetben vagyunk, hogy megtervezhetjük a zenehallgató szoba méreteit és alakját. Ilyenkor valóban nagy mértékben meghatározhatja a szoba akusztikai tulajdonságait a megfelelő kialakítás.

A szoba mérete és alakja meghatározza a természetes rezonanciáit - ezeket gyakran a szoba módusainak hívjuk. Minden négyszög alakú szobának három alapvető módusa van, melyek a szoba hosszával, szélességével és magasságával vannak összefüggésben. Amennyiben szabálytalan alakú, vagy döntött falú szobáról van szó, akkor átlagolhatjuk a távolságokat, hogy legalább egy durva közelítést kapjunk a szoba módusairól. Ez azt jelenti, hogy ha például a hosszanti fal szögben fut (a szoba egyik végén 3 méteres szélességet, a másik végénél 3.5 méterest eredményezve), akkor vehetünk 3.25 métert mint a szoba átlagos szélességét. Ez ettől bonyolultabb, szabálytalan alakú szobáknak több mint három fő módusuk van és bonyolultabb a számításuk.

Általában véve a nagyobb szobák jobbak akusztikai szempontból, mint a kicsik, mert a módusok közelebb helyezkednek el egymáshoz és így az teljes frekvenciaátvitel kiegyenlítettebb. Akusztikával foglalkozó szakértők minimum 70m³-es szobát ajánlanak. Az alábbi ábra egyetlen dimenzióra - mondjuk a hosszra - kivetítve mutatja a módusokat két különböző szobára. A nagyobb szoba (a diagrammon fentebb) 8.5 méter hosszú, így az alapvető frekvencia - amely a hullámhossz felénél lép fel - 20Hz. A további módusok, hasonlóan a hangszerek felhangjaihoz, 20Hz-es intervallummal lépnek fel. Bár ez sok kis kiemelést okoz, a kiemelések közel vannak egymáshoz, így az átlagos frekvenciaátvitele a szobának elég sima. Hiszen ahogy egy kiemelés csökkeni kezd, a mellette álló már növekedik. (Arra felhívnám a figyelmet, hogy az alábbi két ábra grafikai programban készült közelítő ábrázolás, a csúcsok és beszakadások nem egészen pontosak.)

Nagyobb szobákban (fent) a módusok által okozott csúcsok közelebb vannak egymáshoz,  mint egy kicsi szobában. Az egymáshoz közelebb elhelyezkedő kiemelések egyenletesebb frekvenciaátvitelt eredményeznek.

Ha megnézzük az ábra alján lévő kisebb szoba módusainak a hosszát, akkor láthatjuk, hogy az első kiemelés 60Hz-en történik, amely ismételten a szoba hosszának a feléből származik (3 méter). Így hát a további módusok is 60Hz-es intervallumokkal követik egymást. Látható, hogy az átvitel sokkal hullámosabb, mivel a frekvencia szélesebb sávban kerül elnyomásra, a hullámvölgyek szélesebbek és "mélyebbek" a kiemelések között.

A stúdiók és zenehallgató szobák tervezésénél további igen fontos tényező a magasság, hossz és szélesség aránya. A legrosszabb forma a kocka, ahol mindhárom érték egyforma. A kockában van a legkevesebb módus, ebből kifolyólag a legkevesebb számú kiemelés és így a legnagyobb távolság a kiemelések között. Egy ideális szobában mindhárom szobaméret különböző frekvenciákon okoz kiemeléseket. Így több csúcs jelentkezik, és egészészében nézve egyenletesebb lesz az átvitel. Ez látható az alábbi ábrán.

Egy ideális szoba módusai (fent) kiegyenlítettebb átivtelt eredményez, mint a rossz arányokkal rendelkező szobáé (lent). Kevésbé ideális arányok mellett némely természetes rezonanciák egymástól távol helyezkednek el, mások pedig egy helyre csoportosulnak.

