Hogyan alakítsd az akusztikai teret
Ebben a kis összefoglalóban szeretnék bemutatni néhány, a gyakorlatban is megvalósítható megoldást, amelyekkel sokat javíthatunk egy szoba akusztikáján. Ez különösen fontos, ha zenét szeretnénk felvenni, vagy a már elkészült felvételeken szeretnénk dolgozni.
A megfelelő eszközök beszerzését követően előbb-utóbb a stúdióhelyiség akusztikai problémáival is találkozni fogunk. Szeretnék ezekre a problémákra rávilágítani, és néhány lehetséges megoldást bemutatni, köztük olyanokat is, amelyeket a saját stúdiómban alkalmaztam.
A mai, viszonylag jó minőségű technikai eszközök mellett könnyen előfordulhat, hogy a felvétel egyik leggyengébb pontja már maga a teremakusztika lesz. Ráadásul ennek hatása a munka elején és végén is jelentkezik. Ha akusztikus hangforrást rögzítünk, a mikrofonhoz nemcsak a közvetlen hang jut el, hanem a helyiség különböző felületeiről visszaverődő hangok is, amelyek jelentősen befolyásolhatják a felvételt.
Ugyanez a probléma akkor is jelentkezik, amikor a már rögzített anyagon dolgozunk és azt visszahallgatjuk. Utómunka közben a szoba akusztikája megváltoztatja azt, ahogyan a hangfalakból érkező hangot halljuk. Így könnyen előfordulhat, hogy akaratlanul is a helyiség által okozott hibákat próbáljuk a felvételen kijavítani. Ennek az lehet az eredménye, hogy ami nálunk jól szól, az egy másik helyen már pocsékul. Manapság egyre jobb minőségű kütyüket lehet megfizethető áron beszerezni, de a jó teremakusztikát nem lehet egy újabb drága eszközzel pótolni.
A felvételi láncot elképzelhetjük egy csővezetékként, amelynek a teljesítményét jelentősen befolyásolja a legszűkebb keresztmetszet. Hiába szerzünk be például egy több millió forintos mikrofont, ha a lánc valamelyik másik eleme komolyan lerontja annak jelét. Egy gyengébb minőségű eszköz által okozott hibát a későbbi, jobb eszközök már nem feltétlenül tudják helyrehozni. Ennek a láncnak pedig a teremakusztika is része.
Az akusztikai kezelés célja, hogy a helyiségen belül minél kiegyenlítettebb és kontrolláltabb hangzást alakítsunk ki. Ettől különböző dolog a hangszigetelés, amely azt próbálja csökkenteni, hogy a hang mennyire jut ki a helyiségből, illetve mennyi külső zaj jut be. Ez különösen praktikus például egy dobfelszerelés esetében. Ebben a leírásban elsősorban a helyiség belső akusztikájával foglalkozom. Amennyire lehet, kerülni fogom a nagyon tudományos megközelítést, de ehhez elkerülhetetlen, hogy röviden bemutassuk a hang néhány fizikai tulajdonságát.
A hang egy hangforrás rezgése által keltett mechanikai hullám, amely például a levegőben is képes terjedni. Az emberi hallás tartományát általában 20 és 20 000 Hertz (Hz) közé tesszük, bár különösen a felső határ egyénenként és az életkorral jelentősen változhat. Ez a két érték frekvenciában ezerszeres különbséget jelent, ami az akusztikai kezelés szempontjából komoly kihívás.
A hang hullámként terjed, amit leegyszerűsítve úgy képzelhetünk el, mint a vízen tovaterjedő hullámokat, amikor követ dobunk egy tóba. A mély és magas hangok hullámhossza azonban nagyon különböző: míg egy 20 Hz-es hang hullámhossza több mint 17 méter, egy 20 kHz-es hangé alig 2 centiméter. Emiatt az alacsony és magas frekvenciák akusztikailag is eltérően viselkednek. Általánosságban minél mélyebb frekvenciát szeretnénk hatékonyan csillapítani, annál nehezebb dolgunk van.
Hogyan jelentkeznek ezek az akusztikai problémák? Ha egy hang megszólal a szobában, annak egy része közvetlenül eljut a fülünkhöz, egy másik része pedig a falakról, a mennyezetről, a padlóról és más felületekről visszaverődve érkezik meg hozzánk. Ezek a visszaverődések újra és újra találkoznak egymással, így az eredetileg egyszerű hangból hamar egy meglehetősen összetett hangmező alakul ki.
