مطالب توسط

آکوستیک اتاق چیست؟ (بخش سوم)

— پاسخ ضربه —

 تا بدینجا دیدیم که بازتاب‌نگار، نمایشی از بازتاب‌هایی است که به گیرنده می‌رسند. با این‌حال، بازتاب‌نگار نسخه‌ای ساده‌شده از آن چیزی است که در واقعیت رخ می‌دهد. بازتاب‌نگار فقط بازتاب آینه‌ای را نشان می‌دهد، با این فرض که هیچ اختلاف فازی بین آنها وجود ندارد؛ اما در واقعیت، ترکیبی از بازتاب‌های ابتدایی و تأخیری همراه با جذب پیشرونده و پراکنده شدن از تمامی سطوح نموداری پیچیده را شکل می‌دهد که شامل اطلاعات فازی است و آن را «پاسخ-ضربه»[1] می‌نامند.


پاسخ-ضربه مفهومی رایج در انواع سامانه‌های نوسانی است: سامانه‌های الکتریکی، سامانه‌های مکانیکی و غیره. پاسخ-ضربه خواصِ سامانه را، صرف‌نظر از پارامترهای ورودی، توصیف می‌کند. بنابراین، در کلاس درسی که هندسه و مصالح ثابتی دارد، همواره صدای معلم از دیوارها در جهتی یکسان بازتاب می‌یابد که صرف‌نظر از مکان معلم است. این حالت تا جایی صدق می‌کند که دانش‌آموزان در مکانی ثابت برای گوش کردن قرار داشته باشند. برای آنکه به تصویری آکوستیک از اتاق دست یابیم، باید پاسخ-ضربه را در موقعیت‌های مکانی مختلفی از لحاظ منبع-گیرنده ترسیم کنیم.
          در زمان اندازه‌گیری، پاسخ-ضربه در هر موقعیتِ مکانی در اتاق برای منبع و گیرنده منحصربه‌فرد است، اما به سطح واقعی صدا وابسته نیست. مهم‌ترین منبع اطلاعات برای تمامی ویژگی‌های صوتی اتاق محسوب می‌شود که تا پیش از این، به آنها اشاره کردیم.

می‌بینیم که پاسخ-ضربه با بازتاب‌نگار شباهت‌هایی دارد؛ بنابراین می‌توان آن را نیز به قسمت‌های ابتدایی و تأخیری تقسیم‌‌بندی نمود. با این‌حال، چون برحسب اندازه‌گیریِ ارتعاشاتِ فشار صدا[2] از طریق میکروفن به‌دست آمده است، اُفت نمایی دارد و هر دو سوی مثبت و منفی محور عمودی را اشغال می‌کند (اطلاعات فازی).


مدت زمان طنین:
پربسامدترین پارامتر مورد استفاده در آکوستیک اتاق است. به‌طور تقریبی، مدت زمان اُفت و توقف صدا تا سطحی غیرقابل شنیدن پس از خاموش شدن منبع قوی صداست.پارامترهای صوتی اتاق

 پارامترهای صوتی اتاق را براساسِ انرژی پاسخ-ضربه محاسبه می‌کنند (همان‌طور که در بالا مشاهده کردیم). همچنین، این پارامترها، کمیّت ویژگی‌های مختلف صدا در اتاق را مشخص می‌کنند. اگر کسی از ما بپرسد: «کیفیت صدا در این اتاق چطوره؟» شاید بتوانیم این‌طور پاسخ بدهیم: «خشکه، مرده، غنی، بلند، ماندگاری زیادی دارد، شنیدن صدای دیگران در اینجا سخته، نامفهومه و نظایر این موارد.» می‌توان تمام این قضاوت‌ها را با پارامترهای عینی که پارامترهای صوتی اتاق نام دارند بیان کرد. در دستورالعملِ کاربرانِ برنامۀ ODEON، فهرست کاملی از این مورد دیده می‌شود، اما در زیر به برخی از مهم‌ترینِ این موارد اشاره می‌کنیم:

 

