Ostatnimi czasy sporo się wydarzyło w świecie technologii procesorów sygnałowych DSP.
Obecnie dość rozbudowane procesory DSP znajdują się w każdym amplitunerze przeznaczonym do instalacji kina domowego. Niektóre marki w ogóle odcinają się od norm i zaleceń THX, stosując własne rozwiązania modelujące dźwięk w domowym pomieszczeniu przy pomocy bardziej rozbudowanych funkcjonalnie układów cyfrowych. Z tego powodu postanowiłem nieco odświeżyć poprzedni tekst o ustawieniach głośników w systemach dźwięku dookólnego (tak, tak, to wszystko ma znaczenie także przy ustawianiu głośników).
Ponadto tekst ten nawiązuje do problemów akustyki pomieszczenia, które poruszyłem jakiś czas temu na łamach mej skromnej stronki.

Istnieje wiele wskazówek dotyczących prawidłowego ustawienia zespołów głośnikowych. Niektóre z nich są wymaganiami podstawowymi i uniwersalnymi dla wszystkich lub przeważającej części zespołów głośnikowych, inne dotyczą określonych rodzajów, specyficznych konstrukcji, jeszcze inne wynikają z indywidualnych, czasami bardzo odosobnionych opinii producentów i ekspertów.

Zasady uniwersalne

Kolumna centralna (C) musi być cofnięta względem lewej (L) i prawej (P), tak aby wszystkie trzy kolumny były jednakowo oddalone od słuchacza.

Wszystkie trzy główne zespoły głośnikowe muszą znajdować się w jednakowej odległości od słuchacza. W związku z tym głośnik centralny musi być trochę przesunięty w kierunku przedniej ściany względem głośników lewego i prawego (patrz: rysunek z prawej). Obecnie, wszystkie wzmacniacze/amplitunery z systemami dźwięku dookólnego posiadają funkcję pozycjonowania źródła dźwięku z kanału centralnego, tak aby wirtualnie wyrównać odległość od głośnika centralnego do słuchacza w stosunku do lewego i prawego głośnika. Jeśli nie możemy fizycznie ustawić w prawidłowym miejscu głośnika, musimy skorzystać właśnie z procesora DSP w amplitunerze ustawiając odpowiednie opóźnienie dźwięku dla tego kanału. Normalnie, opóźnienie jest ustawiane w milisekundach tak jak na przykład w amplitunerach marki Yamaha. Wtedy jeśli głośnik centralny jest ustawiony bliżej słuchacza o 0.3 metra to musimy dodać opóźnienie 1ms). Jednak niektórzy producenci idą na rękę większości konsumentów i umożliwiają dokonywanie kalibracji od razu w metrach. Użytkownik nie musi wtedy znać żadnych praw fizyki ze szkoły podstawowej.

W kolumnach (L, C, P) głośniki średniotonowe i wysokotonowe powinny znajdować się na tej samej wysokości (w czerwonej ramce) W praktyce takie ustawienie jest bardzo często niemożliwe, jednak należy to ustawienie traktować jako punkt odniesienia.

Ponadto idealną sytuacją byłoby gdyby trzy kolumny główne znajdowały się na jednakowej wysokości, najczęściej tak aby głośniki wysokotonowe były na wysokości uszu słuchacza. W praktyce problem pojawia się przy ustawieniu głośnika centralnego. Jeśli mamy zamiar budować kino domowe Hi-End to nie ma problemu: używamy oczywiście projektora i ekranu akustycznie przeźroczystego, a wtedy głośnik centralny ustawiamy za ekranem dokładnie na tej samej wysokości co lewy i prawy, w takim samym położeniu względem słuchacza (pod tym samym kątem), zalecanym przez producenta, i wynikającym z cech konstrukcyjnych zespołów głośnikowych (najczęściej w pozycji pionowej, czyli tak, że poszczególne głośniki w kolumnie znajdują się jeden nad drugim). Wspomnę tylko że idealnym rozwiązaniem jest użycie kolumny centralnej dokładnie takiej samej jak kolumny lewa i prawa (dla zapewnienia spójności brzmieniowej oraz identycznego sposobu promieniowania dźwięku w płaszczyźnie pionowej i poziomej.

