چگونگی اکوستیک کردن اتاق

[sisilia]

چگونگی اکوستیک کردن اتاق بسیاری از مواقع موسیقی را در داخل اتاق یا سالن گوش می دهیم تا در محیط باز، بنابراین آشنایی با قوانین آکوستیک و نحوه انعکاس صوت در محیط بسته می تواند تاثیر بسیار زیادی در نحوه استفاده صحیح از امکانات اطاق یا سالن برای بدست آوردن بهترین کیفیت داشته باشد. در نظر داریم طی چند نوشته به موضوع آکوستیک اتاق بپردازیم، هر چند این مباحث ممکن است بیشتر جنبه فیزیکی داشته باشد اما یقینآ برای علاقمندان به موسیقی می تواند مفید باشد.

شاید فکر کنید برای اجرای موفق یک موسیقی تنها نیاز به سازهای خوب، نوازندگان ماهر و یک رهبر خوب است، اما متاسفانه این گونه نیست و این موضوعی نیست که دست اندرکاران موسیقی اخیرآ به آن رسیده باشند. در یک اجرای خوب موارد زیر باید رعایت شود :

- شنونده باید صدای تمامی سازها و احیانآ خوانندها را با یک بالانس متعادل بین آنها بشنود.
- هر یک از خواننده یا نوازنده ها باید بتوانند اجرای خود و دیگران را به وضوح بشنوند.
- میزان طنین یا انعکاس صدا در سالن باید بگونه ای باشد که نه تنها مزاحمتی برای موسیقی نداشته باشد، بلکه بر کیفیت اجرای موسیقی بیفزاید.
- صداهای اضافی از بیرون یا آنها که احیانآ توسط تماشاچیان و شنوندگان ایجاد می شود نباید تاثیری بر اجرای کلی داشته باشد.
- صدای سالن ، حتی المقدور نباید به بیرون از آن نفوذ کند.

موارد بالا کم و بیش می تواند برای هنگامی که در منزل به موسیقی گوش می دهیم نیز صادق باشد. برای رسیدن به چنین ایده آلی لازم است تا قبل از همه با قوانین و نحوه انعکاس صوت در یک فضای بسته کمی آشنا شویم.

انعکاس صوت در یک اتاق
به شکل اول نگاه کنید. فرض کنید که در نقطه قرمز رنگ یک منبع صوتی وجود دارد که می تواند بلندگوهای یک دستگاه پخش، نوازنده یک ساز، خواننده و یا یک ارکستر باشد. برای سادگی بررسی فرض می کنیم نسبت منبع صوتی به فضای اتاق آنقدر کم است که می توان آنرا یک منبع نقطه ای صوت در نظر گرفت.

شنونده در نقطه سبز رنگ قرار دارد. حال فرض کنید که در یک لحظه این منبع صوتی، صوتی را تولید کند، کوتاه ترین فاصله میان منبع صوتی و شنونده خط سبز رنگ است که با مسیر a نمایش داده شده است. بدیهی است شنونده ابتدا این صدا را خواهد شنید.


[
انرژی انعکاسهای صوت با توجه به مسیری که طی می کنند بتدریج کاسته می شود.


از فیزیک دبیرستان بخاطر داریم که امواج صوتی هنگام برخورد به موانع با زاویه تابش نسبت به خط مماس بر نقطه برخورد بازتابیده خواهند شد. بنابراین همانطور که در شکل مشاهده می کنید به دلیل اینکه این اتاق دارای چهار دیوار است، چهار باز تابش داریم که همان صوت تولید شده را پس از طی مسافت طولانی تری به گوش شنونده می رسانند. این انعکاسها با حروف b , c , d و e نمایش داده شده اند.


سرعت صوت در هوا از رابطه تقریبی زیر می توان محاسبه کرد :

C = (331.5 + 0.6 T) m/s

که در آن C سرعت صوت به متر بر ثانیه و T درجه حرارت محیط بر حسب درجه سانتیگراد است. بنابراین با فرض ثابت بودن دمای اطاق در تمام نقاط می توان سرعت بازتابش های مختلف صوت از منبع به سمت شنونده را یکسات فرض کرد.

