Dekodowanie Dyfuzji: Wyjaśnione Rodzaje Dyfuzorów Akustycznych

Dyfuzja jest zagadką. Z jednej strony jest to prawdopodobnie najbardziej znany tryb akustycznego leczenia dyfuzją, z tymi seksownymi dyfuzorami w kształcie linii horyzontu, które są tak zapadające w pamięć; ale jest też prawdopodobnie najbardziej niezrozumianym ze wszystkich opcji leczenia akustycznego. Dodatkowo, łatwo jest poczuć się przytłoczonym ogromem opcji dodawania dyfuzji do studia, teatru lub pokoju odsłuchowego. Chociaż wcześniej omawialiśmy różne opcje GIK dla leczenia akustycznego wyższych częstotliwości, nie zagłębialiśmy się w szczegóły, co sprawia, że każdy typ jest inny i dlaczego powinieneś wybrać jeden typ dyfuzji nad innym.

Faktem jest, że istnieje kilka rodzajów dyfuzji i wszystkie brzmią inaczej: akustycznie różnią się od siebie nawzajem, od absorpcji i od nieleczonych powierzchni odbijających. Różnice między nimi często uwydatniają się podczas leczenia małych, domowych pomieszczeń, z którymi większość z nas pracuje. Przyjrzyjmy się bliżej….

Podstawy dyfuzji

Jeśli potrzebujesz odświeżenia podstaw dyfuzji, polecam przeczytanie dwóch artykułów: How Diffusion Works i Małe pomieszczenia, wysokie częstotliwości: Dobrze zbalansowany pokój audio z użyciem opatentowanych zabiegów GIK. Te dwa artykuły stanowią doskonałą podstawę zarówno dla teorii dyfuzji ogólnie, jak i praktycznych zastosowań z akustycznymi zabiegami GIK.

Aby przejrzeć kilka podstawowych koncepcji dotyczących miejsca dyfuzji w strategii leczenia, dyfuzja jest jedną z trzech możliwości leczenia akustycznego na powierzchni. Pierwszą i najbardziej znaną jest absorpcja, która redukuje lub eliminuje odbicia poprzez usuwanie energii dźwięku z pomieszczenia. Drugą jest odbicie, co oznacza zainstalowanie powierzchni pod kątem, aby "skierować" odbity dźwięk w użytecznym kierunku, zazwyczaj z dala od słuchacza lub mikrofonu. Dyfuzja jest trzecią metodą, która produkuje "jednolitą dyspersję," co oznacza, że rozprasza dźwięk równomiernie we wszystkich kierunkach. Natura i właściwości takiego rozpraszania są tym, co nas tutaj interesuje. Istnieją różne sposoby osiągnięcia rozpraszania, z nieco różnymi wariantami każdego z nich.

Rozpraszanie i Dyspersja

Ale co rozumiemy przez rozpraszanie? Rozpraszanie nie jest bardzo precyzyjnym terminem; zazwyczaj, gdy mówimy "rozpraszać" w odniesieniu do dźwięku, mamy na myśli "dyspersję." Istnieją dwa szerokie typy dyspersji w odniesieniu do dyfuzji: przestrzenna dyspersja i czasowa dyspersja, które po prostu opisują dyspersję w przestrzeni i czasie. Aby zilustrować ten punkt, przejdźmy do metafory bilardowej, powszechnie używanej do opisywania odbić dźwięku.

Normalna, nieobrobiona, odbijająca ściana traktowałaby odbicie dźwięku jak bilardową kulę odbijającą się od stołu. Wszystkie normalne zasady fizyki tego interakcji mają zastosowanie; kąt padania jest taki sam jak kąt odbicia, więc bilardowa kula odbija się od stołu, poruszając się w przewidywalnym kierunku na podstawie swojej początkowej trajektorii, i wychodzi z odbicia stosunkowo bez szwanku (tj. to wciąż ta sama bilardowa kula).

Ale co, jeśli postawimy dyfuzor w punkcie odbicia, więc bilardowa kula uderza w dyfuzor? Cóż, jeśli dyfuzor działa poprawnie, wtedy bilardowa kula eksploduje na wiele fragmentów, z każdym fragmentem równomiernie rozchodzącym się w swoim własnym kierunku względem punktu odbicia. To jest przestrzenna dyspersja; fragmenty bilardowej kuli są rozproszone równomiernie we wszystkich kierunkach (wzdłuż 180-stopniowej płaszczyzny dyfuzora).

