Akusztikai csillapítás - Minden a lehallgatásról 4. rész

A lehallgatásról szóló sorozat előző (második-harmadik) részében megtanulhattuk, hogyan kell megfelelően elhelyezni és hallgatni a stúdió monitorjainkat. Ha betartjuk az ott olvasottakat és talán még DRC (digitális frekvenciamenet korrekció) megoldást is használunk, már egészen jó eredményt érhetünk el. Viszont ha ezek ellenére is azt tapasztaljuk hogy mixeink csak nálunk szólnak jól, akkor sok esetben ez még mindig nem volt elég a megfelelő minőségű lehallgatás eléréséhez. Ekkor már csak a helységünk akusztikai viselkedésének javítása segíthet!

Könnyen belátható, hogy ennek a cikknek nem célja a teremakusztikai ismeretek egyetemi szintű továbbadása. Ez a sorozat elsősorban az otthoni stúdiók számára készül, kis méretű (kisebb, mint 42 m3), négyszög alakú lehallgató helységeket részesíti előnyben, egyetlen egy pontba -a lehallgatási pozícióba- optimalizált akusztikával.

Mikor van szükségem akusztikai csillapításra?

Ha a helyes monitorelhelyezés, helyes hangnyomásszintű lehallgatás és frekvenciamenet korrekciós megoldás, valamint referencia mixek használata mellett is a következő hibák bármelyikét tapasztaljuk:

Más eszközön/helységben hallgatva mixünket...

- A mélyek hangosabbak

- A mélyek halkabbak

- A magasak hangosabbak

- A magasak halkabbak

- Bizonyos hangokat/hangszereket nem lehet hallani, vagy túl hangosak

Mi az akusztikai csillapítás célja?

A cél, hogy a lehallgatási pozícióban a lehető leglineárisabb frekvenciamenetet és azon belül azonos lecsengési időt érjünk el. Vagyis minden frekvenciájú hangot többé kevésbé ugyanolyan hangosnak és ugyanolyan hosszúnak halljunk. Ezt egyetlen pontban viszonylag egyszerűen megvalósíthatjuk. Ha azonban a szoba több pontján kell mindezt megoldani, az hatványozottan növeli a befektetett energiát, időt és pénzt.

A megfelelő minőségű lehallgatás elérése 10 lépésben:

Kövessük ezeket a lépéseket egymás után sorban 1-től 10-ig. Ez mindenképpen előnyös, pl ha nincs elegendő pénzünk egy komplett egész rendszer egyidejű megvásárlására, de előfordulhat az is, hogy már a harmadik lépés után megfelelőnek ítéljük meg a hangzást.

1. Megfelelő méretű monitorok kiválasztása.

Kisméretű (kisebb mint 42m3) helységekben kisméretű hangszórók alkalmazása ajánlott, mivel az 5"-nál nagyobb hangszórók (mélysugárzók) olyan mértékű alacsony frekvenciás energiát juttatnak a szobába amit nagyon nehéz megfelelően kezelni, elnyeletni. Ekkor a kialakuló állóhullámok elfedik a többi frekvenciát (masking), ezért nem hallunk elegendő mély hangot. Ebben az esetben a megoldás -bármilyen hihetetlen is- a mélyek csökkentése. A világ egyik legtöbbet használt közeltéri monitorja a Yamaha NS10, ennek alsó vágási pontja kb. 60 Hz, mégis az elmúlt 30 év legnagyobb slágereit ezeken keverték. Ha egy Grammy díjas hangmérnöknek elég ilyen átviteli sávszélesség, a mi kis home stúdiónkban is elég kell hogy legyen. Nem ez fog minket visszatartani a sikertől.

2. Helyes monitor elhelyezés

A kritikus lehallgatási minőség eléréséhez elengedhetetlen a monitorok megfelelő elhelyezése. Erről bővebben olvashatunk a sorozat második részében. A közeltéri monitorozás nagyon nagyban növeli a lehallgatás precizitását, mivel ekkor sokkal inkább a fülünkhöz közel elhelyezett hangszórók hangjait halljuk, mint a szoba hangját. (A hangmérnöki visszahallgatásra használt kisméretű helységekben szinte ez az egyetlen gyors, olcsó és egyszerű lineáris frekvenciamenetet adó megoldás.)

3. Referencia hangerőn történő lehallgatás

Az emberi fül hasonlóan működik, mint egy EQ és egy kompresszor. A különböző frekvenciájú hangokat azonos erősség mellet különböző hangerejűnek hallja. Ezért a lineáris frekvenciamenet elérése érdekében elkerülhetetlen, hogy az előírt referencia szinten végezzük a lehallgatást. Erről részletesen olvashatunk a sorozat harmadik részében.

Az első három lépés betartása már igen jelentősen javítja a sztereó képet és a részletességet!

4. DRC (digital room correction) rendszer alkalmazása, amivel hangszóróink frekvenciamenetét hozzáilleszthetjük a helységhez. Erről részletesen olvashatunk a sorozat első és második részében.
Ha használunk EQ-s korrekciót, akkor annak alkalmazása minden következő lépés után kötelező, mivel minden behelyezett nagyobb tárgy megváltoztatja a szoba akusztikáját, és ehhez az EQ-t hozzá kell igazítani. Igaz ez a hangszórók, vagy a lehallgatási pozíciónk helyzetének változtatásakor is.

A negyedik lépés után már egy elég lineáris frekvenciamenetet kapunk, ami nagyon nagy minőségi ugrás a harmadik lépéshez képest! Ez a fokozott linearitás azonban csak a lehallgatási pozícióban jön létre, a szoba más részein inkább rosszabb lesz az eredmény. Nekünk viszont egy pont éppen elég!

