Принципы моделирования акустики

Возникновение звука:

· Размер излучающей зоны не может быть меньше длины волны, поэтому АС, размер которой меньше длины волны, создает шаровидную зону излучения. Действие такой АС напоминает насос, накачивающий воздух внутри шарика. Величина звукового давления пропорционально смещению «поршня». За пределами «шара» давление убывает на 6 дБ при каждом удвоении расстояния. Звук, длина волны которого больше размеров излучающей зоны распространяется как сферическая волна.

· Если излучатель больше одного из размеров «шара», но меньше перпендикулярного ему размера излучающей зоны, звук распространяется как цилиндрическая волна. Звуковое давление убывает на 3дБ при каждом удвоении расстояния.

· Если все размеры излучателя превышают длину волны, звук распространяется в виде плоской волны. Звуковое давление при увеличении расстояния падает незначительно.

Звук отражается от препятствий превышающих его длину волны. Звук в помещении отражается от стен многократно:

«Ранний звук» - прямой звук и отражения в первые 80 мс. При этом пространственное расширение (приход от боковых стен) создает ощущение пространственного расширения источника и улучшает качество восприятия.

«Громкость реверберации» определяется общей энергией достигшей слушателя после 80 мс.

«Раннее время реверберации» - время затухания на 10 дБ

Главное отличие при моделировании акустики заключается в необходимости учета длины волны звука. Очень часто «шар» не помещается в том объеме, где происходит излучение. Внутри сферы диаметром длины волны давление не изменяется, а его величина определяется смещением диффузора. За пределами – скоростью движения диффузора. Из-за этого, различные спектральные составляющие звука только за пределами «шара» самой низкочастотной составляющей находятся в одинаковой фазе.

Если энергия сферической волны убывает, то энергия отражений в помещении не зависит от расстояния до источника звука. Поэтому отношение энергии отраженного сигнала к энергии прямого растет с увеличением расстояния до источника. Радиус гулкости – зона где энергия прямого и отраженного сигнала равны.

Формы концертных залов:

а (б) – старейшая и наиболее изученная (Мюзикферейнсаал Вена 1870)

в – использовалась в 1920 – 1960 гг. Признана неудовлетворительной из-за бедных боковых отражений.

г – типичный вариант оперного театра, но используется и для концертных залов (Макдермотт в Далласе).

д – труден для проектирования

е – террасообразная форма, разделенная на ассиметричные блоки с дополнительными отражающими поверхностями (Берлинская филармония 1963).

Широкие залы требуют дополнительных отражателей для создания диффузного поля (Колонный зал Дома Союзов, Большой зал СПб филармонии).

В крупных залах используется членение стен и потолка, использование архитектурных элементов для отражений. Материал для отделки – дерево.

Два типичных варианта решения интерьера: