Studio Acoustics Teil 3: Reflections I: Phase Interferenz

In part 3 of our series of the science of studio acoustics, Joe Albano delves into issues related to mid- and high-frequency reflections.  

In der letzten Folge dieser Serie , überdachte ich eine niederfrequente Raumproblem: stehende Wellen oder Raummoden. Dieses Mal auf, Im gehend, zu starten gehen über Fragen im Zusammenhang mit mittleren und hohen Frequenz Reflexionen.

Genau wie bei niedrigen Frequenzen, wenn Mitten und Höhen treffen auf Raumgrenzen, theyre entweder übertragen, absorbiert oder reflektiert. Ill diskutieren das Verhältnis zwischen der Absorption und Reflexion in den nächsten Artikel, die Atmosphäre (Raumklang) und Fragen der Übertragung in das letzte Stück in der Reihe, die auf Schallschutz konzentrieren abdecken wird. Diese Rate wird mit der Physik von Reflexionen und das Zusammenspiel von direkten und reflektierten Schallwellen in einem Musikraum starten (Vollendung bis die im nächsten Artikel).

Wellen mechanicsa wenig Hintergrund

Wenn Schallwellen reflektiert Raumgrenzen (Wände, Boden, Decke) oder anderen Oberflächen im Raum, werden die Reflexionen mit der ursprünglichen Direktschall wavethe Welle direkt ausgeht von der Schallquelle zu interagieren (in einem Kontrollraum würde die Monitorlautsprecher zu sein) . Wenn ein direkter und reflektierter Version einer Welle zu treffen, gibt es Störungen, und genau das, was passiert, hängt vom Zeitpunkt im Zyklus, der jede Welle wird in einem kleine Erinnerung, zum Kontext:. Eine Schallwelle besteht aus alternierenden Zyklen von positiven und Luftunterdruck variationscompressions

1 Wechsel Kompressionen

Die physikalische Wellenlänge von jedem Zyklus wird durch die Wellen Frequenz bestimmt, in Zyklen pro Sekunde oder Hertz gemessen. Als wir uns das letzte Mal sahen, niedrige Frequenzen (unter ca. 300 Hz) haben lange Wellenlängen, und wenn Reflexionen erzeugen Interferenzeffekte werden die resultierenden Anheben oder Senken des Pegels an den betroffenen Frequenzen auf bestimmte Bereiche des Raumes lokalisiert, was zu einer unterschiedlichen Klang Balance je nachdem wo Sie im Raum sind. Das gleiche passiert mit Mitten und Höhen, aber da die Wellenlängen viel kleiner wird der Effekt aus im Raum verteilt. Aber es ist immer noch ein hörbares Klangbeeinflussung zu in diesem Raum.

Alle komplexen Schallwellen bestehen aus einer Kombination von Sinus wavesthe Oberschwingungen und Obertönen, die jedes klingen ihre eigene Klangcharakter zu geben gemacht. Die Position von dem Beginn bis zum Ende jedes Sinuswellenzyklus in degrees0 zu Beginn des Zyklus 90 an dem positiven Maximum (höchste Luftdruck variationcompression), 180 auf halbem Weg durch den Kreislauf, 270 im negativen Maximum (niedrigste Luft gemessen Druck variationrarefaction) und 360 am Ende, wenn der nächste Zyklus beginnt (Bild 2).

Fig 2 A single cycle of a (Sine) wave measured in degrees of Phase.

Bild 2 Ein einzelner Zyklus eines (Sinus) Welle in Grad Phasen gemessen.

Wenn eine reflektierte Version einer Welle trifft sich mit der direkten Welle wird, was geschieht, auf dem jede Welle ist in seinen Zyklus ab. Wenn die direkten und reflektierten Wellen geschehen sollte, um mit beiden treffen sich am Anfang eines Zyklus, wäre das Ergebnis reinforcementthe gleichen Ton, nur lauter. Aber wenn sie zu treffen, wenn man am Anfang eines Zyklus ist, und das andere ist, sagen wir, genau in der Mitte durch (180), wird das gleiche aber entgegengesetzte Energie aufheben keinen Ton vollständig und rückstandslos Stille (Bild 3, oben). Was Im beschreiben hier ist die relative Phase der beiden Wellen.

Fig 3 Sine waves 180° (top) and 90° (bottom) out of Phase.

Bild 3 Sinuswellen 180 (oben) und 90 (unten) aus der Phase.