5. Akusztikai csillapító rendszerek alkalmazása. Ezek közül elsőként az elsődleges visszaverődési pontokon, a lehallgatási pozícióban jobbra és balra eső falakon alkalmazzunk csillapító/elnyelő rendszereket.

Az ötödik lépés után ismét egy nagyot ugrunk előre a jobb minőség felé. Ekkor a legzavaróbb oldalsó visszhangok csökkentésének köszönhetően sokkal részletesebb és tisztább hangképet kapunk, jobb sztereó térérzettel.

6. Akusztikus csillapítás a plafonon és a padlón, szintén az ottani elsődleges visszaverődési pontban.

Mivel az emberi irányhallás vízszintes irányokban sokkal érzékenyebb mint függőlegesen, ezért a plafonról és a padlóról érkező visszaverődések csillapítása nem olyan látványos mint az oldalfalaké. Nagyobb alapterületű, vagy alacsony belmagasságú helységben viszont kritikus lehet a tiszta hangkép eléréséhez, mivel ezekben az esetekben a plafon(padló) és a hangszórók közötti távolság kisebb, mint az oldalfalaktól mért, így az elsődleges reflexiók fentről és lentről érkeznek. A hangszóróktól távoli lehallgatási pozíciók esetében szintén fontos, pl. házimozi rendszerek.

7. Monitorok háta mögötti falrész csillapítása.

Újabb nagy lépés a minőség javulása felé, a hangszórók és a fal távolságából adódó közelségi hatás által létrehozott kioltások megszüntetéséből adódóan. Pontosabb, feszesebb és teltebb kiegyenlítettebb frekvenciamenetű mélyhangokat hallhatunk.

8. Hátsó fal csillapítása vagy diffúzor alkalmazása

Ezzel a lépéssel szintén a sztereó tér tisztaságát, a hangszerek pozicionáltságát és a mélyvisszaadás pontosságát javíthatjuk. Elsősorban csillapító rendszert szereljünk fel, mivel az eredményes hatású diffúzióhoz nagyon lineáris frekvenciamenetű helység kell! A hátsó falon amúgy is jó hatásfokkal csillapíthatjuk a mélyeket és a magasakat is, mivel a hangszórók az összes fal közül többé kevésbé errefelé sugároznak a leginkább direkt hangokat.

9. Basszus csapdák elhelyezése a szemközti és az oldalsó falak sarkaiban

10. Basszus csapdák elhelyezése elsőként a szemközti, később a hátsó fal és a plafon/padló közé

Ezzel a két lépéssel tovább csökkenthetjük a szobánk alacsony frekvenciás lecsengési idejét, ami pontosabb mélyvisszaadást, tisztább basszusokat, lineárisabb, kiegyensúlyozottabb alacsony frekvenciamenetet eredményez.

Terem-akusztikai problémák
Milyen akusztikus problémákkal találhatjuk szembe magunkat a kisméretű helységekben?

Visszhangok (reflections)

A kemény felületekről visszaverődő hanghullámok hozzáadódnak a direkt hullámokhoz és nem kívánatos hangokat okoznak. Alapvetően a közepes és magas frekvenciájú hangok esetében beszélünk visszhangról, vagyis 300Hz felett. (a 300 Hz alatti visszaverődéseket inkább állóhullámnak kezeljük)

- nagyon korai visszhangok (nem halljuk őket a direkt hangtól elkülönülőnek): elszínezik, megvastagítják a hangot, nem kívánatos frekvencia kiemeléseket okozva. Ettől zavarosnak, homályosnak, ködösnek, nem tisztának halljuk a hangot.

- közepes visszhangok (a direkt hanggal közel együtt halljuk őket, de pszichoakusztikai okok miatt nem elkülönülőnek, lásd.pl. fantom sztereó közép): fantom hangokat adnak hozzá a direkt hangokhoz, csökkentik a sztereó kép részletességét (tisztaságát), csörgő visszhang

-késői visszhangok (egyértelműen a direkt hang után halljuk őket): a direkt hang későbbi másolataként halljuk őket.

Andreas Melcher készített egy kiváló ingyenes online szoftvert, amivel nagyon részletesen elemezhetjük a szobánkban kialakuló visszaverődési pontokat. Dióhéjban összefoglalva: Elsőként meg kell rajzolnunk a helység körvonalait, majd elhelyeznünk benne a hangszórót, -vagy egy másik módban a hallgatót is- és grafikusan láthatjuk a hangok terjedését és visszaverődését. Sajnos csak 2 dimenzióban dolgozhatunk és csak 1 hangszóróval, de így is nagyon látványos!
http://amray.andymel.eu/

Hangszóró közelségi hatás (boundary effect)

A falakhoz 1/4 hullámhossz távolságban elhelyezett hangszóróból érkező frekvenciák teljesen kioltják, más frekvenciák pedig erősítik egymást. Ha a hangszóró nem a falba van beépítve, minden esetben jelentkezik. (részletesen olvashatunk róla a monitor elhelyezésről szóló részben)

Fésűs-szűrő hatás (comb filtering)

Egymás után sűrűn ismétlődő sorozatos kiemeléseket és vágásokat eredményez a frekvencia menetben, ami üreges hangzást ad, ez hasonló egy flanger, vagy phaser effekthez. A visszaverő felületekhez közel elhelyezett hangforrás vagy hallgató esetében lép fel.

