Домашний кинотеатр: не сделать ли нам в «хрущобе» концертный зал La Scala?

В тот момент, когда меломан решается на покупку «серьезной» аудио аппаратуры, он чаще всего еще и не подозревает, что приобретением высококачественной техники дело не ограничится. Привезя аппаратуру домой, он сталкивается с вопросом  - как  ее лучше всего расставить? И, самое главное, где - в какой комнате, с какими стенами? Аудио возможности жилой комнаты бывают чрезвычайно разными, - и по размеру, и по конфигурации, и по расположению мебели. Иногда даже задача правильно расставить акустические системы оказывается весьма непростой, но даже если это условие выполнено, еще рано говорить, что все проблемы решены — возможно, сама комната потребует изменений.

Текст: Анатолий ВЕЙЦЕНФЕЛЬД, звукорежиссер

Не стоит забывать, что громкоговорители и помещение образуют вместе единый акустический комплекс, требующий согласованного решения, причем изменения в расположении акустических систем и меры по коррекции акустики помещения не заменяют, а дополняют друг друга со взаимным влиянием.

Попробуем системно разобраться в проблемах, которые могут возникнуть перед теми, кто хочет добиться максимального качества прослушивания на имеющейся аппаратуре. Прежде всего, определим рамки темы. Мы не будем говорить ни о дворцах олигархов с огромными залами, ни о совсем маленьких комнатушках, - в том и другом случае использование обычной бытовой аудиотехники бессмысленно.

Поэтому  остановимся на средних по размеру комнатах стандартного городского жилья, -от 15 до 30 кв.м. Большинство аудиотехники покупается именно для такой площади,  кстати, - не только в России, но и во всем мире.

Говоря также об обустройстве помещения для прослушивания, мы оставим за рамками рассмотрения фанатов, способных потратить на обустройство идеальной среды прослушивания средства, выходящие за пределы возможностей и потребностей обычных, - НОРМАЛЬНЫХ любителей музыки. И еще одно ограничение — сохранение комфортабельного интерьера и возможности универсального использования Вашей комнаты для прослушивания.

Но для начала выясним, что же происходит на другом конце «пищевой цепочки», т.е. как прослушивают фонограммы там, где их производят - в студиях звукозаписи. Студии звукозаписи, как и любое другое производство, бывают маленькими, средними и большими.

В больших можно записывать оркестры, хоры, большие ансамбли, в средних - рок-группы и джазовые составы, в малых, также называемых проджектными, обычно записывают поодиночке вокалистов или инструменталистов под фонограмму, дикторов и т.п.

Размеры комнаты, где сидит звукорежиссер, обычно пропорциональны размеру тон-зала, где находятся артисты: в маленькой студии и звукорежиссер сидит в маленькой комнате прямо перед микшерным пультом, а в большой студии и звукорежиссерская комната большая, с креслами для продюсера и музыкантов, чтобы они могли после записи или сведения послушать результат. Соответственно, различаются и акустические системы, называемые в студиях контрольными мониторами.

В маленькой студии мониторы можно разместить только непосредственно напротив звукорежиссера, на расстоянии, не превышающем метр-полтора. Такие мониторы называются мониторами ближнего поля. Это компактные двухполосные системы, имитирующие колонки музыкальных центров и мультимедийную акустику, с НЧ-динамиками не более 6 дюймов и нижним порогом частотного диапазона около 70 Гц. Термин «ближнее поле» означает здесь не только расстояние, но и тот факт, что слушатель слышит преобладающий прямой звук громкоговорителей с минимальным (в идеале отсутствующим) влиянием акустики помещения.

Мониторы ближнего поля (первые четыре), и среднего поля (пятый)

В студии побольше к мониторам ближнего поля добавляются двух- или трехполосные мониторы среднего поля — они больше по размерам (НЧ-динамики до 8 дюймов), имеют нижнюю границу диапазона в районе 40 Гц и устанавливаются на большем расстоянии, до двух метров. Они показывают звукорежиссеру, как приблизительно будет звучать фонограмма на Hi-Fi системах.

