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.

2011. április 3., vasárnap

Létezik egyáltalán olyan, hogy merev üveggyapot?

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

Tettenérhető némi félreértés a "merev üveggyapot" kifejezést illetően, mivel ez merevség nem a fa, vagy a kemény műanyag merevségét jelenti. A merev jelző sokkal inkább arra szolgál, hogy megkülönböztessen olyan termékeket mint a 703-as a vattaszerű, háztartásokban szigetelésre használt üveggyapottól. A merev üveggyapot ugyanazokból az anyagokból készül, mint a háztartási, de össze van szőve és tömörítve a méret csökkentése és az anyagsűrűség növelésének céljából. 1 cm vastag merev üveggyapot lemez ugyanannyi anyagot tartalmaz, mint 3-6 cm vastag hagyományos üveggyapot. Az alábbi fotó egy kb. 3 cm vastagságú 703-as lemezt mutat, melyet egy kicsit meghajlítottunk. Ahogy látható, ahhoz elég merev ahhoz, hogy megtartsa saját súlyát, de nem annyira merev, hogy ne lehessen meghajlítani vagy összenyomni.

A 703-as "merev" üveggyapot nem is olyan merev
A merev üveggyapot beszerzésénél fontos tudnunk annak anyagsűrűségét hogy össze tudjuk hasonlítani a piacon megtalálható más termékekkel. Az Owens-Coming 703-asának 45kg/m³ a sűrűsége, a 705-ösnek pedig 90kg/m³. Tehát ha más gyártótól veszünk hasonló anyagsűrűségű üveggyapotot, akkor számíthatunk rá hogy adott frekvenciákon hasonló elnyelési képességgel rendelkezik. Az üveggyapotot árusítják közetgyapot, ásványgyapot neveken is, de lényegileg ezek a nevek mind ugyanazt az anyagot jelentik.

Bár az üveggyapot nagyszerű anyag, könnyen vágható egy szikével, mégsem túl kellemes vele dolgozni, mert előfordulhat, hogy a gyapotszálak viszketést okoznak ha érintkeznek a bőrrel. Ezért érdemes kesztyűt viselni és akkor sem visszük az óvatosságot túlzásba, ha maszkot viselünk. Az üveggyapotot általában csavarral és nagyméretű alátétekkel rögzítenek a falra (utóbbiak azért szükségesek, hogy a csavarfej ne húzza át magát az anyagon.) Ha a fal beton lenne, akkor érdemes facsíkokat ragasztani a falra és azokra rögzíteni csavarral az üveggyapot panelt. Utóbbi megoldás abból a szempontból is szerencsésebb, mert akusztikailag is jobb, ha van egy kis távolság a fal és a panel között.

Ha a panel már a helyén van, készíthetünk hozzá egy fakeretet, amelyet szövettel fedünk be, hogy kicsit szépítsünk a megjelenésen. Ha ez túl sok munka lenne, akkor egyszerűen vágjunk megfelelő méretű szövetdarabokat és erősítsük őket az üveggyapot lemez széleihez. Tulajdonképpen bármilyen lyukacsocs szövet megfelel, a poliészter alapú szövetek előnye, hogy nem nyúlnak meg és nem vesztik el alakjukat a páratartalom változásainak hatására. Viszont drágák. Nem szükséges az sem, hogy az anyag teljesen transzparens legyen akusztikailag (mint a hangfalszórók elé való darabok), de a csillogó anyagokat kerüljük, mert sűrűbb szövésük okán visszaverik a magasabb frekvenciákat. Egyszerű teszttel könnyen megvizsgálhatjuk megfelel-e a célnak a szövet: tartsuk a szánk elé és próbáljunk meg rajta átfújni. Ha ez könnyedén sikerül, jó az anyag.

2011. március 27., vasárnap

Közép- és magasfrekvenciás elnyelők

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

Nem kérdéses, hogy a leghatékonyabb közép- és magasfrekvenciás elnyelő a merev üveggyapot. Az Owens-Corning 703-as és 705-ös (vagy ezzel helyettesíthető más gyártmányok) a stúdiótervezők standard megoldása. Amellett hogy különlegesen jó elnyelők még tűzállók is és ha az egész falfelületen alkalmazzuk, akkor a hőszigetelő hatása is jó. 60x120cm-es panelekben kapható 2.5-10cm-es vastagság mellett. Nagyobb táblák is léteznek, de azok szállítása nehézkesebb és inkább a már említett méret felel meg a legtöbb stúdióban. Mint minden elnyelőnél, minél vastagabb az anyag, annál alacsonyabb frekvenciákat lesz képes elnyelni. A 703-as 2.5cm vastag üveggyapot panel 500Hz-ig nyújt megbízható elnyelést. 5cm-es vastagság mellett ez az érték lecsökken 250Hz-re.

