MAPP Online

Максим Шевченко
Meyer Sound CIS

Почему же
Meyer Sound создала MAPP Online?

Поскольку программа MAPP Online создавалась в качестве инструмента профессионалов аудиоиндустрии для имитации результатов работы систем звукоусиления, то и результаты расчета, проведенного этой программой, должны были гарантировать максимальное приближение расчетных данных к результатам измерений, осуществляемых в реальных условиях. Компания Meyer Sound считала жизненно важным доказать точность результатов расчета, полученных в данной программе, при помощи строгих эмпирических испытаний. Предлагаемая статья – выдержки из полной версии описания этих испытаний, с которой можно ознакомиться на нашем сайте (www.meyersound.com), Comparison of MAPP Online Frequency Response Prediction with Measured Response of a Physical System.
Как работает MAPP Online
В отличие от других разработчиков «аудиоимитационных» программ, Meyer Sound приняла решение о некоммерческом применении MAPP. Чтобы обеспечить доступ к ресурсам программы широкому кругу пользователей во всем мире, ядро MAPP Online разместили на мощных центральных серверах компании, связь с которыми обеспечивается посредством глобальной сети Internet, и теперь пользователи могут видеть результаты расчета на мониторах своих компьютеров.
Вот как это работает. MAPP Online состоит из двух программных компонентов: Java-апплета, установленного на компьютере пользователя, и сложного вычислительного программного ядра (собственно, алгоритма акустического расчета), расположенного на мощном сервере Meyer Sound. Используя приложение Java, проектировщик системы определяет состав массивов громкоговорителей Meyer Sound и дополнительно – параметры окружающей среды, в которой эти массивы будут работать, включая температуру воздуха, давление и влажность, а также расположение и материалы стен.
Когда проектировщик делает запрос на проведение вычислений, Java-апплет отправляет данные о конфигурации звукоусилительной системы через Internet на сервер. Последний производит расчет, используя сложные данные в полярных координатах с высокой разрешающей способностью, а затем отправляет результаты расчета на компьютер пользователя. Эти результаты могут быть сохранены для дальнейшего анализа и сравнения с данными измерений, полученными для установленной системы.

Проверка точности
Для эмпирического тестирования точности расчетов MAPP Online компания Meyer Sound арендовала концертный зал, где сотрудники подвесили массив громкоговорителей, а затем сравнили результаты фактических измерений, полученных во время работы системы, с результатами расчетов, сделанных при помощи MAPP Online (рис. 1).
В качестве аудитории для проведения тестирования был выбран зал Zellerbach Hall, принадлежащий Калифорнийскому университету в г. Беркли. Выбор был сделан не случайно, так как вероятность того, что в дальнейшем разработчики систем звукоусиления столкнуться с залами подобных размеров и аналогичными по акустическим характеристикам, была очень высока. Зал рассчитан на 2014 мест и регулярно служит концертной площадкой для исполнителей разных стилей и направлений – от классической музыки до рока.
Как можно видеть на рис. 1, для проведения испытаний был сформирован массив из различных типов громкоговорителей Meyer Sound. Но в данной статье мы рассмотрим только стек, состоящий из шести громкоговорителей M2D типа «линейный массив» и одного суббасового громкоговорителя M2D-Sub, который был расположен приблизительно по центру сцены. Для осуществления измерений специалисты-исследователи поместили откалиброванный измерительный микрофон в зале на расстоянии примерно 12 м от кластера M2D.
До начала измерений специалисты Meyer Sound провели компьютерное моделирование результатов работы тестируемого портала при помощи программы MAPP Online. На рис. 2 показан вид сбоку модели, построенной в MAPP Online и состоящей из шести громкоговорителей M2D и одного M2D-Sub. (При данном моделировании громкоговоритель M2D-Sub был отключен, поскольку он не участвовал и при проведении реальных измерений). Используя пункт Loudspeaker Array меню Configure, инженеры Meyer Sound смогли точно определить углы сопряжения громкоговорителей кластера.

На рис. 4 показана расчетная частотная характеристика звучания данного кластера звукоусилительной системы в Zellerbach Hall с разрешением 1/6 октавы для данной позиции микрофона. Обратите внимание, что MAPP Online точно моделирует ослабление звучания на высоких частотах, вызванное поглощением колебаний в воздушной среде, которое, в свою очередь, зависит от температуры, влажности, давления и расстояния. Данные параметры окружающей среды могут быть заданы пользователем в пункте Natural Environment меню Configure.

Проверка точности расчетов МАРР
Используя измерительный комплекс SIM System II, инженеры Meyer Sound провели измерения частотной характеристики звучания кластера, состоящего из шести громкоговорителей M2D, установив микрофон на указанную позицию  в зале. Данные измерений экспортировались в приложение MatLab для дальнейшего анализа, так же как и результаты расчетов частотной характеристики Virtual SIM MAPP Online. На рис. 5 показаны обе характеристики, «сведенные» на одном графике.

