Modelowanie dźwięku

Niniejszy artykuł poświęcony został tematyce kolumn głośnikowych. Podejmiemy w nim próbę rozwiania wielu mitów krążących na ich temat oraz wyjaśnienia, czym tak naprawdę są kolumny głośnikowe, zarówno te tradycyjne, jak i te z możliwością modelowania wiązki akustycznej.

Na początku wprowadźmy pewne podstawowe definicje z zakresu elektroakustyki, którymi będziemy operować w tym artykule. Głośnikiem będziemy nazywać pojedynczy przetwornik elektroakustyczny, który montuje się obudowie. Dopiero połączenie kilku głośników w jednej obudowie tworzy razem zestaw głośnikowy. Specjalnym typem zestawów głośnikowych są kolumny głośnikowe.

Czym jest kolumna głośnikowa?

Kolumna głośnikowa to dla wielu osób dowolny głośnik umieszczony w obudowie, jednak nie jest to do końca prawda. Kolumna głośnikowa to specyficzne urządzenie głośnikowe, które w swojej obudowie ma rozmieszczone w pionie od kilku do kilkunastu takich samych przetworników elektroakustycznych (głośników). Dzięki takiej budowie możliwe jest stworzenie źródła o właściwościach zbliżonych do źródła liniowego, oczywiście dla pewnego zakresu częstotliwości. Parametry akustyczne takiego źródła związane są bezpośrednio z jego wysokością, ilością umieszczonych w nim głośników oraz z odległościami pomiędzy przetwornikami. Postaramy się wyjaśnić zasadę działania tego specyficznego urządzenia, a także wyjaśnić zasadę działania coraz bardziej popularnych kolumn z cyfrowo sterowaną wiązką akustyczną.

Czym są kolumny z możliwością modelowania dźwięku?

Bardzo często kolumny głośnikowe spotykane ostatnio na naszym rynku mają możliwość modelowania wiązki akustycznej. Wymiarami oraz wyglądem bardzo przypominają tradycyjne kolumny, doskonale wszystkim znane i używane od lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. Cyfrowo sterowane kolumny znajdują swoje zastosowanie w podobnych instalacjach co ich analogowe poprzedniki. Tego typu urządzenia głośnikowe znajdziemy między innymi w kościołach, terminalach pasażerskich na dworcach kolejowych czy lotniskach, przestrzeniach publicznych, sądach czy halach sportowych. Jest jednak wiele aspektów, w których kolumny z cyfrowo sterowaną wiązką akustyczną przewyższają właściwościami tradycyjne rozwiązania.

Aspekty akustyczne

Wszystkie wymienione powyżej miejsca charakteryzuje stosunkowo trudna akustyka, związana z ich kubaturą i obecnością powierzchni mocno odbijających dźwięk, co przekłada się bezpośrednio na duży czas pogłosu RT60s (z angielskiego RT60 „reverbation time”) panujący w tych pomieszczeniach.

Takie pomieszczenia wymagają użycia urządzeń głośnikowych o dużej kierunkowości. Stosunek dźwięku bezpośredniego do odbitego musi być w nich odpowiednio wysoki, aby zrozumiałość mowy i muzyki była jak największa. Jeśli w trudnym akustycznie pomieszczeniu użyjemy tradycyjnych urządzeń głośnikowych o charakterystyce mniej kierunkowej, może okazać się, że wygenerowany dźwięk zostanie odbity od wielu powierzchni, przez co stosunek dźwięku bezpośredniego do odbitego znacznie zmaleje. W takiej sytuacji jedynie słuchacze znajdujący się bardzo blisko źródła dźwięku będą w stanie właściwie zrozumieć docierający do nich przekaz.

Aspekty architektoniczne

Aby uzyskać odpowiedni współczynnik jakości generowanego dźwięku w stosunku do ceny systemu nagłaśniania, powinno się wykorzystać niewielką ilość urządzeń głośnikowych o wysokim współczynniku Q (kierunkowości). Dlaczego zatem we wspomnianych obiektach takich jak dworce, terminale, kościoły nie znajdujemy dużych systemów tubowych czy line-array? Nasuwa się tutaj bardzo prosta odpowiedź – architekci tworzą te budowle, kierując się w dużej mierze estetyką. Duże systemy tubowe czy grona typu line-array nie pasują swoimi rozmiarami do architektury pomieszczenia, przez co architekci nie godzą się na ich zastosowanie. Kompromisem w tym wypadku bywały często kolumny głośnikowe, jeszcze zanim wymyślono dla nich specjalne układy DSP oraz możliwość kontroli każdego z przetworników. Urządzenia te można w łatwy sposób ukryć w architekturze pomieszczenia. Są one zwykle montowane przy samej ścianie i mogą zostać pokryte kolorem powierzchni ich otaczających. Jest to rozwiązanie znacznie bardziej atrakcyjne i przede wszystkim chętniej akceptowane przez architektów.