Adott vastagság mellett a 703-as üveggyapot kétszer jobb elnyelő az alacsonyabb frekvenciákon mint az akusztikus hab és általában kevesebbe is kerül. Alacsonyabb frekvenciákra még jobb a 705-FRK típus, amely a 125HZ alatti frekvenciákat tekintve sokkal jobb elnyelőként viselkedik, mint a 703-as. Az FRK mozaikszó a Foil Reinforced Kraft (Fóliával Megerősített Nátronpapír) rövidítése. Ez az anyag hasonló, mint a zöldségesnél használt papírzacskó, csak éppen egy oldalára egy vékony fémfólia került rögzítésre. Az FRK-t nem audio célokra fejlesztették, sokkal inkább a háztartásokban használható páragátlónak. Mellékesen az akusztikai viselkedése is jó. Tartsuk fejben, hogy a papír visszaveri a magas- és középfrekvenciákat. Jelen esetben ez akkor fordul elő, ha úgy van felszerelve a falra az FRK, hogy a papíros oldala néz a szoba fele. A 705-öst vásárolhatunk papír réteg nélkül is.

Bár a 703-as és a 705-ös panelek hatékonyabbak, mint az azonos vastagságú hab, általában szövettel borítják a szebb megjelenés végett és hogy az üveggyapot ne kerüljön a levegőbe. Ettől költségesebb lesz, nehezebb lesz legyártani és felszerelni. (Egyébként nem valószínű, hogy az üveggyapot a levegőbe kerülne, hacsak nem sérült az anyag). A 703, 705-FRK (a visszaverő papírréteggel a szoba fele) és egy tipikus habanyag összehasonlítását az alábbi táblában foglaltam össze. Itt szeretném a teljesség kedvéért megjegyezni, hogy az akusztikai célokra készített hablemezek sokszor külcsín és a különböző irányból érkező hangok jobb elnyelése érdekében sajátságos formára vannak alakítva. Ha csökkentjük a hab vastagságát csökkentjük alacsonyfrekvenciás elnyelőképességét is. Az alacsonyfrekvencián megfigyelhető különbség kisebb lenne, ha a merev üvegyapotot ugyanolyan vastagságú tömör habpanelhez hasonlítanánk. Ugyannakkor a habpanelekre kialakított formák elhagyásával azok magasfrekvenciás elnyelését rontanánk el.

A 703-as, 705-FRK és egy átalánosan elterjed, formára alakított akusztikus hab elnyelési együtthatója különböző frekvenciákon. Mindegyik anyag 5cm vastagságú és direkt módon került rögzítésre a falra. Az adatok a gyártók által rendelkezésre bocsájtott értékek. *NRC - Noise Reduction Coefficient (zajcsökkentési együttható).
Nem olyan nehéz megérteni, hogy alacsonyabb frekvenciákon miért is sokkal jobb elnyelő a 705-ös üveggyapot mint a hab. Amelett, hogy a formára alakított habnak a tömege csak mintegy fele a tömör habénak (a forma kialakítása miatt eltávolított anyag miatt) a sűrűséget is figyelembe kell vennünk. Több gyártó erre vonatkozói mérései is azt mutatják, hogy a sűrűbb anyagok jobb elnyeléssel rendelkeznek alacsony frekvencián. Erre példa a Johns-Manville által gyártott tömör üveggyapotokra vonatkozó táblázat. Az akusztikai célokra használt hab sűrűsége harmadannyi, mint a 705-ös üveggyapotnak.

