1 / 24

Priestorov á akustika

Priestorov á akustika. Začiatky – Wallace Sabine. Wallace Sabine. Wallace Clement Sabine (1868-1919) Profesor matematiky a prírodnej filozofie na Harvarde Zakladateľ priestorovej akustiky Collected Papers (1922). Fogg Art Museum. Postavené v r. 1895, veľmi zlá akustika v posluchárni

ernst
Télécharger la présentation

Priestorov á akustika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Priestorová akustika

  2. Začiatky – WallaceSabine

  3. WallaceSabine • WallaceClementSabine (1868-1919) • Profesor matematiky a prírodnej filozofie na Harvarde • Zakladateľ priestorovej akustiky • CollectedPapers (1922)

  4. FoggArtMuseum • Postavené v r. 1895, veľmi zlá akustika v posluchárni • Harvard požiadal Sabina o príležitosť • Zistil, že príčinou zlej akustiky bol extrémny dozvuk a odstránil ho pomocou plstených prikrývok na stenách

  5. SymphonyHall, Boston • Prvý veľký úspech priestorovej akustiky ako vedy bol Sabinov návrh SymphonyHallv Bostone • Postavená 1990 • Dodnes považovaná za akusticky vynikajúcu sálu

  6. Dozvuk

  7. Dozvuk • Dozvuk je kľúčovým pojmom, ktorý Sabine zadefinoval • Dodnes sa považuje za základnú charakteristiku akustických vlastností miestnosti • Definoval ho ako čas, za ktorý prestaneme počuť zvuk v miestnosti

  8. Návrh ideálnych dozvukov • Ktoré základné parametre je potrebné brať do úvahy? • Reč alebo hudba vyžadujú dlhší dozvuk? • Hodí sa sakrálna hudba do katedrály?

  9. Exaktnejšia formulácia dozvuku • Neskôr lepšie meracie prístroje (Sabine používal iba svoje uši, stopky a organovú píšťalu) umožnili presnejšie merania • Dnes sa dozvuk definuje ako doba, za ktorú klesne hladina zvuku o 60dB. • Nerovnomerné šírenie zvuku • Šum na pozadí spôsobuje, že nedochádza k poklesu 60dB • Niektoré oblasti zanikajú skôr

  10. PhilharmonicHall Negatívny príklad

  11. PhilharmonicHall(Lincoln Center, NYC) • Nie každý vedecky motivovaný prístup k návrhu miestností dopadol skvele • aksjdh • LeoBeranek, autor návrhu, sa značne opieral o vedecké výpočty. • Vo svojej knihe vydanou 2 mesiace pre otvorením, s pýchou píše: • „Vrcholom tejto knihy je opísanie starostlivého plánovania PhilharmonicHall v Lincolnovom Centre. Šťastenu konečne vystriedala podrobná analýza a náročná aplikácia akustických princípov, ktoré sú síce nové, no s pevnými základmi.“ (Music, Acoustics, and ArchitecturalDesign, 1962) • LeoBeranek sa síce opieral o akustické výpočty, no vynechal so svojho postupu veľmi dôležitý krok: • Chýbalo experimentálne overenie na modeliakustického priestoru.

  12. Ako to dopadlo? • Ako iste tušíte, dopadlo to katastrofou • Základné nedostatky (detailne ich neskôr popísal ManfredSchroeder) boli: • Ozvena na mnohých miestach • Hráči nepočuli ani seba, ani svojich spoluhráčov • Veľmi krátky dozvuk • Zvuk sa šíril v miestnosti veľmi nerovnomerne • Najhoršie: nízke frekvencie boli skoro úplne potlačené – čelá a kontrabasy nebolo skoro vôbec počuť

  13. Problém nízkych frekvencií • Problém bol, v nízkej intenzite hlbokých tónov pri priamom akustickom signále • A tiež pri nízkej intenzite odrazeného zvuku v nízkych frekvenciách (všimnite si otáčajúce panely na strope)

  14. Problém nízkych frekvencií (pokračovanie) • Hoci to nebolo to zrejmé z meraní akustickej energie za prvú sekundu: • Dôvodom potlačenia priameho zvuku pri nízkych frekvenciách boli sedadlá a ich sklon • Dôvodom potlačenia pri zvuku odrazenom od stropu bola malá veľkosť panelov. • Prečo sa to neprejavilo na energii za prvú sekundu? • Hlboké frekvencie sa za prvú sekundu síce stihli niekoľko krát odraziť v miestnosti a dopadnúť na merané miesto, no to bolo už príliš neskoro a neboli vnímané ako súčasť zahratého tónu ale iba ako šum.

