Массив, кластер или ..? Выбор неочевиден

Слишком часто, к сожалению, приходится сталкиваться с некорректным подходом к проблеме подбора звукоусилительного оборудования. Причем заблуждениям подвержены не только покупатели и пользователи, но и продавцы и даже инсталляторы. В большинстве случаев клиенту предлагают некие киловатты некоего модного брэнда, а не систему, выбор компонентов которой обоснован расчетами. В итоге наступает разочарование, а может быть и прозрение, но уже поздно: деньги потрачены. Чтобы такого не случилось, прежде чем покупать, необходимо обратиться к специалистам, которые на стадии проекта с помощью компьютерного моделирования электроакустики смогут подобрать компоненты системы с учетом особенностей помещения, ваших творческих задач и финансовых возможностей. 

В проектах последних инсталляций стал часто встречается термин Line Array – Линейный Массив. Тем более, что уже многие компании, выпускающие профессиональное звуковое оборудование, производят тот или иной вариант линейного массива, и примеры грамотного (равно как и неграмотного) его применения известны. Тем не менее, до сих пор актуален вопрос, в каких ситуациях следует применять линейный массив, а в каких можно обойтись традиционными средствами. Например, есть ли необходимость использовать линейный массив в театре? Ведь основная задача линейного массива – создание равномерного звукового давления в области средних и высоких частот по всей площади слушательской аудитории, особенно в дальней ее зоне. В случае с театрами все оказалось не так просто. 

Одной из основных особенностей театральных залов (особенно старой постройки, да еще и не предназначенных первоначально для исполнения оперы или балета) - это неравномерная частотная характеристика отдельных участков слушательской зоны. Другими словами, звук в разных рядах партера, амфитеатра или яруса воспринимается резко неодинаково. И, пожалуй, единственный способ выравнивания характеристики зала – это грамотный проект по архитектурной акустике, который влечет за собой серьезные строительные и отделочные работы внутри зала.

А как быть, если помещение театра является памятником старины и не допускает серьезного строительного вмешательства в архитектуру? Попробуем разобраться с этим вопросом на примере разработки проекта озвучивания Новосибирского Государственного Академического Театра Оперы и Балета (НГАТОиБ). Первоначально его здание не предназначалось для исполнения оперы, балета и симфонических концертов. Поэтому, должного внимания архитектурной акустике зала не уделялось. В ту теперь уже далёкую эпоху в театре планировались массовые мероприятия, монументальные представления (даже с участием тяжёлых грузовиков) и т. п. В итоге слушательская аудитория поделена на несколько зон, каждая из которых имеет особенные акустические характеристики. Наиболее комфортные для прослушивания места находятся на втором и третьем ярусах. Это и не удивительно: из-за большой высоты зала разница между прямым сигналом со сцены и сигналом, отраженным от потолка, на задних ярусах менее заметна. В то же время в последних рядах партера отраженного сигнала нет совсем. Виною этому - выступ над сценой. Он создает отраженный сигнал для передних рядов партера. Но в точке сопряжения выступа с поверхностью потолка отраженный сигнал перенаправляется сразу на ярусы, минуя задние ряды партера. 

Кроме этого имеется постоянная реверберация свыше 2,6 секунд, обусловленная большим удельным объемом зала, равным 12,6 м3 на человека (вместимость 2000 человек при объеме зала 25213 м3), при установленной норме для театров не более 7,5 м3. 

Поэтому в рассматриваемом случае появилась задача создания равномерного поля звукового давления с минимальным количеством всевозможных отражений. Добиться этого можно применением разных по характеристикам громкоговорителей (или групп громкоговорителей), направленных на строго определенные участки слушательской зоны.