Saját magam által minősített laborban lefolytatott vizsgálatok is megerősítik, hogy a sűrűbb tömör üveggyapot több mint 40%-al több elnyelésre képes 125Hz és az alatti frekvenciákon, mint a kevésbé tömör típusok. Legutóbb ezt a mérési sorozatot folytattam le a cégem tesztlaborjában, amely nyílvánvalóan rámutat az összefüggésre az anyagsűrűség és az alacsony frekvenciás elnyelési képességek között. Az okoktól függetlenül nem kérdéses, hogy adott panelméret és vastagság mellett a 705-FRK számottevően hatékonyabb elnyelő alacsony frekvenciákon mint az akusztikai hab. Ugyanakkor azt is fejben kell tartanunk, hogy az anyagsűrűség is csak egy összetevő, ami közrejátszik az elnyelési képességben. Nyilvánvaló, hogy ha túl tömör anyagot választunk az inkább lesz visszaverő, mint elnyelő. Téves lenne tehát azt a következtetést levonnunk, hogy a nagyobb anyagsűrűség mindig jobb. Ezért mindig a tesztadatoknak kell a végső döntőbíráknak lenniük egy anyag hatákonyságát illetően.

Ahogy az adatok is mutatják, a 96kg/m³ sűrűségű üveggyapot jelentősen jobb mélyfrekvenciás elnyeléssel rendelkezik,
mint a kevésbé sűrű, 48kg/m³-es verzió.
Az elnyelő anyagok mélyfrekvenciás viselkedésének további módja - a sűrűség növelése melett - a megfelelő elhelyezés. Jobb, ha távolabb tesszük őket a faltól, vagy a mennyezettől. Egy adott anyagvastagság mellett a a légrés nagyságának növelése csökkenti az általa elnyelni képes frekvenciasávot. Például az 5 cm vastag 703-as 0.17-es elnyelési tényezővel rendelkezik 125Hz-es frekvencián, ha direkt a falhoz rögzítjük. 40cm-re elhúzva a faltól ez az érték 0.40-re nő, ami majdnem háromszoros javulás. Persze nem sokan kívánnak ennyi helyet erre áldozni a szobájukban. Még a faltól 30cm-re elhúzott legvastagabb (10cm-es) 705-FRK panel, sem fogja a legalacsonyabb frekvenciákat olyan jól elnyelni, mint a célre épített és optimalizált basszus csapdák. A basszus csapdákkal, elnyelési együtthatókkal és az elnyelő anyagok elhelyezésével pedig később még részletesebben fogunk foglalkozni.

2011. március 20., vasárnap

Diffúzorok és hangelnyelők

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

Diffúzorokat párhuzamos falakkal és alacsony menyezettel rendelkező szobában keletkező visszhangok csökkentésére használják. Bár különféle teóriák léteznek arra vonatkozóan, hogy egy stúdiónak, vagy zenehalltató szobának mennyi természetes viszhanggal kell rendelkeznie az összes hivatásos stúdiótervező egyetért abban, hogy inkább kevesebbel. Ezért a diffúzorokat gyakran használják az elnyelőkkel együtt a visszaverődések megszelidítésére. Ez a megoldás általánosan jobbnak elfogadott, mintha egy süket szobát alakítanánk ki teljes falakat beborító elnyelők alkalmazásával. Számomra az ideális lehallgató szoba egyaránt tartalmaz diffúzorokat és elnyelőket továbbá nincs benne nagyobb egybefüggő felület amely túl élénk, vagy halott hangzású lenne. Az itt használt"élő" és "halott" kifejezések csak a közép- és magasfrekvenciákra vonatkoznak. Az alacsonyfrekvenciás kezelés teljesen más dolog és külön fogunk még róla beszélni.

A legegyszerűbb diffúzor nem más, mint a falakra kis szögben rögzített egy vagy több tábla furnérlemez. Célja, hogy a párhuzamos falak között folyamatosan ide-oda verődő hangot lefojtsa. Másképp kivitelezve a furnérlemezt meg is lehet hajlítani egy íves formára, de ezt nehezebb a heléyre rakni. Valójában ez a megoldás nem is diffúzor, hanem egy terelő, melyről még ejtünk alább pár szót. Igaz ami igaz, a párhuzamos felületek között fellépő visszaverődések csökkentésére tujaldonképpen elég is egy terelő.