Два слева — мониторы среднего поля, два справа — ближнего поля

Наконец, трех- или четырехполосные мониторы дальнего поля с диапазоном до 30-25 Гц внизу, доступные только крупным студиям, призваны имитировать мощную концертную акустику - разумеется, на небольшом расстоянии студийной комнаты, на дистанции 3-5 метров.

Монитор дальнего поля

Кроме размеров и электроакустических параметров акустических систем не меньшее значение имеет само расстояние от них до слушателя. Это расстояние способно сильно изменить характер звучания, и вовсе не только в смысле громкости.

Маленькие колонки имеют довольно узкую диаграмму направленности на высоких частотах, и если слушатель сидит дальше, чем рекомендовано производителем, а ось громкоговорителя не направлена прямо на него, излучение на высоких частотах будет значительно ослаблено, звук станет более глухим, тусклым. Между прочим, верно и обратное — прослушивание в непосредственной близости от мониторов среднего и дальнего поля разочарует слушателя — работать с ними следует только на рекомендованном расстоянии.

Помимо расстояния от слушателя до мониторов, важное значение имеет акустическая среда в студийном помещении. Понятно, что оно должно быть максимально акустически изолированным от внешних шумов, и для этого при создании студий предпринимаются меры (кстати, весьма дорогостоящие), но только этим дело не ограничивается. Всегда проводится корректировка собственной акустики помещения.

Все это справедливо и по отношению к помещениям для бытового прослушивания музыки.

Основные свойства акустики помещения

Прежде чем говорить о работе над акустикой комнаты, рассмотрим закономерности распределения звуковых волн.

Как известно, звуковые волны распространяются во все стороны, поэтому на некотором расстоянии от источника до слушателя к нему приходит не только прямой сигнал, но и отражения от стен. Чем это расстояние больше, тем больше в слышимом слушателем звуке отражений.

Звуковые отражения

Это явление носит название «реверберация». В большом помещении реверберация больше, в маленьком меньше. Все знают, как гулко звучит пустая комната без мебели, и как она постепенно становится все более глухой по мере заполнения помещения. Но в пустой звонкой комнате хорошо петь, а слушать музыку лучше всего в комнате, лишенной собственного звучания. Иногда в статьях по этой теме встречаются утверждения, что бывают «хорошо звучащие» комнаты, которые якобы придают звучанию полноту и т.п. Но не надо забывать, что

все, что должно присутствовать в звучании, уже сделано звукорежиссером в студии звукозаписи, а наша задача — сделать так, чтобы оригинальный, то есть прямой сигнал дошел до ушей слушателя с минимальными изменениями, а в идеале без них.

Комната не должна ничего придавать и прибавлять к звучанию готовой фонограммы!

Стало быть, необходимо максимально нейтрализовать призвуки, образующиеся в помещении.

Стоячие волны.

Помимо реверберирующих отражений, в помещениях, - особенно небольшого размера, могут иметь место так называемые «стоячие волны», когда в комнате есть места, где низкие частоты звучат либо усиленно, либо ослабленно. Стоячие волны могут образовываться и в больших помещениях, но на столь низких частотах, что ими можно пренебречь, а вот для маленьких комнат они могу создавать реальную проблему.

Родственная стоячим волнам проблема — собственный резонанс помещения.

В большом зале резонансная частота очень низкая, единицы герц, и ее не слышно, а вот в маленькой комнате резонансная частота помещения попадает в слышимую область, а в совсем маленьком объеме, вроде туалета или кладовки-«тещиной комнаты», резонировать могут даже низкие ноты мужского голоса. Поэтому прослушивание музыки в очень маленьких комнатах нежелательно даже в прямом излучении акустических систем ближнего поля.

Вибрация стен.

Если Вы делаете это в «хрущовке»,- не переборщите с силой удара, - во избежание появления «дополнительных окон». Звучит, возможно, и смешно, но  одна моя однокурсница рассказывала, что сосед через стенку вставлял реплики в ее разговор с родителями…Кирпичные стены практически не обладают подобными свойствами, так как состоят из множества отдельных элементов, а вот цельная панель может и быть способной к вибрации.

Проверить это просто - стукните кулаком по стене, желательно в пустой комнате: если раздастся тихий глухой очень короткий шмяк, - стена не резонирует, а если более длинный чуть гулкий звук, - значит, стена вибрирует и может накапливать и отдавать низкочастотные колебания. В еще большей степени это относится к деревянным домам из бруса или обшитых вагонкой.

