1. Классификация студий звукозаписи
Под термином «Студия звукозаписи» понимается специальное помещение, созданное для записи и обработки звука, также известное под названием звукозаписывающая студия или аудиостудия. При разработке модели аудиостудии целесообразно определить задачи, для решения которых она будет проектироваться.
Задачи студии звукозаписи:
Запись музыкальных инструментов, а именно:
Гитары
Бас-гитары
Ударных инструментов
Запись вокала
Запись закадрового текста, озвучки и просто запись голоса
Звукозаписывающие студии бывают разные. Когда говорят про классификацию, чаще пользуются формулировками нормативных документов. Вообще, органы стандартизации не установили каких-то особых показателей для студий. Есть лишь некоторые национальные и отраслевые нормы, стандарты Гостелерадио и международной организации радиовещания и телевидения (ОИРТ). Некоторые нормы ОИРТ до сих пор актуальны, хотя организация уже не существует. Классифицируются студии по площади помещения, которая указывается после буквы «С». Различают:
Студии радиовещания:
«С-1000» - большая
«С-450» - средняя
«С-250» - малая и камерная
«С-150» - музыкальная
«С-100» - литературно-драматическая
«С-50» - заглушённая
«С-24-36» - речевая дикторская
Студии телевидения:
«С-450-600» - большая
«С-300» - средняя
«С-150» - малая и дикторско-программная
«С-60-80» - телевизионная
Сейчас идет очень бурное развитие звукозаписывающих технологий, студии создаются в зависимости от намеченных задач. Проектирование зависит от планируемого количества участников записи, либо для больших коллективов (ансамблей, оркестров), либо для маленьких групп или одного исполнителя. Так же студии различаются по виду записываемого в ней материала, это может быть только вокал, только ударные или только гитары, либо все вместе.
В настоящее время развивается новый вид аудиостудии – это так называемая «домашняя студия». Она не требует больших вложений, но и ожидать высокого качества записи от нее не стоит. Как правило, это небольшая комната, обшитая звукопоглощающим материалом, минимальный набор звукозаписывающего оборудования, персональный компьютер со специальным ПО.
В данной курсовой работе будет разрабатываться модель звукозаписывающей студии, в которой можно записывать и барабаны, и гитары и вокал. Это будет студия записи широкого спектра. Предполагаемая площадь студии 50 кв.м.
2. Общие сведения о записи звука
Звукозапись – это процесс переноса звуковых сигналов с помощью специального устройства на движущееся тело. В процессе звукозаписи изменяется физическое состояние или форма поверхности материала. Эти изменения могут быть подобны форме звукового сигнала – такую запись называют аналоговой. Запись можно вести, применяя кодовые посылки – это кодовая запись. Коды могут быть самыми разными, но для проектирования студии нам интересны только те, которые связаны с цифровой записью звука. Материал, используемый при звукозаписи и сохраняющий информацию, называется носителем записи. След на носителе после записи звуковой информации в виде череды изменений физического состояния материала называют фонограммой, а место расположения фонограммы на носителе – дорожкой. Воспроизведение – процесс обратный звукозаписи, его конечная цель – восстановление сигналов звуковой информации.
Для того чтобы производить запись звука без каких-либо искажений или потерь, необходимо разобраться с его характеристиками и особенностями. Рассмотрим, что же собой представляет звук и что такое звукозапись.
Звук – это волны, возникающие в воздухе (или другой упругой среде) под действием каких-либо колеблющихся предметов. Источниками звука могут быть, например, голосовые связки человека, музыкальные инструменты или любые другие вибрирующие предметы, которые заставляют с определенной скоростью колебаться окружающие его частицы воздуха. В простейшем случае это так называемый чистый тон (звук камертона), когда источник излучает только одну частоту и изменение мгновенных значений колебания строго подчиняется закону синуса. Но звуки, которые мы обычно слышим – речь, музыка и шумы окружающей среды, - представляют собой сложные по форме колебания, состоящие из комбинации нескольких или даже многих тонов.
Область акустических колебаний, способных создавать ощущение звука при воздействии на орган слуха, ограничена по частоте. Для большинства людей 18-25 лет, обладающих нормальным слухом, полоса частот колебаний, воспринимаемых в виде звука, находится в пределах между колебаниями с частотой 20Гц (низшая граничная частота) и 20 000Гц (высшая граничная частота). Эта полоса частот называется звуковым диапазоном, а частоты, лежащие в его пределах, - звуковыми частотами.