Állóhullámok (room modes)

Állóhullám kialakulása 

Az akusztikus állóhullám azt jelenti, hogy a közeg (levegő) nincs nyugalomban, de a hangnyomás és a részecskesebesség maximumai és minimumai a térben nem mozdulnak el. Ezek a modális problémák a felelősek a 300Hz alatti hangok nem megfelelő erősségű visszaadásáért. A 300Hz-nél magasabb frekvenciák hullámhosszai rövidebbek, így egymáshoz közelebb helyezkednek el a szobában, ami az energia egyenletesebb eloszlását eredményezi. A 300Hz-nél magasabb frekvenciájú hangok esetében a visszavert hangok jelentik a legnagyobb problémát. Minél kisebb a helység, annál közelebb vannak a falak és a visszaverődések kezdenek egyre problémásabbak lenni.

A jelenséget egyszerűen megtapasztalhatjuk csillapítatlan otthoni stúdiónkban is. Játsszunk le olyan zenét, amiben jócskán hallhatóak mély hangok (pl: Lorde - Royals) és közben nagyon lassan járjuk végig a szobát. Észre fogjuk venni, hogy bizonyos helyeken sokkal erősebb a mélyhang mint másokon. (általában a szoba középpontjában a leggyengébb és a hátsó fal felé haladva, illetve a sarkokban erősödik).

Az ingyenes Room EQ wizard szoftverben a teremakusztikai mérések elvégzése mellett találhatunk egy room simulation programot is. Ebben 3 dimenzióban adhatjuk meg szobánk méretét, a hangszórók és a lehallgatási pozíciónk elhelyezkedését, amiből a szoftver szimulálja az aktuális frekvenciamenetet. Az értékeket grafikus módon elég részletesen láthatjuk, és folyamatosan változnak, ha a hangszórók helyzetét vagy a lehallgatási pozíciót változtatjuk. http://www.roomeqwizard.com/

Kedvezőtlen diffúzió
A visszaverődő hangok széttördelése és kisebb energiában történő szétszórása kívánatos a jó teremakusztika megvalósításában, de ha ezek a szétszóródások nem úgy történnek ahogy szeretnénk, akkor nemkívánatos hatást érünk el vele.

Testhangok

A léghangokon kívül léteznek még a testhangok, amik tulajdonképpen a hang által megmozgatott tárgyakban keletkező rezgéseket jelentik. Ezek a frekvenciák szintén hangokat keltenek, ilyenek pl. az asztalok, szekrények (dobozok), ablakok, ajtók, lámpaburák, stb.

Akusztikai csillapítás:

A továbbiakban megtudhatjuk, hogy milyen eszközöket és milyen módon használhatunk az előbbiekben megismert akusztikai problémák elhárítására.

Talán a legeredményesebb módja az akusztikai problémák kiküszöbölésének, ha minimalizáljuk a hallható visszhangot, vagyis közelebbről hallgatjuk a hangszórókat. Általánosságban elmondható, hogy 300Hz felett a hangszórók hangját, 300Hz alatt viszont a szoba hangját halljuk! A közeltéri monitorozás pont erről szól, hogy többet halljunk a hangszórókból, mint a szobából. Megfelelően kis stúdió esetében akár 1 méterre, vagy közelebb is ülhetünk a monitorokhoz.

Szinte minden helységnek szüksége van akusztikus csillapításra. Aki járt már teljesen üres, felújításra váró helységben, tudja hogy mennyire visszhangossá válik az előtte teljesen berendezett helység. Már csak azzal, hogy pl. betapétázzák a falakat, jelentősen csökken a visszhang. Mindenesetre addig nem érdemes végletekbe menően foglalkoznunk az akusztikus csillapítással, amíg nem tapétáztunk, tettünk le szőnyeget és rámoltuk be a bútorokat a körülbelül nekik szánt helyekre. Ez a három alap dolog már képes egy átlagos csillapítást végrehajtani, sőt.

A közép és magas frekvenciájú hangok kemény felületekről történő visszaverődése hasonló, mint a fény visszaverődése a tükörről. A hangok esetében ez nem teljesen így van, mivel azok egy kis része mindig elnyelődik, de alapvetően a közép és magas frekvenciák esetében használhatjuk a fénysugár szemléletet, a falakat pedig elképzelhetjük akusztikus tükörként. Ha egy izzólámpát nézünk egy tükörben, látjuk az izzót is és a tükörképét is egyszerre. Ugyanez történik a hanggal is, ha pl a hangszórót közel tesszük a falhoz. Ekkor két hangforrást hallunk egyszerre, egyiket a hangszóróból, másikat a falról.

A profi stúdiók tervezésekor arra törekednek, hogy a keletkező visszhang lecsengési ideje többé kevésbé azonos legyen a teljes frekvencia tartományban, és a mély frekvenciák lecsengési ideje ne legyen nagyobb, mint a magas frekvenciák idejének 125%-a. Valójában azonban ez a visszhang-idő nem a legjobb kifejezés, amikor egy kis méretű helység akusztikus viselkedését akarjuk leírni, főleg mivel a legtöbb stúdió nem is szeretné, ha visszhang alakulna ki. Ezért az RT60 grafikon nem túl fontos, inkább arra kell figyelni, hogy a szoba hangzása kiegyenlített, lineáris legyen. Hogy ezt mennyire lesz könnyű megvalósítani, nagyban függ az adott szoba kialakításától.