A mélyebb frekvenciákon ez különösen komoly problémákat okozhat. Egy adott mély hang a szoba egyik pontján nagyon erősen szólhat, néhány lépéssel arrébb pedig szinte eltűnhet. Ennek egyik oka az interferencia: a közvetlen és a visszavert hanghullámok egyes helyeken erősítik, más helyeken részben vagy akár nagymértékben kioltják egymást. Kis helyiségekben ebből úgynevezett szobamódusok, illetve állóhullámok alakulhatnak ki.
Ezt egyszerűen ki is próbálhatjuk. Játsszunk le például egy 80 Hz-es szinuszjelet, majd sétáljunk körbe a szobában. Valószínűleg lesz olyan pont, ahol nagyon erősnek halljuk, és olyan is, ahol jóval halkabb. Más frekvenciákon ezek a pontok máshol alakulnak ki.
Az egyéb visszaverődések miatt minden szobának kialakul egy saját hangzása. Ez önmagában még nem feltétlenül baj, de keverésnél könnyen félrevezethet bennünket. Ha például a hallgatási pozícióban egy adott mélytartomány részben kioltódik, akkor azt hihetjük, hogy kevés a basszus, és az EQ-val túlzottan megemeljük. Máshol meghallgatva az anyagot aztán jön a meglepetés: a zene dübörög, és a túl sok mély elfedi a többi hangszert.
Ha megbízhatóan szeretnénk dolgozni felvétel és utómunka közben, akkor fontos, hogy a lehallgatási helyiségünk lehetőleg kiegyenlített és kiszámítható módon szóljon. A felvételi helyiség esetében pedig az a cél, hogy a terem hangja kontrollált és az adott feladathoz használható legyen.
Hogyan tudunk javítani egy rossz akusztikájú helyiségen? Elsősorban hangelnyelőkkel és diffúzorokkal. A gyakorlatban gyakran külön beszélünk a közép- és magas frekvenciák kezelésére használt elnyelőkről, illetve a mélyhangok csillapítására szolgáló basszuscsapdákról.
Nézzük meg ezt egy konkrét stúdió tervezésén keresztül. Az esetek többségében a rendelkezésre álló helyiség adott, abból kell a lehető legtöbbet kihozni. Nálam egy 4,2 × 7,5 méteres, 2,65 méter belmagasságú helyiség állt rendelkezésre. Mivel a felvételeket a technikai helyiségtől elkülönítve szerettem volna készíteni, a szobát két részre osztottam, először természetesen csak papíron.
A kérdés az volt, milyen arányban érdemes megosztani a teret. Mivel a munka nagy részét a technikai helyiségben végzem, fontos volt, hogy ez kényelmes legyen, és akusztikailag is minél kedvezőbb kialakítást kapjon. A felvevőhelyiség végül körülbelül 4,2 × 2 méteres, a technikai helyiség pedig 4,2 × 4,5 méteres lett. Az elválasztó fal természetesen valamennyit elvesz az eredeti alapterületből.
A teremakusztika kialakításánál általában a mély frekvenciák kezelése jelenti a legnagyobb kihívást.
A mély hangok hullámhossza jóval nagyobb, mint a magas hangoké. Egy adott frekvencia hullámhosszát egyszerűen kiszámolhatjuk: hullámhossz (méterben) = 343 / frekvencia (Hz), ahol a 343 m/s nagyjából a hang terjedési sebessége szobahőmérsékleten. Így például egy 10 000 Hz-es hang hullámhossza körülbelül 3,4 cm, míg egy 100 Hz-es mélyhangé már 3,43 méter. Hoppá! És a zenében ennél jóval mélyebb hangok is előfordulnak.
Ez jól mutatja, miért sokkal nehezebb a mély frekvenciák kezelése. A néhány centiméter vastag akusztikai szivacsok nagyon jól csillapíthatják a magas és részben a középfrekvenciákat, de a valódi mélytartományban már alig van hatásuk. Ha teleborítjuk velük a falakat, könnyen az történhet, hogy a szoba magas tartománya túlságosan elhal, miközben a mélyfrekvenciás problémák szinte változatlanul megmaradnak. Az eredmény egy tompa, mégis búgós hangzás lehet.
A porózus hangelnyelők, például a kőzetgyapot, megfelelő vastagságban a mélyebb frekvenciákon is működnek, de ehhez már lényegesen több anyagra és helyre van szükség. Léteznek más, hangolt basszuscsapdák is, de ebben a cikkben elsősorban az egyszerűbben megépíthető, vastag kőzetgyapotos megoldásokkal foglalkozom. A probléma az, hogy ha minden fal elé fél méter vastag elnyelőt építünk, hamar elfogy a szobánk. Ezért érdemes olyan kompromisszumokat keresni, amelyek viszonylag kevés hely feláldozásával is sokat javítanak a mélytartományon.