 رایج‌ترین تجربه در مدت زمان طنین[3] در فضا، مربوط به زمان تشویق کردن است. این حالت به منبع صدای بلندی مربوط می‌شود که تقریباً به‌طور آنی، خاموش و روشن می‌شود و صوتی روبه‌افول از خود بر جا می‌گذارد که تا لحظۀ توقفِ کاملِ آن ، چند ثانیه طول می‌کشد (یا کمتر از چند ثانیه که به اتاق بستگی دارد). مدت زمان طنین می‌تواند اطلاعاتی دربارۀ اندازه و قدرت جذب اتاق در اختیار ما قرار دهد. اتاق‌های بزرگ با سطوح بازتابی صدا، مدت زمانِ طنین طولانی‌تری دارند، در حالی‌که اتاق‌های کوچک با سطوح جاذبِ صدا مدت زمان طنین کوتاهی دارند. مدت زمان طنین اتاق را به‌صورت زمانی تعریف می‌کنیم که پس از خاموش شدن منبع، لازم است تا صوت به 60 دسی‌بِل برسد. این حالت با T60 نمایش داده می‌شود. با وجود این، طی اندازه‌گیری عملیِ مدت زمان طنین، همواره سطح قابل توجهی از سروصدای پس‌زمینه‌ای طی ضبط صدا وجود دارد (صدای محیط، صدای ادوات الکتریکی و غیره) که باعث کاهش بازۀ دینامیکی قابل استفاده تا کمتر از 60 دسی‌بِل می‌شود. بنابراین، طی اندازه‌گیری، مدت زمان طنین را برمبنای بازۀ اُفت کوچکتر محاسبه می‌کنند (10، 20 یا 30 دسی‌بِل) و سپس، زمان به‌دست‌آمده را در ضریبی مناسب ضرب می‌کنند تا زمان برای اُفت تا 60 دسی‌بِل مشخص شود.

در روش‌های اندازه‌گیری مدرن از منبع سروصدا، که باعث نوسان تصادفی در نتایج می‌شود، استفاده نمی‌‌شود. در عوض، پاسخ-ضربه را با منبع-ضربه یا سینوس-روبش[4] و پس از آن، با پردازش مناسبِ سیگنال‌ها اندازه می‌گیرند. اگر توان دومِ پاسخ-ضربه را حساب کنیم، انرژی پاسخ-ضربه به‌دست می‌آید. منحنیِ معکوس انتگرال توان دوم پاسخ-ضربه، منحنی اُفت کاملی برای مکانی واقعی در اتاق محسوب می‌شود؛ زیراکه این منحنی حاصلِ میانگین‌گیری از تعدادِ بیشماری از منحنی‌های نویزِ گسسته است. محاسبۀ مدت زمان طنین از روی منحنی اُفت به سه نوعِ متفاوت از مدت زمان طنین منجر می‌شود. در نمودار زیر، فرایند را مشاهده می‌کنید:

          در زیر به سه نوعِ متداول از مدت زمان طنین اشاره می‌کنیم:

  • مدت زمان اُفت ابتدایی[5] حاصل اولین اُفتِ 10دسی‌بل از منحنی معکوس انتگرال اُفت است که خط رگرسیون خطیِ متناسب را بین 0 تا 10- دسی‌بِل اعمال می‌کند. فرض بر خطی بودنِ اُفت است و با توجه به برون‌یابیِ بازۀ 10 تا 60 دسی‌بِل، از ضریب 6 استفاده می‌کنیم. در مثال مذکور، زمان سپری‌شده برای اُفت 10 دسی‌بل، 0.2 ثانیه بود. بنابراین EDT=6*0.2=1.2 s.

مدت‌ زمان اولیه اُفت فقط به اولین بازتاب صدا مربوط می‌شود. اگر منبع صدا پیوسته باشد (مثلاً، سخنرانی یا موزیک)، طنین‌های بسیاری از یک صدا به‌سبب صوت دیگر مخفی می‌مانند و در نتیجه، قسمت تأخیری طنین نامحسوس باقی می‌ماند. ممکن است برای بررسی طنینِ تجربه‌شده از منبعِ پیوستۀ صدا، مدت زمان اُفت ابتدایی پارامتر بهتری نسبت به مدت زمان طنین باشد.

