Główne koncepcje wystroju akustycznego pomieszczeń odsłuchowych

Wiele lat temu, kiedy moje zainteresowanie sprzętem audio było jeszcze na bardzo wczesnym etapie rozwoju, spotkałem się z zaleceniem, aby kolumny promieniowały z powierzchni akustycznie twardej na powierzchnię akustycznie miękką. Przyjąłem to wówczas do wiadomości bez głębszej analizy, zakładając, że jest to jeden z kanonów akustycznej wiedzy fachowej. Jakiś czas później zetknąłem się zaś z opisem studia nagraniowego typu LEDE i nie bez zdziwienia skonstatowałem, że zaproponowano tam odwrotny układ. W pomieszczeniu LEDE przestrzeń wokół zestawów głośnikowych jest bardzo silnie tłumiona, a twarde, rozpraszające powierzchnie znajdują się za słuchaczem. Wobec takiego dylematu można poczuć dezorientację. Gdzie więc ma być materiał tłumiący, z tyłu czy z przodu? Aby taka dezorientacja nie stała się Państwa udziałem powstał niniejszy artykuł.

Nabywcy sprzętu hi-fi z reguły nie interesują się sprzętem pro-audio. Być może ktoś będzie więc zaskoczony, że będę dalej pisał głównie o reżyserkach w studiach nagraniowych. A jednak w tym przypadku nie sposób postąpić inaczej. To właśnie w studiach nagraniowych rodziły się i rozpowszechniały kolejne trendy adaptacji akustycznej wnętrz. Zawsze obowiązywała reguła, że w warunkach domowych stosowano techniki wcześniej wypróbowane w studiach.

Techniki archaiczne

Temat adaptacji akustycznej pomieszczeń odsłuchowych zyskał na popularności dopiero w latach 1950-tych i 1960-tych, kiedy fonografia zaczęła się dynamicznie rozwijać. Pierwszym pomysłem na poprawę akustyki było zastosowanie intensywnego tłumienia. Przyjęty sposób rozumowania był prosty - chodziło o to żeby do uszu realizatora dochodził tylko dźwięk bezpośrednio z kolumn. Aby osiągnąć ten cel tłumiono wszelkie odbicia od ścian. Stare reżyserki były więc z reguły wykładane materiałami tłumiącymi ze wszystkich stron. Zapewne na filmach z epoki widzieliście gdzieś ścianki z perforowanej płyty zamontowane na podkładzie z wełny mineralnej. Dość szybko okazało się jednak, że słuchanie muzyki w takich warunkach wcale nie było przyjemne. Gorzej - było wręcz przykre i męczące.

Tak więc praktyka pokazała, że do komfortowego odsłuchu potrzeba więcej pogłosu pomieszczenia. Złe doświadczenia z przetłumionymi reżyserkami i rozpowszechnienie stereofonii dało impuls do zmian. W latach siedemdziesiątych reżyserki czołowych studiów przybrały inną postać. Z reguły na twardej ścianie wmontowane były kolumny, tylna część pomieszczenia była wytłumiona, a obszar pomiędzy przodem i tyłem zajmowały skośnie ustawione powierzchnie, które pozwalały uniknąć trzepoczącego echa. Audiofile zapewne w tym momencie poczuli, że piszę o czymś znajomym. I mają rację. Tego typu studia są zgodne z zaleceniem aby kolumny promieniowały z powierzchni twardej na powierzchnię miękką.

Techniki współczesne

Pomieszczenia wykonane zgodnie z koncepcją promieniowania ze ściany twardej na miękką nieraz dawały efekt, który był całkiem przyjemny w subiektywnym odbiorze. Takie wyniki mogły potencjalnie zadowolić użytkowników domowych, ale niestety nie sprawdzały się dobrze w praktyce profesjonalnej. Występowały takie problemy jak brak powtarzalności pomiędzy różnymi reżyserkami i brak możliwości precyzyjnej oceny nagrań - co stanowiło spore utrudnienie w pracy realizatorów dźwięku. Istniało więc zapotrzebowanie na nowe rozwiązania. To zapotrzebowanie, a także pojawienie się nowych technik pomiarowych do badania akustyki wnętrz doprowadziło do narodzin koncepcji LEDE (live end dead end). Została ona wymyślona i zastosowana po raz pierwszy pod koniec lat 1970-tych. Następnie została opisana w prasie w 1980 roku i potem zaczęła się rozpowszechniać w świecie pro-audio. Dla ścisłości trzeba powiedzieć, że LEDE to w istocie firmowe rozwiązanie (a nawet zarejestrowany znak towarowy) obwarowane ścisłymi wymogami technicznymi. Ale LEDE przyjęło się też jako termin obiegowy. W uproszczeniu można powiedzieć, że istota LEDE polega na tym aby bardzo silnie wytłumić wszystkie wczesne odbicia w przedniej części pomieszczenia wokół kolumn, a tylną cześć wykonać z twardych i silnie rozpraszających powierzchni, tak aby do słuchacza z pewnym (kontrolowanym) opóźnieniem docierało odpowiednio dużo rozproszonego dźwięku pogłosowego.