Az alábbi fotón egy haljított terelő látható, amelyet a barátommal építettünk az otthoni stúdiójának kontrollszobájába. A kontroll szoba ablakával szemben helyeztük és pontosan akkora, mint az ablak, hogy szimmetrikus maradjon a szoba. Ha ilyen terelőt építene, legyen kéznél bolyhos üveggyapot, amit a terelő és a fal közé tud tenni, hogy az üreg ne rezonáljon. Ideális esetben a hajlításnak ettől erősebbnek kellene lennie, hogy a terelő közepe meszebb kerüljön a faltól. A barátomnak már volt egy kb. centiméter vastag furnérlemeze amit nagyon nehezen tudtunk hajlítani. Egy vékonyabb, fél centi vastag táblát könyebben tudtunk volna nagyobb ívere hajítani.

A fotó az "Avid Recorders" tulajdona

Az igazi diffúzoroknak szabálytalan, bonyolult mintájú felülete van, amely sokkal alaposabban szétszórja a hangokat. Egy másik típus, mely alább látható, különféle mélységű kamrákat alkalmaz. Fontos, hogy a hathatós szóráshoz nem elég csak kis területeket kezelni. Párhuzamos falak esetén nem fogjuk tudni a hallható visszhangokat csökkenteni, ha csak a falfelület pár százalékát vonjuk be diffúzorral.

A fotó a "Real Traps" tulajdona

Tehát, még egyszer elismételve, a kis szögben felrakott hajlított lemezek terelők, nem diffúzorok. Az igazi diffúzor a hangokat frekvenciájuktól függően szétszórja különböző irányokba, míg a terelők az összes hangfrekvenciás hullámot egy irányba küldik tovább. Egy valós diffúzor esetében egyáltalán nem lép fel direkt reflexió és ebből kifolyólag sokkal nyitottabb, transzparensebb, természetesebb hangzással rendelkezik. Mindemelett a stúdiókban van egy további hasznos tulajdonsága is a diffúzornak: csökkenti az egyszerre felvett hangszerek egymásra hatását. Míg egy terelő csak más irányba továbbítja a hangot - akár egy másik hangszert rögzítő mikrofon irányába - a diffúzor sokkal szélesebb tartományba szórja szét a hangot. Így hát akármi is érkezik a nem megfelelő mikrofonba, az csak egy kis része az eredeti hangnak, ami a másik hangszertől származik. A visszhang a szoba teljes területén szóródik szét.

Sajnálatos módon a jobb kereskedelmi forgalomban kapható diffúzorok nem olcsók. Mégis, mi lehetne az alternatív megoldás, ha nincs rá pénz? Alacsony költségvetés mellett a szoba hátsó falának elnémítása lehet az egyetlen megoldás. Ezzel a megoldással legalább csökkenteni lehet az első és a hátsó fal közötti viszhangot. Igaz, ennek az ára fülledt, természetellenes hangzás lesz. De még ez is jobb, mint a dobozszerű hangzás, amit a kezeletlen sima falfelületek okoznak. A másik megoldás a szoba hátsó falát részben visszaverőnek, részben elnyelőnek kialakítani. Ehhez első lépésben teljesen elnémítjuk a falat, majd vékony, függőleges facsíkokkal gondoskodunk arról, hogy a hangok egy bizonyos része visszaverődjön a szobába. A csíkok közti távolságok variálásával csökkenthetjük a visszaverődések szabályszerűségét, amely további hangminőségjavuláshoz vezet.

A gyors, ismétlődő viszhangok - csörgő visszhangok is hívjuk őket - elszinezhetik a szoba hangzását és kiemelik azokat a frekvenciákat, amelyeknek a hullámhossza összemérhető a falak, illetve a mennyezet és a plafon távolságával. A csörgő visszhangokat felismerhetjük ha egy élénk szobában, vagy egy üres lépcsőházban tapsolunk. Ha a szoba nagy méretű valószínűleg inkább egy ismétlődést fogunk hallani - a "csörgést". Kissebb szobák magasabb frekvenciákon rezonálnak, itt inkább valószínű, hogy egy jellemző hangot fogunk hallani, ami az eredeti hang megszűnése után is jelen van. Ez a "csengő" hang. A visszhangok egyértelmű negatív hatásai mellett a csengés egy kellemetlen hangzást eredményez, amely rárakódik a felvételre ami a szobában készül, illetve károsan kihat mindenre, amit a visszahallgatunk a szobában.

