Главное – уйти от резонанса. Как улучшить акустику помещения

Итак, вы решили обзавестись настоящей Hi-Fi-системой. Если у вас возникло такое желание, значит, вы вполне осознали, что качественный звук едва ли можно получить из бумбокса, телевизора или наушников, которые нашлись в упаковке смартфона. А раз так, то, скорее всего, вы знакомы с максимой: звучание наполовину (на четверть, на треть) зависит от акустических свойств помещения. Попробуем разобраться, в чем же заключается проблема, и дадим рекомендации, как ее преодолеть с учетом имеющихся возможностей.

---

Вместо введения

Резонанс – это физическое явление, при некоторых условиях возникающее в автоколебательной системе любой природы, к примеру, заполненной воздухом комнате. Помещенный в нее колеблющийся предмет (требуемых размеров), допустим, диффузор динамика колонки, создаст в воздушной среде волновой процесс. Если частота колебаний, а значит, и волны, совпадут с одной из собственных частот комнаты, то ее амплитуда резко возрастет, то есть произойдет резонанс, а реализован он в данном случае будет в виде стоячей волны – синусоидального распределения по пространству давления (и в противофазе колебательной скорости частиц воздуха). Для каждой комнаты характерен свой набор таких стоячих волн; их частоты определяются габаритами помещения по упрощенной формуле:

f=n*c/2*L

где с – скорость звука в воздухе (340 м/с), L – один из габаритов прямоугольного помещения; n=1,2,3 и т. д.

После прекращения подвода энергии к источнику колебаний в реальной системе резонансный процесс затухает за некоторый промежуток времени. В комнате его длительность, время реверберации, зависит главным образом от коэффициента отражения или поглощающих свойств стен. Большинство материалов на высоких частотах поглощают звук лучше, чем на низких, поэтому труднее всего погасить стоячие волны низких порядков, то есть самые длинные или, что то же самое, низкочастотные. Обычно это возможно при использовании резонансных поглотителей – специально спроектированных конструкций и перфорированных панелей.

При этом не следует стремиться к полному устранению реверберации, поскольку у человека это вызывает неприятные ощущения. Нашим далеким предкам, должно быть, важно было постоянно контролировать окружающие шумы, в том числе и эхо в пещере, но об этом поговорим в другой раз.

Психоакустические исследования позволили определить оптимальное время реверберации для качественного прослушивания музыки. Для типичных габаритов жилых комнат это 0,3 – 0,4 секунды. Следует также иметь в виду, что в таких помещениях невозможно услышать эхо: прямой и отраженный звук слуховая система человека не сможет разделить, поскольку разность времен их прихода меньше ее разрешающей способности.

Тем не менее, если колонки размещены неподалеку от стен с высокой отражающей способностью, то звук, достигший слушателя, будет недостаточно чистым, ухудшится и фокусировка.

Без паники!

Будем объективны, на деле комната не может улучшить звук аппаратуры, но вот не позволить ей отработать на все сто – вполне.

Впрочем, стоит оговориться, иногда недостатки помещения и системы в сумме могут дать положительный эффект. К примеру, слишком яркая акустика будет не в той же мере раздражать в переглушенной комнате, как там, где время реверберации превышает норму. А колонки с неглубокими НЧ лучше использовать в небольших помещениях, поскольку их первые резонансы как раз придутся на спадающий участок амплитудно-частотной характеристики. Тем не менее, даже «крохи» энергии приведут к возникновению стоячей волны, что даст поддержку басам, но их качество в таком случае – наверняка пострадает.

Но вернемся к теме. Итак, достаточно ли хороша ваша гостиная (спальня, кабинет и т.д.) для настоящего Hi-Fi? Если вы живете в многоквартирном доме на улице с активным дорожным движением, то прежде всего стоит побеспокоиться об изоляции от внешнего шума. Ничего лучше стеклопакетов здесь не посоветуешь, а если на улице жарко, то придется потерпеть – гул кондиционера тоже будет помехой прослушиванию музыки. Еще есть такая вредная штука, как структурные шумы. Кто-то может ремонтировать свою квартиру в соседнем подъезде, а вам будет казаться, что перфоратор работает за стеной. И с этим практически ничего нельзя поделать, поэтому стоит предусмотреть в системе полноценную возможность использовать наушники, причем такие, которые ограждают от внешних шумов.

Далее, посмотрим, что представляет собой комната, где вы планируете слушать музыку. Если ее бетонные стены оклеены современными тяжелыми обоями, для окон предусмотрены шторы, и мебели в ней достаточно – мягкой и объемной, вроде шкафа – то, скорее всего, она вполне готова к приему Hi-Fi-системы бюджетного класса.