Вред отражений

Как уже сказано, отражения вносят в исходный записанный сигнал отсутствующие в нем компоненты, т. е. дополнительные звуки. Таким образом, вы слышите не совсем то, что записал звукорежиссер в студии. Отражения размывают мелкие детали звучания (так назыфваеме переходные процессы), изменяют тональный баланс записи, в силу чего могут придавать нежелательную окраску общему звучанию.

Отражение и поглощение звука

Так или иначе, даже в комнате, не имеющей слышимого резонанса и стоячих волн, требуется предпринять меры к поглощению отражений. Погасить высокие частоты несложно, достаточно иметь в комнате много мягких предметов: кресел, диванов, а также тканевых изделий вроде ковров, плотных штор на окнах и т.п., а вот с отражениями на низких частотах бороться гораздо сложнее, так как низкие частоты имеют большую длину волны, - в несколько метров, и несут большую энергию, которая дольше затухает.

Недорогим средством снижения низких частот в помещении являются закрепленные на стене панели с многочисленными отверстиями небольшого диаметра.

Такие панели в огромном количестве производились в СССР, где ими отделывали стены учреждений и присутственных мест с повышенным уровнем шума, вроде почтовых отделений, сберкасс, холлов гостиниц и т.п. Выглядели они по тем временам неплохо, но сейчас лучше поискать их более эстетичные аналоги, которые впишутся в интерьер современного дома.

Например, очень популярными являются гибкие звукопоглощающие плиты отечественного производства «Шуманет», которые выпускаются разного типа, размера, цвета и т.п.

Еще одна проблема — отражение от задней стены, особенно заметное, если слушатель сидит в кресле или на диване, придвинутых вплотную к стене. Если нет возможности отодвинуть кресло от задней стены на метр, можно повесить на стену мягкий толстый ковер или гобелен. Можно даже поместить там открытый книжный шкаф или полки, на которых расставить книги разного размера и, что очень важно, выдвинув их на разное расстояние. Получится аналог акустического рассеивателя. Тот же самый способ с открытыми книжными полками можно применить и к боковым стенам.

Рассеивание звука

Еще один способ гашения боковых отражений — использование специальных текстильных материалов. Такой материал напоминает плотный войлок или толстый фетр, и имеет толщину около сантиметра. Его наклеивают на стену как обои, и это уменьшает отражения и одновременно улучшает звукоизоляцию, т.е. снижает проникновение звука в помещение. Но эти материалы дорогие, так что стоит подумать, что Вам важнее — улучшение акустики или привычный интерьер и хорошие отношения с супругой.

Когда-то любительские (школьные и пр.) студии звукозаписи отделывали общедоступным рассеивателем из картонных ячеек для яиц. Это изделие не дает никакой звукоизоляции, а вот с задачей рассеивания, т.е. поглощения частот в широком диапазоне, а том числе на низах, этот материал справляется отлично. Залитый изнутри строительной пористой пеной и наклеенный поверх звукоизолирующего материала, он позволяет добиться тишины  практически как в профессиональной студии.

Но, - увы, вид комнаты, оклеенной ячейками для яиц, даже покрашенными, подходит для домашнего интерьера, только если Вы занимаетесь современным искусством либо убежденный холостяк. Существуют современные аналоги ячеистых поглотителей, например итальянский Akustik STOP, представляющий собой плиты с выпуклыми пирамидками из пеноуретана. Прямо скажем, не во всякий жилой интерьер они впишутся, но работают прекрасно, так что вам решать, жертвовать ли интерьером ради звука.

Рассеивающий материал Akustik STOP

Как вы думаете, - почему фактически на любой Hi-Fi выставке среди экспонентов, - да и посетителей, много «Наполеонов звука»? Люди изучали глушение волн в комнатах с мягкими стенами и не успели адаптироваться…В профессиональных студиях используются так называемые «басовые ловушки». Упрощенно это вертикальные цилиндры из мягких материалов (вроде валиков от старинных диванов), устанавливаемые в углах комнаты на небольшом расстоянии от стен. Они предотвращают резонирование на низких частотах в углах, являющихся, по сути, аналогом раструбов рупора.