Line-array nie są nowością!

Zasadę działania źródła liniowego wraz z obliczeniami matematycznymi oraz opisem ich charakterystyk kierunkowości bardzo dobrze opisał Hary F. Olson swojej książce „Acoustical Engineering”, opublikowanej po raz pierwszy w 1940 roku. Znajdziemy tam bardzo dokładne wyjaśnienie zjawisk fizycznych zachodzących w kolumnach głośnikowych wykorzystujących właściwości źródła liniowego

W poniższej tabeli przedstawione zostały akustyczne właściwości tradycyjnych kolumn głośnikowych:

Jedną niekorzystną właściwością kolumn głośnikowych jest fakt, że odpowiedź częstotliwościowa takiego układu nie jest płaska. Ich konstrukcja niesie za sobą generowanie znacznie większej energii w zakresie małych częstotliwości. Energia ta ma na ogół charakter mniej kierunkowy, przez co pionowa dyspersja będzie znacznie większa niż dla większych częstotliwości. Jak powszechnie wiadomo, trudne akustycznie sale charakteryzuje zazwyczaj duży czas pogłosu w zakresie właśnie małych częstotliwości, co poprzez zwiększoną energię w tym paśmie częstotliwości w efekcie może powodować pogorszenie się zrozumiałość mowy.

Aby wyjaśnić, dlaczego kolumny głośnikowe zachowują się właśnie w ten sposób, przejdziemy krótko przez kilka podstawowych pojęć fizycznych dotyczących tradycyjnych kolumn oraz tych z możliwością cyfrowego sterowania wiązką akustyczną.

Interakcje źródeł punktowych

• Kierunkowość dwóch źródeł

Kiedy dwa źródła punktowe oddalone od siebie o połowę długości fali (λ/2), będą generować ten sam sygnał, sygnały poniżej oraz powyżej takiego układu będą się znosić, a na osi układu sygnał zostanie wzmocniony dwukrotnie (6 dB).

λ/4 (jedna czwarta długości fali – dla jednej częstotliwości)

Gdy dwa źródła oddalone są od siebie o długość wynoszącą λ/4 lub mniejszą (długość ta odnosi się oczywiście do jednej częstotliwości), zauważamy niewielkie zwężenie charakterystyki kierunkowej w płaszczyźnie pionowej.

λ/4 (jedna czwarta długości fali – dla jednej częstotliwości)

Gdy dwa źródła oddalone są od siebie o długość wynoszącą λ/4 lub mniejszą (długość ta odnosi się oczywiście do jednej częstotliwości), zauważamy niewielkie zwężenie charakterystyki kierunkowej w płaszczyźnie pionowej.

λ (jedna długość fali)

Różnica wynosząca jedną długość fali spowoduje wzmocnienie sygnałów zarówno w płaszczyźnie pionowej, jak i poziomej. Wiązka akustyczna przybierze formę dwóch listków

2λ

Wraz ze wzrostem stosunku długości fali do odległości pomiędzy przetwornikami ilość listków bocznych również wzrasta. Dla stałej ilości oraz odległości pomiędzy przetwornikami w układach liniowych stosunek ten zwiększa się wraz z częstotliwością (tu z pomocą przychodzą falowody bardzo często używane w zestawach typu line-array).

Ograniczenia źródeł liniowych

Odległość pomiędzy pojedynczymi głośnikami określa maksymalną częstotliwość, dla której zestaw działa jak źródło liniowe. Wysokość źródła określa minimalną częstotliwość, dla której układ ten jest kierunkowy.

Wysokość źródła kontra długość fali

λ/2

Dla długości fali większej dwukrotnie od wysokości źródła nie ma prawie żadnej kontroli charakterystyki kierunkowej. W tym przypadku źródło można traktować jako punktowe o bardzo dużym poziomie wyjściowym.

