2.
Ongecontroleerde reflecties van vloer, zijwanden en
plafond
Het is in de meeste gevallen onvermijdelijk dat
luidsprekers dicht bij de
vloer en de zijwanden worden
opgesteld. De afstand tot het plafond is doorgaans
wat groter. We zullen het hier vaak hebben over
reflecties via de zijwanden -- kortweg zijreflecties (afbeelding
rechtsboven), maar
de uitleg is in principe van toepassing op alle
zogenaamde "vroege
reflecties", dus
ook de reflecties die via de vloer, het plafond en de
voorwand op de luisterplaats arriveren. De aanduiding
"vroeg"
refereert aan de geringe tijdsvertraging die optreedt
tussen het directe geluid en het gereflecteerde
geluid.
Het geluid van de luidsprekers bereikt de luisteraar
dus voor een deel direct (zonder reflectie), maar zal
tevens gereflecteerd worden (indirect geluid) via de
zijmuren, de vloer en het plafond, alvorens op de
luisterplaats aan te komen. We noemen dit "de
eerste of vroege reflecties"
Vroege reflecties kunnen zowel op zichzelf als in
samenhang (als deel van het
indirecte geluidsveld) de
geluidskwaliteit verminderen en verminken. Er is een
voortdurende en frequentie-afhankelijke wisselwerking
tussen de vloer- en zijreflecties enerzijds, en het
direct door de luidsprekers afgestraalde geluid
anderzijds. Dit zal de klankbalans van de muziek
daarom ook voortdurend in wisselende mate aantasten.
De afbeelding rechtsboven toont
op welke wijze het geluid, dat op de luisterplaats
wordt gehoord, in feite een combinatie is van direct
en indirect geluid. In de tekening wordt de zgn. eerste
reflectie via
de zijwanden getoond. In de
twee afbeeldingen daaronder zie
je dat eerste reflecties niet alleen via de zijwanden
reizen, maar evengoed via de achterwand, de voorwand,
de vloer en het plafond.
Veel reflecties zullen bovendien pas na
weerkaatsing door twee of nog meer oppervlakken op de
luisterplaats arriveren: een toename van bovenstaande
negatieve kenmerken zullen in zekere mate het gevolg
zijn. Met deze 'tweede, derde en zelfs tiende
reflecties' erbij ontstaat al
gauw, en bovendien in
drie dimensies, een wilde
mengeling van ongecontroleerde reflecties, die
samen met het directe geluid op de luisterplaats
hoorbaar worden.
Ook dit is te zien in de
derde tekening van boven in de
rechtse kolom.
Vroege
reflecties kleuren de klankbalans van de muziek
op drie manieren:
- Ten eerste is de
buiten de luisteras optredende
frequentiekarakteristiek van nagenoeg
alle luidsprekers ('off-axis
karakteristiek')
beduidend minder
recht (vlak
en correct) dan die welke op de luisteras
wordt gemeten ('on-axis').
Het geluid dat naar bezijden toe door de
luidsprekers wordt afgestraald (en
middels reflectie via de zijwand op de
luisterplaats terechtkomt) kan van
huis uit al behept
zijn met flinke pieken en dalen in de
frequentiekarakteristiek.
- Ten tweede zullen
de akoestische kenmerken van de zijwanden
het weerkaatste geluid verder
kleuren.
Als deze wanden bijvoorbeeld hoge
frequenties absorberen, maar niet of
nauwelijk de middenfrequenties aanpakken,
dan zullen zulke reflecties met heel
wat minder treble-informatie bij
de luisteraar aankomen.
- Tenslotte, als
direct en indirect geluid samenvallen,
hoort de luisteraar een combinatie van
het directe geluid dat van de luidspreker
afkomstig is, plus een
licht vertraagde en gekleurde versie
daarvan die
door de zijwanden wordt weerkaatst.
De tijdvertraging wordt
veroorzaakt doordat het gereflecteerde
geluid een iets langere weg aflegt tussen
geluidsbron en luisteraar als het directe
geluid, zoals de afbeeldingen allemaal
laten zien. Omdat geluid zich met een
snelheid van 344m/s voortplant in de
vrije lucht kunnen we gemakkelijk de
vertraging uitrekenen. Als de verlenging
van de afgelegde weg voor het
gereflecteerde geluid in bovenstaande
figuur bijvoorbeeld 1 meter zou zijn, dan
zal dit geluid 34,4ms (milliseconden) na
het directe geluid arriveren
op de luisterplaats.
Dit
alles resulteert in een fenomeen dat het
kamfiltereffect wordt genoemd.
