Один из самых популярных вопросов любителей хорошего звука касаемо акустики помещения сводится к поиску того, чем можно занять свободное пространство на стене между громкоговорителями так, чтобы это было не только красиво, но еще и полезно. Предложу вам мой вариант ответа на этот вопрос, отличный от картины или ковра.
Микродиффузоры - что это такое и откуда появилось?
Микродиффузорами я называю очень миниатюрную копию (от 5х5 см) обычных трехмерных диффузоров, с которыми все вы знакомы. Идея сделать такое изделие впервые пришла мне около года назад и весной этого года я принялся за ее оформление и реализацию. Предпосылки были следующими:
1. Размещение диффузоров "стандартных" (от 60х60 см) размеров это затея, связанная с выделением достаточно большого количества места, переноской тяжестей, сложностью монтажа и т.д. Даже при желании что-то сделать с акустикой помещения - связываться с таким решением нужно очень захотеть. Мне хотелось сделать что-нибудь попроще в плане производства и инсталляции.
2. Бытовые решения в виде картин и ковров безусловно дают какой-то эффект, но он является непрогнозируемым и его хоть какая-то оценка возможна только после применения. Кроме того, эффективность таких средств на фоне специализированных обычно бывает мала. Диффузор, пусть даже очень маленький - это специализированное средство акустической обработки на основании расчета.
3. Среди специализированных решений спросом пользуется в большинстве случаев акустический поролон, который по сути своей является поглотителем. В случае, если решается задача построения домашнего кинотеатра с целевым временем затухания, это правильный путь, во всех остальных случаях - нет. Любой диффузор же это прежде всего рассеивание, а только потом поглощение.
4. Передо мной стояла задача обработать сложные поверхности (потолок, балконная дверь, стекло и т.п.).
Проектирование и выбор инструментария
Первое, что я обнаружил - так это то, что ни одна из известных мне программ не умеет считать диффузоры в тех размерах, в которых мне предстояло их изготовить. В итоге я остановился на QRDude, результаты расчетов которой экстраполировал на требуемый мне диапазон частот, после чего еще немного поправил вручную.
На основе этих исходных данных создал твердотельные модели изделий в трехмерном редакторе и адаптировал их под возможности производства (сделал небольшие радиусы вместо острых углов, например). Спор между деревом на фрезерном станке и пластиком на 3D принтере решился в пользу последнего исходя из соображений снижения стоимости (во всех смыслах, прежде всего - трудозатрат). Ручная обработка деревянных изделий при тысячном тираже слишком дорогое удовольствие.
Создание ассортимента: цвет, форма и размер
Пластики не предоставляют такую богатую палитру оттенков, как колерованная краска, но кое-что найти используя материалы разных производителей все-таки можно. Я хотел сделать пано оттенков коричневого цвета, поэтому остановился на "коричневом" от DEXP, а также "какао" и "шоколаде" от FDPlast (на фото ниже расположены в указанном порядке - может быть кому-нибудь пригодится). После печати все изделия прошли обработку поверхности до состояния сатин с помощью ацетоновой бани.
Изделия решил промаркировать следующим образом - μDi в качестве названия (μ приставка "микро", Di сокращение от "Diffusor") и несколько цифр, отвечающих за размер в сантиметрах и "порядок" диффузора. Соответственно 511 с фотографии выше говорит о том, что данный μDi имеет 11 ячеек (итого 121 ячейка на изделие), расположенных вдоль стороны 5 см (основание всех изделий сделано в форме квадрата).
Чтобы случайно не создать себе фильтр, настроенный на определенную частоту, а также чтобы разбавить хаотичность цветового заполнения поверхности хаотичностью формы - решил делать μDi разного "порядка" (с разным количеством ячеек), т.е. рассчитанные на разный диапазон частот, т.к. рабочая частота зависит от геометрических размеров ячейки. Поскольку на выбор конкретных значений влияло не только желание, но и возможность изготовления в вменяемые сроки, то предварительно провел эксперимент, напечатав все возможные варианты.
μDi 531 это изделие максимального "порядка", которое мне удалось напечатать. Я был впечатлен, держа в руках кроху, в которой поместилась 961 ячейка. К сожалению, печать заняла неприличное время (более суток) из-за огромного количества накладных перемещений 3D принтера в процессе работы, в то время как собратья менее сложной организации печатались существенно быстрее: μDi 507 за 3 часа, μDi 511 за 5 часов. На них и решил остановиться.