Eine Welle und ihre Reflexion, die in der Phase (0) sind, werden zu verstärken; wenn theyre 180 phasenverschoben, abbrechen theyll zum Schweigen. Zu jeder anderen Phasenbeziehung, therell partielle Verstärkung oder teilweisen Aufhebung (Bild 3, unten) sein. Aber so weit Im beschreibt einfache Sinus wavesto verstehen, wie dies auf die Wirkung der reflektierten Schallwellen in einem realen Raum, müssen wir diese komplexe (musikalischen) Wellen anzuwenden.

Comb-Filter

Echt soundsmusical Töne, Stimmen, etc.are aus vielen Einzelsinuswelle Oberschwingungen und Obertönen gemacht, und die besondere Ausgewogenheit von diesen gibt jedem Ton seiner einzigartigen Klangcharakter. Obwohl es einige mathematische Beziehung, die Obertöne und Obertöne unterschiedliche Frequenzen haben, mit unterschiedlichen Wellenlängen, so dass die verschiedenen harmonischen Oberton und Komponenten der komplexen Wellen unterschiedliche Phasenbeziehungen an der Stelle der Störung haben. Als Ergebnis einige Harmonische / Obertöne wahrscheinlich bestätigen, oder teilweise verstärkt und andere aufgehoben oder teilweise aufgehoben. Dadurch ändert sich die Balance zwischen diesen Oberschwingungen

Fig 4 A typical altered Harmonic/Overtone balance (and resulting tonal change) that can result from Comb-Filtering.

Bild 4 Eine typische verändert Harmonic / Oberton Bilanz (und die daraus resultierende Klangveränderung), die von Kamm-Filter führen kann.

Audio Beispiel 1 Die Art der Klangänderung, die von Kamm-Filter zur Folge haben kann (Dry, dann Kamm-gefilterten, aus einer starken Reflexion):

[Audio-id = "32919"]

An und für sich, das ist weder gut noch schlecht. Seit Mitte und Hochfrequenz-Reflexionen kurzen Wellenlängen, die klanglichen Variationen des Comb-Filter-Effekt sind in der Regel subtiler, und breitete sich ziemlich gleichmäßig im ganzen Raum (anders als bei niedrigen Frequenzen, wo sie auf bestimmte Bereiche lokalisiert), und wenn die Soundmenge durch Reflexionen beigetragen tut das Direktschall überwältigen kann der Mehr Ambiente die Erfahrung von Musik hören, indem ein Gefühl von Tiefe und Fülle, um musikalische Töne zu verbessern. In der Tat, die meisten Instrumente sind in der Regel klingen schwächer im Freien, wo Ambiente ist lackingthats warum wir nicht wollen, zu erfassen oder mischen Sie in einer völlig toten Raum. Aber wenn die Klangänderungen von Kammfilter zu stark sind, werden sie mit unserer Fähigkeit, gute Aufnahmen zu erfassen und zu erreichen ausgewogenen Mixes stören können.

Reflection Themen

Normalerweise sind die direkten Schallwellen stärker als die reflektierten Wellen, die etwas Energie verlieren, da sie abprallen Raumoberflächen und Reise größere Entfernungen durch die Luft. Aber manchmal, wenn eine Welle reflektiert eine Oberfläche in der Nähe, hat die reflektierte Welle einen relativ kurzen Weg zu den Zuhörern die Ohren und hat genügend Energie für die resultierende Kammfilterung zu viel von einer drastischen Veränderung im Ton, oder eine Änderung bewirken, dass kann mit der Klarheit des Klangs beeinflussen. In einem Kontrollraum, müssen wir den direkten Klang der Studio-Monitore deutlich zu hören, so gut, genau das, was in der Aufnahme wissen. Wenn wir denken, ein Sound benötigt EQ oder künstlichen Hall und Umgebung, können wir nur diese Entscheidungen treffen, richtig, wenn wir den Klang von den Monitoren zu vertrauen. Aber wenn es übermäßig starken kurzen Reflexionen Derzeit sind die Klangvariationen, die sie verursachen können, können unsere Wahrnehmung von was im Mix verfälschen, und führen zu schlechten Entscheidungen. Zum Beispiel, wenn es übermäßige Reflexe im Mix Raum selbst, ein Mischer möglicherweise nicht genug künstliche Atmosphäre hinzuzufügen, denken die Mischung war schon nass enoughthis könnte zu einer Mischung, die zu trocken oder tot in andere Wiedergabeumgebungen klingt führen.

