Эхо-камера (Echo chamber)

В предыдущих статьях мы уже писали про реверберацию, виды реверберации, основные настройки этих устройств. Сегодня начнём рассказывать про виды ревербераторов, их устройстве, характеристиках, применении, а также для чего возможно использовать в своих проектах тот или иной тип эмуляции цифрового ревербератора. В этой статье разберёмся что такое эхо-камера (Echo chamber).

Для тех, кто не читал предыдущие статьи (среди которых: реверберация, основные параметры ревербератора, виды реверберации) объясним, что ревербератор имитирует множество связанных отражений, создаваемых в акустических объёмах. Таких как концертный зал, комната, собор и т. п. Один и тот же звук в разной акустической обстановке звучит по-разному, поскольку на него накладывается густая сетка отражений от различных поверхностей этого помещения — стен, мебели и т.п.

Как вы понимаете, чтобы записать звук-первоисточник в соответствующей акустической обстановке, необходимо воспроизвести его в этом помещении. Но далеко не всегда это представляется возможным. Поэтому до появления цифровых технологий для создания эффекта реверберации инженеры акустики прибегали к разным хитростям. И одной из них была запись звука в эхо-камере.

Что из себя представляет эхо-камера

На рисунке вначале статьи вы можете видеть эхо-камеру Дрезденского технологического университета

Эхо-камера представляет собой комнату с сильно отражающими стенками. В ней могут быть размещены в произвольном порядке разные предметы для ослабления отражений и снижения избытка реверберации в среднечастотной части диапазона. Также для удлинения пути распространения звука в эхо-камере часто используется U-образное помещение.

Если эхо-камера сообщается с атмосферой вне здания, то её параметры будут зависеть от погоды. Влажный воздух будет подчёркивать высокочастотную часть спектра звука, а сухой, наоборот, поглощать его.

Тембр реверберации сильно зависит от формы и размеров комнаты. Если она маленькая, то тембр может быть даже не приятен на слух.

Как же происходит запись в эхо-камере?

В качестве примера типичной цепи эхо-сигнала опишем схему, которую применяли на Би-Би-Си.

Входной сигнал от каждого источника (микрофона, магнитофона, проигрывателя и т. п.) после предварительного усиления разделяется на две части, одна из которых подаётся на громкоговоритель в эхо-камеру. Для каждого источника предусмотрен специальный переключатель – регулятор, который изменяет соотношения «прямого» и реверберационного сигналов (аналог современного Dry/Wet). В центральном положении оба сигнала одинаковы; в одном крайнем положении реверберированный сигнал отсутствует; в другом – «прямой» сигнал.

Выходной сигнал от микрофона эхо-камеры поступает на звукорежиссёрский пульт как сигнал дополнительного источника со своим отдельным регулятором уровня.

Структурная схема записи в эхо-камере

Структурная схема:

Микрофон;
Магнитофонная воспроизводящая головка;
Головка звукоснимателя;
Предварительное усиление;
Регуляторы уровня;
Дифференциальные трансформаторы;
Объединённые регуляторы сигнала, подаваемого в эхо-камеру;
Эхо-камера;
Регулятор уровня эхо-камеры;
Главный регулятор уровня.

Плюсы и минусы эхо-камеры

Недостатки

Одним из главных недостатков эхо-камеры является то, что она имеет фиксированное время реверберации. Например, если оно составляет 2 сек., то это прекрасно подходит для записи музыки, а для театрального спектакля уже не очень. Ведь для речи необходимо небольшое время реверберации, которое должно замечаться только при громких звуках. Тогда при этом будет наблюдаться ситуация, хорошо соотносящаяся с тем, что мы наблюдаем в реальной жизни. Увеличенное время реверберации в этом случае было бы неприемлемым.

Чтобы снизить время реверберации звукорежиссёры осуществляли перезапись фонограммы через эхо-камеру при уменьшении вдвое скорости движения ленты как в воспроизводящем, так и в записывающем магнитофоне. А если время реверберации надо было увеличить, то перезапись осуществлялась на двойной скорости.

Ещё одной важной проблемой эхо-камер является их размеры. При малых размерах 120 м³ и менее вследствие собственных резонансов эхо-камеры спектр сигнала искажается в области средних частот. Эти и другие пики частотной характеристики камеры подчёркиваются многочисленными отражениями, происходящими в малом объёме.

Эхо-камеры должна быть хорошо защищена от шумов, распространяющихся по конструкциям здания, в котором она находится. Иначе, любые ремонтные работы не позволят её использовать для записи. В худшем случае камера будет резонировать даже от звука шагов наверху или по соседству.

Достоинства

Преимущество эхо-камеры в том, что затухание звука в ней происходит естественно. То есть звук продолжает реверберировать в трёх измерениях, а волна разбивается на множество отражений, которые достигают микрофона во всё более уменьшающимся промежутке времени задолго до того, как звук полностью затихнет.

Применение эхо-камер

Как известно, первые искусственные эхо-камеры появились в начале XX столетия, когда были изобретены усилитель и микрофон. Это были специальные помещения при студиях звукозаписи, обычно коридоры в подвалах. Очень часто их применяли для имитации большого зала, большой комнаты, пещеры.

Например, чтобы имитировать звучание большого зала, кроме самого времени реверберации необходимо было обеспечить спад частотной характеристики в области высоких частот и подходящую задержку перед «первым отражением», что соответствует длинному пути распространения волны в воздухе. Если кратчайшее расстояние между громкоговорителем и микрофоном эхо-камеры было слишком мало, то чтобы создать ощущение пространства, нужно было воспользоваться для задержки магнитофоном.

Безэховые камеры

В конце скажем, что существуют и безэховые камеры. Они полностью поглощают звук и не создают отражений. То есть в них нет реверберации, только прямые звуки. Их используют в акустике для проведения различных экспериментов. Человек в такой камере будет воспринимать окружение как лишенное звука. Некоторым людям может не нравиться такая тишина, и они могут даже дезориентироваться.

Всем спасибо и удачи в творчестве!

Подписывайтесь на RSS блога и следите за новыми статьями.