λ

Wysokość źródła liniowego określa długość fali, dla której będziemy obserwować istotny wzrost kierunkowości w płaszczyźnie pionowej.

2 λ

Przy większych częstotliwościach wysokość wiązki maleje. Zaczynają pojawiać się listki boczne, jednak w porównaniu z energią z listka głównego nie mają one znaczącego wpływu.

4 λ

Kierunkowość w płaszczyźnie pionowej zwiększa się coraz bardziej, energia listka głównego nadal rośnie.

Odległość pomiędzy pojedynczymi przetwornikami kontra długość fali

λ/2

Kiedy przetworniki są oddalone od siebie nie więcej niż połowa długości fali, źródło tworzy bardzo kierunkową wiązkę z minimalnymi listkami bocznymi.

λ

Wraz ze wzrostem częstotliwości tworzą się listki boczne o energii znaczącej i mierzalnej. Nie musi to stanowić problemu, ponieważ większość słuchaczy znajduje się poza tym obszarem.

2λ

Ilość listków bocznych wzrasta dwukrotnie. Odizolowanie słuchaczy oraz powierzchni odbijających z obszaru tego promieniowania jest niezwykle trudne.

4λ

Kiedy odległość pomiędzy przetwornikami wynosi czterokrotną długość fali, powstaje tyle listków bocznych, że źródło takie zaczyna przypominać źródło punktowe, a kierunkowość znacząco spada.

Wielokanałowe układy DSP mogą kontrolować wysokość źródła

Kontrola górnego zakresu częstotliwości zależy od odległości pomiędzy poszczególnymi przetwornikami wysokoczęstotliwościowymi. Wyzwaniem dla projektantów jest minimalizacja tej odległości przy zachowaniu optymalnej odpowiedzi częstotliwościowej oraz maksymalnej mocy akustycznej generowanej przez takie urządzenie. Źródła liniowe wraz ze wzrostem częstotliwości stają się coraz bardziej kierunkowe. Dla największych częstotliwości są nawet zbyt kierunkowe, aby świadomie wykorzystać ten efekt. Dzięki możliwości wykorzystania osobnych układów DSP oraz wzmocnienia dla każdego z przetworników istnieje możliwość kontroli szerokości generowanej pionowej wiązki akustycznej. Technika ta jest prosta: wystarczy użyć filtrów dolnoprzepustowych do zmniejsza poziomów oraz użytecznego zakresu częstotliwości dla poszczególnych głośników w obudowie. Aby odsunąć wiązkę od centrum obudowy, zmieniamy rząd filtru oraz częstotliwość graniczną (najbardziej łagodne dla głośników umieszczonych w centralnym punkcie obudowy). Tego typu działania byłoby niemożliwe, gdyby nie wykorzystanie osobnego wzmacniacza oraz układu DSP dla każdego z głośników w takiej linii.

Tradycyjna kolumna głośnikowa umożliwia kontrolę pionowej wiązki akustycznej, jednak szerokość tej wiązki zmienia się wraz z częstotliwością. Ogólnie rzecz biorąc, współczynnik kierunkowości Q jest zmienny i niższy, niż się tego wymaga.

Kontrola nachylania wiązki akustycznej

Jak dobrze wiemy historia lubi się powtarzać. Poniżej pokazano wykres z książki Harry F. Olson „Acoustical Engineering”. Cyfrowe opóźnianie promieniowania poszczególnych głośników źródła liniowego umożliwia dokładnie to samo co fizycznie nachylenie takiego źródła. Po 1957 roku musiało minąć sporo czasu, aby technika umożliwiła wykorzystanie tego zjawiska, przy zachowaniu kosztów na optymalnym poziomie.

Źródła liniowe z układami DSP rozwiązują wiele architektonicznych oraz akustycznych problemów

• Zmienny pionowy współczynnik kierunkowość Q promieniowanej wiązki akustycznej.

Układy DSP dla źródeł liniowych umożliwiają zmianę szerokości wiązki akustycznej. Jest to możliwe dzięki kontroli interferencji dla poszczególnych głośników. Kolumna ICONYX amerykańskiej firmy Renkus-Heinz umożliwia zmianę szerokości takiej wiązki w zakresie: 5, 10, 15 i 20°, oczywiście, jeżeli taka kolumna jest odpowiednio wysoka (dopiero obudowa IC24 umożliwia wybranie wiązki o szerokości 5°). W taki sposób wąska wiązka akustyczna umożliwia uniknięcie niepotrzebnych odbić od podłogi czy sufitu w pomieszczeniach mocno pogłosowych.