Het is
een opeenvolging van steile pieken en
dalen in de frequentiekarakteristiek, die
sterke gelijkenis vertoon met een kam.
Dit effect is het gevolg van opbouwende
en afbrekende interferentie tussen de
directe en de indirecte geluiden. Het
faseverschil (of looptijdsverschil)
tussen de twee geluidssignalen
veroorzaakt uitdoving bij bepaalde
frequenties en versterking bij andere,
hetgeen uiteindelijk wordt bepaald door
het lengteverschil van de door direct en
indirect geluid afgelegde wegen tot de
luisterplaats.
Bij voornoemde drie aspecten van kleuring
dien je ook de uitwerking van kleuring te
voegen die late reflecties genereren.
Deze is weliswaar zwakker in uitwerking,
maar niettemin van eenzelfde orde als die
van de vroege reflecties.
Het is ongetwijfeld duidelijk dat dit alles in
samenhang onvermijdelijk een
gemêleerde vorm van kleuring oplegt aan de weergave
zoals deze op de luisterpositie wordt gehoord. Het
gevolg hiervan is, met name in een akoestisch
onbehandelde ruimte, een geluid met een (soms
behoorlijk) gewijzigde klankbalans ten opzichte van
het direct door de luidsprekers afgestraalde geluid.
Vroege en late
reflecties van een ruimte resulteren samen
in één belangrijke oorzaak voor het gegeven
dat eenzelfde
luidspreker behoorlijk verschillend zal
klinken
in verschillende ruimtes.
Vroege reflecties zullen
echter niet alleen de spectrale
balans (het tijdsdomein betreffend) verschuiven
en/of veranderen, maar eveneens
een precieze (instrumenten)plaatsing in het
gereproduceerde geluidsbeeld aantasten.
Zulke coherente
reflecties presenteren 'virtuele'
(schijnbare) afbeeldingen van het signaal van de
luidsprekers, die ergens langs de zijwand of enige
andere wand kunnen 'verschijnen'. Hoewel een zekere
mate van willekeurige
reflecties of beheerste reflecties een
gevoel van ruimtelijkheid en afmetingen toevoegt aan
de sonische presentatie, zullen sterk coherente
reflecties de schijnbare
afstand tussen de luidsprekers doen toenemen. Dit
fenomeen versmeert dan
het ruimtelijk onderscheid tussen de individuele (instrumenten)beelden
en maakt het geluidsbeeld minder scherp gestoken en
accuraat. De podiumafbeelding raakt in zekere mate
vervormd.
Geluid reflecteert uiteraard ook via vloer en plafond
naar de luisterpositie. Vloerreflecties hebben de
neiging om de energie in het middelste basgebied te
reduceren, waardoor de presentatie dus een beetje
slanker kan worden. Het plafond heeft in de meeste
gevallen duidelijk minder invloed op het geluid dan
de zijwanden, vanwege de grotere
afstand die het via het plafond
gereflecteerde geluid moet afleggen tov die van de
zijreflecties.
Merk tevens op dat het geluid van dipolaire
luidsprekers, die
doorgaans zeer weinig energie richting plafond
afstralen, veel minder of niet beïnvloed zal worden
door plafondreflecties dan bij conventionele (puntbron)
luidsprekers het geval zal zijn.
Een in hoogte aflopend plafond
kan een voordeel zijn voor conventionele luidsprekers,
als deze vanaf het hoogste
gedeelte naar het laagste deel stralen,
waar dus de luisterplaats zal zijn. De hellingshoek
van het plafond (tenminste 1m
aflopend per 10m lengte)
heeft dan de neiging om plafondreflecties van
de luisterplaats weg te leiden.
Als de voorgestelde posities
dus zouden worden omgedraaid, dan worden deze
reflecties dus nog eens extra naar
de luisterplaats toe gericht!
Dat is bepaald niet de bedoeling...
|
hierboven:
zijreflecties zijn "vroege
reflecties" die via de zijwanden lopen
hieronder:
eerste reflecties of
vroege reflecties arriveren vanuit diverse richtingen;
ze bestaan altijd uit het directe muzieksignaal (zwart)
dat in tijd werd vertraagd,
in timbre werd gekleurd en ruimtelijk anders werd
gepositioneerd (rood en blauw)
ten opzichte van het direct afgestraalde geluid
hieronder:
er zijn niet alleen vroege
reflecties, die slechts één oppervlak hebben
geraakt,
maar er zijn ook late reflecties, die meerdere
oppervlakken hebben geraakt...
hieronder:
een zeer goede beheersing van alle ongewenste
reflecties
de vloerreflectie krijgt geen speciale behandeling,
omdat het plafond akoestisch werd behandeld...
|