Звук в помещении, реверберация

Слуховой анализ консонансов и диссонансов

Способность слуховой системы к спектральному анализу и определению частотных интервалов между гармониками, которая является базой для определения высоты, лежит в основе ощущения «консонантности» или «диссонантности» звучания различных музыкальных интервалов и аккордов.

Консонанс (от французского слова consonance) означает согласие (согласное звучание), соответственно диссонанс — несогласное, нестройное звучание. Эти понятия можно рассматривать как с позиций музыкально-психологических, так и с позиций психоакустических, т. е. рассмотреть, как влияют на их восприятие частотные соотношения между гармоническими составлющими сложных музыкальных звуков.

Если разница частот двух тонов больше, чем критическая полоса, то это созвучие также звучит как консонанс. Для частот, разница между которыми составляет от 5% до 50% ширины критической полосы, созвучие воспринимается как диссонанс. Максимальный диссонанс прослушивается, когда разница составляет одну четверть от ширины критической полосы (ширина эта меняется с частотой — рис. 3.3.5).

Архитектурная акустика. Соотношение параметров реверберации и помещений. Акустическое отношение, ОРНГ.

Влияние помещения на звуковой сигнал можно рассматривать как его обработку особым пространственным фильтром (рис. 5.1.1).

Помещение производит линейную фильтрацию сигнала, в результате которой меняется его временная структура и АЧХ (следовательно, и его тембр) — рис. 5.1.2а, б, — а также баланс громкостей, пространственные характеристики и др. Следует отметить, что при обычных уровнях звукового давления (в залах с естественной акустикой) помещение можно рассматривать как линейную систему, однако, как показали последние исследования, в современных залах с мощными системами озвучивания (например, дискотеках) начинают проявляться нелинейные свойства воздушной среды, и помещение оказывает влияние на нелинейные характеристики сигнала.

Гэометрическая (лучевая) теория.

«Звуковой луч» - линия направления звуковой волны.

Волновая теория рассматривает помещение как резонатор (аналогично, например, трубе музыкального инструмента). Воздушный объем помещения имеет определенную массу и упругость — и, следовательно, можно рассчитать его собственные частоты и собственные формы колебаний.

Низшие собственные частоты относятся к осевым волнам, затем возникают тангенциальные волны и только после — косые. Именно поэтому при проектировании студий звукозаписи, где это особенно важно, наибольшее внимание уделяется демпфированию осевых волн, поскольку именно они создают наибольшую неравномерность распределения звукового давления вдоль длины помещения.

Вся звуковая энергия, излучаемая источником звука в замкнутое пространство, расходуется на возбуждение аксиальных, т. е. осевых (50%), тангенциальных (25%) и косых (12%) волн; если принять уровень аксиальных волн за 0 дБ, то тангенциальные будут иметь уровень -3 дБ, косые — —6 дБ.

Оптимальное время реверберации меняется в пределах от 0,4 до 1 с для речи, от 1 до 1,5 с для камерной музыки, от 1,6 до 2,2 с для симфонической и т. д.

Радиус гулкости — критическое расстояние, на котором энергия прямого звука равна энергии отраженных звуков в помещении.

При расстояниях больше радиуса гулкости в помещении преобладает энергия диффузного звука. На расстояниях меньше радиуса гулкости субъективно ощущаемое время реверберации будет меньше, чем время стандартной реверберации, поскольку слушатель находится в основном в зоне прямого звука.

Для учета взаимодействия прямого и отраженных звуков в реальном помещении было введено понятие «акустическое отношение», которое определяется как отношение плотности диффузной звуковой энергии к плотности энергии прямого звука. Акустическое отношение зависит от расстояния до источника, объема помещения, времени реверберации в нем и среднего поглощения в помещении.