A gipszkarton falak, ablaküvegek és fa ajtók képesek némi alacsony frekvenciás hangot átengedni, de a tégla és beton falak szinte mindet visszaverik. Nagyméretű basszus csapdák csak ritkán helyezhetőek el az általában kis méretű home stúdiókban, tehát itt más megoldást érdemes választani, pl. kisebb méretű és teljesítményű monitorok, amik kevesebb basszus energiát adnak le, és nehéz, puha bútorok, pl. egy nagyobb kanapé a szoba végében szintén eredményes basszus csapda lehet.

Nem feltétlenül kell akusztikai ismeretekből szerzett diploma ahhoz, hogy kiváló minőségű stúdiót építsünk, vagy a meglévő szobánk akusztikáját feljavítsuk. Elegendő lehet az is, ha mások már elkészült és jól működő megoldásait tanulmányozzuk, majd alkalmazzuk a saját projektünkben.

Milyen akusztikus csillapító rendszerek állnak rendelkezésünkre?

Közép és magas frekvenciákra alkalmazhatók (>300 Hz):
- Porózus elnyeletők (Acoustic foam, fiberglass, rockwool)
- Diffúzorok (Acoustic diffuser)

Alacsony frekvenciákra alkalmazhatók (<300 Hz)
- Helmholtz rezonátorok (Helmholtz resonator)
- Nagy sűrűségű rugalmas membrános csillapítók (diaphragmatic absorber)
- Porózus elnyeletők (csak több méter vastagságban alkalmazva)

A közép és magas frekvenciájú visszaverődések kezelése:

Szinte minden otthoni stúdióban csillapítani kell a magas frekvenciás visszhangokat. Ezt könnyen ellenőrizhetjük mi magunk is, ha hangosan tapsolunk egyet a lehallgatási pozíciónkban ülve. A taps után a hang nem azonnal szűnik meg, vagyis visszhangot hallunk. Ha jól fülelünk, hallhatjuk azt is, hogy ez honnan érkezik.

Jó ha tudjuk, hogy a visszhangok teljes, 100%-os megszüntetése nem a legjobb megoldás. A lehallgató helységekről szóló szabványok pontosan előírják, hogy milyen térfogatú helységben, milyen hosszú lecsengési idő az ideális. Az otthoni körülmények közötti átlagos méretű lehallgató helységek esetében ez 300ms körül van. (A szabvány szerint 200-400ms közötti lecsengési idő elfogadható. Erről részletesen olvashatunk a "Minden amit tudnod kell a teremakusztikáról" sorozatban.)

Testhangok kezelése

Tipikus hiba a lámpaburák, ablak és vitrin üvegek, ajtók vagy más rezgésre képes felület. Ezeket távolítsuk el, vagy ragaszunk rájuk csillapító lapot. 


Csillapítás porózus elnyelető anyagokkal:

A porózus elnyelő anyagok a rajtuk nagy sebességgel áthaladó levegő részecskéket súrlódással lelassítják, így csökkentik mozgási energiájukat, vagyis a hangosságot. Tehát csak a mozgásban lévő részecskéket képesek lassítani, az állókat nem! Amikor egy részecske a falnak ütközik és onnan visszapattan, a falhoz érkezés pillanatában a sebessége nulla! Közvetlenül előtte és utána a sebesség közel nulla. Itt tehát egy porózus elnyelő nem képes működni!
A falakról, vagy más kemény felületről érkező visszhangokat egy vastag takaróval vagy függönnyel is csillapíthatjuk, amit a faltól 5-10 cm-re érdemes elhelyezni, így nem csak a fal irányába haladó, hanem az onnan visszaverődő hangokat is csillapítja. Figyeljünk rá, hogy az alkalmazott textíliák tűzállóak legyenek! Természetesen használhatunk kifejezetten erre a célra készült akusztikai csillapító elemeket, pl. nyitott cellás akusztikus szivacsokat is, amit kétoldalú ragasztóval rögzíthetünk közvetlenül a falra. Ezek azonban nem túl olcsóak. A plafonra szintén alkalmazhatunk szivacsot, vagy akusztikus álmennyezetet, ill. kőzetgyapot álmennyezeti lapokat.

Az ábrán láthatjuk pár porózus anyag elnyelő képességét. Az X tengelyen a frekvenciák láthatóak, az Y tengelyen az elnyelés %-ban megadva. 1.00=a beérkező hanghullám 100%-át elnyeli. Jól látható, hogy 500 Hz felett szinte az összes 100%-ban képes elnyelni a hangot. Vegyük észre, hogy alacsony frekvenciák esetében az elnyeletés hatástalan, legalábbis ebben a vastagságban és a falhoz közel elhelyezve. (Rockwool 2"=5 cm vastag kőzetgyapot)

Nyitott cellás akusztikus szivacs általános hangelnyelő képessége:
10 cm vastag közvetlenül kemény falra helyezve: 200-300Hz feletti frekvenciák esetében hatásos
5 cm vastag közvetlenül kemény falra helyezve: 400-600Hz feletti frekvenciák esetében hatásos

A kőzetgyapot és üveggyapot lapok sokkal olcsóbbak és még a szivacsoknál is jobb elnyelő képességgel rendelkeznek (azaz vékonyabb is elegendő belőlük), de ezeket minden esetben valamiféle textíliával kell borítani, hogy az elemi szálak ne kerüljenek a levegőbe. (kiporzás)

Ha ezeket a csillapító lapokat nem közvetlenül a falra szereljük, hanem légrést hagyunk köztük, akkor a csillapító hatás akár a duplájára is emelkedhet. Pl. egy 10 cm vastag kőzetgyapot lap 10 cm-re a faltól, közel megegyezik 20 cm vastag, közvetlenül a falra erősített kőzetgyapot lap csillapító hatásával. Ha a gyapotlapot valamilyen lapra erősítve állítjuk fel a fal előtt, akkor a lapra készítsünk nagyméretű furatokat, vagy átmarásokat, hogy a hang át tudjon hatolni rajta.

