8.5. Методы управления акустическими условиями в помещении

Управление сигналами необходимо не только для устранения искажений, вносимых системой, но и для такого изменения исход- ных звучаний, при котором точнее передается обстановка и харак- тер событий, настроение героев, создается целостный звукозритель- ный образ.

Следовательно, управление сигналами имеет двойственный / ха- рактер. В поисках оптимального звукового решения каждой сцены звукорежиссер может или исправлять, или «искажать» исходные сигналы. Важно только, чтобы то или иное из этих действий создаг вало такую композицию, при которой оптимальным образом сочета- лась бы ^передача семантической и эстетической информации. Так как указанные виды информации предъявляют к сигналу часто про- тиворечивые требования, то при управлении сигналами неизбежно возникает компромисс.

Даже тогда, когда звукорежиссер осуществил выбор помещения с оптимальными для данного звучания акустическими условиями^ поиск указанного компромисса заставляет его прибегать к управле- нию этими условиями и искать для этого наиболее эффективный метод.

Самым важным параметром, характеризующим акустику поме- щения и требующим управления, является время реверберации, ко- торое будет восприниматься микрофоном в процессе звукопередачй. Это время реверберации, называемое эквивалентным, представляется в виде: .

^1>2Г , . „, (8.3)

143

п плотность прямой энергии представится как

где Г —время стандартной реверберации, характеризующее поме- щение в целом и определяемое по известной формуле: -

Т =

'•««L_. (8.4)

где У и S — объем и площадь всех внутренних поверхностей поме- щения; а — средний коэффициент звукопоглощения.

Как видно из равенств (8.2) — (8.4), эквивалентная ревербера- ция может быть изменена путем изменения а и плотностей отра- женной Еочр и прямой Ещ> энергий, воздействующих на микро- фон. Следовательно, возможность управления естественной ревер- берацией определяется пределами изменений трех указанных параметров.

Нетрудно заметить, что изменение плотности прямой энергии в точке размещения микрофона связано с изменением расстояния от яего до источника звука. Отраженная же энергия, принятая им, за- висит от направленных свойств микрофона. Очевидно, обострение характеристики направленности микрофона будет приводить к уменьшению воздействующей на него отраженной энергии. Величи- на этой энергии будет изменяться и при изменении среднего коэф- фициента звукопоглощения материалов, которыми обработаны внут- ренние поверхности ^помещения, выбранного для звукопередачи.

Таким образом, есть три способа управления естественной ревер- берацией: путем изменения расстояния между исполнителем и мик- |юфоном, путем применения микрофонов с переменными характери- стиками направленности и путем изменения общего звукопоглоще- лия ателье или студии. . . . .

; ' ' . . . ' " ' \

8.6. Управление временем реверберации

путем изменения расстояния между исполнителем

и микрофоном

Раскрывая зависимость между акустическим отношением, входя- щим в равенство (8.3), параметрами помещения и условиями, в ко- торых. проводится звукопередача, можно установить, как эти усло- вия влияют на эквивалентное время реверберации. Для этого,'как видно из выражения (8.2), нужно найти связь условий передачи с плотностью прямой и отраженной звуковой энергии, действующей на микрофон. .

Если звукопередача ведется ненаправленным микрофоном, плот- ность прямой энергии в точке приема будет представляться в виде:

(8.6)

(8.5)

(8.7)

Плотность отраженной энергии, воздействующей; на микрофон, будет равна произведению энергии, развиваемой в помещении при установившемся режиме, на коэффициент отражения р. Следова-

тельно,

(8.8)

В этом случае акустическое отношение представится равенством:

(8.9)

Подставляя значение R в равенство (8.3), можно его переписать в виде:

(8.10)