Процесс записи звука проходит, как правило, в помещениях. Акустические свойства помещения существенно влияют на характер звучания исполняемой музыки и речи. В помещениях акустическое поле формируется не только прямой волной, идущей от источника звука по кратчайшему пути, но и после отражения от стен, потолка, пола и находящихся в помещении предметов. При каждом новом отражении часть энергии звуковой волны поглощается встреченными препятствиями, а часть в виде частых и убывающих по величине повторений воздействует на слух, накладываясь на основной (прямой) звук и придавая ему привычную для слушателей протяженность и окраску. (рис.1)
Рис. 1 Преломление и отражение звуковой волны
Часть энергии
падающей волны (
)
поглощается материалом поверхности,
часть проникает сквозь поверхность, и
часть отражается. Энергия отраженных
звуковых волн
характеризуется
коэффициентом отражения β, а
поглощаемая поверхностью энергия
-
коэффициентом звукопоглащения α.
Коэффициент поглощения определяет,
какая часть энергии будет теряться при
падении звуковой волны на преграду из
этого материала, а коэффициент β
определяет, какая часть будет отражаться.
Значения коэффициентов зависят от
материала и конструктивных особенностей
поверхности, от угла падения на нее
звуковой волны и от частоты звуковых
колебаний.
Значения коэффициентов поглощения для наиболее распространенных поверхностей приведены в табл.1.
Так как коэффициенты поглощения материала зависят от частоты звуковой волны, их значения даны для разных частот.
Таблица 1: Коэффициенты поглощения для наиболее распространенных поверхностей
Поверхности |
Частота |
||
125 Гц |
1 кГц |
4 кГц |
|
Кирпичная стена (толщины 18 дюймов, некрашеная) |
0,02 |
0,04 |
0,07 |
Кирпичная стена (толщины 18 дюймов, крашеная) |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
Штукатурка для внутренних работ на металлической сетке |
0,02 |
0,06 |
0,03 |
Бетон уложенный |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
Пол из сосновых досок |
0,09 |
0,08 |
0,10 |
Ковровое покрытие |
0,10 |
0,30 |
0,70 |
Двойной хлопчатобумажный занавес |
0,70 |
0,80 |
0,50 |
Двойной велюровый занавес |
0,15 |
0,75 |
0,65 |
Акустическая плитка (5/8 дюйма, крепление #1)* |
0,15 |
0,70 |
0,65 |
Акустическая плитка (5/8 дюйма, крепление #2)* |
0,25 |
0,70 |
0,65 |
Акустическая плитка (5/8 дюйма, крепление #7)* |
0,50 |
0,75 |
0,65 |
Панели (1 дюйм, крепление #2)* |
0,08 |
0,55 |
0,65 |
Панели (1 дюйм, крепление # 7)* |
0,35 |
0,35 |
0,65 |
Панели из фанеры (1/8 дюймов, 2 дюйма, воздушная прослойка) |
0,30 |
0,10 |
0,07 |
Цилиндры из 2-слойной фанеры (1/8 дюйма) |
0,35 |
0,20 |
0,18 |
Воздухопроницаемый асбестоцемент (крепление #7)* |
0,90 |
0,95 |
0,45 |
Места в зале, заполненные зрителями |
0,50 |
0,95 |
0,85 |
Театральные кресла с обивкой на твердом полу |
0,45 |
0,90 |
0,70 |
*Крепление #1 бетонируется непосредственно в штукатурку или бетон; крепление #2 закрепляется к стандартным обрешеткам 1 дюйм; крепление #7 подвешивается под потолок (зазор между потолком составляет 16 дюймов). Значение 1 соответствует полному поглощению звука.
Еще одним эффектом отражения звуковых волн от пограничных поверхностей, имеющим большое влияние на характер распространения звука в закрытых помещениях, является реверберация. Представим, что в центре закрытого помещения находится точечный источник звука. Звуковые волны от этого источника распространяются во всех направлениях и, в конце концов, попадают на пограничные поверхности помещения. Часть энергии при этом поглощается, часть проходит через эти поверхности, а большая часть отражается обратно в помещение.
В какой - то момент времени, когда уже произошло достаточное число отражений и все пространство заполнено звуковыми волнами, система входит в такое состояние равновесия, когда энергия, отданная источником, оказывается равна энергии, которая поглощается и рассеивается при прохождении через пограничные поверхности. Звуковое давление во всех точках, расположенных не слишком близко к источнику, будет одинаковым.
Если выключить источник звука, то оставшиеся в комнате звуковые волны продолжат отражаться пограничными поверхностями, и с каждым отражением энергия звуковых волн будет уменьшаться. В определенный момент времени вся остающаяся в системе энергия рассеивается, и звук полностью стихает.
Такое затухание звука мы воспринимаем, как реверберацию.
Опыт эксплуатации показал, что лучшее звучание, или оптимальное (наиболее выгодное) время реверберации, не одинаково для студий разных размеров и различного назначения. Оно равно 0,35 - 0,5с для речевых дикторских студий малого объема и доходит до 2с для больших концертных студий. Кроме того, важную роль играет частотная характеристика времени реверберации.
Теперь, когда изучены все основные характеристики и особенности звука, можно смело приступать к моделированию студии для записи звука.