Полезные идеи акустики

В данной статье мы представим некоторые основные
концепции физической акустики, которые важны для всего мира студий звукозаписи. Материал изложен в виде
характерной для страниц Internet секции FAQ (frequently asked questions – часто задаваемые вопросы). Будет сделан акцент на некоторые аспекты, важность которых сегодня зачастую недооценивается в вещательных кругах.

Лоренцо Рицци

Почему необходимо обрабатывать внутренние поверхности стен моей студии с помощью акустических материалов?
Каждая комната изменяет звук, распространяющийся в ее пределах: она ведет себя как большая резонирующая коробка и таким образом своим собственным характером оказывает влияние на звук, который мы воспринимаем нашими органами слуха, находясь внутри.
С точки зрения электроники/электрики можно сказать, что комната – это акустический фильтр (натуральный, естественный и аналоговый), влияющий на физический путь от громкоговорителей к нашим органам слуха. Это можно заметить, прослушав один и тот же компакт-диск на одном и том же оборудовании, но в разных помещениях.
Проще говоря, этот феномен обязан своим существованием всем отражениям звука, имеющим место, когда звук отражается от стен, потолка, пола, письменного стола и других объектов в комнате. Звук этих отражений достигает наших ушей вперемешку с прямым звуком (звуком, воспроизводимым мониторными громкоговорителями, который мы в идеале хотели бы слышать в чистом виде), изменяя его.
Необходимо отметить, что чем плотнее материал стены и чем глаже ее поверхность, тем сильнее будут отражения звука. Именно поэтому мы используем различные «мягкие» материалы для управления характеристиками комнаты: пористые материалы, например, полиуретан и минеральная вата трансформируют падающие на них звуковые волны в теплоту, гибкие материалы, такие как дерево и некоторые пластмассы, резонируют поглощенную энергию сами в себе. Несомненно, некоторые отражения могут быть полезны: ключевая концепция – это необходимость инженерного расчета любой обработки (акустической коррекции) помещения. В следующих номерах мы поговорим о различных аспектах и способах акустической обработки без непомерных финансовых затрат.

На каких уровнях громкости нужно работать?
Известно, что длительное нахождение в условиях высоких уровней громкости приводит к необратимым повреждениям слухового аппарата.
Если лимит в среднем 90 дБ за 8 ч пребывания превышается, необходимо начать использовать защитные приспособления, при уровнях более 135 дБ защитные приспособления абсолютно необходимы, так как боль и повреждение слуха будут вызваны мгновенно.
Следует помнить о следующих двух факторах. Во-первых, чем выше уровень громкости, тем короче промежуток времени, в течение которого мы можем непрерывно прослушивать сами звуки, и тем дольше должен быть период отдыха в тихом помещении после этого. Во-вторых, наш слуховой аппарат гораздо более чувствителен к частотам верхней середины (250 – 4000 Гц), чем к басовым частотам (32 – 125 Гц). Частоты верхней середины наиболее важны для распознания речи, и человек должен особенно беречься, чтобы избежать преждевременной потери.
Ниже представлена диаграмма, показывающая рекомендуемые отрезки времени для прослушивания музыки (технически определяемой как звуковой сигнал с множеством простых тонов и импульсов) на высоких уровнях громкости.

Ограничения по времени при прослушивании
музыки для избежания повреждения слуха

Можно проследить, как повышение громкости музыки сокращает рекомендуемую длительность ее прослушивания. Будет очень полезным применять фонометр и понимать его показания, чтобы знать, как защитить себя: простой фонометр дает показания в среднем для 500 Гц (это предполагаемая референсная частота, используемая тогда, когда нужно получить единое значение звукового давления). Нужно использовать невзвешенные измерения для сравнения их с данными этой диаграммы.
Используя в сравнении общие выражения, я могу привести следующие примеры: уровень звукового давления 90 дБ может наблюдаться в очень шумном офисе или на шумной улице, в таких условиях достаточно сложно разговаривать по телефону; уровень примерно 90 дБ дает оркестр из 25 инструментов или тяжелый дизельный грузовик, проезжающий в 10 м от наблюдателя; на дискотеке или в месте проведения фейерверка уровень звукового давления может превышать 100 дБ.
Вывод следующий: защита слуха студийных, вещательных инженеров и инженеров «живых» выступлений чрезвычайно важна, не менее важна и защита слуха музыкантов, так как превышение допустимых уровней громкости и продолжительности работы при таковых наносит непоправимый вред органам слуха.
На сегодняшний день разработаны весьма хорошие защитные приспособления, дающие одинаковый результат на всех частотах и низких уровнях громкости до 12 дБ.

Почему так важна звуковая изоляция вещательной студии?
Это немаловажный фактор качества для любой вещательной среды. Если речь идет о радио, реальный динамический диапазон FM-вещания не превышает 65 дБ, а для AM-вещания он составляет всего лишь около 45 дБ. Это означает, что все вещательные инженеры, контролирующие передаваемый аудиопоток, должны работать в условиях изоляции от посторонних шумов, чтобы обеспечить максимально возможное качество вещания.
Представьте себе, что инженер работает, прослушивая материал на уровне 85 дБ (нормальный уровень, не вредный и не утомительный для органов слуха человека) в процессе вещания в FM-диапазоне. Значит в идеале уровень фонового шума в контрольной комнате не должен превышать 20 дБ (примерно такой уровень шума производит листва при легком ветерке).
Высокая чувствительность, характерная для современных микрофонов, подразумевает, что в комнатах, в которых идет запись, тоже должна царить тишина. Следует уделять необходимое внимание звуковой изоляции стен, дверей, окон, полов и потолков.
20 дБ – реальный уровень фонового шума, который требуется для профессиональной работы в звукозаписывающих и вещательных студиях, и поддержка фонового шума на этом уровне подразумевает также снижение шума кондиционеров и работающих приборов.
Наивысшим допустимым уровнем фонового шума в полупрофессиональных студиях я бы считал 35 дБ.
Основная цель заукоизоляции – минимизировать проникновение звука между комнатами (т. е. инженер и диктор не должны ничего слышать напрямую друг от друга) и извне. Система кондиционирования должна иметь наименьший возможный уровень шума, а все оборудование должно быть установлено в мебели со звуковой изоляцией или в специальных кабинах за пределами контрольной комнаты.

Что представляет собой концепция «плавающей комнаты»?
В стремлении достичь достаточной звуковой изоляции между комнатами студии или между студией и внешним миром (величина TL должна, по меньшей мере, равняться
55 дБ – этого как раз достаточно для студий, в которых осуществляется запись речевого материала) необходимо помнить, что в изоляцию помещения должны быть вовлечены все его поверхности.
В уже существующей комнате речь идет о сооружении внутри нее внутренней коробки: фальшстен и фальшпотолка (как правило, из плотного гипсокартона или панелей из минеральной ваты), эластичного пола, двойных окон (лучше, если они будут закрыты наглухо) и двойных дверей. В идеале все эти элементы должны иметь примерно одинаковые звукоизолирующие свойства.
Необходимость сооружения подобной конструкции объясняется тем, что звук способен проникать везде, подобно жидкости, даже еще хуже. Когда звук достигает стен, он превращается в механическую вибрацию, и далее он способен распространяться по всему зданию, огибая любой экран и любую защиту, которая может быть установлена на одной поверхности.

Перевод Елены Прокопенко