Вы можете поискать дома или в мебельном магазине что-то похожее на описанные выше мягкие валики, если у вас углы комнат ничем не заполнены.

Еще один момент — даже в тихой заглушенной комнате могут быть резонансы отдельных предметов интерьера на определенных частотах. На скользящем низкочастотном тоне могут внезапно задребезжать стекла окон и шкафов, дверцы, картинные рамы на стенах, пепельница или посуда на журнальном столике и т. п. Следует при обнаружении этого дребезжания или слышимой вибрации найти и закрепить «виновные» предметы с помощью прокладок из мягких тканей, резины и т. п.

Будем считать, что комнату мы избавили от резонансов и отражений. Теперь обратимся к расстановке акустических систем. Сразу отмечу, что

в статьях по обустройству домашней аудиосистемы часто советуют сначала поэкспериментировать с расстановкой акустики, а потом уже браться за помещение. В профессиональных студиях так никогда не делают,

- там проектируют помещение и его отделку, заранее имея в виду конкретные модели акустических систем и их расположение. В нашем случае можно гарантировать, что в правильно подготовленном помещении будет хорошо звучать разная акустика — по-разному, но хорошо.

Если у вас большая комната, там можно разместить и малогабаритные колонки «ближнего поля» (только сидеть придется в непосредственной близости от них), и АС среднего размера («среднего поля»). Это справедливо, ИМХО, для случаев, если в квартире устанавливаются мониторы ближнего или среднего поля, - в нашем случае, - малые и средние АС.

Расположение для малых АС

Расположение для средних АС

Большие акустические кабинеты дальнего поля, хотя и регулярно выставляются на выставках  Hi-Fi в качестве «гвоздя программы», для обычного жилья приобретаются очень редко, так как хорошо звучат на расстоянии более 5 метров в сильно заглушенном помещении. Это уже для владельцев особняков, которых мы вывели за рамки нашей темы, - нечего им тут делать!

Как уже сказано, малые акустические системы нормально работают на дистанции не больше полутора метров (лучше не более метра), при увеличении расстояния сильно ослабляется и так бедноватая НЧ-компонента сигнала.

«Полочная акустика» — чисто бытовое понятие, туда относят и АС ближнего поля, и среднего, кто как вздумает. Мы оперируем понятием «дистанция прослушивания», а, по большому счету, — для домашних условий применимо понятие «среднее поле».

В последние годы появился компромиссный вариант, - так называемая «конфигурация 2.1», когда маленькие колоночки «подкрепляются» басовым динамиком — сабвуфером.

Хорошего в этом только то, что в звучании действительно появляется низкий бас, на этом все плюсы заканчиваются, а вот минусов может появиться достаточно: искажение тонального баланса (так как звучание НЧ- и СВ/ВЧ-динамиков оказывается несбалансированным, если фаза не совпадает), размытость четкости звука во всем диапазоне, бас может отрываться от общей звуковой картины, звучание средних частот и нижней середины может искажаться по тембру и т.д. и т.п.

В любом случае, система 2.1 — это коммерческий компромисс для задирания баса, чтобы «пинало». Если у вас АС с НЧ-вуферами 6-7 дюймов, работающими от 40-45 Гц, сабуфер дома не нужен (на дискотеке нужен), а если «малыши» с 4-5 дюймовыми вуферами, то саб нужен, но классного звука не будет все равно, хотя бас появится.

Подкрепление звука субвуфером уместно в дискотеке, где главное, чтобы бас «пинал» и «качал», а тонкие нюансы и мелкие детали записи там никто и не собирается слушать. (Поэтому дискотечная акустика обычно существенно дешевле концертной, не говоря уже о студийной).

Если же вы, используя малогабаритные АС, ощущаете явную нехватку баса, включите сабвуфер на малой громкости, чтобы он лишь слегка «утолщал» басовую линию. А еще лучше - приобретите более крупную акустические системы среднего поля.