В 2002 году специалистами компании d&b audiotechnik была предложена схема звукового комплекса для Большого зала НГАТОиБ. Эта компания производит системы любых типов: прямого излучения, рупорные, линейные массивы и другие. Это обеспечивает полную свободу в выборе средств. По имеющимся чертежам зала и результатам его акустических измерений зала была создана компьютерная модель, учитывающая особенности архитектуры помещения, акустические свойства материалов отражающих поверхностей и электроакустические характеристики громкоговорителей. Выбор был сделан в пользу кластерных структур, составленных из рупорных акустических систем серии «С». Почему не линейный массив? Дело в том, что ввиду конструктивных особенностей линейный массив дает возможность регулировать характеристику звукового поля в только в вертикальной плоскости, т.е. на разных расстояниях от источника сигнала. А вот горизонтальная картина, воссоздаваемая одинаковыми громкоговорителями, собранными в вертикальный массив, будет однообразна по ширине, и получить некую регулировку звукового давления в горизонтальной плоскости крайне затруднительно.

d&b audiotechnik предложила следующую схему кластеров: левый и правый кластеры состоят из шести громкоговорителей каждый – два по горизонтали и три по вертикали. В верхнем ряду кластера находятся два громкоговорителя C4-TOP, развернутые между собой на 30° в горизонтальной плоскости и наклоненные на 5° в сторону зала. Их основная задача – обеспечение направленного звукового потока на второй и третий ярусы. Каждый громкоговоритель создает максимальное звуковое давление 138 дБ с диаграммой 35° х 35°.

Под ними размещены два субвуфера C4-SUB, имеющие такой же наклон по вертикали. 

И, наконец, в нижнем ряду подвешены еще один субвуфер C4-SUB и повернутый в центр зала на 30° громкоговоритель C7-TOP с диаграммой 75° х 40° и максимальным давлением 136 дБ, перекрывающий область задних рядов партера. Нижний ряд громкоговорителей имеет наклон 35° к вертикали.

Громкоговорители C4-TOP и C7-TOP имеют коаксиальную рупорную структуру, что позволяет получить высокое давление с минимальными фазовыми отклонениями в строго ограниченной области зрительного зала. 

Для выравнивания звукового давления в средней области зала организован центральный кластер, состоящий из трех громкоговорителей C7-TOP, подвешенных вертикально с углами около 10° вверху и 30° внизу.

Чтобы создать комфортное восприятие звука в передней части партера, под основными кластерами на высоте около 2-х метров от сцены запланированы по два громкоговорителя СI6 давлением по 133 дБ с диаграммой направленности 60° х 40° каждый. 

И в довершение всего на сцене с каждой стороны предполагается установить по два инфра-НЧ субвуфера, покрывающие частотный диапазон 32-68 Гц.

Каждый громкоговоритель кластера (кроме инфра-НЧ субвуферов) питается от своего цифрового усилителя-контроллера E-PAC, в котором «зашиты» предустановленные характеристики для этих типов громкоговорителей, а так же есть цепи задержки и частотной коррекции сигнала.

Полученные с помощью программы-симулятора EASE данные позволяют согласиться с возможностью равномерного озвучивания зала, так как разница в звуковом давлении на частоте 500 Гц получена в пределах 108 – 113 дБ, а на частоте 4000 Гц – от 102 до 107 дБ, что вписывается в норму +/- 3 дБ. При этом уровень звукового давления вполне достаточен для проведения любого вида мероприятий. 

Компьютерное моделирование является мощным средством обоснования выбора варианта озвучивания помещения. Однако, для получения удовлетворительной компьютерной модели необходимо иметь достаточно точные и детальные исходные данные. В связи с этим, следует отметить, что ошибка в 1 градус при ориентировании акустических систем линейного массива (вследствие низкого качества проекта и/или монтажа) может свести на нет все преимущества этого типа громкоговорителей, особенно с учетом их высокой стоимости. Поэтому проектирование и монтаж сложных систем озвучивания должны выполняться высококвалифицированными специалистами, работающими в немногочисленных компаниях – профессиональных в рассматриваемой области.

Источник: ARIS