چون صوت مستقیم بر قسمت ابتدایی اُفت چیره است و شیب بیشتری نسبت به دیگر قسمت‌ها دارد، مدت زمان اُفت ابتدایی معمولاً کوتاه‌تر از دیگر انواع مدت زمان طنین است؛

  • مدت زمان طنین T20 حاصل اعمال خط رگرسیون متناسب بین 5- دسی‌بل و 25- دسی‌بل و سپس، ضرب بازۀ زمان در 3 است. در مثالِ بالا، T20=3*0.6=1.80s؛
  • مدت زمان طنین T30 شبیه مورد بالاست. خط رگرسیون از 5- دسی‌بل تا 35- دسی‌بل پیدا می‌شود و سپس بازۀ زمانی در 2 ضرب می‌گردد. در مثال مذکور، T30=2*0.93=1.86s.

شفافیت: وضوح شنیدن کلام یا موزیک توسط شنونده را توصیف می‌کند. بازتاب‌های تأخیری باعث تضعیف شفافیت صدا می‌شوند. بنابراین، هرچقدر مدت زمان طنین بیشتر باشد، شفافیت کمتر است.

اندیس انتقال کلام: شبیه شفافیت است و از آن برای توصیف میزان وضوح کلامی که در اتاق منتقل می‌شود و شنونده آن را دریافت می‌کند استفاده می‌شود. محاسبۀ اندیس انتقال کلام[6] پیچیده‌تر از شفافیت است؛ زیراکه دامنۀ نوسان کلام و سروصدای پس‌زمینه را نیز در نظر می‌گیرد. این پارامتر از صفر (بد) تا 1 (عالی) متغیر است و واحد ندارد. این پارامتر را طبق استاندارد IEC 60268-16 محاسبه می‌کنند.

فرق آکوستیک اتاق و آکوستیک بنا چیست؟

آکوستیک اتاق، توصیف انواع پدیده‌های صوتی در فضایی بسته است؛ اما آکوستیک بنا[7] چگونگی انتقال از یک فضا به فضایی دیگر در بنایی یکسان را توصیف می‌کند. آکوستیک بنا با عایق‌بندیِ صوتی بین دیوارها و عایق ارتعاش بخش‌های مختلف سازۀ بنا ارتباط زیادی دارد. به صدایی که در هوا و از طریق دیوارهای جداکننده منتقل می‌شود «صدای هوابُرد»[8] می‌‌گویند، اما به صدایی که به‌واسطۀ ارتعاشات سازه انتقال می‌یابد «صدای سازه‌بُرد»[9] می‌گویند.

 برنامۀ ODEON اصولاً نرم‌افزاری در ارتباط با آکوستیک اتاق است، اما ابزارهایی اساسی برای پیش‌بینی انتقال هوابردِ صدا از طریق دیوارها در اختیار ما قرار می‌دهد.

[1] Impulse- Response

[2] soundpressure

[3] reverberation time

[4] sine-sweep

[5] Early Decay Time (EDT)

[6] Speech Transmission Index

[7] Building Acoustics

[8] airborne sound

[9] structure-borne

مرجع : https://odeon.dk/learn/articles/room-acoustics

ترجمه : تیم باندل سی جی

مباحثی  که در ادامه خواهید خواند …

  • چگونه می‌توان از ODEON برای آکوستیک اتاق استفاده کرد؟
  • شیوۀ منبع تصویر
  • شیوۀ پراکنده‌سازی ابتدایی
  • شیوۀ رادیوسیتی پرتو
  • از مدل سه‌بُعدی تا ODEON
  • پدیده‌های مرسوم آکوستیک اتاق که ODEON پیش‌بینی می‌کند
  • پژواک
  • پژواک‌ لرزشی
  • متمرکز شدن
  • اثر زمزمه در گالری

آکوستیک اتاق چیست ؟ ( بخش دوم)

گیرنده‌ها

همۀ انسان‌ها، حیوانات و موجودات زنده که حس شنوایی دارند گیرنده در نظر گرفته می‌شوند. علاوه بر این، تجهیزات الکتروصوتی[1] نظیر میکروفن نیز گیرنده صدا محسوب می‌شوند و در دریافت اصواتی که انسان قادر به شنیدن آنها نیست و تبدیلِ امواج صوتی به علائمِ الکتریکی و توالی‌های عددی، به‌منظور پردازش در آینده، به ما کمک فراوانی می‌کنند.