A visszhang, csörgő visszhang és a csengés szorosan összefüggnek, hiszen a késleltetési idő és a hangmagasság a szemben lévő falak távolságától függ. Kis távolságok esetén a visszhang hangmagassága egyenes arányban van a távolsággal. Nekem otthon hosszú lépcsőházam van, ahol a falak közötti távolság kb. 1 méter. Ha hangosan tapsolok egy jellegzetes F# hangot hallok, ami kb. 186 Hz. 186Hz hullámhosszának a fele pedig kb. fél méter. Ugyanakkor nagyobb távolságok esetében - attól függően hogy milyen hangforrás váltja ki a visszhangot -  magasabb frekvenciát is hallhatunk, mint amit a távolság indokolttá tenne. Például, ha tapsol, vagy egyéb más módon csak közepes frekvenciákkal "gerjeszti" a szobát akkor a rezonanciák is alacsony/közép frekvencián tudnak létrejönni. Így hát ha a két párhuzamos fal közötti rezonancia mondjuk 50Hz, akkor előfordulhat hogy 200Hz-et, vagy 350Hz-et hall.

Akárcsak a terelők, az elnyelők is a közép- és magasfrekvenciás visszhangok és a csengés csökkentésében segítenek. Ugyanakkor, szemben a terelőkkel, az elnyelők a szoba utózengését is csökkentik. Ettől tisztább lesz a hangzás és sokkal inkább magát a felvételt fogjuk hallani. A szoba saját "hangját" a mimimumra csökkenthetjük. Mert ha például egy túl nagy utózengéssel rendelkező szobában végezzük a keverést, akkor valószínűleg túl kevés utózengetést keverünk elektromosan a felvételre, mert ami hanggal mi dolgozunk már eleve tartalmazza a szoba saját zengéseit. Tovább folytatva az analógiát, ha a szoba a nem elegendő csillapítás miatt túl fényes hangzású, akkor az ott készült felvételek más rendszereken zárt hangzásúnak fognak nagy valószínűséggel hatni a nem helyes magashang beállítások miatt. Összefoglalva, a diffúzorokkal csökkentjük a csörgő visszhangot, a csengést és a kiemeléseket, de nem a szoba természetes légkörének kárára.

Az alacsony frekvenciás elnyelők - más néven basszus csapdák - a nagy térben előfurduló alacsony frekvenciás utózengési idő csökkentésére is használhatók, de gyakrabban fordulnak elő stúdiókban és zenehallgató szobákban a moduláris utózengés* csökkentésére, valamint a mély frekvenciás átvitel javításának érdekében. Ez különösen kis szobákban igaz, ahol legfőbb probléma az alacsony frekvenciás átvitel minősége. Tulajdonképpen a kis szobák egyáltalán nem is rendelkeznek alacsony frekvenciás utózengéssel, sokkal inkább a szoba saját rezonanciafrekvenciáin történő zengés figyelhető meg. 

* A moduláris utózengés (modal ringing) tulajdonképpen azt jelenti, hogy a szoba méreteiből kifolyólag rendelkezik bizonyos frekvenciákkal, ahol - szűrőként viselkedve - felerősíti, vagy éppen lecsökkenti a hangokat. A jelenség elvi hátteréről kicsit többet meg lehet tudni Winer úr ebben a témában készült videójából (ami persze angolul van). A nyelvet nem beszélőknek is érdemes lehet végignézni - nem mert ismét mesztelen nő tűnik fel! - a videó közepe fel Winer úr egy program segítségével érzékelteti, mit jelent, ha egy kattanó hangot alapul véve egyes frekvenciákat kiemelünk, illetve a kiemelés frekvenciaszélességét változtatjuk.




2011. március 13., vasárnap

Audirvana



Még a Pure Music-al kapcsolatos bejegyzésemhez érkezett egy tipp, hogy érdemes fülügyre vennem egy további megoldást is, névszerint az Audirvana-t.

Megjelenését tekintve - számomra - egyszerre mininál és túl sok. Az iTunes-al semmiféle integrációt nem találtam, egy lejátszási listát lehet közvetlen a fájlrendszerről feltölteni (eddig a minimál). A lejátszási funkciókat pedig egy grafikusan megjelenített hifikészüléket (?) használva lehet elérni. Ez meg már sok.