Amelett, hogy az átvitel kevésbe lesz egyenletes, a nagy módustávolságok a basszushangszerek egy bizonyos hangját jobban kiemelik, mint a többi hozzá tartozót. Ez sokkal rosszabb, mint egy enyhébb, sok kiemelés eredményeképpen létrejövő átviteli görbe, amely ha nem is egyenes, de szélesebb tartományban helyezkedik el. Az elv hasonló, mint mikor az EQ-t használjuk egy felvételen a prezensz tartomány kiemelésére. Egy nagyobb sávszélességű kiemelés mindig természetesebben szól, mint egy kis frekvenciatartomány érintő. A kis szélességű kiemelések egyfajta orrhang szerű hangzást okoznak, mintha egy wah-wah pedál működne a kiemelt frekvenciatartomány közepén. Vegyük azt is észre, hogy a szoba méretei a mellett, hogy a frekvenciaátvitelben kiemeléseket okoznak azt is meghatározzák melyek azok a frekvenciák, ahol a szoba saját utózengése a legerősebb. Jobb, ha a szoba utózengése egyenletesen oszlik a teljes frekvenciatartományon, mintha egy pár domináns frekvencia határozná meg, amely természetellenes színezést ad a hangzásnak. Így hát mindezen okokból egy szobának különböző és egymással nem összefüggésben lévő méreteinek (hossz, magasság, szélesség) kell lennie.

Létezik pár "ideális", a szoba magasságára, szélességére és hosszára vonatkozó arány, amelyet professzionális stúdió tervezek ajánlanak. Három ezek közül az arányok között - melyeket L.W.Sepmeyer határozott meg - alább látható.

Magasság   Szélesség    Hossz
1.00            1.14            1.39
1.00            1.28            1.54
1.00            1.60            2.33

Vannak más jó arányok is, de a fentiek azok, amelyekre a leggyakrabban látom, hogy hivatkoznak. Fontos, hogy amennyiben egy szobának álmennyezete van, akkor a szoba magasságát - mély frekvenciák tekintetében - az álmennyezett feletti szilárdabb mennyezett határozza meg. Ugyanígy, pincehelységek esetében, ahol láthatóak az összekötő gerendák a magasságot nem a gerendák alja határozza meg, hanem tényleges mennyezet helye.

Mindezek mellett el kell mondanom, hogy a szobai módusok jelentősségét gyakran túlzásba viszik.  Persze, ne legyen a szoba szélessége egyenlő hosszával, vagy annak egész számú többszörösével (például 5x10m). De a módusok csak azt adják meg, hogy hol lesznek a rezonanciák a legerősebbek. Állóhullámok és akusztikus interferenciák minden alacsony frekcencián fellépnek, független a szoba méretől és alakjától. Így hát mindenképpen a teljes mélytartományt lefedő basszuscsapdákra van szükség, nem elég csak a módusokra kialakítani őket. Az akusztikus interferenciákat illetően az egyetlen dolog, ami a szoba méretétől függően változik, az az, hogy a szobában hol alakulnak ki a kiemelések és beszakadások az adott alacsony frekvencián.

Több ingyenes és web alapú módus kalkulátor található, de amiket én találtam azok mind csak a szoba módusait megadó listát adnak meg. Így még mindig előttünk áll a feladat, hogy elhelyezzük őket egy grafikonon, láthatóvá téve milyen közel is helyezkednek el egymáshoz. A ModeCalc (csupán 57KB) egy szoba módus kalkulátor, amelyet én írtam. DOS és Windows alatt fut. Képes az első tíz módus grafikus ábrázolására, így láthatóvá teszi hogyan helyezkednek el egymáshoz képes a módusok és milyen kihatásuk van egymásra. Minden egyes dimenzióhoz tartozó módust más szín jelöl és ha kettő vagy több módus ugyanazon frekvencia közelében lép fel, akkor a duplikációk egy külön listán jelennnek meg, így nem fedik el egymást. A program használata egyszerű, az F1 gomb megnyomásakor pedig a megjelenik a teljes használati útmutató és segítség arra vonatkozóan hogyan értelmezzük az eredményeket.