Místnost hraje s tebou: módy, odrazy, dozvuk a umístění reprosoustav

Stejná reprosoustava zní ve dvou pokojích úplně jinak. Pod přibližně 200 Hz může místnost změnit hlasitost basů o 10 až 20 dB podle toho, kde stojí bedna a kde sedíš. To je víc, než dokáže pokazit špatně navržená výhybka. Proto má Loudsmith samostatný nástroj Místnost. Tady vysvětlujeme, co počítá a proč.

Co zadáváš

• Rozměry místnosti: šířku (stěna za reprosoustavami), délku a výšku stropu.
• Dobu dozvuku T60, tedy čas, za který zvuk po vypnutí zeslábne o 60 dB. Běžný obývák má 0,4 až 0,6 s, holá místnost s tvrdou podlahou i přes 0,8 s.
• Umístění: odstup od stěny za bednou a od boční stěny, výšku stojanu, vzdálenost posluchače od zadní stěny a výšku uší.
• Volitelně poslechovou zónu, pokud posloucháš jen v části velké místnosti, rozsah šířky stereo báze a pevné místo k sezení.

Rozměry bedny a výšku reproduktorů aplikace bere z tvého návrhu. Ví také, zda jde o běžnou bednu, nebo o dipól (otevřenou ozvučnici), který se v místnosti chová jinak.

Dvě oblasti: módy a difúzní pole

Akustika malých místností se dělí na dvě oblasti, jejichž hranicí je Schroederova frekvence:

f_S = 2000 · √(T60 / V)

kde V je objem místnosti v m³. Pro pokoj 4 × 6 × 2,6 m s dozvukem 0,45 s vychází přibližně 170 Hz.

Pod touto frekvencí je místnost rezonátor. Mezi rovnoběžnými stěnami vznikají stojaté vlny, takzvané módy. Nejsilnější jsou osové módy mezi dvěma stěnami:

f = n · c / (2 · L), pro n = 1, 2, 3…

Při délce 6 m to je 29, 57, 86 Hz a tak dále. Kromě osových existují i tangenciální a šikmé módy. Každý mód má na některých místech maxima a jinde nulová místa. Basy se proto mohou na jednom místě zdvojnásobit a o půl metru dál téměř zmizet. Loudsmith sčítá příspěvky všech módů do frekvence zhruba dvojnásobku Schroederovy (nejméně 250 Hz). U bedny počítá s polohou basového reproduktoru a u sezení s polohou hlavy.

Nad Schroederovou frekvencí je módů tolik, že splynou v rovnoměrné dozvukové pole. Tam aplikace počítá s přímým zvukem bedny a difúzním dozvukem podle postupu Siegfrieda Linkwitze.

Dozvuková vzdálenost

V blízkosti bedny převládá přímý zvuk, dál odražený. Hranicí je dozvuková (kritická) vzdálenost:

r_c = 0,1 · √(G · V / (π · T60))

G je směrovost zdroje: 1 pro běžnou bednu, 3 pro dipól. Dipól vyzařuje méně do stran, a proto má dozvukovou vzdálenost asi 1,7krát větší. Pokud sedíš dál než trojnásobek r_c, slyšíš hlavně místnost a stereo obraz se rozplývá.

Odrazy, které vytvářejí propady

Odražený zvuk přichází k uchu se zpožděním. Na kmitočtu, kde je zpožděný o půl vlny, se s přímým zvukem odečte a vznikne propad. Aplikace počítá tři nejdůležitější odrazy z rozdílu drah přímého a odraženého zvuku:

• Stěna za reprosoustavou. Propad při f = c / (4 · d), kde d je vzdálenost reproduktoru od stěny. Při 1 m je to 86 Hz. Blízko stěny se propad posune výš, nad pásmo basového reproduktoru, proto pomáhá i bedna těsně u stěny.
• Boční stěna. Odraz kratší než 3 ms splývá s přímým zvukem a rozmazává obraz. Od 6 ms je neškodný.
• Podlaha. Odraz od podlahy mezi bednou a posluchačem. Pokud propad padne do středního pásma (120 až 600 Hz), ekvalizér ho neopraví. Pomůže jiná výška basového reproduktoru nebo koberec.

Devět kontrol umístění

Z výpočtu vznikne tabulka kontrol s cíli a radami:

Kontrola	Cíl
Vliv místnosti na basy (25 až 250 Hz)	rozptyl do ±4 dB
Stereo trojúhelník	úhel 60°, přijatelně 40 až 90°
Odstup od stěny za reprosoustavou	alespoň 1 m (dipól 1,2 m), odraz po 6 ms
Odstup od boční stěny	alespoň 1 m nebo odraz po 6 ms
Odraz od podlahy	propad mimo 120 až 600 Hz
Dozvuk místnosti	400 až 600 ms
Posluchač a dozvuková vzdálenost	nejvýše 3 × rc
Výška výškového reproduktoru	ve výšce uší, do ±12 cm
Velikost místnosti	alespoň 15 m² (dipól 22 m²)

Hledání nejlepšího umístění

Tlačítko Najdi nejlepší rozmístění projde mřížku poloh reprosoustav a místa k sezení. Bedny přitom drží symetricky a hledá kombinaci s nejrovnějšími basy v místě poslechu a úhlem stereo trojúhelníku co nejblíže 60°. Pokud je sezení pevné, hýbe jen bednami. Pokud je zadaná poslechová zóna, zůstane v ní.

Výsledek vidíš na půdorysu s mapou basů: zelená místa dávají rovnější basy, červená horší. Na půdorysu jsou vyznačené i body prvního odrazu na bočních stěnách, kam se vyplatí dát absorpci nebo difuzor. Graf porovná basy v místnosti s volným prostorem a tabulka vypíše osové módy do 200 Hz.

Ve 3D pohledu stojí tvoje bedna v zařízeném pokoji s mapou basů na podlaze a stereo trojúhelníkem. Podíváš se z místa k sezení, z rohu nebo shora.

Praktické rady

• Nesedej si doprostřed místnosti. V polovině délky leží nulové místo prvního osového módu a basy tam chybějí. Lépe se obvykle sedí kolem 38 % délky od stěny.
• Bedny i sezení co nejdál od rohů. Roh vybudí všechny módy najednou.
• Pokud bedna musí stát u stěny, vyber v kroku Návrh umístění „u stěny“. Model pak počítá s menším poklesem basů a výhybka s menší korekcí baffle step.
• Koberec mezi bednami a posluchačem, závěsy a plná knihovna zkrátí dozvuk i odraz od podlahy.

Model počítá s pravoúhlou místností s pevnými stěnami a ustáleným stavem. Skutečné stěny částečně propouštějí basy, nábytek tlumí a otevřené dveře mění módy. Výsledek je spolehlivý pro porovnání umístění, přesná čísla potvrdí až měření mikrofonem v místě poslechu.