Изначально я хотел провести обработку деталями трех разных размеров - 5х5, 10х10, 15х15 см. От самых больших экземпляров пришлось отказаться - помимо крайне долгой печати, как и в случае с μDi 531, они требовали приличного количества материала и сильно увеличивали бюджет проекта. Дело в том, что с увеличением размеров в длину и в ширину, неизбежно растет и высота. И если изделия 5х5 см имеют высоту порядка 2 см, то для 15х15 высота составляет уже около 6 см. Таким образом по занимаемой площади они относятся как 1:9, а вот по объему как 1:27 (расход материала в 3 раза выше на ту же занимаемую площадь).
Инсталляция
Изначально я планировал закрыть на потолке участок размером 180х120 см в виде прямоугольника, но принимающая участие в инсталляции супруга вмешалась заявив, что прямоугольник это вообще-то скучно и нам нужно сделать рваный край так, чтобы он производил впечатление некоторой незавершенности... В итоге получилась вот такая вот композиция.
На нижнюю сторону каждого μDi я наклеил двухсторонний скотч в надежде на то, что этого будет достаточно для того, чтобы зафиксировать изделия на потолке. Первое же проветривание показало, что я ошибся - началось диффузоропадение. Видимо это произошло из-за слишком разных коэффициентов температурного расширения скотча и обрабатываемой поверхности. Жидкие гвозди помогли оперативно исправить ситуацию без значительного усложнения процедуры инсталляции. На все пано ушло около 3 часов при работе вдвоем.
Итого на потолке поселилось 60 696 ячеек в 648 изделиях и сверху в качестве вишенки на торте тот самый μDi 531. Я получившимся результатом в целом остался доволен ("коричневый" слегка пестрит на фоне "какао" и "шоколада"), обязательно буду проводить аналогичную обработку всей площади потолка, когда придет время кино и музыке переезжать в отдельное помещение. Помимо потолка в комнате также был обработан пластик в нижней части балконной двери (изделиями белого цвета).
Результаты замера и прослушивания
Согласно расчету работать данная инсталляция должна начиная минимум с 4 кГц и заканчивая уже за 20 кГц. На графике ниже красная кривая это замер "до", зеленая кривая замер "после", кривые представлены без сглаживания (соответствует настройке 1/48 в REW).
Моя интерпретация полученного результата звучит следующим образом:
1) Диапазоны 5-11 кГц и 16-17,5 кГц стали обладать лучшей линейностью (за исключением небольшого горба на 9,7 кГц). При этом последний диапазон еще и выиграл по уровню. Скорее всего это произошло за счет свойств поверхности (ГКЛ поглощает в данном диапазоне больше пластика).
2) Диапазон 10,3-15,3 кГц, а также 19+ кГц естественным образом потеряли в уровне за счет процесса рассеивания в ячейках. Оцениваю потери незначительными как в абсолютных величинах, так и относительно полученной линейности (в том числе в этих диапазонах частот).
3) До 1,7 кГц никакой разницы по большому счету нет (ниже 500 Гц графики вообще совпадают 1 в 1), но вот после этой границы и вплоть до 5 Гц она есть. При этом наиболее заметна она именно на нижнем промежутке в диапазоне 1,7-2,8 кГц, хотя и в диапазоне 3,4-4,3 кГц положительный эффект тоже наблюдается. Это стало для меня небольшим сюрпризом.
Что касается результатов "просмотра", то "I'm Gotham's reckoning" и "Your punishment must be more severe" из "The Dark Knight Rises" обрели четкие очертания в почти безжизненной интонации из-под маски. При спусках в атмосферу на кораблях "Ranger" и старте ракеты в "Interstellar" стали более явным образом ощущаться сопротивление воздуха и объемы истекающего горящего газа. В целом выразительность актеров с низким голосом выиграла за счет повышения разборчивости в произносимых шипящих и свистящих звуках верхнего диапазона при бедности в среднем диапазоне - отсюда и другое впечатление от соответствующих звуковых эффектов. А еще лучше стало ощущаться помещение, в котором разыгрывается та или иная сцена. Думаю, что это связано непосредственно с эффектом эха, который обычно используют для создания объема помещения.
По прослушиванию - тарелки и кисточки в малых составах стали яснее, на "Within" с "Random Access Memories" это становится слышно сразу. В больших составах этого практически не заметно, т.к. послезвучия значительной своей частью тонут в общей массе музыкального материала. Однако паузы с акцентами и в этом случае стали более выразительными. Но больше всего на мой взгляд преобразилось звучание исполнителей эмбиента - все эти скрежещущие, сыплющие, трескающие, рвущие и т.п. звуки изменились до неузнаваемости. В "Hijack" и "Sea Wall" с "Blade Runner 2049" набор беспорядочного шума стал гораздо лучше передавать ту атмосферу, которая была задумана для восприятия с учетом одновременного просмотра сопутствующего видеоряда.
Вот такая вот история о том, чем еще можно было бы занять свободное место на стене. Желаю всем удачи в реализации смелых идей!