  15. Dohra • Nakoniec sa rozhodli miestnosť prestavať • Autorom prestavby bol známy akustik Cyril Harris. • Dnes sa táto miestnosť volá AveryFischerHall. • Bolo niekoľko pokusov vylepšiť akustiku PhilharmonicHall: • Pevne sa uzavrelo pódium, aby hráči mohli počuť sami seba • Rozptyľujúce telesá sa umiestnili na steny, aby umožnili lepšiu difúziu • Predné časti balkónov sa obložili dlaždicami a zadné steny absorpčným materiálom, čo zabránilo vzniku ozvien • Avšak toto ešte znížilo dozvuk na 1.85 s.

  16. Akustika ako vedecká disciplína

  17. Základné problémy priest. akustiky • Jednoducho povedané, priestorová akustika skúma akustickú kvalitu priestorov • Dva základné problémové okruhy: • 1. Aké sú naše akustické preferencie • Čo preferujú poslucháči • Ako na tieto preferencie vplýva typ hudby (či reči) • Čo preferujú hráči • 2. Ako je možné naše preferencie dosiahnuť • Je možné skĺbiť požiadavky hráčov aj poslucháčov? • Čo určuje dozvuk? • Ako eliminovať nežiaduce javy?

  18. Sabinov vzorec na výpočet dozvuku • Jednou z našich základných preferencií je vhodný dozvuk. • Dodnes je však nevyriešeným problém, ako určiť dozvuk iba pomocou výpočtov, bez reálnych meraní v danom priestore. • Sabine navrhol tento vzorec, ktorý sa dlho používal: • Pritomv je rýchlosť zvuku, a je koeficient absorpcie a L je stredná priama vzdialenosť. • Na odhad strednej vzdialenosti sa používal vzťah: • Pritom V je objem miestnosti a S vnútorná plocha. • To umožňuje prepísať Sabinov vzorec na: • PritomSeje efektívna absorpčná plocha a možno ju vypočítať pomocou vzťahu:

  19. Absorpčné koeficienty

  20. Vylepšenia výpočtov • Sabinov vzorec je iba približný a nepresný • CarlEyring na začiatku 30. rokov navrhol vylepšený vzorec: • V 70. rokoch sa začali využívať počítače na modelovanie a odhad dozvuku. • PorovnanieSabinovho a Eyringovho výpočtu a počítačového modelu (Schroeder): • Vidíme, že najvyššiu hodnotu má Sabine, najnižšiuSchroeder.

  21. Schroeder, Gottlob, Siebrasse • Schroeder so spolupracovníkmi prišli s ďalšími myšlienkami: akustické vlastnosti priestoru neovplyvňuje dozvuk • Na svoje experimenty využili „dokonalý stereo systém“ • Použili nahrávku Jupiterskej symfónie nahratú v akusticky v bezdozvukovej miestnosti (BBC Radio Orchestra) • Tú potom prehrali v 20 slávnych európskych sálach, čím simulovali úplne rovnakú interpretáciu • Túto interpretáciu nasnímali pomocou „umelej hlavy“ a následne prehrávali v bezdozvukovej miestnosti pokusným subjektom • Takto dosiahli objektívne porovnateľné realizácie • Schroeder spomína: • Nikdy nezabudnem na okamih, keď - pohodlne usadený v našej bezdozvukovej miestnosti v Goetingene – som jednoduchým prepnutím gombíka prechádzal z viedenskej Musikvereinsal to Berlínskej Filharmónie. Akustické rozdiely týchto miestností, o ktorých sa verí, „že existujú,“ boli neopísateľne reálne.

  22. Umelá hlava Gottlob a Siebrasse s umelou hlavou

  23. Výsledky Schroedera a spol. • Poslucháči preferujú dlhé dozvuky, no pod 2,2 s • Poslucháči preferujú, aby obidve uši vnímali rozdielne signály (čím viac sa signály podobajú, tým menej sa páčia) • Úzke sály sú preferované (pravdepodobne preto, lebo vedú k rozdielnym vnemom sprava a zľava)

  24. Čo preferujeme? • Vhodný dozvuk • Spokojnosť hráča • Jasnosť zvuku • Bez šumu • Bez ozveny • Rovnomerné šírenie priestorom • no rôzny vnem zľava a sprava, pričom zľava a sprava má prichádzať signál skôr ako zhora

More Related