Najgorsza sytuacja występuje gdy jako ekran używany jest telewizor. Wtedy niema możliwości poprawnego ustawienia głośnika centralnego. Musimy iść na kompromis ustawiając kolumnę centralną albo powyżej albo poniżej ekranu telewizora. Jeśli zawiesimy/umieścimy go nad telewizorem to trzeba głośnik lekko nachylić w stronę podłogi tak aby głośnik nadal promieniował w kierunku słuchacza.

Przed zespołami głośnikowymi nie mogą znajdować się żadne przeszkody utrudniające dotarcie fali dźwiękowej do słuchacza; w bezpośredniej bliskości nie powinny znajdować się duże gładkie powierzchnie odbijające ani ostre krawędzie powodujące dyfrakcje. Zwracając uwagę na przeszkody stojące przed i obok zespołów głośnikowych, należy wziąć pod uwagę różny sposób rozprzestrzeniania się fal różnych częstotliwości. Fale niskich częstotliwości są bardzo długie i rozchodzą się wszechkierunkowo; nie jest dla nich przeszkodą stojący metr przed głośnikiem niskotonowym fragment np. wersalki czy stolik. Jeżeli więc z pozycji siedzącego słuchacza nie widzimy głośnika niskotonowego (trójdrożnego zespołu głośnikowego), nie jest to powód do alarmu. Na pewno musimy widzieć źródło częstotliwości średnich i wysokich (czyli w przypadku dwudrożnych zespołów głośnikowych - obydwa głośniki). Bliskie powierzchnie odbijające mogą poważnie zaburzyć charakterystykę w zakresie częstotliwości średnich i wysokich. Również ostre krawędzie (np. krawędź półki, na której nieszczęśliwie postawiliśmy małe zespoły głośnikowe) powodują szkodliwe dyfrakcje fal.
W zależności od konstrukcji i cech zespołów głośnikowych należy umieścić je w odpowiedniej odległości od ścian pomieszczenia.
Występuje tutaj dość duże zróżnicowanie wskazówek, zależnych nie tylko od cech zespołów głośnikowych i warunków akustycznych pomieszczenia, ale i od żądanych rezultatów akustycznych (zmieniając położenie zespołów głośnikowych względem ścian, możemy w dużym stopniu zmieniać charakter brzmienia).
Oddalanie od ścian sprzyja uzyskaniu obszerniejszej stereofonii, dźwięku bardziej przestrzennego i lekkiego. Duża odległość od tylnej ściany jest najczęściej niezbędnym warunkiem prawidłowego funkcjonowania zespołów głośnikowych o bipolarnych (np. niektóre kolumny firmy Mirage) charakterystykach kierunkowych. Odpowiedniego odsunięcia wymagają też zespoły z otworem bassreflex umieszczonym na tylnej ściance, ale...
Przesunięcie do ścian zwiększa natężenie niskich częstotliwości (poprzez zwiększenie rezystancji promieniowania), dając w rezultacie dźwięk potężniejszy i cięższy. Głośnik niskotonowy promieniujący w sąsiedztwie jednej płaszczyzny odbijającej (np. podłogi), w porównaniu do głośnika oddalonego od powierzchni odbijających, da zysk 3 dB w zakresie niskich częstotliwości (dwa razy większe natężenie). Sąsiedztwo dwóch płaszczyzn - zwykle podłogi i tylnej ściany - 6 dB (cztery razy więcej), umieszczenie w narożniku (sąsiedztwo trzech płaszczyzn) - 9 dB (8 razy więcej). Są zespoły głośnikowe konstruowane specjalnie pod kątem ustawienia blisko ścian (np. Naim). Generalnie ustawienie blisko ściany lepiej tolerują zespoły głośnikowe z obudowami zamkniętymi, ale nie jest to ścisłą regułą. Nie jest również ścisłą regułą, że kolumny bass-reflex z otworem na przedniej ściance lepiej znoszą przysuwanie do ścian niż konstrukcje z bassreflexem z tyłu. Zresztą, dla uzyskania najlepszych rezultatów, większość zespołów głośnikowych (a dokładnie - ich przednie ścianki) powinny być odsunięte od tylnej ściany pomieszczenia na odległość co najmniej 1 m, bez względu na to, gdzie znajduje się bass-reflex. Przy spełnieniu tego warunku problem otworu z tyłu obudowy praktycznie przestaje istnieć. Pamiętajmy również, że praktycznie każdy bass-reflex, bez żadnego ryzyka, możemy eksperymentalnie zamknąć (np. mocno zgniecioną gąbką poliuretanową) i wypróbować działanie obudowy zamkniętej. W wielu warunkach może to dać bardzo dobre rezultaty, nie wiążące się z jakimkolwiek ryzykiem uszkodzenia zespołów głośnikowych.
