Акустика помещения и психоакустика
При разработке и эксплуатации электроакустических систем необходимо учитывать определенные требования, вытекающие из акустических особенностей помещения. Это относится и к дизайну помещений, в которых должны работать системы
При разработке и эксплуатации электроакустических систем необходимо учитывать определенные требования, вытекающие из акустических особенностей помещения. Это относится и к дизайну помещений, в которых должны работать системы. Чтобы получить звуковую картину, удовлетворительную с эстетической точки зрения и адекватную функционально, нужно принимать во внимание разработки в области психоакустики, а именно то, как регулировка уровня звука влияет на баланс тембра в диапазоне низких и средних частот.
Вот почему в данной главе не только описываются основы акустики помещений, но и кратко рассматриваются такие проблемы, как физическое и эмоциональное восприятие звука, а также влияние звуковых эффектов на слушателя. Основное внимание уделено аспектам акустики помещений и психоакустики при воспроизведении звука через громкоговорители.
Основы акустики помещений
Оценка качества звуковых событий
Зрители, пришедшие на концерт, или участники конференции нередко высказывают свои суждения о качестве акустического воспроизведения сигнала, излучаемого естественным источником или через электроакустические устройства. Их суждения, как правило, очень неточны и выражаются словами "очень хорошая акустика" или "плохая разборчивость речи". Подобные оценки обусловлены объективными факторами и субъективным опытом, полученным при прослушивании радио- и телевизионных передач, цифровых фонограмм на компакт-дисках (CD или DVD) и магнитной ленте (DAT), а также при воспроизведении других hi-fi источников.
Публике обычно достаточно просто хорошо разбирать речь и ее не волнуют при этом акустика помещения или электроакустические средства усиления. Критерий оценки качества воспроизведения музыки значительно строже. "Хорошая акустика" здесь означает оптимальную громкость, хорошую ясность звука и пространственное впечатление, соответствующее исполняемому музыкальному произведению. Более того, если речь идет о воспроизведении традиционной музыки, должен сохраняться "естественный" тембр. (Например, для воспроизведения в залах уровень высокочастотных компонент должен падать с увеличением расстояния от источника.)
Определение терминов, используемых при субъективной оценке речи и воспроизводимой музыки, содержится в литературе, а также в национальных и международных стандартах. Изначально эти термины использовались главным образом для оценки акустики помещений, и поэтому они важны не только для улучшения взаимопонимания специалиста по электроакустике и эксперта по акустике помещений, но и для оценки собственно электроакустического воспроизведения. Ниже приведены некоторые ключевые термины.
Общее акустическое впечатление: пригодность помещения к планируемому акустическому представлению
Реверберация: затухание звука после прекращения его возбуждения
Длительность реверберация: длительность восприятия реверберации. Зависит от объективного времени реверберации (которое является свойством помещения или оборудования), выходного уровня сигнала, уровня шума или порога слышимости и соотношения между прямым сигналом и сигналом зала. Оно также зависит от частоты
Ясность: временные и тембровые особенности индивидуальных источников звука в комплексном звуковом событии
Пространственное впечатление: восприятие взаимодействия источников звука (ансамблей) вместе с их окружением, включая слушателя. Определяется несколькими факторами, в частности впечатлением размера зала, пространственностью, реверберацией и сбалансированностью распределения реверберирующего звука
Впечатление размера зала: индивидуально воспринимаемый, зависящий от звукового события размер зала, оцениваемый на основе акустики
Пространственность: восприятие акустического усиления источника в сравнении с его визуальным восприятием, особенно в латеральном направлении относительно слушателя. Зависит как от уровня исходного звука в месте нахождения зрителя, так и от интенсивности боковых отражений исходного звука, приходящих с задержкой до 80 мс относительно прямого звука
Гулкость: восприятие отраженного звука, который не воспринимается как повторение
Распределение реверберирующего звука: восприятие распределения реверберирующего звука как функции направления, откуда приходит звук (за исключением дискретных отражений)
Эхо: отраженный звук, приходящий с такой интенсивностью и задержкой, что его можно считать повторением прямого звука
Вибрирующее эхо: периодическая последовательность эхо-сигналов
(Локальная) диффузность: равномерность распределения звукового поля с учетом интенсивности и направления прихода звука
Субъективные испытания качества передачи речи
Объективные процедуры требуют сопоставления с результатами субъективных испытаний качества передачи. Испытания заключаются в определении разборчивости четко произносимых слогов, слов или фраз, объединенных в так называемые артикуляционные таблицы. Различные виды разборчивости связаны функциональными зависимостями, неизменными для каждого языка; поэтому экспериментально определив один тип разборчивости, можно перейти к другому. В испытаниях, проводимых в Германии, применяют логатомы (односложные бессмысленные звукосочетания, условно называемые слогами, например, grik, spres). В англоязычных странах используют испытательные слова, например, cow, sale, tale. В России, как и в Германии, обычно используют тесты на слоговую разборчивость.
Артикуляционная таблица состоит из 50 слогов. В испытаниях используют не менее пяти таблиц. Соотношение между числом правильно понятых слогов и общим числом прочитанных слогов определяет слоговую разборчивость, которая выражается в процентах (75% слоговой разборчивости считаются отличным результатом, при этом словесная достигает 98%, а фразовая - практически 100%).
