Помещения для речевых программ

К речевым помещениям относят: залы конгрессов, аудитории, лекционные залы, залы драматических театров и др.

Здесь слуховое восприятие речи рассматривается с позиции правильной оценки той смысловой информации, которая отражена в речевом сигнале.

Субъективный критерий (фактор), определяющий качество передачи речи в помещении, – ее разборчивость. Количественно она оценивается величиною, которую называют разборчивостью речи (РР).

Существуют несколько способов оценки разборчивости речи: смысловая, звуковая, cловесная и слоговая (логотомная). Из них за основной, как самый жесткий критерий, взята слоговая артикуляция.

На практике для определения слоговой разборчивости в зале применяют так называемые артикуляционные испытания. В ходе испытаний профессиональный диктор (или актер разговорного жанра) с трибуны или эстрады зачитывает некие артикуляционные таблицы, состоящие из простых слогов, не несущих никакой словесной или смысловой нагрузки. Каждая из таблиц содержит 100 слогов – логотомов. (Подобного рода таблицы применяют для проверки линий связи.)

Уровень громкости речи на расстоянии 1 м от диктора контролируется шумомером и должен составлять L» 65¸75 дБ.

В тех случаях, когда в зале применяется система звукоусиления, должна использоваться фонограмма записи артикуляционных текстов.

Эксперты (группа не менее 20 человек), имеющие опыт записи текста и нормальный слух, проверенный медицинским контролем, рассаживаются по определенным местам в зале и записывают в свои бланки каждый из произносимых слогов таблицы так, как они его слышат.

После зачтения 2-х таблиц они перемещаются на другие места по определенной схеме.

После заполнения всех таблиц, то есть завершения цикла, проводят сверку заполненных бланков с оригиналами артикуляционных таблиц и подсчитывают число правильно расслышанных (записанных) слогов.

Слоговая разборчивость на данном месте определяется как доля (в %) правильно записанных слогов, усредненная по количеству экспертов, побывавших на данном месте.

После этого устанавливают соответствие данного места в зале определенному классу (по условиям слышимости) согласно табл. 6.1.

Среди названных выше 4-х способов оценки разборчивости речи слоговая разборчивость наиболее «жесткая». В этом убеждает сравнительный анализ этих способов.

Если слоговая разборчивость составляет 50%, то при тех же условиях словесная ~ 92%, а смысловая ~ 96,5%.

Таблица 6.1.

От каких же объективных факторов зависит разборчивость речи? Прежде всего следует указать на зависимость РР от громкости сигнала, причем с увеличением уровня звуковой мощности источника разборчивость сначала растет довольно быстро, достигая максимума, а затем начинает даже снижаться.

Ко второму фактору следует отнести шумовой фон в помещении, который создается как внутренними источниками шума (посетители), так и внешними источниками (шум с улицы, от систем вентиляции и кондиционирования воздуха, шум из смежных помещений и т.п.). Чем выше уровень шума в зале, тем, очевидно, хуже разборчивость речи.

Третьим фактором, влияющим на РР, является реверберация звука в помещении, о чем уже говорилось ранее. При излишне большой гулкости зала разборчивость речи затруднительна, и это легко заметить в больших культовых помещениях в отсутствие прихожан. При постепенном же заполнении посетителями таких помещений время реверберации звука уменьшается (из-за большего его поглощения) и разборчивость начинает расти. Однако и сильно заглушенное помещение с чрезмерно малым временем реверберации не способствует ее улучшению.

Таким образом, для конкретного зала существует некое оптимальное время реверберации, обеспечивающее наилучшие условия для восприятия речи.

Следует также указать на влияние формы зрительного зала, которая в значительной степени определяет структуру звуковых отражений на слушательских местах. Для большей разборчивости речи желателен приход на место прослушивания первых сильных малозапаздывающих отражений при отсутствии поздних интенсивных отражений (типа эха).

Существующие в настоящее время методы объективной оценки разборчивости речи в той или иной степени связаны с перечисленными выше факторами.

Применительно к залам с естественной акустикой для оценки и прогнозирования разборчивости речи сейчас наиболее часто используется формула, являющаяся некоторым аналогом применявшейся ранее «мультипликативной» формулы Кнудсена, которая содержала 4 независимых коэффициента:

PP = 96×К_L×K_R , (6.6)

где РР – слоговая разборчивость (в %); К_L–коэффициент, учитывающий влияние уровней речи и шума; K_R –коэффициент, учитывающий влияние реверберации и структуры звуковых отражений.

Объединение 4-х перечисленных выше факторов (4-х независимых, по Кнудсену, коэффициентов) попарно отнюдь не случайно. Ясно, что на разборчивость речи в помещении в конечном счете влияют не уровни полезного сигнала и шума в отдельности, а их соотношение между собою. Точно также трудно разделить реверберацию и структуру звуковых отражений, поскольку они взаимосвязаны.

Для приближенной оценки коэффициентов К_LиK_Rпроектируемых залов и, следовательно, для нахождения разборчивости речи в них (по формуле (6.6)) разработаны методики, которые излагаются в специальных руководствах.