Полученная формула позволяет определить, как изменяется Г_эквпри изменении расстояния г между исполнителем и микрофоном длд. конкретного помещения при различной его акустической обработке. Расчеты, выполненные для помещения с объемом V= 1500 м³ и площадью внутренних поверхностей 5 = 850 м², были использо- ваны для построения кривых на рис. 8.6, которые соответствуют слу- чаям, когда средний коэффициент звукопоглощения а был равен 0,54; 0,27; 0,13; 0,07, а время реверберации равнялось 0,4; 0,95; 2,0 и 4,0 с (кривые 7, 2, 3, 4). ^ . -

Как видно из рис. 8.6, изменение расстояния г приводит к тому, что эквивалентное время реверберации изменяется в широких' пр£ делах от полного до уменьшенного в 2-f-5 раз значения времени реверберации данного помещения. Однако практическая возмож- ность использования такого изменения для помещений с различной акустической обработкой! далеко не одинакова.

Если помещение хорошо заглушено и его коэффициент звукопо- глощения достаточ-но велик (см. кривую 1 на рис. 8.6), то ZW |tb- жет быть изменено не больше чем в два раза. Но так как при та- ком заглушении помещения время реверберации в нем мало, изменег ние уэкв по своей абсолютной величине оказывается незначитель- ным. Например/, для кривой 1 уменьшение расстояния г с 8 до 0,2 м приводит к изменению Г_ЭКв всего] с 0,4 до 0,2 с.

Для помещений с большим временем реверберации Т и соответ- ственно малым а возможности управления эквивалентным време- нем реверберации по относительным и абсолютным его значениям заметно расширяются. Так, для обычных студий и ателье, время ре- верберации в которых колеблется от 0,9 до 2 ,с (на рис. 8.6 этот

144'

интервал показан в виде заштрихованной полосы), эквивалентная реверберация может изменяться от названных значений Т до 0,34-0,5 с, что существенно для данных помещений и позволяет использовать этот метод управления временем реверберации в усло- виях кино- и телестудий.

Этот метод управления особенно эффективен для помещений с очень большим временем реверберации. Как показывает кривая 4

ристики направленности микрофона. Существование таких комби- нированных микрофонов, как U67, 19А-19, 19А-23 и др., имею- щих переменную характеристику направленности, позволяет исполь- зовать их Для изменения акустического отношения R и, следова- тельно, как это видно из выражения (8.3), для влияния на эквива- лентное время реверберации.

Если электрическая мощность, развиваемая на выходе ненаправ- ленного микрофона' до выключения источника звука, представляется

в виде:

(8.11)

где е₀ и е_диф соответствуют чувствительности микрофона на аку- стической оси и в диффузном звуковом поле. После выключения ис- точника звука эти мощности будут соответственно выражаться ра- венствами: - * ' .

Рис. 8.7. Кривые для выбора расстояния между микрофоном и исполнителем при заданных времени реверберации и раз- борчивости речи (S%)

Рис. 8.6. Управление ревербера- цией путем изменения расстоя- ния г между источником и при- емником звука в помещениях с разным Г ,

Ч

(рис. 8.6}, построенная для помещения с Т = 4 с (а = 0,07), время эквивалентной реверберации при предельно малом расстоянии г= =0,2 м может быть уменьшено в 5—6 раз. Это позволяет повысить качество хроникальных передач, которые часто ведут из случайных, мало заглушенных помещений. Учитывая, что качество таких пере- дЪч связано с разборчивостью речи, вопрос о выборе наилучшего рас- стояния может решаться с использованием кривых на рис. 8.7, определяющих связь между расстоянием г и временем ревербера- ции Т при определенных значениях слоговой разборчивости £%. Кривые 7, 2'in 3 ограничивают области, где слоговая разборчивость не ниже 96, 85 дли 75 %, а качество восприятия речевого звучания считается соответственно отличным, хорошим или удовлетворитель- ным. Пользуясь кривыми, можно установить, при каких предельно допустимых расстояниях в помещениях с известным временем ре- верберации можно осуществить речевую звукопередачу с возможно высокой ее разборчивостью. Кривые •!',- 2', 3', 4' отвечают слоговой разборчивости соответственно равным 90, 80, 70 и 60%.