Stały współczynnik kierunkowości Q wraz ze wzrostem częstotliwości

Dzięki układom DSP oraz wzmacniaczami mocy dla każdego z przetwornika możemy utrzymać stały współczynnik kierunkowości dla szerokiego zakresu częstotliwości. To nie tylko minimalizacja poziomów dźwięku odbitego w pomieszczeniu, lecz również stałe wzmocnienie dla szerokiego pasma częstotliwości.

Możliwość kierowania wiązki akustycznej niezależnie od miejsca montażu

Chociaż sterowanie wiązką akustyczną z punktu widzenia przetwarzania sygnałów jest proste, jest bardzo ważne ze względów architektonicznych. Tego typu możliwości doprowadzają do tego, że bez konieczności fizycznego nachylania kolumny tworzymy przyjazne dla oka, zlewające się z architekturą źródło dźwięku. ICONYX posiada również możliwość ustawienia lokalizacji centrum wiązki akustycznej.

Wykorzystanie modelowanych źródeł liniowych

• Kościoły

Wiele kościołów charakteryzuje się podobnymi cechami: bardzo wysokimi stropami, powierzchniami odbijającymi z kamienia lub szkła, brakiem powierzchni pochłaniających. Wszystko to powoduje, że czas pogłosu w tych pomieszczeniach jest bardzo duży, sięgający nawet kilku sekund, przez co zrozumiałość mowy jest bardzo słaba.

• Obiekty transportu publicznego

Lotniska oraz stacje kolejowe bardzo często wykończone są materiałami o podobnych właściwościach akustycznych do tych używanych w kościołach. Obiekty transportu publicznego są o tyle istotne, że docierające do pasażerów komunikaty o przyjazdach, odjazdach czy opóźnieniach muszą być zrozumiałe.

• Muzea, Audytoria, Lobby

Wiele budowli o mniejszej skali niż obiekty transportu publicznego czy kościoły zachowuje podobne niekorzystne parametry akustyczne. Dwa główne wyzwania dla cyfrowo modelowanych źródeł liniowych to duży czas pogłosu, który niekorzystnie wpływa na zrozumiałość mowy, oraz aspekty wizualne, tak ważne przy ostatecznym wyborze typu systemu nagłaśniania.

Kryteria projektowania.Pełnopasmowa moc akustyczna

Każde źródło liniowe, nawet te z zaawansowanymi układami DSP, można kontrolować jedynie w pewnym użytecznym zakresie częstotliwości. Jednakże użycie koaksjalnych przetworników tworzących układ źródła liniowego zapewnia pełnopasmową moc akustyczną w bardzo szerokim zakresie. Dźwięk jest dzięki temu klarowny oraz bardzo naturalny. W typowych zastosowaniach dla sygnałów mowy czy pełnopasmowej muzyki większość energii znajduję się właśnie w zakresie, który możemy kontrolować dzięki wbudowanym przetwornikom koaksjalnym.

Pełna kontrola za pomocą zaawansowanych narzędzi

Aby efektywność cyfrowo modelowanego źródła liniowego była jak największa, nie wystarczy jedynie użyć wysokiej jakości przetworników. Wiemy przecież, że aby mieć pełną kontrolę nad parametrami kolumny, musimy użyć zaawansowanej elektroniki. Tego typu założenia wymusiły zastosowanie wielokanałowych układów wzmocnienia oraz DSP. Układ D2, który wykorzystano w kolumnach ICONYX, zapewnia pełnopasmowe wielokanałowe wzmocnienie, pełną kontrolę procesorów DSP oraz opcjonalnie kilka wejść analogowych oraz cyfrowych. Kiedy zakodowany sygnał PCM dostarczony jest do kolumny w postaci sygnałów cyfrowych AES3 czy CobraNet, układ D2 od razu zamienia go na sygnał PWM. Cyfrowe wzmacniacze pierwszej generacji przetwarzały sygnał PCM w pierwszej kolejności na sygnały analogowe, a następnie na sygnały PWM. To przetwarzanie A/C – C/A niestety zwiększało znacznie koszt, zniekształcenia oraz latencję.