Ale dobre dyfuzory również wykazują czasową dyspersję, więc wyobraź sobie, że każdy fragment bilardowej kuli wychodzi z odbicia w nieco innym czasie względem siebie, prawie jakby fragmenty były wystrzeliwane z karabinu maszynowego dziko machającego tam i z powrotem (wzdłuż płaszczyzny dyfuzji), aż wszystkie fragmenty zostały wystrzelone.

Ważnym punktem do zapamiętania jest to, że dobry dyfuzor rozprasza odbicia zarówno w przestrzeni, jak i w czasie. Więc jakie są niektóre projekty dyfuzji i jak one się sprawują w porównaniu do siebie? Omówimy trzy szerokie kategorie dyfuzji: kratki fazy odbicia, dyfuzory geometryczne i dyfuzory o binarnej amplitudzie.

Kratki Faz Odbicia

GIK Acoustics Q7D Rozpraszacz Reszt Kwadratowych

Kratki Faz Odbicia to starszy i ogólnie bardziej znany sposób rozpraszania. Składa się z panelu podzielonego na studnie lub kratki o równej szerokości i zmiennej (precyzyjnie obliczonej) głębokości. Te kratki mogą być jednowymiarowe (płaskie) lub dwuwymiarowe (panorama), co oznacza, że rozpraszają dźwięk w jednym kierunku (lewo-prawo) lub w dwóch kierunkach (lewo-prawo, góra-dół). Istnieje kilka typów kratek fazowych, w tym Maksymalna Sekwencja Długości (MLS), Reszta Kwadratowa (QRD) i Pierwotny Pierwiastek (PRD). Różnice między nimi wynikają z różnych algorytmów matematycznych używanych do obliczania wzorów głębokości studni. Działają one podobnie, z kilkoma istotnymi różnicami.

Różne głębokości studni zapewniają rozpraszanie przestrzenne, ponieważ dźwięk odbijający się od kratek będzie kierowany w różnych kierunkach. Zapewnia również rozpraszanie czasowe, ponieważ istnieją nieco różne odległości, które dźwięk musi pokonać, zanim zostanie odbity od tylnej części studni. Ponadto każda studnia jest "dostrojona" do innej częstotliwości (długość fali głębokości studni) i w bliskim sąsiedztwie studni ta rezonans jest słyszalna. To jest jeden z powodów, dla których dobrze jest być w pewnej odległości od Kratki Faz Odbicia, umieszczając te rezonanse wystarczająco daleko, aby nie były już słyszalne.

GIK Acoustics GridFusor

Ponadto ten styl rozpraszacza akustycznego nie ma naprawdę równomiernego rozpraszania we wszystkich kierunkach; jego efekt rozpraszania jest zoptymalizowany przy dostrojonej częstotliwości i jej oktawach, tworząc "płatki" w rozpraszaniu, z przyzwoitą dyspersją między każdą oktawą. Wracając do analogii fragmentu kuli bilardowej, oznacza to mniej fragmentów "eksplodowanej" lub rozproszonej kuli bilardowej, chociaż są one równomiernie rozmieszczone.

Ale nawet z tymi ograniczeniami, dyfuzory z fazą odbicia, takie jak dyfuzor kwadratowy Q7D Quadratic Residue Diffuser lub GridFusor, są wysoce skuteczne w swoim zakresie działania. Pod warunkiem, że są używane w sytuacjach, gdzie ich mocne strony są maksymalizowane, a słabości minimalizowane, często pozostają najlepszą opcją dla ogólnej wydajności dyfuzji akustycznej, gdy pozwala na to przestrzeń i budżet.

Dyfuzory geometryczne

GIK Acoustics Evolution PolyFusor

Dyfuzory geometryczne są być może najprostszym typem dyfuzorów, ponieważ są to proste powierzchnie odbijające wygięte do wypukłej zakrzywionej powierzchni. Ten kształt zapewnia inny kąt odbicia w zależności od kąta padania, zapewniając efekt rozpraszania akustycznego i mierzalną dyfuzję. Dyfuzory geometryczne dobrze nadają się również do projektów hybrydowych; mogą być zarówno dyfuzyjne, jak i absorpcyjne. Wydajność dyfuzji jest dobra dla normalnego padania, innymi słowy, dźwięków, które pochodzą bezpośrednio przed dyfuzorem polowym. Wydajność dyfuzji dla ukośnego padania, czyli dźwięków, które uderzają w dyfuzor pod kątem, nie jest tak dobra.

