Искажение тембра и нарушение локализации источника звука

Одной из причин искажения тембра звука в помещении может быть отсутствие возможности возбуждения некоторых частотных составляющих сложного звука, так называемых «колебательных мод» в спектре колебаний воздушного объема. Такой «провал» в низкочастотном диапазоне спектра может наблюдаться для прямоугольного помещения малого объема, когда его линейные размеры кратны небольшим целым числам (см. формулу 6.1).

В некоторых случаях и само помещение может создавать тональные составляющие, которые, накладываясь на основной спектр звучания источника, вызывают его искажение. Это происходит, например, при эффекте порхающего эха, о чем говорилось выше.

Искажение тембра может появиться при использовании в зале вертикальных периодических членений стен с мелким шагом (деревянная рейка, волнистая асбофанера). Они вызывают регулярную дифракцию звуковых волн, что на слух воспринимается как неприятное «подсвистывание».

При использовании звукопоглотителей (для регулирования времени реверберации или с целью ликвидации эха) с резко выраженным максимумом в величине коэффициента поглощения также возможно искажение тембра звука. Если общая площадь облицовки стен или потолка таким звукопоглотителем достаточно велика, то на частотной характеристике звучания воздушного объема зала может получиться «провал» на этой частоте – отсутствие в спектре соответственной гармоники или ее слабая интенсивность.

Правильная локализация источника звука (совпадение зрительного образа со слуховым) особенно важна в речевых помещениях. В концертных залах требование правильной локализации не столь жесткое, некоторая «размытость» звукового образа иногда даже желательна.

Причиной нарушения локализации источника звука является, как правило, значительная концентрация отражений, направление прихода которых к уху слушателя сильно отличается от направления прихода прямого звука от исполнителя на сцене или за кафедрой. Но при этом интенсивность отраженных звуков должна быть очень велика по сравнению с энергией прямого звука.

Правильная локализация источника сохраняется, если энергия отражений даже в 10 раз превышает энергию прямого звука при запаздывании отражений не более 30 мс.

Еще один вариант искажения местоположения звучащих инструментов связан с эффектом «ползучего» (или, по-другому, «шепотного») звука.

Этот эффект может наблюдаться в помещениях круглой или эллиптической формы с хорошо отражающими стенами, ограничивающими узкий коридор между ними. Звук, многократно отражаясь от поверхностей стен, проходит по хордам большие расстояния без заметного ослабления.

Этот феномен «шепчущих галерей» имеет место, например, в кафедральном соборе св. Павла в Лондоне (обходная галерея) и в Доме Патрициев (г. Герлиц).

В Королевском театре в Копенгагене, где заднюю и боковую стены можно считать круглыми, у слушателей крайних мест создается впечатление, что звук от барабана оркестра (а ударные инструменты располагаются с края оркестровой группы) идет от стены, то есть нарушается локализация источника звука.