Nem is ragozom tovább, hisz nem feltétlen ez a lényeg, de ahogy a Pure Music, úgy az Audirvana sem lopta be magát a szívembe a megjelenésével és felhasználói felületének kialakításával.

Funkciót tekintve, ahogy az Decibel sem, nem veheti fel a versenyt a Pure Music-al. képes  memóriából lejátszani, nincs viszont (egyelőre) a digitális hangerőszabályzáshoz ajánlatos dithering. A memóriából lejtászást mondható egyik érdekességének a megoldásnak, mivel - ellentétben a Decibel-el - nem egy forgó módszerrel valósítja meg, ahol egy kisebb méretűre kialakított RAM buffer kerül a háttérben folyamatosan feltöltésre, hanem ténylegesen az egész szám betöltésre kerül a memóriába. (Illetve egy második szál segítségével a lejátszás közben a következő szám is betöltésre kerül, így megvalósítva a szünet nélküli memóriából lejátszást.)

A hangminőségre áttérve már nem olyan egyszerű az ítélet. Tényleg jobb, mint a Pure Music. Több felbontás, szikárabb, prögősebb hangzás, de közben nem bántó a dolog. Mind az iTunes, mind a Pure Music ellenében ezt választanám. Ugyanakkor az egykori Ayrewave (most már Decibel a neve) még mindig rendelkezik számomra azzal a plusszal, amivel képes behúzni a zenébe és ez már nem is annyira auditív dolog. Sokkal inkább valami zeneiség, ami a hangkvalítások mellett egy párhuzamos síkon működik. Ha csak azt nézném, hogy milyen felbontása, ritmusképessége, stb...van a két programnak inkább csak ízlés kérdése lenne a kettő közötti döntés, nem túl sok különbséggel. 

Ugyanakkor az Audirvana ingyenes és az is marad, míg a Decibel esetében tudni lehetett, hogy az 1.0 verzió elérésével az fizetős lesz. Ez időközben megtörtént, ára 33 USD-re keveredett ki, ami adóval kb. 8e Ft. (24 órányi lejátszást enged a Decibel teljes funkcionalítással mielőtt kéri a licenszet, tehát kipróbálni továbbra is ingyenesen lehet). 

Ez is mérlegelés része, megére-e pénzt ez a többlet. Nekem megérte.

Akusztikai megoldások

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


Az akusztikát javító megoldásoknak négy alapvető célja van 1) A lehallgatóhelység frekvenciaátvitelének javítása az állóhullámok és akusztikai egymásrahatások (interferenciák) kiküszöbölése által; 2) a kisebb termek modális csengésének (ringing), illetve a nagyobb stúdiók, templomok utózengéseinek a csökkentése; 3) a szobában terjedő hangok elnyelése illetve szétszórása a csengő- és visszhangok csökkentésével a sztereó térlekpézés javításának érdekében; 4) A szoba bejutó hangok, illetve a szobából kihallatszó hangok csökkentése. Másképp mondva, hogy ne zavarjuk a szomszédokat ha zenét hallgatunk, valamint hogy minket se zavarjanak az utcán közlekedő teherautók a zene élvezetében (vagy éppen, hogy azok hangja ne kerüljön a felvételre).

Kérem, legyenek arra tekintettel, hogy az itt ismertetésre kerülő akusztikai javító megoldások a szobán belüli minőség javítására hivatottak. Nem céljuk a szobák közti hangterjedés megakadályozása. A hangterjedés és áthallás konstrukciós megoldásokkal csökkenthetők - vastag, masszív falak alkalmazásával és a szoba izolálásval - általában a padló és falak lebegtetésvel és a mennyezet rezgésizoláló függesztésével. Az ilyen értelemben vett hangszigetelés kérdése túlmutat ezen írás keretein. A hangszigeteléssel és az ehhez szükséges építési eljárások iránt érdeklődőknek a Rod Gervais: Stúdió otthon: építsd meg akár a profik könyvét javaslom.