Общее правило размещения стереосистемы заключается в создании равностороннего треугольника, образуемого линиями между двумя акустическими системами и слушателем. Треугольник может быть немного вытянут в сторону слушателя. Практически это означает, что при увеличении дистанции до слушателя и АС должны быть расставлены соответственно шире. Часто задают вопрос, как лучше — направить оси излучения динамиков на слушателя или оставить корпуса стоять прямо, - перпендикулярно задней стене?

Ответ такой — для некоторых моделей АС не обязательно поворачивать их на слушателя, для других это необходимо, так что, - в общем случае, лучше повернуть, но если это выглядит неэстетично, то надо попробовать, дает ли такой поворот звуковой эффект. Если нет, значит, Вам повезло, попались колонки с широким углом рассеивания звука (на профессиональном сленге это называется «угол раскрыва»). Это значит, что высокие частоты излучаются в направлении Вашей головы, а не мимо.

Излучение на низких, средних и высоких частотах

Обычно этот параметр указывается в документации на технику, и можно им воспользоваться. Например, угол рассеивания указан равным 40 градусам в горизонтальной плоскости. Подойдите к вашей АС и приложите к ней перпендикулярно линейку, а к ней другую линейку под углом 20 градусов и посмотрите, куда покажет конец линейки, потом сделайте то же самое в другом направлении. Если он указывает на место за пределами вашей «слушательской» зоны (кресла, дивана и т.п.), все в порядке — вы находитесь в зоне равномерного осевого излучения.

Правильное расположение по вертикали

Как правильно, у студийных мониторов и бытовых колонок угол раскрыва в вертикальной площади намного уже, чем в горизонтальной, и если АС установлены слишком высоко или слишком низко, или повернуты вертикально, слушатель оказывается вне оси излучения, поэтому наилучшее расположение колонок по высоте, -  когда ВЧ-твитеры находятся на одном уровне с ушами слушателя. Для сидящего человека высота составляет от одного до полутора метров в зависимости от высоты посадки.

Очень важно размещение акустических систем по глубине — насколько близко они находятся от задней стены. Если АС установлена на некотором расстоянии от стены, - но не более метра, она звучит линейно, без резонансов. Помещение ее впритык к стене усилит низкие частоты, даже если на тыльной стороне корпуса нет порта фазоинвертора.

Влияние размещения в углу на уровень низких частот

Поместив акустическую систему в угол, вы еще больше усилите басовый сигнал, а размещение акустической системы на полу в углу будет эквивалентно повышению мощности усиления низких частот в 12(!) раз! Понятно, что так ставить колонки для прослушания музыки нельзя, если только для танцев.

Интересно, что если замуровать АС в стену заподлицо с ее поверхностью, образовав так называемый звуковой экран, то увеличение отдачи на низах хотя и будет, но меньше, чем при размещении у стены. Поэтому в студиях звукозаписи размещение мониторов, особенно дальних, в стену — обычное явление, часто так делают и в кинотеатрах. Конечно, для дома такое решение почти нереально, но если вы разместите колонку между двумя большими зеркальными шкафами на одной плоскости, получится сходный эффект.

Однако и размещение АС вдали от стены грозит нам таким явлением, как противофаза, которую не следует путать со стоячей волной. Противофаза возникает, если излучатель находится от задней стены на расстоянии четверти длины волны. На частоте 80 Гц четверть длины волны составит примерно 1 м, на 60 Гц — около полутора метров, на 40 Гц — около 2,2 м. Таким образом, дистанция от одного до двух метров самая опасная в смысле противофазы и ставить колонки таким образом, чтобы диффузор находился на указанном расстоянии от стены, нельзя.

В противофазу могут попадать не только самые низкие частоты, но и более высокие, и совокупность этих противофаз дает множество пиков и провалов, называемых гребенчатой фильтрацией (график АЧХ становится похож на расческу). Таким образом, для приемлемого размещения акустических систем остается небольшое расстояние менее метра, так как, как сказано выше, ставить АС вплотную к стене тоже нельзя. Остается один выход — максимальное демпфирование (заглушение) стены позади колонок, чтобы снизить отражения от нее.

Правда, существует еще один способ улучшения акустики помещения — использование специальных приборов и компьютерных программ, вносящих частотную коррекцию в усилительный тракт при воспроизведении записей, но это уже совсем другая тема...