Jeżeli w celu zwiększenia ciśnienia niskich częstotliwości zbliżamy zespoły głośnikowe do ścian, lepiej jest zbliżać je bardziej w kierunku ściany tylnej niż ścian bocznych. Odległość minimum 0,5 m od ścian bocznych powinna być zawsze zachowana. Jeżeli zbliżamy się do tej granicy, dobrze jest wytłumić ścianę przed głośnikiem, czyli tam, gdzie odbijałaby się fala biegnąca dalej do słuchacza.
Ponieważ idealna panorama stereofoniczna może powstać tylko w warunkach idealnej symetrii elektrycznej i akustycznej, więc nasuwa się wniosek, że zespoły głośnikowe powinny być ustawione w takich samych odległościach od ścian bocznych. Jednak wielu ekspertów zaleca zróżnicowanie tych odległości - ponieważ nie możemy i tak osiągnąć ideału, decydujemy się na pewne kompromisy - tym razem zaburzamy symetrię, aby rozbić i uśrednić rezonanse pomieszczenia.
Odbicia i rezonanse pochodzące z lewej strony będą miały inny rozkład niż odbicia i rezonanse z prawej strony, co może nieco zaszkodzić stereofonii, ale pomóc ogólnemu zrównoważeniu tonalnemu. Z tego samego powodu należy unikać sytuacji, gdy odległość od słuchacza do tylnej ściany pomieszczenia (za słuchaczem} jest równa odległości od zespołów głośnikowych do ściany przedniej (za głośnikami), zwłaszcza jeżeli ściany te pozostają słabo wytłumione - aby droga fali po odbiciu od ściany tylnej nie była równa drodze po odbiciu od ściany przedniej.
Szerokość rozstawienia zespołów głośnikowych jest uzależniona od możliwej odległości od słuchacza. Najczęściej zalecane jest zachowanie odległości między zespołami głośnikowymi nie większej niż ich odległości od słuchacza.
Zbyt wąsko rozstawione zespoły głośnikowe nie przedstawią efektownych rozmiarów sceny dźwiękowej, stłoczą pozorne źródła dźwięków na małej przestrzeni. O ile w zwykłej stereofonii (bez centralnego kanału) nie zaleca się zbyt szerokiego rozstawiania zespołów głośnikowych, o tyle w systemach kinowych dzięki zastosowaniu kanału centralnego możemy sobie pozwolić na szersze rozstawienie lewej i prawej kolumny bez ujemnego skutku pustej sceny dźwiękowej dokładnie między kolumnami.
Małe zespoły głośnikowe najlepiej ustawić na specjalnych, stabilnych podstawkach, a duże zespoły głośnikowe najlepiej ustawić wraz ze specjalnymi kolcami, będącymi najczęściej na wyposażeniu.
Podstawki, kolce, stożki, absorbery to już elementy z pogranicza dziedzin ustawiania zespołów głośnikowych i peryferii systemu Hi-Fi. Użycie podstawek gwarantuje nam, że głośniki znajdują się nie tylko na stabilnej podstawie, ale przede wszystkim na jednakowej wysokości. Należy zadbać, aby zarówno w przypadku kolców podstawek, jak i kolców wolnostojących zespołów głośnikowych były one wyregulowane i wszystkie miały kontakt z podłożem.
Aranżacja akustyczna pomieszczenia i ustawienie w nim głośników to w dużej mierze kwestia eksperymentów. Każdy umeblowany pokój mieszkalny stanowi wraz z systemem Hi-Fi indywidualny przypadek akustyczny. Gdy dodamy do tego indywidualizm upodobań słuchacza, jasne się stanie, że powyższe wskazówki wytyczają tylko ogólne kierunki działań.