Ha akusztikus szivacsot szeretnénk a falra rögzíteni úgy, hogy légréteg maradjon mögötte, akkor a szivacsból vágjunk kis kockákat és azokat ragasszuk a lap és a fal közé távtartónak. Megfelelő eredményt érhetünk el kárpit ragasztó spray-vel.

Az 5-10 cm-nél vékonyabb és nem nyitott cellás anyagok nem nyelik el még a középfrekvenciákat sem, nemhogy az alacsonyakat, csakis a magasakat! Ezért a falak szőnyeggel borítása hatástalan, sőt inkább csak ront a helyzeten, mivel egy tompa, doboz hangú helységet eredményez. Sokkal jobb ötlet, ha a falak csak egy kis részét borítjuk valamiféle szövettel, pl. bútorok, könyvek, függönyök. A szőnyegek padlóra helyezése viszont nagyban csökkenti a visszhang kialakulását. Próbáljunk meg ezekkel az eszközökkel egy kiegyensúlyozott hangzást létrehozni.

Chris Whelay készített egy excel kalkulátort, ami rendkívül részletesen kiszámítja nekünk a tervezett porózus anyagból készült csillapítónk különböző frekvenciákon várható teljesítményét. Többféle típusú csillapítóból választhatunk, és grafikusan is láthatjuk az eredményeket. http://www.whealy.com/acoustics/Porous.html

Az otthoni stúdióban a közép és magas frekvenciák csillapítása már óriási javulást hoz a hangképben!

Diffúzorok:

Amikor lejátszó rendszerünket összeállítjuk, valószínűleg igen sok pénzt költünk el egy jó konverterre, erősítőre, monitorokra és állványokra. Az ezek által -ilyen módon- nagyon drágán előállított hangenergiát aztán elnyeletjük a csillapító rendszereinkkel... Ez nem hangzik túl optimális, jó megoldásnak.

A diffúzorok nem elnyelik a beérkező hangenergiát, hanem szétszórják apróbb energiadarabokra. Alkalmazásukkal a helység méretét sokkal nagyobbnak érzékeljük. Egy megfelelően összeállított rendszer esetén a virtuális növekedés akár 200-300% is lehet! Ez azért fontos, mert a kritikus lehallgatási minőség eléréséhez megfelelő méretű helység szükséges. Ha ez nem áll rendelkezésre, a hangot soha nem fogjuk olyannak hallani, mint az valójában. (Soha ne hallgassuk meg kedvenc operánkat, vagy szimfonikus művünket közvetlenül a koncertteremből hazaérkezés után, mert sírva fogunk fakadni, hacsak nem költöttünk milliós nagyságrendet a lehallgató helységünkre) A diffúzorok természetesen nem tudják a szobánkat megnöveszteni, de pszichoakusztikusan nagyobbnak, ennél fogva jobban szólónak fogjuk érzékelni.

Ez a diffúzor bizony kísértetiesen hasonlít
egy könyvespolchoz!

A diffúzorok alkalmazása eltérő annak függvényében, hogy milyen helységben milyen céllal használjuk őket. Felvételi helységekben, stúdió lehallgató helységekben (control room), mozi, előadóterem, stb. mind mind más felépítésű rendszert igényel. Méretüket, kialakításukat, darabszámukat és elhelyezésüket bonyolult matematikai képletekkel sem tudjuk minden esetben pontosan kiszámítani, ezért sok tapasztalatra és kísérletezésre van szükség hozzá.

A diffúzorokat elsősorban a középfrekvenciájú hangok (300-3400 Hz) szétszórására használhatjuk, mivel az alacsony frekvenciás hangok hullámhossza olyan nagy, hogy 100 cm-es nagyságrendű mélységű diffúzorra  lenne szükségünk.

Diffúzor vásárlás előtt jobb ha tudjuk, hogy csak abban az esetben tudja megfelelően kifejteni áldásos tevékenységét -azaz egy valódi diffúz teret létrehozni-, ha az alábbi feltételek mindegyike még a beépítés előtt teljesül:

- Lineáris frekvenciamenet  (+/- 2dB eltérés)

- A lecsengési idők közel azonosak a teljes sávszélességben

- A lecsengési idők azonosak a helység minden részében

- A visszaverődések azonosak a helység minden részében

Ezeknek a kritériumoknak az átlagos lakószobák általában 99,9%-ban nem felelnek meg, csak miután megfelelő mennyiségű és minőségű akusztikus csillapítást építettünk be.

A diffúzorok eredményes működéséhez megfelelő méretű tér szükséges, ezért a lehallgatási pozíció és a diffúzor között legalább 3 méter távolság kell hogy legyen. 

Ebből kifolyólag a mi esetünkben -ahol kisméretű stúdió lehallgató helységről van szó-, diffúzorok alkalmazása leginkább a hátsó falon megvalósítható (lásd a képen). Stúdió lehallgató helység esetében az oldalfalakra helyezett diffúzorok nem ajánlottak, mivel ezek a hangszórók távolságánál szélesebb hangképet eredményeznek, ami keveréskor félrevezető lehet.