Pomieszczenia LEDE dobrze spełniały postawione zadania, ale jednak często taki układ jest z różnych względów niepraktyczny. W warunkach studyjnych klasycznym problemem burzącym czystość koncepcji LEDE była szyba pomiędzy studiem a reżyserką, niestety z natury silnie odbijająca. Poszukiwania alternatywnych rozwiązań trwały więc nadal. Już kilka lat po publikacji z opisem LEDE zaprezentowana została nowa koncepcja, w sensie teoretycznym dość blisko spokrewniona. Intensywne pochłanianie nie jest przecież jedynym sposobym izolacji słuchacza od wczesnych odbić. Można w tym celu kompleksowo wykorzystać zarówno tłumienie jak i odbijanie fal w wybranych kierunkach. Taka właśnie kontrola biegu fal akustycznych pozwala stworzyć strefę wolną od odbić (RFZ - reflection free zone).

Koncepcje pomieszczeń LEDE i RFZ były co prawda znane w środowisku audiofilskim, ale z reguły dość pobieżnie. W warunkach domowych bardzo rzadko powstawały pomieszczenia typu LEDE czy RFZ. Natomiast niektóre elementy i koncepcje wprowadzone pierwotnie na użytek studyjny zyskały popularność także na rynku domowego hi-fi. Wystarczy przeglądnąć katalogi producentów ustrojów akustycznych. Część audiofili użytkuje takie ustroje w swoich domach, a pozostali przynajmniej wiedzą o ich istnieniu i o możliwości ich zastosowania. Zalecenia dotyczące ustawiania ustrojów pochłaniająco-rozpraszajacych czy rozpraszających mają na celu właśnie redukcję wczesnych odbić.

Wróćmy do historii rozwoju akustyki reżyserek studyjnych. Praktyczne ograniczenia związane z LEDE i RFZ skłaniały do dalszych poszukiwań. Trudno jest z pełną konsekwencją wyeliminować wszelkie odbicia z okolic miejsca odsłuchu, zwłaszcza jeśli w pomieszczeniu znajdzie się jakiś nowy sprzęt czy mebel. Stąd zrodził się jeszcze inny pomysł na walkę z wczesnymi odbiciami - rozpraszanie. Kolejnym trendem w studiach nagraniowych było właśnie szerokie zastosowanie ustrojów dyfrakcyjnych w przedniej części pokoju, w połączeniu ze sporą ilością elementów tłumiących w pozostałej części pomieszczenia. Taki układ określa się mianem ESS - early sound scattering. Jest to na pozór mniej atrakcyjna metoda - zamiast eliminacji wczesnych odbić mamy "tylko" ich rozproszenie, a więc do słuchacza nadal dochodzą dźwięki odbite z przodu pomieszczenia. Ale struktura tych odbić jest inna niż dla zwykłych ścian. Oczywiście jest to struktura dużo korzystniejsza z punktu widzenia psychoakustyki. Co prawda efekt odsłuchowy w pieczołowicie przygotowanym pokoju LEDE czy RFZ bywa bardziej spektakularny aniżeli w pokoju stosującym ESS, ale pokoje rozpraszające zapewniają jednak wysoką jakość dźwięku w sporym obszarze odsłuchu, a przy tym dają dobrą powtarzalność i całkiem sporą swobodę w zagospodarowaniu pomieszczenia. Według naszych obserwacji pokoje rozpraszające wczesne odbicia jak dotąd nie znalazły zastosowania w praktyce domowej. Właściwie to idea ESS chyba jeszcze w ogóle nie dotarła do audiofilskiej świadomości.

Oprócz koncepcji opisanych powyżej były też inne. Niektóre z nich nie zyskały większej popularności nawet w kręgach studyjnych (przykładowo Controlled Image Design). Inne uznaliśmy za mniej ważne dla użytkowników domowego hi-fi. Jest jednak jeszcze jedna koncepcja, dość ekstremalna, lecz warta wzmianki. Jest to koncepcja pomieszczenia o bardzo wysokim rozpraszaniu. Opiera się ona na zastosowaniu wysoce rozpraszających ustrojów na większości dostępnych powierzchni - słynnym przykładem bardzo ambitnej realizacji tego typu jest Blackbird Studio C. Biorąc pod uwagę koszt i rozmiary wysokiej jakości rozpraszaczy ta koncepcja ma małą wartość dla przeciętnego użytkownika sprzętu hi-fi. Tak czy inaczej jest to jednak interesujące rozwiązanie i warto podkreślić, że sprawdza się ono nie tylko dla systemów dwukanałowych, ale również dla systemów wielokanałowych.

Podsumowanie

Na koniec jeszcze dwa ogólne wnioski, które wynikają z przedstawionego powyżej przeglądu koncepcji wystroju akustycznego. Po pierwsze pamiętajmy, że silne odbicia, które docierają do słuchacza krótko po dźwięku bezpośrednim pogarszają jakość brzmienia. Z tego względu jednym z głównych celów adaptacji akustycznej pomieszczeń jest kontrola wczesnych odbić. Kontrola może polegać na stłumieniu odbicia, jego rozproszeniu lub też skierowaniu go poza obszar odsłuchu. Drugi wniosek jest taki, że dla realizacji tego celu stosuje się kilka metod, w szczególności zaś wspomniane koncepcje LEDE, RFZ lub ESS.

Oczywiście dla akustyki pomieszczeń istotne są też inne aspekty, których w ogóle tu nie poruszyliśmy ze względu na ściśle określony zakres tematyczny artykułu.