Elastyczność

Naturalne oraz klarowne brzmienie cyfrowo modelowanych źródeł liniowych daje możliwość zastosowania tego rozwiązania nie tylko w obiektach transportu publicznego, kościołach czy muzeach. Budowa modularna kolumn ICONYX pozwala na składanie źródeł liniowych według potrzeb danego pomieszczenia. Kontrola każdego elementu takiego źródła daje dużą elastyczność przy ustawieniu np. wielu punktów, w którym tworzy się centrum akustyczne promieniowanej wiązki, czyli tak naprawdę wiele źródeł liniowych. Centrum takiej wiązki może być dowolnie umiejscowione praktycznie na całej wysokości kolumny. Możliwe jest to poprzez zachowanie niewielkich stałych odległości pomiędzy przetwornikami wysokoczęstotliwościowymi.

Poziome kąty promieniowania zależą od elementów kolumny

Tak jak inne pionowe źródła liniowe dźwiękiem wydobywającym się z kolumny ICONYX można sterować jedynie w płaszczyźnie pionowej. Poziomy kąt promieniowania jest stały i zależy od typu zastosowanych przetworników. Te użyte w kolumnie IC posiadają kąt promieniowania w szerokim paśmie częstotliwości, różnice mieszczą się w przedziale 140 do 150 Hz dla dźwięku w paśmie od 100 Hz do 16 kHz.

Szeroki kąt promieniowania daje większą wydajność

Szeroka dyspersja, zwłaszcza dla dużych częstotliwości, zapewnia lepszą spójność oraz zrozumiałość dźwięku, zwłaszcza na brzegach charakterystyki kierunkowości. W wielu sytuacjach szerszy kąt promieniowania oznacza użycie mniejszej ilości urządzeń głośnikowych, co przekłada się bezpośrednio na oszczędności.

Interakcje przetworników w rzeczywistości

Wiemy dobrze, że charakterystyka kierunkowości prawdziwego głośnika nie może być jednolita w całym paśmie. Z powodu wielkości takiego źródła będzie ono bardziej kierunkowe wraz ze wzrostem częstotliwości. W przypadku kolumn ICONYX użyte w nim głośniki są dookólne w paśmie do 300 Hz, półkoliste w zakresie od 300 Hz do 1 kHz, a dla pasma od 1 kHz do 10 kHz charakterystyka kierunkowości jest stożkowa i jej kąty promieniowania wynoszą 140° × 140°. Idealny model matematyczny źródła liniowego złożonego z idealnych dookólnych źródeł punktowych będzie się zatem różnił od przetworników wykorzystywanych w rzeczywistości. Pomiary dowodzą, że energia promieniowania w tył rzeczywistego układu jest znacznie mniejsza od modelowanego matematycznie.

Źródło liniowe ICONYX @ λ (długość fali)

Widzimy, że wiązki mają podobny kształt, jednak dla kolumny IC32, czterokrotnie większej od IC8, charakterystyka zdecydowanie się zawęża.

Dla częstotliwości 1,25 kHz tworzy się wiązka o kącie promieniowania 10°. Poziom listków bocznych jest mniejszy o 9 dB.

Dla częstotliwości 3,1 kHz widzimy dobrze skupioną wiązkę akustyczną o kącie 10°. Przy okazji tworzą się dwa listki boczne, które są znacznie odchylone od głównej wiązki, nie powoduje to negatywnych skutków.

Stała kierunkowość kolumn ICONYX

Dla częstotliwości 500 Hz (5 λ) kierunkowość jest stała i wynosi 10°, potwierdzają to wcześniejsze symulacje dla 100 Hz i 1,25 kHz.

Nachylenie wiązki to proste postępowe opóźnianie kolejnych głośników

Jeśli fizycznie nachylimy kolumnę głośnikową, przesuwamy w czasie kolejne przetworniki względem miejsca odsłuchowego. Tego typu przesunięcie powoduje „nachylenie dźwięku” w stronę słuchacza. Ten sam efekt możemy uzyskać, wieszając kolumnę pionowo i wprowadzając rosnące opóźnienia dla przetworników w kierunku, w którym chcemy skierować dźwięk. Dla efektywnego sterowania (nachylania) wiązki akustycznej źródło musi mieć wysokość równą podwojonej długości fali dla danej częstotliwości.