Głośniki kanałów surround

Jeśli chodzi o głośniki kanałów surround to sprawa ostatnimi czasy się mocno zróżnicowała, właśnie poprzez wprowadzenie nowoczesnych procesorów DSP. Można powiedzieć że istnieją dwie drogi wyboru odpowiednich konstrukcji kolumn i ich ustawiania - w zależności od wyboru marki i modelu amplitunera.

Pierwsza droga jest bardzo naturalna, i w sposób umiarkowany korzysta z funkcji DSP, opierając się na poprawnej akustyce pomieszczenia i specjalnej konstrukcji zespołów głośnikowych. Tak, mówię o systemie Home THX. Głośniki kanałów surround wiesza się około 50cm nad głową, a najlepiej - biorąc pod uwagę wielkość pokoju - wiesza się je pod odpowiednim kątem (stałym kątem około 15-20 stopni od poziomu), czyli w zależności od wielkości pokoju, optymalne miejsce głośnika będzie się przesuwać w pionie. Innymi słowy im większy pokój, tym ciut wyżej wiesza się głośniki. Tą zasadę można stosować we wszystkich systemach. W systemie Home THX głośniki te muszą być zawieszone na bocznych ścianach po bokach słuchacza. Dopiero w systemie THX Surround EX mamy dodatkowo typowo "tylne głośniki" które wieszamy na tylnej ścianie, na tej samej wysokości co głośniki boczne.

Specyfikacja THX pokazująca poprawne rozmieszczenie materiałów absorbujących.

Warunkiem poprawnego kreowania dźwięku w kinie domowym THX jest użycie specjalnych kolumn dipolowych (promieniujących w dwie strony) ustawionych tak aby dźwięk z nich wydobywający się miał możliwość odbijania się od górnych partii ścian i sufitu. Dla optymalnych warunków akustycznych, w kinie domowym THX górne części ścian powinny dobrze odbijać i rozpraszać dźwięk, a z kolei dolne części oraz podłoga powinny być pokryte materiałami pochłaniającymi dźwięk (patrz obrazek po prawej). Oczywiście jeśli posiadamy certyfikowane głośniki THX, nie musimy się tak bardzo przejmować niedoskonałościami akustycznymi naszego pokoju. Głośniki THX są tak skonstruowane, aby dać dobre rezultaty już w przeciętnym pokoju. Gołe ściany to wręcz wymarzone warunki dla działania głośników dipolowych, natomiast specjalne konstrukcje kolumn głównych minimalizują szkodliwe odbicia fal dźwiękowych od tych ścian. Właśnie stąd wynika ta naturalność i wierność wobec poprawnej akustyki kinowej. Oczywiście maniacy (tacy jak np. ja) powinni doskonalić warunki akustyczne. W końcu to wielka frajda!

Druga droga, która dopiero teraz staje się popularna dzięki takim firmom jak Sony i Yamaha, to właśnie kreacja i modelowanie dźwięku w całości dzięki zaawansowanym procesorom DSP np. CinemaDSP marki Yamaha czy DCS marki Sony. W takich systemach stosuje się tylko głośniki promieniujące bezpośrednio w kierunku słuchacza, umieszczając je w tych samych miejscach co głośniki boczne surround w systemie THX - czyli około 50 cm nad głową, a najlepiej - biorąc pod uwagę wielkość pokoju - pod odpowiednim kątem (stałym kątem około 15-20 stopni od poziomu). Tutaj istnieje także tendencja do przesuwania tych głośników w kierunku tylnej ściany.

Główną i najważniejszą koncepcją tych systemów, jest symulowanie przez procesor DSP wydłużonych czasów odbić dźwięku od ścian, technika HRTF, oraz specjalne ustawienie głośników - zwykłe głośniki muszą promieniować bezpośrednio w kierunku słuchacza.
W tym wypadku najlepszym rozwiązaniem na akustykę pomieszczenia byłoby obłożenie wszystkich ścian i sufitu materiałem absorbującym dźwięk. Jednak czy masa konsumencka pójdzie na taki układ? Moim zdaniem zdecydowana większość nie zrobi w tym kierunku nic.

Którą drogę wybrać?

Cóż, wybór należy tylko i wyłącznie do Ciebie ;-)

Subwoofer

O umiejscowieniu subwoofera można przeczytać w sekcji THX.

Radek Poznańczyk

Fragmenty uniwersalnych zasad pochodzą z: www.audio.com.pl