A megfelelő akusztikai megoldások a zavaros hangú, gyenge középtartomány felbontással és egyenetlen basszus visszaadással rendelkező szobát tiszta, feszes hangzásúvá tudják alakítani, melyben öröm zenéthallgatni vagy dolgozni. Akusztikai megoldások nélkül nehéz hallani mit is csinálunk, sokkal több munka jól kikeverni egy zenei anyagot. Házimozi esetében a rossz akusztikai viszonyok elmossák a hangokat, nehéz lesz azok forrását kihallani, a frekvenciamenet pedig egyenetlen lesz. Hiába áldoz sok százezer forintot a legpontosabb hangfalak és egyéb eszközök megvásárlására, egy kezeletlen szobában a frekvenciamenet ingadozása akár a 30dB-t vagy még többet is elérhet.

Az akusztikát javító eszközöknek két alaptípusa van - elnyelők és diffúzorok. Ugyanakkor az elnyelőknek is két további típusa van. Az egyik a közép- és magasfrekvenciákat tartja kontroll alatt, a másik, a basszus csapda elsősorban a mélyhangok kezelésére szolgál. Általában mindhárom eszköz használata szükséges az elmélyült zenehallgatásra, vagy keverésre alkalmas szoba kialakításához.

Sok stúdió tulajdonos és audiofil rak fel habszivacsot a teljes falfelületre, (tévesen) azt gondolva, hogy ennyi elegendő is a problémák megoldásához. Végül is, ha tapsolunk egy így kialakított szobában (habszivacs, üveggyapot, paplanok, tojástartók végig a falakon) nem hallunk semmiféle utózengést vagy visszhangot. Ugyanakkor ezek a megoldások semmit sem tesznek az alacsony frekvenciás utózengésekkel vagy reflexiókkal és ezt a tapsolás sem fogja nekünk elárulni. Alagsori, pincében lévő stúdiók és szobák érintettek leginkább ebben a problémában. Minél merevebbek a falak, annál inkább hajlamosak alacsonyfrekvenciás visszaverődést okozni. Nagyon sokat segít például, ha a külső betonfalaktól pár centire egy belső téglafalat húzunk, mivel az kevésbé merev és hajlamosabb a mélyhangok egy részét elnyelni.

Hangmérnökként felmerülhet a kérdés miért is van szükség akusztikailag kezelt szobára, hiszen nem sokan fogják a kikevert zenét szintén akusztikailag helyesen kialakított helységben hallgatni. Az ok egyszerű: minden szoba másképp működik élénkségét és frekvenciaátvitelét illetően. Ha úgy keverjük a zenét, hogy az a mi szobánkban jól szóljon - melynek szintén megvan a maga frekvenciaátvitele - nagyon valószínű, hogy igen másképp fog más szobákban megszólalni. Például, ha az Ön szobájában igen kevés a basszus, akkor igen valószínű, hogy az ott készült felvételeken túl sok basszus lesz, amivel - nem helyesen - a szoba hiányosságából fakadó vékony hangzást kompenzálja. Amennyiben ezt a felvételt olyasvalaki hallgatja, akinek eleve sok a basszus a szobájában, akkor a hiba összeadódik és túlontúl sok basszus lesz a végeredmény. Ezért az egyetlen használható megoldás az, ha a saját szobáját olyan semleges hagzásúra készíti amennyire az csak lehetséges. Így bármi eltérés amit mások tapasztalnak nagy részt a saját szobájuk tulajdonságaiból fog fakadni

2011. március 5., szombat

Akusztikáról (Ethan Winer tollából) - Bevezetés

A Bevezetés bevezetése

Talán itt futottam bele Mr. Winer akusztikával foglalkozó oldalába. Bár innen-onnan folyamatosan csipegettem az információkat a témáról, ez volt az első olyan összefoglaló számomra, amely az alapoktól, logikusan felépítve végigjárja a témakört. Véleményem szerint kötelező olvasmány mindenkinek, akit komolyan foglalkoztat a minőségi zenehallgatás gondolata. Ezt annyira így gondolom, hogy úgy döntöttem veszem a fáradtságot és - Mr. Winer engedélyével - lefordítom írását, hogy itthon akár angol nyelvtudás nélkül is bárki számára elérhető legyen. Mivel maga a cikk nagyon hosszú, ezért részletekben fogom kirakni a blog-ra, ahogy időm engedi a fordítást. 

Szigorúan tartva magam az egyébként nem csekély információ lefordításához nem vállalkoznék Winer úr biográfiájának ismertetésére, de akit mégiscsak érdekel ánglisul megtalálja itt. Érdemes átolvasni, valóban különleges ember. Képes volt például készíteni egy rövid teremakusztikával foglalkozó felvilágosító videót. Mármint a szó szoros értelmében, mivel csak felnőttek számára ajánlott. Akit zavar a mesztelen női test látványa véletlen se tekintse meg!