به‌مانند منابع، ساده‌ترین نوعِ گیرنده را نقطه‌ای و همه‌سویه می‌نامند؛ به این معنی که صدا را از تمامی جهات، به‌طور یکسان، دریافت می‌کند. به‌طور معمول، پارامترهای صوتی اتاق را با میکروفن‌های همه‌سویه اندازه‌گیری می‌کنند. در این حالت، هر نوع اطلاعاتی در یک کانال ذخیره می‌شود.

با این‌حال، وقتی می‌خواهیم چگونگی کارکرد شنوایی انسان در فضایی خاص را تشریح کنیم، باید گیرنده را «دوگوشی»[2] در نظر بگیریم؛ یعنی گوش چپ و گوش راست و شکلِ سر، همگی، باید با هم به‌حساب بیایند. شنیدن با دو گوش تفاوت بسیاری با دریافت اصوات از تمامی جهات دارد؛ بنابراین اطلاعات صوتی در کانال دو ذخیره می‌شوند.

هندسه

ساده‌ترین شکل کلاس درس در مدارس ابتدایی، دست‌کم، 6 سطح دارد (مگر اینکه بخواهیم در داخل هرم درس بخوانیم…). تمامی سطوح در بازتاب صوت از منبع به گیرنده سهیم هستند که در نتیجه، اثری مرکب ایجاد می‌کنند. این اثر در هر اتاقی فرق می‌کند.

قسمت کوچکی از صدا، بعد از انتشار از منبع، مستقیماً به گیرنده می‌رسد (خط قرمز در شکل زیر). فقط یک خط است که منبع را مستقیماً به گیرنده وصل می‌کند. بنابراین، فقط یک صوتِ مستقیم وجود دارد. اگر فرض کنیم که منبعی همه‌سویه داشته باشیم، آنگاه صدا، به‌طور یکسان، به تمامی جهات پخش می‌شود که در نهایت، به دیواره‌های اتاق برخورد می‌کند و تغییر جهت می‌دهد. سرانجام، بسیاری از بازتا‌ب‌‌ها در زمان‌های متفاوت و بعد از صوت مستقیم، به گیرنده می‌رسند و «بازتاب‌نگار»[3] را شکل می‌دهند. در شکل زیر، خط آبی نشان‌دهندۀ بازتاب مرتبۀ اول است؛ چون صدا، پیش از آنکه به گیرنده برسد، به یک دیوار برخورد کرده است. از سویی دیگر، خط قرمز نشان‌دهندۀ بازتاب مرتبۀ دوم است؛ چون صدا، پیش از آنکه به گیرنده برسد، به دو دیوار برخورد کرده است.

[1] electroacoustic

[2] binaural

[3] reflectogram

بازتاب آینه‌ای در برابر بازتاب پراکنده. تصویر برگرفته از تحقیق جیانی‌جی46.[1]

به‌مانند ضریب جذب، ضریب پراکنده‌سازی نیز عددی بین 0 تا 1 است و به‌صورت کسری از انرژی صوتی بازتاب‌شده تعریف می‌شود که در جهاتی تصادفی پراکنده شده است (جهتی متفاوت با زاویۀ بازتاب آینه‌ای). به‌عبارت ساده‌تر، اگر زاویۀ صوت بازتاب‌شده با زاویۀ برخورد روی سطح صاف برابر باشد، ضریب پراکنده‌سازی 0 خواهد بود. از سویی دیگر، اگر همۀ انرژی به‌طور تصادفی بازتاب یابد، ضریب پراکنده‌سازی 1 است.