Przy modułowej budowie kolumn ICONYX możliwe jest efektywne nachylanie wiązki dla:

• IC8: 800 Hz

• IC16: 400 Hz

• IC24: 250 Hz

• IC32: 200 Hz

BeamWare – oprogramowanie do modelowania wiązki kolumn ICONYX

Sposób modelowania, który opisano wcześniej, pokazuje nam, jakiego typu działania na cyfrowym sygnale musimy zastosować (zmienne filtry dolnoprzepustowe na każdym głośniku w kolumnie), aby otrzymać oczekiwane rezultaty.

Pomysł jest stosunkowy prosty – w przypadku kolumny IC16 oprogramowanie musi przeliczyć, a następnie zaimplementować szesnaście ustawień filtrów FIR oraz szesnaście niezależnych ustawień opóźnień. Aby przenieść akustyczne centrum promieniowanej wiązki, wykorzystując stały odstęp pomiędzy przetwornikami wysokoczęstotliwościowymi w obudowie kolumny, musimy przeliczyć oraz zaimplementować nowy zestaw ustawień wszystkich filtrów oraz opóźnień.

Stworzenie teoretycznego modelu jest konieczne, jednak musimy wziąć pod uwagę fakt, że głośniki w rzeczywistości zachowują się inaczej, bardziej kierunkowo, a pomiary dowodzą, że otrzymane wyniki są lepsze o tych symulowanych za pomocą algorytmów matematycznych.

W obecnych czasach przy tak dużym rozwoju technologicznym procesory komputerowe stają już na wysokości zadania. BeamWare wykorzystuje graficzne przedstawienie rezultatów wyników poprzez wprowadzanie graficznie informacji na temat wielkości powierzchni odsłuchowej, wysokość oraz lokalizację kolumn. BeamWare w prosty sposób umożliwia wyeksportowanie ustawień do profesjonalnego oprogramowania akustycznego EASE oraz bezpośrednio zapisu ustawień w układach DSP kolumn. Rezultatem pracy w oprogramowaniu BeamWare są przewidywalne, precyzyjne oraz powtarzalne wyniki w rzeczywistych warunkach akustycznych.

ICONYX – nowa generacja dźwięku

• Jakość dźwięku

Brzmienie ICONYX jest standardem wypracowanym już dawno przez producenta Renkus-Heinz. Kolumna ICONYX została zaprojektowana tak, aby reprodukcja zarówno sygnałów mowy, jak i pełnopasmowej muzyki była najlepsza.

• Szeroka dyspersja

Możliwa jest dzięki użyciu koaksjalnych głośników o bardzo szerokim kącie promieniowania (nawet do 150° w płaszczyźnie pionowej), zwłaszcza dla najwyższego zakresu częstotliwości. Oznacza to bardziej spójne pasmo w całym nagłaśnianym obszarze oraz szersze pokrycie, co sprowadza się do użycia mniejszej ilości takich zestawów głośnikowych w obiekcie.

• Elastyczność

ICONYX to pionowa kolumna głośnikowa z identycznymi przetwornikami koaksjalnymi rozmieszczonymi bardzo blisko siebie. Z powodu niewielkich oraz stałych odległości pomiędzy głośnikami w obudowie przemieszczenie akustycznego centrum promieniowanej wiązki w płaszczyźnie pionowej jest praktycznie dowolne. Tego typu właściwości są bardzo przydatne, zwłaszcza gdy architektoniczne ograniczenia nie umożliwiają odpowiedniej lokalizacji (wysokości) kolumn w obiekcie. Margines dla wysokości zawieszenia takiej kolumny jest bardzo duży. Modułowa konstrukcja oraz pełna konfigurowalność pozwalają na zdefiniowanie kilku źródeł liniowych przy jednej długiej kolumnie do dyspozycji. Każda promieniowana wiązka może mieć różną szerokość oraz różne nachylenie.

• Mniejsze koszty

Po raz kolejny dzięki wykorzystaniu koaksjalnych głośników każda kolumna ICONYX umożliwia pokrycie bardzo szerokiego obszaru. Wiemy, że wysokość kolumny zależy od tego, ile modułów IC8 połączymy ze sobą. Taka modularna budowa umożliwia łatwy i tani transport.