Sok cég kínál sokféle terméket mind összeszerelve, mind általunk összeállítható készletben. Ezek nem olcsóak, így ha csak kevés pénzünk van rá, magunk is elkészíthetjük őket. A szükséges méreteket és formát matematikai képletekkel számíthatjuk ki, de nagyon jó eredményt érhetünk el egy polccal is, ami tele van különböző méretű tárgyakkal, pl. könyvekkel, amik egyben mélyhang elnyelést is megvalósíthatnak. A lényeg, hogy egy egyenetlen, nem szimmetrikus felületet képezzünk. Sajnos nagyon kis méretű helységekben ez a fajta hang-szétszórás nem elég hatásos, és a sztereó kép így is torzított lesz. Ekkor a legegyszerűbb megoldás, ha valami nehéz függönyt, vagy szőnyeget akasztunk fel a hátsó fal közepére, a már oda telepített diffúzornak használt polcunk elé.

A diffúzorhoz hasonló hatást keltenek a terelők, amik a beérkező hangot egy másik irányban verik vissza, ezzel csökkentve a párhuzamos falak között kialakuló csörgő visszhangot. Ilyenek a különböző falburkolatok is, pl. terméskövek vagy szabálytalan alakzatú kövek, téglák, fahasábok, rönkök, stb., és az íves falfelületek vagy falemezek.

Alacsony frekvenciák kezelése:

Ha túl sok a mély...

A hang nem képes áthatolni az anyagon, hanem megmozgatja azt, és a másik oldalon ez a mozgás kelt újabb levegő mozgást, amit mi hangként érzékelünk. Tehát a hang -mint a levegő részecskék mozgása- valamin áthatolva tulajdonképpen soha nem jut ki a szobából. A hang erősségének (hangosságának) csökkentése a részecskék mozgásának lelassításával érhető el. Az alacsony frekvenciák porózus anyaggal történő elnyeletése a nagy hullámhosszok miatt csak nagyon vastag csillapítóval lehetséges (hullámhossz/4). A porózus anyagú csillapítókat a legnagyobb részecske sebességű helyekre érdemes állítani. Ezek viszont a szoba középvonalában helyezkednek el. Ide praktikus okokból pedig nem tehetjük őket... A falak mentén a sebesség nulla, viszont a falnak ütköző részecskék mozgási energiát adnak át felületeknek, ezért itt a legnagyobb a nyomás. Az alacsony frekvenciájú hangok energiájának csillapítása tehát legegyszerűbben az ezekre a nyomásmaximumokra elhelyezett mozgó lapokból, vagy Helmholtz rezonátorból kialakított basszuscsapdákkal lehetséges.

Mit nevezünk alacsony frekvenciának?
Általában a frekvenciák besorolását az adott frekvenciasáv teljes szélességhez igazítjuk. Egy kis oktáv terjedelmű hangszer pl. furulya esetében egészen más frekvenciát nevezünk mély hangnak, mint mondjuk egy orgonánál. Ez a szemlélet igaz a teremakusztikára is. Az alacsony frekvenciákat itt a helység mérete alapján különítjük el. A határérték megegyezik a terem legnagyobb méretébe beleférő hullámhosszú hang frekvenciájával.

Példa:

Egy szoba mérete 2x4x2,6m. A legnagyobb fal távolság 4m, a hang sebessége kb. 343m/s.

v=f x lambda, vagyis f=v/lambda. Ebből f=343/4=85,75 Hz Tehát egy ekkora helységben a legalacsonyabb frekvenciájú hanghullám ami teljes egészében képes kialakulni az 85,75 Hz. Tehát ebben a szobában az alacsony frekvencia a 85,75 Hz alatti frekvenciákat jelenti. Mivel nem csak ez a frekvencia okozhat gondot, hanem a másod és harmadrendű felharmonikusai is, ezért ennek egész számú többszöröseit is figyelembe kell venni, tehát 85,72 x 2= 171,5 Hz; 171,5 x 2=343 Hz... és máris elértük az általánosságban elmondható 300Hz-es határt. Ha egy terem mérete ennél sokkal nagyobb, ott jobb akusztika érhető el, mivel alacsonyabb frekvenciájú hanghullámok is egész hullámhosszban képesek kialakulni.

A kisméretű (<42m3), olcsó házi stúdiókban az elsődleges és legegyszerűbb módja a mélyhangok csillapításának, ha kisméretű (5" mélysugárzó vagy kisebb) monitorokat használunk, amiket közelről (1m vagy kevesebb) hallgatunk, alacsony hangerőn. Ekkor a szoba visszhangjai nem szólnak bele az alacsony frekvenciás hangképbe, mivel a hangsugárzók csak nagyon kis energiájú mélyhangokat bocsátanak ki, amik nagyobb részben elhalnak, mire visszaérnének fülünkig. A maradékot pedig agyunk megtanulhatja kizárni.

Ha mindezek ellenére mégis a nagyobb hangszórók mellett döntünk, akkor szinte biztos hogy alacsonyfrekvenciás állóhullám problémával fogunk találkozni. Ezt hallhatjuk magunk is, ha zenehallgatás közben a szoba különböző pontjain különböző erősséggel halljuk a mélyeket. Ez nem csoda, hiszen minden párhuzamos fal között állóhullám alakul ki. Ha a faltávolságok egész számú többszörösei egymásnak, akkor az erősítés és vágás fokozottan jelentkezik.

Ezek ellen az egyik legegyszerűbb, de otthoni -meglévő- házi stúdióban nagyon nehezen kivitelezhető megoldás, ha a falak nem párhuzamosak. Új építésű stúdiókban ez elengedhetetlen!

