Эквивалентная реверберация. Пояснение оценки стандартной и эквивалентной реверберации. Оптимальная реверберация

ЛЕКЦИЯ№ 6

Эквивалентная реверберация.

При выключении источника уровень звука резко снижается, как только исчезнет прямой звук, затем снижение равномерно в зависимости от диффузности поля.

1 – затухание звука при наличии диффузного поля.

2 – реальные условия при наличии значительного уровня прямого звука.

3 – затухание звука, воспринимаемое слухом. Эквивалентная (эффективная) реверберация.

0

-60

Рис. 1 Пояснение оценки стандартной и эквивалентной реверберации.

Если начальный уровень =60 дБ, то измеренные Тизм. и Тэкв. ощущаемое на слух, будут отличаться тем значительней, чем меньше R.

Ощущаемое время реверберации, называемое эквивалентной реверберацией (Т_экв): Оно связанно с Т и R.

                                              (6.1)

R – акустическое отношение.

t_э – время, в течении которого слух достаточно хорошо интегрирует процессы. t_э @ 0.2 с несколько больше постоянной времени слуха.

Т – время стандартной реверберации       

При приближении к источнику звука Тэкв уменьшается, так как уменьшается R. В удаленных точках зала R велико, а, значит, ощущается большая гулкость, чем в других точках помещения.

          Т_экв =1,33 сек, если R = 1, W = 1  ( ненаправленная система);

Т_экв =1 сек, если R = 1, Т = 2 сек,  W = 3.

Используя микрофоны с разной направленностью, изменяя расстояние между ними и источниками звука можно подобрать эффект реверберации в соответствии с передачей.

Различные эффекты, связанные с реверберацией:

1.  нарушение баланса звучания (разные расстояния от инструментов оркестра до микрофона, ближние инструменты воздействуют прямым звуком, удаленные – с реверберацией);

2.  Изменение гулкости (перемещение певца перед микрофоном – ощущение изменения гулкости помещения);

3.  Улучшение разборчивости пения (возможность передачи звучания солистов с укороченным Тэкв, четкое звучание солирующего инструмента или певца).

Оптимальная реверберация.

Если в помещении время реверберации велико, то музыка звучит гулко, а речь становится  неразборчивой, из за наплывов звука. Если время реверберации мало, то музыка звучит сухо, речь – отрывиста. Поэтому говорят об оптимальном времени реверберации звучания передачи, вполне определенном времени стандартной реверберации. Время, соответствующее этой реверберации называется оптимальным временем реверберации.

Время реверберации:

Т – стандартное;

Т_эфф – эффективное;

Т_опт - оптимальное

 

1 – речевые передачи.

2 – малые музыкальные формы и оперные театры.

3 – концертные залы, симфоническая музыка.

4 – органная музыка.

- - - приближённая аналитическая зависимость.

Экспериментально установлено, что с увеличением объема помещения Т увеличивается.

Гипотеза:

В большом помещении один и тот же естественный источник звука создает меньший уровень звука чем в малом помещении. Для компенсации этого эффекта в большом помещении затухание должно быть длительнее, чем в малом.

Существуют аналитические формулы для определения Т_опт (приближенные):

 - речь                                     . (6.2)

 - малые музыкальные формы, оперные театры          (6.3)

 - симфоническая музыка.                   (6.4)

 

Рис. 3. Относительная зависимость времени реверберации в форме допусков.

На этом рисунке приведена относительная зависимость времени реверберации в форме допусков, в которые следует укладываться при реализации времени реверберации.

1-  для музыкальных передач,

2-  для голосовых.

Рассмотрим область 2:

ВЧ наиболее информативны, менее интенсивны. НЧ менее информативны, но имеют большую интенсивность. Оптимальное время реверберации на НЧ меньше, чем на средних частотах, т.к. необходимо более быстрое затухание. На ВЧ уровень реверберации должен быть меньше, чем на средних частотах т.к. ВЧ имеют меньшую длительность. Наличие более длительного затухания будет их маскировать. 

Рассмотрим область 1:

На НЧ и на ВЧ – возрастание реверберации по сравнению со средними.

Если  помещение используется для ведения различных передач, то выбирается или среднее  время реверберации, или такое, которое соответствует наиболее важной или наиболее частой передаче. Иногда применяют переменное поглощение или системы искусственной реверберации. Фактически Т не должно отличаться от Т_опт ( не более 10%)

Любой акустический расчет начинается с определения объема помещения и определения Т_опт. Затем подсчитывают имеющийся фонд поглощения на всех средних октавных частотах. Затем подбирают дополнительные поглощающие материалы так, чтобы Т на всех частотах укладывалось в эти допуски.

Некоторые примеры Т_опт :

В малых концертных  студиях	От 1 с До 1,7 с
В больших концертных  студиях ( V > 3000 м3)
Классическая музыка(симфоническая)	1,54 с
Романтическая	2,07 с
Современная симфоническая?	1,48 с
Орган	1,5 ¸ 2,5 с
Джаз	Больше 2,5 с
Художественное слово	0,7 ¸ 0,8 с
Радио, театры	0,1 ¸ 1,7 с

Причем отклонение от этих значений на 0,1 с заметны экспертам.

Учитывая необходимость изменения Т для получения оптимального звучания создается фонд переменного поглощения (различные конструкции, щиты, жалюзи, вращающиеся колонны с различными поглощающими материалами).

Реверберация с позиции слушателя и исполнителя:

Т < 0,5 c	Исполнение затруднено, певец форсирует звучность и быстро утомляется
0,5 < T < 1 c	Исполнение затруднено, но опытный исполнитель сможет приспособиться
1 < T < 2 c	Певец испытывает некоторое неудобство
2 < T < 4 c	Исполнитель чувствует себя хорошо

Но с позиции слушателя приемлемое время реверберации 1¸1,7 с. Создают большую местную реверберацию в зоне артистов (кулисы, колонны, портьеры).

Для больших студий на частотах более 2000 Гц подъем характеристики Т_опт(t) затруднен (затухание велико).Поэтому и рекомендуют поддерживать Топт равномерным.

Литературно-драматический блок:

1.  Основная студия                Т_опт = 0,5-0,6 с

2.  Заглушенная студия Т_опт = 0,2-0,25 с

3.  Гулкая студия           Т_опт > 3 с

Телевизионные студии: Т_опт = 0,7-0,8 с (h = 1-1,5 м, h = 3-4 м – размещение микрофонов)  - затем изменяют до получения Т_опт .

Слитность звучания.

Иногда неравномерность распределения так велика, что в кривой затухания появляются значительные максимумы с запаздыванием более чем на 50мс к моменту выключения источника. В результате прослушивается многократное эхо. Это когда в помещении концентраторы (купола, резонаторы или большие помещения в малым коэффициентом поглощения).