A vastag vonallal jelzett falak az eredeti helyiség falai. Ebben alakítottam ki a két külön szobát a kissé szokatlan formájú belső falakkal. Ezek gipszkartonból készültek, a szerkezetükbe pedig kőzetgyapot került.
A falak különleges formája két célt szolgál. Az egyik, hogy minél kevesebb párhuzamos falfelület alakuljon ki. Két párhuzamos, kemény felület között ugyanis könnyen létrejöhet az úgynevezett csörgő visszhang, vagy flutter echo. Ezt leginkább egy üres helyiségben tapsolva lehet észrevenni: a hang gyorsan oda-vissza verődik a két felület között, és jellegzetes csörgő hangot hallunk. A falak eltérítésével ez a szabályos oda-vissza verődés jelentősen csökkenthető. Jelen esetben már a falak elkészítése után, még üres helyiségben is jóval kellemesebb volt a hangzás.
A falak formájának másik oka a mögéjük épített basszuscsapdák kialakítása volt. Ahogy korábban már írtam, a mély frekvenciák hatékony elnyeléséhez általában jóval nagyobb vastagságra van szükség, mint a magas hangoknál. A sarkok különösen alkalmasak basszuscsapdák elhelyezésére. A szobamódusok miatt ezeken a területeken sok esetben nagy mélyfrekvenciás hangnyomás alakul ki, ráadásul itt nagy mélységű elnyelőt tudunk elhelyezni úgy, hogy viszonylag kevés hasznos teret veszítünk.
A képen látható kialakításnál az eredeti helyiség sarkaiban helyenként 35–70 cm vastagságú kőzetgyapot került beépítésre. Ekkora vastagságnál már a 100 Hz körüli tartományban is számottevő csillapítás érhető el. A közép- és magas frekvenciákat viszonylag könnyű túlzottan elnyelni, amitől a helyiség természetellenesen száraz és tompa lehet. A mélytartomány megfelelő csillapítása viszont kis helyiségekben jóval nehezebb, ezért általában érdemes annyi basszuscsapdát alkalmazni, amennyit a rendelkezésre álló hely ésszerűen megenged.
Nézzünk néhány egyszerűen megvalósítható basszuscsapdát. Ehhez jól használható a táblás kőzetgyapot. Kiválasztásánál elsősorban az anyag vastagsága és akusztikai tulajdonságai fontosak. A sűrűségét kg/m³-ben adják meg, de önmagában nem igaz, hogy minél sűrűbb az anyag, annál jobban nyeli a mély hangokat. A túl sűrű anyag vastag elnyelőként akár kevésbé is lehet hatékony. A gyakorlatban ezért olyan, megfelelően merev, de még porózus kőzetgyapot táblát érdemes választani, amelyből könnyen építhető akusztikai elem.
Én a Rockwool Airrock XD tábláit használtam, körülbelül 70 kg/m³ sűrűséggel. Merev táblákban kapható, így könnyű vele dolgozni. Általánosságban igaz, hogy minél vastagabb porózus elnyelőt használunk, annál mélyebb frekvenciákon kezd érdemi hatása lenni. Egy egyszerű basszuscsapda már abból is kialakítható, ha megfelelő vastagságú kőzetgyapot táblát helyezünk a fal elé:
A jobb hatásfok érdekében érdemes a hangelnyelő és a fal között légrést hagyni. Jó gyakorlati kiindulópont lehet például a tábla vastagságához hasonló méretű légrés. Ezzel ugyanannyi elnyelőanyag felhasználásával az alacsonyabb frekvenciákon is javíthatunk a hatásfokon.
Ennek oka a hang viselkedésében keresendő. Egy merev fal felületénél a levegőrészecskék rezgési sebessége nagyon kicsi, miközben a faltól távolodva egyre nagyobb lehet. A kőzetgyapothoz hasonló porózus hangelnyelők pedig éppen a bennük mozgó levegő energiáját csillapítják. Ezért ha az elnyelőt valamennyire eltávolítjuk a faltól, olyan tartományba is kerül, ahol nagyobb a levegő részecskemozgása, és hatékonyabban tud dolgozni.
Az ábrán különböző hullámhosszúságú hangok láthatók. Jól megfigyelhető, hogy ugyanaz a vastagság a rövidebb hullámhosszú, magasabb frekvenciájú hangokhoz képest jelentős méretet képvisel, egy több méteres hullámhosszú mély hanghoz képest viszont már nagyon keveset. Ezért ugyanaz az elnyelő a frekvencia csökkenésével egyre kevésbé hatékony.