همچنین می دانیم که انتشار صوت در محیط به دلیل وجود مقاومت هوا بتدریج باعث کمتر شدن انرژی آن می شود. به عبارت دیگر هرچه از منبع بیشتر دور شویم انرژی صوتی کمتر خواهد شد.

بنابراین مشخص است که بازتابشهایی از منبع اصلی صوت که مسافت بیشتری را برای رسیدن به گوش شنونده طی می کنند؛ اولآ دیرتر به گوش شنونده می رسند و ثانیآ حامل انرژی کمتری هستند.

برای مثال به شکل دوم نگاه کنید، منبع صوتی در لحظه صفر تولید صوت می کند، شنونده در لحظه Ta آنرا با بیشترین قدرت می شنوند و انعکاسهای بعدی را بتدریج ضعیفتر و دیرتر در دیگر لحظات خواهد شنید. در نوشته های آتی راجع به انعکاسهای متوالی، Reverb و دیگر خصوصیات آکوستیکی صحبت خواهیم کرد.

[sisilia]

میزان انعکاس صوت در یک اتاق یا سالن به موسیقی یا هر صدای دیگری، عمق و فضا می دهد. هر چند این شاخص یکی از اولین نیازهای هر علاقمند به موسیقی یا مهندس صوت است اما شاید نتوان از آن بعنوان مهمترین خصیصه برای یک انعکاس خوب یاد کرد.

یک انعکاس گرم معمولآ فرکانسهای پایین را با کیفیت
منعکس کرده و فرکانسهای بالا را کمتر انعکاس می دهد. این خصیصه نحوه Reverb Damping را مشخص می کند.
بیایید موضوع را از زاویه دیگری بررسی کنیم؛ پاسخ فرکانسی یک Reverb خوب باید حالت مسطح (Flat) داشته باشد و یا اگر بخواهیم کمی زیبا تر و به گوش خوش آهنگ تر باشد باید علاوه بر Flat بودن، بصورت یک ********** پایین گذر عمل کند. این چیزی است که برخی از دست اندر کاران مهندسی صدا از آن به عنوان انعکاس گرم یا Warm Reverb یاد می کنند.

همانگونه می دانید و در شکل نیز مشاهده می کنید یک ********** پایین گذر - منظور شرایط آکوستیک یا یک ********** مصنوعی الکترونیکی با چنین پاسخ فرکانسی - تمایل بیشتری برای ماندگاری صداهای فرکانس پایین دارد تا فرکانس بالا که این موضوع کاملآ با آکوستیک سازهای معمولی تطابق دارد؛ یعنی نت های بم دیرتر مستهلک می شوند.

ویژگیهای فنی در ساخت سازها باعث می شود تا خصیصه استهلاک صدا (Decay) برای نتهای زیر سریعتر صورت بگیرد چه در این صورت موسیقی تولید شده به هیچ وجه برای گوش خوش آیند نخواهد بود و حتی باعث آزار و اذیت می شود.

برای بدست آوردن ایده واقعی اگر به استخرهای سرپوشیده رفته باشید حتمآ متوجه شدید که سر و صدای مردم - بخصوص کودکان - در این مکان چقدر گوش خراش است. علت این موضوع آن است که آکوستیک انعکاس در چنین محیطی بیشتر حالت بالاگذر دارد.

یکی دیگر از مشخصه های مهم یک انعکاس پوش یا همان Envelope صوت منعکس شده است. منحنی پوش انعکاس، باید پیوسته و بدون برآمدگی یا فرو رفتگی مستهلک شود، تقریبآ همانند آنچه در شکل دوم مشاهده می کنید.

دقت کنید که یک اتاق خالی با دیوارهای صاف هرگز چنین پوشی را تولید نمی کنند و انعکاس حاصله در این اتاق ها، نوع خاصی است که به آن Slap Back گفته می شود، چرا که انعکاس بطور متوالی با فاصله های زمانی قابل تشخیص تکرار می شود. (اگر آنرا تا کنون امتحان نکردید حتمآ یکبار در یکی از اتاقهای یک ساختمان نو که هنوز کسی در آن زندگی نمی کند، آزمایش کنید.)