Główne zalety kolumn ICONYX

• Bardziej efektywna kontrola pionowego promieniowania źródła.

Wielkość kolumny jest zdecydowanie mniejsza od starszych projektów, zachowują przy tym lepszą kierunkowość, co przekłada się bezpośrednio na zrozumiałość w warunkach pogłosowych. Modularna budowa umożliwia dodatkowo konfigurację kolumny pod potrzeby obiektu oraz warunki finansowe.

• Pełnopasmowa reprodukcja dźwięku

Poprzednie projekty kolumn głośnikowych przyniosły mało zadowalające rezultaty co do odpowiedzi częstotliwościowej takich kolumn, ponieważ użyteczne pasmo przetwarzania mieściło się w zakresie od 200 Hz do 4 kHz. Kolumny ICONYX to konstrukcja umożliwiająca generowanie pełnopasmowego dźwięku z przedziału od 120 Hz do 16 kHz, przy zachowaniu stałego kąta promieniowania w płaszczyźnie poziomej w całym tym zakresie. Dodatkowo moduły ICONYX są elektronicznie oraz akustycznie skuteczniejsze: są co najmniej 3–4 dB „głośniejsze” od swoich poprzedników o podobnych rozmiarach.

• Zaawansowana elektronika

Każdy z przetworników w obudowie napędzany jest osobnym układem wzmacniacza oraz układem DSP. Kiedy w użyciu są wejścia AES3 (AES/EBU) lub CobraNet, sygnały są „czyste cyfrowo”. Oznacza to, że układy DSP bezpośrednio zamieniają sygnały wejściowe PCM na sygnały PWM bez niepotrzebnego przetwarzania A/C oraz C/A.

• Zaawansowane układy DSP

Opracowane specjalnie dla kolumn ICONYX zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów oraz przyjazny dla oka interfejs BeamWare ułatwiają pracę użytkownikowi, dzięki czemu mogą zostać użyte w szerokim zakresie swoich możliwość w wielu obiektach.

Podsumowanie

Artykuł ten poświecony został szczegółowej analizie kolumn głośnikowych oraz modelowania dźwięku za pomocą zaawansowanych układów DSP. Warte podkreślenia jest to, że teoria zjawisk fizycznych jakie wykorzystują zarówno tradycyjne jaki i cyfrowo modelowane kolumny głośnikowe została opisana już w latach 50 ubiegłego wieku. Dopiero przy wykorzystaniu dużo tańszych i lepszych podzespołów elektronicznych udaje się w pełni zapanować nad procesami fizycznymi przy przetwarzaniu sygnałów akustycznych. Wiedza ta jest ogólnie dostępna, jednak nadal spotykamy i spotykać będziemy przypadki gdzie niezrozumienie zjawisk fizycznych doprowadza do częstych błędów przy rozmieszczeniu i lokalizacji kolumn głośnikowych, przykładem może być wykonywany często poziomy montaż kolumn głośnikowych (ze względów estetycznych).

Oczywiście tego typu działania wykorzystywane są również świadomie, a ciekawym tego przykładem jest montaż poziomy kolumn z głośnikami skierowanymi w dół na peronach dworców kolejowych. Poprzez takie zastosowanie kolumn możemy zbliżyć się do efektu „prysznicowego”, gdzie wychodząc poza zasięg takiej kolumny (obszarem dyspersji jest obudowa kolumny) poziom dźwięku zdecydowanie spada. W ten sposób można zminimalizować poziom dźwięku odbitego uzyskując zdecydowaną poprawę zrozumiałość mowy.

W ówczesnych czasach bardzo mocno rozwiniętej elektroniki spotykamy coraz częściej innowacyjne rozwiązania, które wykorzystują jednak tę samą fizykę, którą odkryto i opisano już bardzo dawno temu. Cyfrowo modelowany dźwięk daje nam niesamowite możliwości dostosowania się do trudnych akustycznie pomieszczeń.

Już teraz producenci zapowiadają przełom w sterowaniu i zarządzaniu dźwiękiem, jednym z takich akcentów jest pojawienie się zupełnie nowych zestawów głośnikowych (modułowy IC2 firmy Renkus-Heinz), które możemy składać w dowolny sposób uzyskując wysokiej jakości źródło dźwięku, pełni zarządzane będące jednocześnie źródłem liniowym oraz punktowym.