Таким образом, можно констатировать, что для помещений с речевыми программами установлена достаточно надежная связь между объективными акустическими характеристиками звукового поля и субъективной оценкой качества звучания речи.

Музыкальные залы

Вотличие от речевых программ оценка качества звучания музыки в зале осуществляется по целому ряду субъективных критериев. Она в большой степени индивидуальна и зависит от общего и музыкального образования слушателей, их профессии и вкусов, а также от их физического и психического состояний.

Первые шаги в выборе метода субъективной оценки качеств музыкальных залов состояли в использовании анкетных данных опроса ведущих дирижеров и музыкантов, а в последнее время – в применении специальных тестов.

Оценка проводилась, естественно, на качественном уровне, и лишь затем, по мере систематизации материала, были предложены некоторые количественные критерии.

Первой попыткой составить своеобразный «словарь» критериев оценки акустики музыкальных залов были предложения американского акустика Беранека. Им было предложено аж свыше пятнадцати различных оценок (!), среди которых были как положительные (+), так и отрицательные (–) критерии. Система Беранека была построена на принципе «аддитивно-сти», то есть независимости действия различных факторов; причем он считал, что недостатки зала по одним оценкам могут быть в какой-то степени скомпенсированы по другим. При всех своих несовершенствах данная система послужила толчком для последующих разработок.

В настоящее время оценка акустических качеств музыкальных залов проводится по следующим основным критериям: гулкость зала (реверберация), ясность (прозрачность), пространственность, громкость и тембр звучания, а также группа «мешающих акустических факторов».

Если понятия (критерии) гулкость зала, громкость и тембр звучания

вполне «осязаемы» и для рядового слушателя, то такие оценки акустических качеств музыкального зала, как ясность и пространственность звучания не столь «очевидны» и предполагают у слушателей наличие музыкального образования и сравнительного опыта прослушивания камерных и симфонических произведений в различных залах.

Ясность звучания –характеризует разделение звуков отдельных инструментов или групп инструментов как во времени (особенно при быстрых пассажах), так и в звуке одновременно играющих инструментов.

Пространственность звучания – субъективный параметр, характеризующий ощущение закрытого (замкнутого) пространства.

Установлено, что ощущение пространства возрастает с увеличением энергии боковых отражений, причем отражения, приходящие по направлению оси уха слушателя, вызывают наибольшее пространственное впечатление.

Пространственный эффект не меняется, если запаздывание боковых отражений находится в пределах 8–100 мс, а также в том случае, когда небольшое число интенсивных боковых отражений заменяется большим числом слабых отражений, имеющих такую же общую энергию.

Отражения от потолка не увеличивают пространственного впечатления, однако и не оказывают маскирующего действия на отражения от боковых стен.

Потолочные отражения увеличивают ясность звучания; боковые же отражения с запаздыванием к прямому звуку со сцены 25–80 мс увеличивают как пространственность, так и ясность звучания.

К сожалению, для музыкальных залов еще не установлены однозначные соответствия между всеми субъективными качественными критериями и объективными физическими характеристиками звукового поля, как это, например, сделано для разборчивости речи.

Имеются лишь отдельные попытки количественной оценки субъективных параметров через анализ вклада в ту или иную характеристику энергии прямых и отраженных звуков, приходящих к слушателю в течение определенных временных интервалов. Последние можно оценить по измерениям импульсного отклика зала р(t)(cм. п. 6.2. – структура звуковых отражений.)

Для разборчивости речи важна предложенная Р. Тиле величина, называемая «четкостью», – отношение полезной энергии Е₅₀ (пришедшей в точку зала за первые 50 мс)ко всей энергии Е_¥импульсного отклика за длительное время:

D_T = Е₅₀ / Е_¥. (6.7)

Для количественной оценки ясности звучаниячаще всего используют индекс ясности:

R = 10×lg ( / )дБ, (6.8)

где числитель под логарифмом – это энергия, пришедшая в точку за первые 80 мс, а знаменатель – вся остальная энергия.

Область оптимальных значений для R –от -1 до +3 дБ.

Количественный критерий для оценки пространственности звучанияболее сложен, так как для анализа импульсного отклика здесь требуются микрофоны с определенными диаграммами направленности (в виде восьмерки и круговой диаграммы).

При проведении измерений направленный микрофон располагается таким образом, чтобы ось его минимальной чувствительности была направлена на источник звука. Тогда он измеряет в основном энергию боковых отражений. Эту энергию (Е_R) измеряют в интервале от 25 до 80 мс. Затем повторяют звуковой импульс, и уже микрофоном с круговой диаграммой направленности измеряют всю энергию импульсного отклика за первые 80 мс (Е_К) .

По предложению В. Йордана за показатель пространственности звучания берется величина:

L_J = 10×lg ((Е_R) /(Е_К) )дБ. (6.9)

Область оптимальных значений L_J –от –5 до –7 дБ.