Azt hiszem a bevezetés felvezetésének ennyi bőven meg is teszi, átadom blogom sorait Mr. Winer gondolatainak.

Bevezetés

Örömmel látom, hogy mostanában egyre nagyobb az érdeklődés a teremakusztikai megoldások iránt. Nem kell régre visszatekintenünk, öt évvel ez előtt is ritkaságszámba ment, hogy újságcikkek, vagy fórumok akusztikáról, basszuscsapdákról, szobai módusokról és hasonlókról értekezzenek. Manapság már egyáltalán nem ilyen elhanyagolt a téma. Mint ahogy nem is szabad annak lennie - egy felvételi vagy visszahallgató helység akusztikája vitathatatlanul fontosabb mint szinte bármi más!

Napjainkban a legtöbb eszköz elfogadhatóan lineáris az audió frekvenciák legfontosabb részein. A torzítás - leszámítva a hangfalakat és mikrofonokat - annyira alacsony, hogy már nem is számítanak fontos tényezőnek. A zaj pedig - amely nagy probléma volt az analóg, szalagos rendszereknél - tulajdonképpen nem is létezik a modern digitális felvételeknél. Tulajdonképpen - figyelembe véve hogy már a félprofesszionális készülékek is milyen minőségre képesek - a valós kihívás manapság inkább az, hogy ki milyen jó hangmérnök és milyen az akusztikája a felvételi és keverő helységnek.

Mi értelme vásárolni egy mikrofon előerősítőt, aminek az átvitele nyílegyenes egyenfeszültségtől egészen mikrohullámú frekvenciákig, ha a helység akusztikája akár 20 dB-es csúcsokat és beszakadásokat mutat a teljes basszustartományban? Vajon mennyire fontosak a zenei történés alatt 110 dB-el megjelenő jitter okozta torzítások, ha a stúdióban egy állóhullám kiadós 80 Hz-es lyukat okoz, pont ott, ahova a basszus rögzítésére szolgáló mikrofon kerül? Nyilvánvaló, hogy ilyen mértékű hangvisszaadási problémák órási problémát jelentenek. Mégis, a legtöbb stúdióban és visszahallgató szobában tettenérhetőek. Sőt, ami még rosszabb, sok stúdió tulajdonosnak fogalma sincs róla hogy ilyen problémái vannak! Eléggé nehéz egy minőségi felvétel előállítása, ha azt sem tudjuk hogyan is szól valójában a zene. Ettől már csak a keverés bonyolultabb ügy. Hogyan fog a felvétel máshol, a stúdión kívül is ugyanúgy megszólalni ahogy mi akartuk?

Ez a cikk (itt a carboncopy-n ezek a bejegyzések) az akusztikai tervezés alapelveit ismerteti(k). A bejegyzés egyes részei az Electronic Musician újságban megjelent "basszus csapdák tervei" cikkből, a céges weboldalamról, vagy éppen a különfélre audio fórumkba beírt hozzászólásaimból köszönnek vissza. Túlnyomó része azonban új anyag és nem jelent meg sehol máshol. Azzal a céllal gyűjtöttem ide ezeket az információkat, hogy létrejöjjön egy átfogó forrásanyag, amely mentes a marketingtől. A célom, hogy teljeskörű és használható tanácsokkal szolgáljak, amelyek mindemelett megérthetőek a józan paraszti ész logikájáva és nem támaszkodnak erőteljesen matematikára és képletekre. Bár sok könyv kapható, amely a felvevő és visszahallgató szobák akusztikájával foglalkozik, a legtöbb jó kiadvány túlságosan technikai ahhoz, hogy egy átlagos audio iránt érdeklődő különösebb erőfeszítés nélkül képes legyen megérteni a benne foglaltakat. Ezen felül több könyvet is meg kellene vásárolni (és el kellene olvasni), hogy összecsipegessük belőlük az igazán fontos információkat. Minden, amit itt rendelkezésre bocsájtok egyaránt érvényes a házimozitól a kis templomokon át minden szobára, ahol a magas hangminőségű zenehallgatás elvárás.