A másik, egyszerűbben kivitelezhető megoldás, ha a szoba bizonyos pontjaira hangelnyelő anyagokat helyezünk, amik a problémás frekvenciájú hangok egy részét elnyelik, így nem tudnak összeadódni. A hangelnyelő anyagok nem egy konkrét frekvenciájú hangot nyelnek el, hanem többet egyszerre, azaz széles-sávúak. Ezért nagyon nehéz előre megmondani, hogy konkrét frekvenciájú hangok csillapítására milyen anyagból milyen mennyiséget pontosan hová kell elhelyeznünk. Sajnos a magas frekvenciák elnyeletésére használt anyagok az alacsony frekvenciák esetében nem elég hatásosak, így ezekhez úgynevezett basszus csapdákat kell használnunk. Sok gyártó készít ilyeneket, de saját magunk is elkészíthetjük őket. Elsőként a sarkokba érdemes elhelyezni, mind függőleges, mint vízszintes irányban, mivel itt van a legerősebb alacsony frekvenciás energia. 

A porózus anyagból készült basszus csapdák úgy működnek, hogy a rajtuk áthaladó hangot hőenergiává alakítják. Sajnos az ilyen basszus csapdák igen nagy méretűek kell hogy legyenek, főként vastagságban, így kisméretű helységek esetén nagyon sok helyet vesznek el a szoba alapterületéből. A házi készítésűek általában sokkal kisebb hatásfokkal működnek mint a pontosan méretezett gyári megoldások, ezért az eredményes csillapításhoz még nagyobb helyigényük van. Egy nagyobb helység esetében ez akár a szoba méretének egy harmada is lehet!

Ha álmennyezetet használunk, a csillapító anyagot (kőzetgyapot, üveggyapot) tehetjük a mennyezeti lapok fölé is, ezzel kitöltve az üres részt az álmennyezet és a valódi mennyezet között.

A magas és közép frekvenciákat nagyon könnyen túlcsillapíthatjuk, amivel egy dobozhangú, tompa helységet kapunk. Nem így van ez az alacsony frekvenciákkal. Gyakorlatilag nem tudunk annyi csillapítót elhelyezni a kisméretű stúdiónkban hogy ez bekövetkezzék, de ha mégis, akkor sem probléma! A basszus csapdák csak a visszavert mélyeket csillapítják, nem a hangszóróból kibocsájtottakat, így a visszavert alacsony frekvenciák megszüntetése nemhogy csökkenti a mélyeket, hanem sokkal pontosabb, feszesebb, definiáltabb és tisztább mélyvisszaadást eredményeznek, ezzel megszűnnek a búgások és az eltűnt hangok (one note bass).

Ha túl kevés a mély...

Ha a szobánkban mindent elkövettünk a lineáris frekvenciamenet elérése érdekében, azaz helyes hangszóró választás és elhelyezés, valamint csillapítás, és mégis kevés a mély, akkor az alacsony frekvenciákat elnyeli valami. Ezért leginkább a mozgó gipszkarton falak a felelősek. Ezek képesek a nagyenergiájú alacsony frekvenciájú hanghullámok hatására mozgásba jönni, és a hangot mozgási energiává alakítva túlzottan csillapítani azt. A mozgó gipszkarton falat úgy ellenőrizhetjük, ha erőteljesen megütve azt rezgést/remegést hallunk. Ekkor jó megoldás lehet, ha egy újabb gipszkarton lappal erősítjük meg a meglévő falat. Mindez érvényes a plafonra is, amennyiben gipszkarton álmennyezetet használunk.

Helmholtz rezonátor (helmholtz resonator)

A Helmholtz-rezonátor olyan akusztikus rezgőkör, amely egy csőből és egy üregből áll, és a rezonancia frekvenciáján beérkező frekvenciájú hangok nem képesek belőle kijutni. A Helmholtz rezonátorok gyakorlatilag kisméretű csövecskék, amiből a bejutott hang már nem képes kijutni. Hasonlóak, mint egy üveg, aminek a szájába fújva hallhatjuk a jellegzetes fütyülő hangot. Az üveg méretének megfelelően változik a hang frekvenciája is, és pont ez történik a helmholtz rezonátor esetében is. Tehát ezek az eszközök keskenysávúak, vagyis méretezésüket minden esetben a szobában lévő problémás frekvenciához kell igazítani. Ha a példánkban szereplő üveg szájába porózus elnyelő anyagot helyezünk, akkor valamelyest kiszélesedik a csillapított frekvenciák sávja.

Mivel nem sok stúdióba látunk rengeteg üveget a falak elé helyezve, -legalábbis nem ezzel a céllal- így ezek a rezonátorok sokkal inkább egy lyukacsos (fa) lapból és a mögé helyezett porózus csillapító anyagból, valamint az ezt körülvevő dobozból állnak. A furatok mérete és száma meghatározza a visszaverő felület méretét, hogy mely frekvenciát csillapítják (engedik be) és mi az amit visszavernek. Ennek a frekvenciának a kiszámítása nem bonyolult feladat, viszont a teljes rezonátor teljesítménye -sávszélessége- már sokkal bonyolultabb, mivel a belső csillapítás viselkedése nagyban befolyásolja azt.