بنابراین مشاهده می کنید که برای رسیدن به یک انعکاس ساده اما مشخص، باید تمهیدات بسیاری از جنس پوشش دیوار، کف و سقف گرفته تا چیدمان وسایل مد نظر باشد. جالب اینجاست که بدانید برخی از سازه های موجود در منازل تاثیر خاصی در ویژگی انعکاس صدا در منزل دارند، که یکی از متداول ترین آنها راه پله ها هستند که پوش منحنی انعکاس خاصی تولید می کنند که به انعکاس لرزان یا Flutter مشهور است.


پارامترهای مهم یک Reverb معمولی با پوش پیوسته
پارامترهای مهم یک Reverb عادی
منظور از Reverb عادی آن است که پوش آن پیوسته باشد و در منحنی آن انفصال، برآمدگی یا فرورفتگی وجود نداشته باشد، در اینصورت سه پارامتر اصلی وجود خواهد داشت که عبارتند از :


Predelay : زمانی است که طول می کشد تا اولین انعکاس از صدای اصلی شنیده شود. گاهی این زمان به اولین انعکاس که مربوطه به Reverb نیست و به آن انعکاسهای اولیه یا Early Reverb گفته می شود، اطلاق می گردد، اما در اینجا منظور اولین زمانی است که شما Reverb یا همان انعکاسهای متوالی را می شنوید. (به نوشته های قبل مراجعه کنید.)

Decay : مشخص کننده مدت زمانی است که Reverb پس از شروع، مستهلک شده دیگر قابل شنیدن نخواهد بود. گاهی به این زمان Reverb Time هم گفته می شود.

Reverb Damping : نحوه عملکرد ********** پایین گذر را نشان می دهد که از چه فرکانسی به بعد Damping یا همان تضعیف آغاز می شود.

یادآوری : نکته ای که بسیاری در آن ابهام دارند تفاوت میان اکو (Echo) و Reverb است که در اینجا اشاره ای به آن می کنیم. اکو مربوط می شود به اولین انعکاسهای صدا - یا همان Early Reverb - که در نوشته اول به آن اشاره کردیم و در شکل دوم می توانید آنها را مشاهده کنید. از آنجایی که این انعکاسها مسافت کمی را طی می کنند تا از منبع به گوش شنونده برسند فاصله زمانی کمی با اصل صدا دارند لذا معمولآ تاثیر ناچیزی بر کیفیت صدا می گذارند، هرچند نبود اکو در یک صدای خام کاملآ قابل احساس است.

[sisilia]

کنترل میزان انعکاس صدا و مقدار خروج صدا در یک اتاق از اولین و مهمترین اهدافی است که یک مهندس صدا (Sound Engineer) باید به آن دست پیدا کند. با وجود آنکه انعکاس صدا در بسیاری موارد باعث زیبایی صوت می شود ، در عین حال می تواند از کیفیت صدا بکاهد بنابراین معمول بر این است که به هنگام ضبط صدا آنرا بطور خالص و بدون هیچ افکتی ضبط می کنند و پس از آن افکت های لازم را به هر میزان که بخواهند اضافه می کنند.

این نیاز بحثی بنام ایزوله کردن یا Isolation را به میان می آورد که در آن باید از مجموعه مواد و تکنولوژیهایی در ساخت دیوارها، سقف و کف سالن استفاده کرد تا بتوان میزان انعکاس صدا را به میزان دلخواه تنظیم نمود و مانع از خروج صدا به بیرون از اتاق شد.

برای جلوگیری از خروج صدا از یک اطاق است نه تنها باید مواردی که برای کنترل انعکاس مد نظر قرار دارد را رعایت کرد، بلکه باید دیوارها، درها، کف و سقف و ... را ایزوله کرده و در مواردی که ممکن است آنها را دو جداره ساخت.

مهندس صدا باید دقت کند که نباید هیچ منفذی برای خروج صدا از اتاق وجود داشته باشد، توجه به برخی نکات هنگام ساخت اتاق می تواند به ایزوله کردن بهتر آن کمک کند، بعنوان مثال از مهمترین نکاتی که باعث خروج صدا از یک اطاق می شود کانالهای تهویه هوا، کولر، حتی ترانکهای سیم های برق و تلفن و ... است.

پس از آنکه شما مطمئن شدید از اتاق شما یا سالن مورد نظر صدایی بیرون نمی رود، برای استفاده بهتر از موسیقی باید منابعی که بالقوه می توانند تولید سر و صدای ناخواسته یا نویز کنند را از کار بیندازید.