На рис. 5 график, изображенный синим цветом, соответствует реальным данным измерений, а график красным цветом – результат расчетов в MAPP Online. Вообще, соответствие великолепное и особенно заметно в диапазоне от 150 Гц до 10 кГц.
Ниже 150 Гц эффект резонанса зала (который в данный момент не может быть смоделирован в МАРР Online) обусловливает подъем частотной характеристики на низких частотах. Аномалии частотной характеристики выше          10 кГц, где длины волн весьма малы, связаны с граничными условиями и резко изменяются при небольшом изменении позиции проведения измерений. Обратите внимание, что с помощью МАРР Online очень точно рассчитана общая тенденция характеристики системы даже в этих областях.
Проведенные сравнения рассчитанной и измеренной в реальном концертном зале частотных характеристик кластера, состоящего из громкоговорителей M2D, демонстрируют высокую точность расчетов МАРР Online, на которые можно полагаться при разработке реальных звукоусилительных систем. Не вызывает возражений тот факт, что МАРР Online является только программой для проведения акустических расчетов, которая позволяет получить заслуживающие доверия данные частотной характеристики с высокой разрешающей способностью, и что результаты расчетов отличаются точностью даже при их рассмотрении с наибольшим разрешением. Среди других преимуществ выделяется возможность предварительной эквализации и установки времени задержки сигнала с очень высокой точностью, гарантируя соответствие инсталлируемой системы техническим требованиям при минимальных настройках непосредственно «на месте».

Инструмент экономии времени и денег
Благодаря экстраординарной точности МАРР Online является мощным инструментом визуализации акустической работы отдельных или объединенных в массивы громкоговорителей Meyer Sound до проведения физической инсталляции. Используя МАРР Online, консультант по акустике или звукоинженер может спроектировать систему, которая будет гарантированно соответствовать техническим требованиям даже в ситуациях с высокими требованиями, при этом значительно уменьшаются затраты времени. Кроме того, инсталляционные компании могут спокойно разрабатывать и устанавливать звукоусилительную систему, зная, что она будет точно удовлетворять техническим требованиям, не беспокоясь о возможном дополнении системы или внесении существенных изменений после инсталляции. С помощью расчетной эквализации и установки времени задержки сигнала система может быть откалибрована и отстроена с большей точностью и меньшими затратами времени. Результатом будет оптимизация работы звукоусилительной системы без подавления избыточной мощности компонентов, а также более быстрый ввод системы в эксплуатацию при очень небольших или же вообще отсутствии потерь времени на изменение конфигурации системы монтажа и ориентации громкоговорителей.
MAPP Online распространяется бесплатно по запросу квалифицированных профессионалов. Для получения более подробной информации посетите сайт компании Meyer Sound: http://www.meyersound.com.

Дополнительная информация – компания «Техника, Технология Театра»

SIM System II SIM System II включает в себя линию измерительных продуктов, в которую входят анализатор SIM-2201, модуль внешнего интерфейса SIM-2403, ряд программных продуктов, измерительных микрофонов и соединительных кабелей. В отличие от традиционных FFT-анализаторов, измерительный комплекс SIM System II предоставляет оптимальные аппаратные средства для аудиоизмерений акустических систем и обеспечивает проведение обоснованной электронной коррекции характеристик системы. Работа анализатора SIM-2201 основана на технологии Source Independent Measure, созданной специалистами           Meyer Sound, метода двухканального анализа, использующего статистически непрогнозируемые тестовые сигналы. В комплексе SIM любой управляющий сигнал (даже нестационарный), который «охватывает» интересующий вас частотный диапазон, может обеспечить вас достаточной информацией для проведения точных измерений акустических и электронных систем. Например, установленную в концертном зале систему звукоусиления можно отстроить непосредственно во время концерта, используя в качестве тестового сигнала вокал или звучание музыкальных инструментов. Измерительный комплекс SIM System II обеспечивает отображение данных измерений в виде зависимости амплитуды сигнала от времени (импульсной характеристики), амплитуды сигнала от частоты (спектр) или амплитуды и фазы сигнала от частоты (частотная характеристика). Данные частотной области отображаются в логарифмической шкале, которая очень близка к шкале восприятия человеческим ухом музыкальных тонов и тембров. Проводятся также измерения данных для функции Delay Finder и внутренняя компенсация задержки распространения сигналов. Функции Virtual SIM программы MAPP Online обеспечивают точность результатов, которые могут быть получены при проведении измерений смоделированной звукоусилительной системы в определенной позиции измерительного микрофона с использованием SIM System II. Кроме того, предусматривается функция эквализации с помощью программируемого виртуального стереоэквалайзера VX-1, характеристика которого отображается в одном окне с частотной характеристикой в режиме 1/EQ, подобном режиму работы операторов измерительного комплекса SIM. Находясь в реальном времени с элементами управления, расположенными на экране, разработчик звукоусилительной системы может точно определить установки, необходимые для оптимизации частотной характеристики системы. При инсталляции системы данные настройки могут быть легко перенесены с помощью элементов управления реальных эквалайзеров для получения близкой к оптимальной характеристики в условиях, где некоторые ограничения могут помешать проведению измерений в реальных условиях в необходимом вам объеме.