Dyfuzory geometryczne korzystają również z rozstawienia ich od siebie. Umieszczenie 2 tych samych kształtów bezpośrednio obok siebie tworzy między nimi wklęsły kształt i może powodować rezonanse przez skupianie fal dźwiękowych. Absorpcja jest często lepszym wyborem do flankowania dyfuzora geometrycznego. Używane we właściwy sposób, dyfuzory geometryczne, takie jak Evolution PolyFusor, mogą również przynosić doskonałe rezultaty, szczególnie gdy są używane w połączeniu z innymi zabiegami akustycznymi.

Amplituda binarna

GIK Acoustics Panele akustyczne Amplitude™

Dyfuzory amplitudy binarnej to inna metoda zapewniania dyfuzji. Podobnie jak refleksyjne siatki fazowe, również opierają się na sekwencjach matematycznych, ale zamiast mieć studnie o różnej głębokości, stosują sekwencję powierzchni, które naprzemiennie odbijają i pochłaniają. Ta binarna (odbicie LUB pochłanianie) sekwencja tworzy zmienną impedancję i zapewnia dyfuzję. Dyfuzja może być płaska (jednowymiarowa) lub dwuwymiarowa.

Ogólnie rzecz biorąc, wydajność dyfuzji może nie być tak dobra jak w przypadku refleksyjnych siatek fazowych, ale ten projekt oferuje kilka zalet:

• Absorpcja i Dyfuzja razem. Tego typu dyfuzory z natury zapewniają zarówno akustyczną absorpcję, jak i dyfuzję przy różnych częstotliwościach, co jest bardzo przydatne, szczególnie w małych pomieszczeniach, gdzie nie można mieć zbyt dużej absorpcji niskich częstotliwości, ale chce się zachować wysoką żywość lub atmosferę. Ten styl dyfuzora ma po prostu przyjemne brzmienie, które różni się od innych projektów dyfuzorów lub samej absorpcji.
• Bliższa Proksymacja. Jedną z zalet dyfuzorów amplitudy binarnej jest to, że można siedzieć bliżej nich bez tych samych negatywnych efektów jak przy dyfuzji siatki fazowej. Ten drugi typ dyfuzji opiera się na studniach o różnych długościach i rezonansach, co powoduje słyszalne zabarwienie, jeśli jesteś wystarczająco blisko. Mechanizm dyfuzji amplitudy binarnej nie wytwarza rezonansów w ten sam sposób, więc nie zabarwia dźwięku w bliskiej odległości.
• Zminimalizowane Lobing. Lobing to jeden z artefaktów niektórych projektów dyfuzorów, ale dyfuzory amplitudy binarnej nie wykazują tak dużego lobingu jak inne projekty, nawet gdy ich sekwencja jest powtarzana.
• Lepsza Estetyka. Dyfuzory amplitudy binarnej mogą być zbudowane z jednolitą głębokością, co często jest znacznie bardziej akceptowalne pod względem dopasowania i wykończenia do istniejącej architektury i wystroju. Ponadto, panele mogą być dość cienkie (dostępne w opcjach płyt 1D Alpha i 2D Alpha), a mimo to zapewniają skuteczną dyfuzję. Mogą być również pokryte tkaniną, aby nadać jednolity wygląd z innymi produktami (absorbenty, pułapki basowe) w innym miejscu w pomieszczeniu.

Dzięki wszystkim tym zaletom, Panele Akustyczne Amplitude™ są często lepszym wyborem dla akustyki małych pomieszczeń. Zapewniają dyfuzję z cieńszymi, bardziej estetycznie przyjemnymi panelami, które można łatwiej zintegrować z małymi, domowymi pomieszczeniami, a także działają lepiej w wielu sytuacjach, ponieważ słuchacz może być bliżej nich, a wiele paneli Amplitude™ można umieścić obok siebie bez utraty wydajności z powodu lobingu. Panele Amplitude™ zapewniają również absorpcję przy niższych częstotliwościach, co zawsze pomaga w małych pomieszczeniach. Ponadto przednia powierzchnia panelu Amplitude™ zapewnia również efekt membrany, co zwiększa absorpcję przy częstotliwościach basowych, co ponownie jest bardzo korzystne w małych pomieszczeniach.