اگر واقعآ می خواهید از شنیدن موسیقی یا ساز زدن در اتاق لذت ببرید و یا قصد ضبط با کیفیت قطعات موسیقی را دارید، باید هرگونه لوازم اضافی را از آنجا بیرون ببرید.

پس از اینکار باید به اقلامی مانند دستگیره های درب و پنجره، چراغ ها، شیشه های در و پنجره، بخاری، چوب پرده و ... خلاصه هر آنچه که می تواند با انتشار صوت به لرزه در آید، توجه کنید. موارد زیادی مشاهده شده است که حتی در بهترین استودیوها با وجود بهتری عایق بندی دیوارها و کمترین میزان انعکاس داخلی، به هنگام اجرای موسیقی با صدای بلند قطعاتی به لرزه در می آیند.

چند راهنمایی
در هرصورت نباید فراموش کنید که هرچقدر هم که خرج کنید، نمی توانید به یک ایزولاسیون (Isolation) صد در صد دست پیدا کنید، بخصوص اگر اتاق مورد نظر شما از قبل برای اینکار تهیه نشده باشد. نکات زیر می تواند شما را برای رسیدن به یک ایزولاسیون خوب راهنمایی کند :

- قبل از هر چیز منافذی را که ممکن است از آن صدا خارج یا وارد شود را پیدا کنید. محل هایی مانند فاصله بین قسمت پایین درب ها و کف زمین، کانالهای تهویه و ... از این جمله هستند.

- برای کاهش میزان انعکاس، سعی کنید کف اطاق از فرش، موکت یا هر نوع پوششی که پرز داشته باشد تهیه شود. اینکار نه تنها باعث کم شدن انعکاس می شود بلکه پرزها انرژی صوت را گرفته مانع از انتقال آن به طبقات پایین تر نیز می شوند.

- اگر امکان باشد برای دیوارها (حتی سقف و کف) از عایق های صوتی یا در صورت نبو عایق های حرارتی پشم شیشه استفاده کنید. انجام اینکار حداقل برای دیوار و سقف بسادگی توسط خود شما امکان پذیر است.

- اتصال مستقیم مولد های صوتی، مانند بلندگو به دیوار، سقف یا زمین از جمله بزرگترین اشتباهاتی است که ممکن است یک طراح آکوستیک اتاق انجام دهد، بنابراین برای استفاده از آنها همواره از پایه استفاده کنید و یا با طنابهایی آنها را به سقف متصل کنید. اگر به هر دلیلی مجبور هست که آنها را در کف قراردهید، از سه چهار لایه پارچه کلفت و پرز دار زیر آنها استفاده کنید.

- صدای طبیعی هنگامی بوجود می آید که هیچ انعکاسی نباشد، بنابراین تا می توانید دیوراها، سقف و کف را با موادی که جاذب صوت هستند بپوشانید. اینکار بخصوص برای پنجره ها که امکان عایق بندی خوبی ندارند می تواند مفید باشد چرا که مانع از خروج صدا از طریق آنها می شود. پرده های کلفت، پرز دار و سنگین به راحتی علاوه بر اینکه تا حد زیادی مانع انعکاس صدا می شوند، انرژی صوت را نیز در خود جذب می کنند.

- رسم بر این است که برای رسیدن به شرایط انعکاس نزدیک به صفر دیوارها را از بلوکهای مخصوص آکوستیک می پوشانند، خاصیت مهم این پوشش ها آن است که چنانچه اتاقی بوسیله آن پوشیده شده باشد، کیفیت صدا در تمام نقاط آن تقریبآ یکسان و نزدیک به صدای خالص است. اگر چنین طرحی را برای اتاق خود می خواهید و تمایل به انجام هزینه زیاد ندارید، می توانید از کارتن های تخم مرغ استفاده کنید، پاسخ فرکانسی و رفتار آنها تقریبآ شبیه به این بلوکهای آکوستیک هستند.

نکته مهم در این باره آن است که این پوششها بیشتر برای متعادل کردن انعکاس و میزان تضعیف صداهای ریز و بم بکار برده می شوند و خاصیت مهمی که دارند این است که در نهایت کیفیت صدای سالن به درجه مطلوبی می رسانند.