Почему не более высокого? А потому, что все приложенные усилия по улучшению акустики помещения не повысят качество звучания – не сделают выше детальность, не выправят тональный баланс, не увеличат шкалу динамики. Однако это не означает, что оно будет плохим – уж, во всяком случае, гораздо лучшим, чем звук телевизора или компьютерных колонок. Не забудем проверить, нет ли в комнате дребезжащих предметов или конструкций – они обязательно включатся в общий хор на своих резонансных частотах.

При установке колонок, тем не менее, стоит следовать общепринятым рекомендациям: не размещать их в углах и даже чересчур близко к боковым стенам, а расстояние от задней определять с учетом наличия и ориентации порта фазоинвертора. Симметричность окружающей обстановки также будет полезна для точности формирования музыкальной сцены и четкости фокусировки образов.

С опорой на собственные силы

А вот чтобы не разочароваться при покупке более дорогих компонентов системы, которая вам так понравилась при прослушивании в шоуруме Hi-Fi-салона, стоит куда больше внимания обратить на акустические свойства того помещения, где ей предстоит работать.

Такую систему не стоит размещать в уже заставленной предметами обстановки комнате; нужно оставить лишь то, что пойдет на пользу звуку и слушателям.

Панель для акустической обработки Ultimate UA-WPBV-12

Даже если стены – не голый бетон или стекло, полезно в окрестности колонок установить поглощающие панели, к примеру, доступные по цене Ultimate UA-WPBW-12 или более изящные и функциональные Star Sound Flat Wood 1. Их оптимальное местоположение можно определить с помощью зеркала: из точки прослушивания в нем должна быть видна колонка. Таким способом можно побороться за чистоту звука в средне- и высокочастотном диапазонах.

Панель для акустической обработки Star Sound Flat Wood 1

Гораздо сложнее справиться со стоячими волнами низших порядков. В этом плане очень важна форма помещения и соотношение его размеров, если это типичный параллелепипед. Например, в кубе из-за суммирования стоячих волн по всем габаритам (высоте, ширине, глубине) в пучности (так называется максимум в стоячей волне) давление достигает наибольшего значения. Кратные соотношения размеров приводят к аналогичному эффекту.

В комнатах сложной формы поле поучается более диффузным, однако и в них возможны локальные максимумы звукового давления, которые слушатель воспринимает как гул.

Даже в комнате, удовлетворяющей первичным требованиям акустической обработки, стоит затратить достаточно времени и труда, чтобы наилучшим образом расставить компоненты системы и отыскать оптимальную точку прослушивания. Из-за тех самых стоячих волн тональный баланс звучания от перестановки кресла на полметра вперед или назад может заметно меняться. Колонки также следует включить в этот процесс: в зависимости от конструкции помещать их вблизи стены или поодаль, на большом или малом расстоянии друг от друга. Их можно поставить на шипы или на резиновые ножки, постелить перед ними ковер или оставить паркетный пол открытым.

Панель для акустической обработки Star Sound Triangle Wood 3

Но если низкочастотный гул в комнате все же портит вам прослушивание, то можно приобрести объемные резонансные поглотители, например, Star Sound Triangle Wood 3 и расставить их по углам. Для более гарантированного положительного результата стоит прислушаться к рекомендациям производителя и размещать объемные и плоские поглотители согласно предложенной схеме.

В целом же можно заключить, что оптимизация качества звучания системы среднего уровня – процесс творческий. Если не привлекать специалиста с измерительной аппаратурой, то действовать можно лишь из общих соображений, описанных в начале статьи, и опираясь на свой вкус.

Праздник души

Выше мы описали варианты адаптации уже существующего помещения. Однако нет предела в стремлении к совершенству, и если вы можете себе позволить выделить для системы отдельное помещение, то лучше обратиться в компанию, специализирующуюся на акустической подготовке помещений. Чаще всего к услугам таких фирм прибегают при обустройстве в доме домашнего кинотеатра, но иногда при этом заказчиком ставится условие, что кинозал должен быть пригоден также для качественного прослушивания музыки посредством High-End-системы.

На основе проведенных измерений акустических параметров помещения и расчетов с помощью специальных программ разрабатывается конструкция, охватывающая все стены и потолок; особым образом подготавливается и пол. Если необходимо обеспечить изоляцию от внешних шумов, то применяются плавающие многослойные конструкции.

Широко используются резонансные поглотители, рассчитанные и изготовленные специально для тех частот, на которых возможно образование стоячих волн. Это могут быть объемные структуры, перфорированные панели, а также их сочетания.

После окончания работ выполняются контрольные измерения; положительным результатом является соответствие полученных данных рекомендованным общепринятым значениям, выведенным на основе психоакустических исследований.

Но его можно почувствовать и не глядя на цифры в отчете: в таком домашнем кинозале, несмотря на замкнутый объем и отсутствие окон, будет просто приятно проводить время, а прослушивание любимой музыки станет настоящим праздником души.