Nagy sűrűségű rugalmas membrános csillapító (diaphragmatic absorber)

A kemény felületekről könnyen visszaverődnek az alacsony frekvenciájú hangok, mivel nem tudják azokat megmozdítani. Ha viszont olyan felületnek ütköznek amit könnyedén elmozdítanak, az elnyeli az energiájuk egy részét (a maradék természetesen visszaverődik). Sajnos ebben az esetben a felület mozgása nem áll meg a beérkező energia megszűnésekor, hanem tovább folytatódik amíg az összes befektetett mozgási energia hővé nem alakul. Minél nagyobb a mozgó lap tömege, annál több energiát igényel a mozgatása -vagyis sok energiát nyel el-, ezért sokkal hamarabb szűnik meg a mozgása. A lap mérete meghatározza, hogy mely frekvenciájú hangot csillapítja legjobban, alapvetően egy szűk frekvenciasávot, ezért minden esetben a problémát okozó frekvenciához kell igazítani! Ha a készülék beérkező felületére porózus elnyelő anyagot is rögzítünk, az képes a magasabb frekvenciák elnyelésére, így jó hatásfokú szélessávú akusztikus csillapítót készíthetünk akár már 30cm vastagságban.

A membránnak felhasználható anyagok általában valamiféle PVC lapok, amiket ólom vagy más ásványi anyag részecskékkel dúsítottak, tömegük 10-20 kg/m2, tehát a padlóburkolásra használt linóleum sajnos nem használható.A lapokat 5-10 cm-re a faltól érdemes elhelyezni, eléjük pedig 10 cm-es akusztikus szivacsot vagy üveggyapotot rögzíteni.

A fenti csillapító rendszerekből rengeteg cég kínál kismillió típust. Ezek általában profi megoldásoknak számítanak, éppen ezért nem olcsóak. Egy kisméretű szobába elegendő szivacs készlet általában 150-200 ezer forintba kerül. Ebben természetesen csak szivacslapok vannak, amik csak a 300-500 Hz feletti közép- és magas frekvenciák csillapítására alkalmasak.

A rezonátor basszuscsapdák darab ára szintén 200-300 ezer forint, ezekből pedig pár darab nem is elegendő. Természetesen, mint mindent saját magunk is elkészíthetjük ezeket a rendszereket -ezzel jelentős kiadásokat megtakarítva-, de tudnunk kell, hogy a házi készítésű eszközök sajnos nem minden esetben olyan jó hatásfokúak és esztétikusak mint a profiktól vásároltak.

Ha ezek után az újonnan berendezett stúdiónkban elkészítjük életünk fő művét, azt mindenképpen hallgassuk meg sok más helységben és lejátszó eszközön is! Ha pl. azt találjuk, hogy minden más helyen túl sok a basszus, akkor ez azt jelenti, hogy nálunk túl kevés. Ha máshol kevés, akkor nálunk sok. 

A problémás esetekben javíthatjuk az akusztikánkat, a beállításainkat, vagy egy EQ-val korrigálhatjuk a hangképet a lehallgatáshoz. Ekkor az EQ-n csak vágást használjunk és figyeljünk rá, hogy a beállításkor a lehallgatási pozícióban üljünk, ugyanis a basszus problémák idő függőek. Ez azt jelenti, hogy a hang megszólalása és lecsengése közben a problémás frekvenciák változnak. Az EQ használatával ezeket jelentősen csökkenthetjük, de csak egy pozícióban. A szoba más részein inkább rosszabb lesz tőle a hangzás. További jellegzetes hiba, hogy ha úgy érezzük hogy nem hallunk elég mélyet, feltekerjük az alacsony frekvenciákat. Ezzel ellentétben a legtöbb esetben inkább halkítani kell a kiemelkedően hangos mély frekvenciákat, mivel ezek nyomják el az alacsonyabbakat. Agyunk képes tanulni és alkalmazkodni, használjuk ki ezt a képességét a keveréshez is!

A sorozat következő részében a Gerilla Akusztikával ismerkedhetünk meg. Ez gyakorlatilag a "csináld magad" akusztikus csillapítás. Pontos információkat kaphatunk a különböző otthon is megtalálható, vagy egyszerűen elkészíthető csillapító rendszerek méretezéséről, elkészítéséről, és egyszerű módszereket ismerhetünk meg a helyes elhelyezésükhöz.

A következő részhez katt ide...

A témával kapcsolatos kérdéseket itt a kommentekben, vagy a facebook oldalon várom!

Kellemes mixelést kívánok mindenkinek!

Felhasznált irodalom:
https://www.soundonsound.com/sos/mar02/articles/monitors.asp
http://www.soundonsound.com/sos/may03/articles/studioinstal4.asp

http://www.soundonsound.com/sos/feb06/articles/studiosos.htm

http://realtraps.com/art_spaces.htm
http://www.soundonsound.com/sos/aug98/articles/practicalacoustic.html

http://www.musictech.net/2015/06/the-bluffers-guide-to-acoustics/

http://www.powerestudio.com/acoustics/

http://www.ratcliffe.co.za/articles/acoustics2.shtml
http://www.primacoustic.com/broadway-science.htm

Hullámhossz kalkulátor:
http://www.1728.org/freqwavf.htm

Állóhullámok:
https://hu.wikipedia.org/wiki/%C3%81ll%C3%B3hull%C3%A1m_(hang)

Acoustic fields videók:
https://www.youtube.com/user/AcousticFields

Diffúzorok:
https://en.wikipedia.org/wiki/Diffusion_(acoustics)

Kisméretű monitorok alkalmazása:
https://ask.audio/articles/why-you-should-consider-small-monitors-for-your-project-studio-part-1

Gyártók:
http://www.acousticfields.com/
http://www.acousticgeometry.com/
http://www.gikacoustics.com/
http://realtraps.com/
http://www.auralex.com/
http://www.vicoustic.com/music-broadcast
http://www.primacoustic.com/