 

مرجع : https://odeon.dk/learn/articles/room-acoustics

ترجمه : تیم باندل سی جی

مباحثی  که در ادامه خواهید خواند …

  • بازتاب‌های ابتدایی و تأخیری
  • مصالح
  • پاسخ-ضربه
  • فرق آکوستیک اتاق و آکوستیک بنا چیست؟
  • چگونه می‌توان از ODEON برای آکوستیک اتاق استفاده کرد؟
  • شیوۀ منبع تصویر
  • شیوۀ پراکنده‌سازی ابتدایی
  • شیوۀ رادیوسیتی پرتو
  • از مدل سه‌بُعدی تا ODEON
  • پدیده‌های مرسوم آکوستیک اتاق که ODEON پیش‌بینی می‌کند
  • پژواک
  • پژواک‌ لرزشی
  • متمرکز شدن
  • اثر زمزمه در گالری

ویژگی‌های گرافیکی در تغییر عکس‌ها

امروزه استفاده از نرم افزارهای گرافیکی بسیار رایج شده است و جالب است بدانید که این نرم افزارها دارای قابلیت‌های بسیاری هستند و به خاطر ویژگی‌های گرافیکی‌شان مورد توجه قرار گرفته‌اند؛ که در ادامه، به بررسی بعضی از ابزارها و ویژگی‌های این نرم افزارها می‌پردازیم.

,

5 پلاگین SKETCHUP که همه نیاز دارند

امروزه استفاده از نرم افزارهای گرافیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است و یکی از آن‌ها نرم افزار اسکچ‌آپ است که دارای قابلیت‌های بسیاری است که در ادامه، به بررسی ابزارهای این نرم افزار می‌پردازیم.

«آکوستیک اتاق» چیست؟ (بخش اول)

«آکوستیک اتاق»[1] حوزه‌ای از علم صوت‌شناسی است که چگونگی پخش صدا در فضایی بسته یا نیمه‌بسته را توضیح می‌دهد. هر فضا، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد که بر کیفیت صدا اثرگذار است؛ چه آن صدا سخنرانی باشد یا موسیقی یا هر صوتِ دیگری! مهندسِ آکوستیکِ اتاق تلاش دارد تا رفتار صدا در فضا را درک کند و آن را با اهداف گوناگون متناسب نماید. 


[1] Room Acoustics

(بیشتر…)

سیستم مناسب برای رندرینگ؟

سیستم رندرینگ چیست؟

رندرینگ فرایند ، تولید تصویر از مدل با استفاده از نرم افزار رایانه ای است. در زمینه ارائه گرافیک رایانه ، رندر نرم افزار به یک فرآیند اشاره دارد که به ASIC های سخت افزاری گرافیکی ، مانند کارت گرافیک ، وابسته نیست.

(بیشتر…)

بررسی لومیون 11

بررسی قابلیت های جدید لومیون 11

بالاخره لومیون 11 هم از راه رسید و با قابلیت های جدید خود خودنمایی کرد. Lumion 11 آخرین نسخه از سری نرم افزارهای قدرتمند رندرینگ RealTime می باشد که با قابلیت های بی نظیری عرضه شده است.

(بیشتر…)

نقد و بررسی موتور رندرینگ D5 Render

موتور رندرینگ D5 Render

رقابت موتورهای رندرینگ روز به روز جدی تر می شود و اینار موتور رندرینگ D5 Render آماده است که با تکیه بر تکنولوژی RTX-accelerated درکارتهای گرافیک سرعت و کیفیتی بی نظیر را به کاربران تقدیم نماید.

(بیشتر…)

نقد و بررسی رویت 2021

نرم افزار REVIT 2021 – اتودسک رویت ۲۰۲۱ :

رویت نرم افزار مناسبی برای مدل سازی اطلاعات ساختمان می باشد که استفاده از آن در پروژه های طراحی سبب بهبود مدل سازی ها می گردد.ویژگی های جدید و تنظیمات موجود در نرم افزار Revit استفاده از آن را در طراحی ها و مدل سازی های گوناگون آسان تر کرده است.

(بیشتر…)