Ein weiteres gutes Beispiel dafür ist Panning. Panningeven obwohl es stützt sich auf akustische illusionis ein guter Weg, um Klarheit in einen erlebnisreichen Mischung hinzufügen. Positionierung verschiedener Elemente in verschiedenen Links-Rechts-Positionen können helfen, eröffnen ein Mix, noch bevor wir den EQ und andere Behandlungen zu bekommen. Aber die Menschen zu lokalisieren Klänge nicht nur durch die Höhenunterschiede zwischen dem linken

Taming Reflections

Diese Art von Reflexion Themen sind die schwerste, wenn besonders starke Reflexionen kommen von Oberflächen in der Nähe der Schallquelle, und treffen sich mit dem Direktschall an den Zuhörer Ohren mit genug Energie, um übermäßiges Klangverändernde Kammfilterung stören oder stören mit dem Unterbewusstsein Mechanismen der Anhörung, dass wir auf, insbesondere beim Mischen. Glücklicherweise ist es ein wenig einfacher, problematische mittleren und hohen Frequenzreflexionen als Niederfrequenz-Stehwellen eliminieren. Da die Wellenlängen kürzer sind, können sie durch die Art der Schaummaterialien, die üblicherweise in Studios gefunden werden absorbiert. Tiefen von zwei oder drei inchesuseless zur Steuerung Bass frequencieswill Schallwellen absorbieren erfolgreich von etwa 1 kHz (1000 Hz) auf, und die Produkte, die relativ preiswert sind, können eingesetzt werden, um die Menge und Quelle der reflektierten Schall in einem Musik spacemore auf steuern dies das nächste Mal.

Aber wie viel von diesem Dämpfung verwendet werden, und wo soll es aufgestellt werden? Es ist ein Balanceakt zwischen Zähmung potenziell problematische reflectionsthe Art, die mit immer gute soundand mäßig Dämpfung durch das Zimmer stören können, so dass es zu deada schlechte Umgebung für Aufnahme und Mischung Aktivitäten. Eine der möglichen Quellen für problematisch kurzen Reflexionen ist die Konsole / Desktop selbst. Eine große, in der Regel ein wenig reflektierende Oberfläche, kann nicht völlig in den meisten Fällen verzichtet werden (einige im Mastering-Bereich zu tun weg mit ihm), aber man kann eine gewisse Sorgfalt beim Zielen die Monitore zu nehmen, so dass die Höhen Feuer über den Konsolenoberfläche in Richtung der Ohren des Hörers in den Sweet Spot, mit so wenig Reflexion an der Konsole Oberfläche wie möglich.

Fig 5 Top) A monitor with wide vertical dispersion, resulting in potentially problematic reflections off the console (and ceiling); Bottom) A monitor with narrower vertical dispersion, with less potential for problematic console reflections.

Bild 5 oben) Ein Monitor mit breiten vertikalen Dispersion, was zu potenziell problematische Reflexionen an der Konsole (und Decken); Bottom) Ein Monitor mit schmaler vertikaler Streuung, mit weniger Potenzial für problematisch Konsole Reflexionen.

Der Einsatz eines Paares von Studio-Monitore mit einem engeren vertikale Abstrahlwinkel und angeln sie so ihre Hochtöner werden mit dem Mischer Kopf gerichtet und nicht unten an der Konsole können mit thisPhase Störungen helfen, ist bei den höheren Frequenzen kritischsten, die unsere Hörsysteme nutzen für die Lokalisierung und unbewussten Wahrnehmung. Viele Monitore haben breitere Dispersion in eine Richtung, so dass sie horizontal oder vertikal zu positionieren kann einen Unterschied machen, und einige Redner können Sie schrauben und Neuausrichtung des Hochtöner für ein optimales Abstrahlverhalten in horizontaler oder vertikaler Anordnung.

Reflektierende Wände (und Decke) in der Nähe der Lautsprecher können auch eine wichtige Quelle für die Art von starken, kurzen Reflexionen, die etwas längere Reflexionen Fragen einzuführen gefährden clarityeven kann. Manchmal ist eine Schallwelle springt hin und her zwischen parallelen Flächen, die Stärkung, die Einrichtung eines Klingeltons an den betroffenen frequencythis heißt Flatterechos und kann sehr störend sein, auch wenn die ziemlich in der tatsächlichen Ebene gering.

Es gibt Möglichkeiten, nähern Behandlung ein Zimmer, um Artefakte wie Flatterechos zu eliminieren und die Balance zwischen Kontrolle

Joe is a musician, engineer, and producer in NYC. Over the years, as a small studio operator and freelance engineer, he's made recordings of all types from music & album production to v/o & post. He's also taught all aspects of recording and music technology at several NY audio schools, and has been writing articles for Recording magaz... Read More

Discussion

Want to join the discussion?

Create an account or login to get started!