A mélyebb frekvenciák csillapításán a szigetelőanyag vastagságának és a mögötte lévő légrésnek a növelésével javíthatunk. Ennek azonban hamar gyakorlati korlátai lesznek: nő a költség, és egyre többet veszítünk a szoba hasznos teréből. Senki sem szeretné, ha a szoba mérete minden falnál egy méterrel csökkenne.
Ésszerű kompromisszum lehet ezért a vastag elnyelőket a sarkokban, illetve a falak és a mennyezet találkozásánál elhelyezni. Ezeken a helyeken nagy mélységű basszuscsapdát tudunk kialakítani úgy, hogy közben viszonylag kevés valóban használható teret veszítünk. Ennek gyakorlati megvalósítása így néz ki:
A 10 cm vastag kőzetgyapot tábla már meglehetősen merev, ezért könnyű vele dolgozni. A hosszabbik oldal sarkait a képen látható módon 45 fokban levágva szépen beilleszthető a sarokba, majd például 10 cm széles gyalult deszkával esztétikusan rögzíthető.
A kőzetgyapotot érdemes szövettel teljesen beburkolni, hogy a leváló szálak és por ne kerülhessenek a helyiség levegőjébe. Ehhez olyan légáteresztő szövetet válasszunk, amely nem akadályozza jelentősen a hang bejutását az elnyelőanyagba. Erre például megfelelő lehet a panama szövet, amely viszonylag olcsó és sokféle színben kapható.
A basszuscsapda hatékonysága tovább javítható, ha a mögötte kialakuló üres tér egy részét szintén kőzetgyapottal töltjük ki. Erre jól felhasználhatók a táblák levágott darabjai is, amelyek egyébként hulladékba kerülnének. Ezzel megnő az elnyelő tényleges mélysége, így az alacsonyabb frekvenciákon is javulhat a hatása.
A fal és a mennyezet találkozásánál körben elhelyezett ilyen elnyelőkkel viszonylag kevés hasznos tér feláldozásával széles frekvenciatartományban jelentős javulást érhetünk el a szoba akusztikájában.
A stúdióhelyiség akusztikai kialakítása nem abból áll, hogy egyszerűen minél jobban elnyeljük a visszaverődéseket. Ha minden falfelületet vékony hangelnyelőkkel borítunk be, könnyen túlcsillapíthatjuk a közép- és magas frekvenciákat, miközben a mélytartomány problémái részben megmaradnak. A cél inkább egy kiegyensúlyozott, kontrollált, de nem természetellenesen „halott” hangzás kialakítása.
Ebben az elnyelők mellett diffúzorok is segíthetnek. A diffúzor nem elnyeli a rá érkező hangot, hanem sok különböző irányba szórja szét. Így csökkenthető, hogy erős, közvetlen visszaverődések jöjjenek létre, és természetesebb, egyenletesebb térérzet alakítható ki. Bizonyos esetekben a csörgő visszhang csökkentésében is hasznos lehet.
A hétköznapi berendezési tárgyak egy része szintén szétszórja a hangot. Jó példa erre egy könyvespolc, amely a szabálytalan felületével megtöri a visszaverődéseket. Ezt könnyű megfigyelni festés után: az üres szoba gyakran erősen kong, majd ahogy visszakerülnek a bútorok és egyéb tárgyak, a hangzás fokozatosan kellemesebbé válik. A következő képeken néhány kifejezetten akusztikai célra tervezett diffúzor látható.
Ezek a tervezett felületű diffúzorok a rájuk érkező hangot különböző irányokba szórják szét. Jól megfigyelhető rajtuk, hogy eltérő mélységű és méretű elemekből állnak. Általánosságban minél nagyobb mélységű egy diffúzor, annál alacsonyabb frekvenciákon is képes hatékonyan működni, bár a pontos működési tartományt a teljes kialakítása határozza meg.
A diffúzorok elhelyezése mindig függ a szoba méretétől, kialakításától és a hallgatási pozíciótól. Kontrollszobákban gyakran a hallgató mögötti falon alkalmaznak diffúziót, de kisebb helyiségekben nem minden esetben ez a legjobb megoldás.
Az elnyelők és diffúzorok megfelelő használatával számottevően javíthatunk egy szoba akusztikáján. Az itt bemutatott megoldások jó kiindulópontot adhatnak, de egy helyiség célzottabb akusztikai kezelését már érdemes mérések alapján, az adott szobára méretezve megtervezni. Ehhez természetesen mélyebb akusztikai ismeretekre is szükség van.
