EP11: Direct Sound และ Reflected Sound มีผลต่อคุณภาพเสียงในห้องอย่างไร?
ภายในห้องดูหนังหรือห้องฟังเพลงทุกเพลงทุกห้องจะมีเสียงที่เกิดขึ้นอยู่สองประเภท เสียงตรงจากแหล่งกำเนิดเสียง (Direct sound) และเสียงสะท้อน (Reflected sound)อยู่เสมอ เราต้องทำความเข้าใจการทำงานทั้งสองชนิดของเสียงรวมทั้งการทำงานร่วมของทั้งสองชนิดเพื่อนำไปปรับปรุงคุณภาพเสียงของห้องฟังของเรา โดยที่แหล่งเสียงทั้งสองคือ
- พลังงานที่มาจากแหล่งกำเนิดเสียงที่เดินทางเป็นเส้นตรงจากแหล่งกำเนิดมายังหูเราเรียกว่า "Direct Sound"
- ส่วนพลังงานอีกประเภทหนึ่งที่ออกจากแหล่งกำเนิดเสียงเดินทางไปกระทบผนังด้านด้านใดด้านหนึ่งภายในห้องและสะท้อนกลับมาที่หูเราเพื่อการได้ยินเราจะเรียกว่า "Reflected Sound"
และณจุดตัดทั้งสองของ Direct & Reflected Sound จะเกิดการผิดเพี้ยนของเสียงที่เรียกว่า Distortion ซึ่งการสะท้อนของเสียงที่เกิดขึ้นภายในห้องนั้นจะมีมากกว่าหนึ่งครั้งแต่เราจะมาพิจารณาผลกระทบเฉพาะ distortion ที่เกิดจากการสะท้อนครั้งแรกเท่านั้น ทั้งนี้เพราะพลังงานที่เกิดจากการสะท้อนครั้งที่ 2,3,4..ต่อมาจะลดลงจนมีผลกระทบน้อยต่อคุณภาพเสียงที่เกิดขึ้นในห้อง ดั้งนั้นในการออกแบบของฟังเพลงที่ดีเราจะให้ความสำคัญของผนังด้านข้างทั้งสองด้านเป็นพิเศษ เพราะระยะการเดินทางเสียงกลับมาที่หูเราจะสั้นเป็นอันดับสองรองจาก direct sound ซึ่งหากเราจัดการไม่ดีทำให้เกิดการตัดกันของ direct sound และ reflected sound ปัญหาที่ตามมาคือ ความชัดเจน (image centering), ความลึกเวทีเสียง(depth) รวมทั้งการแยกชั้น(separation)ของชิ้นดนตรีที่บันทึกมาก็จะมีคุณภาพไม่ดีตามไปด้วย
ซึ่งการจัดการกับการสะท้อนของผนังด้านข้างอาจทำได้หลายวิธี ทั้งการซับ(absorption) หรือการกระจาย (diffusion)ขึ้นกับลักษณะการใช้งานของห้องนั้นๆโดยหลักการคร่าวๆที่ใช้คือเราต้องจัดการให้เสียงที่มาจากการสะท้อนนั้นมาถึงหูเราช้ากว่าเสียง direct sound ระหว่าง 10-20 ms. ซึ่งในความเป็นจริงเราก็ยังคงแหล่งเสียงที่มาจากการสะท้อนบางส่วนไว้ ซึ่งถ้าไม่มีเสียงสะท้อนนี้เลยจะทำให้ห้องนั้นเป็นลักษณะที่เราเรียกว่า dead room เราจะรู้สึกอึดอัดไม่ผ่อนคลาย ซึ่งบางครั้งบางคนอาจแก้ไขโดยย้ายตำแหน่งนั่งฟังให้เข้าใกล้แหล่งกำเนิดเสียง(ลำโพง) มากขึ้น"near field" เพื่อลดผลกระทบจากการสะท้อนของผนังนั่นเอง
มาทำความรู้จักกับวัสดุที่นำมาใช้ในการทำห้องฟังเพลง เราจะเลือกใช้แบบไหนชนิดไหนให้เหมาะสมกับห้องของเรา โดยทั่วไปตามมาตราฐานจะใช้ค่าหนึ่งเป็นตัวกำหนด โดยค่านั้นเราจะเรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนเสียง SAC: Sound Absorption Coefficient. เป็นค่าที่ทำให้เราประเมินได้ว่าวัสดุนั้นมีคุณสมบัติในการดูดซับพลังงานเสียงได้ดีเพียงไร ยิ่งมีค่า SAC มาก หรือเข้าใกล้ 1 แสดงให้เห็นว่าวัสดุนั้นสามารถดูดกลืนเสียงได้มาก เพราะค่าสัมประสิทธิ์ของการดูดกลืนเสียงนั้นจะมีค่าระหว่าง 0 ถึง 1 ยิ่งมีค่าน้อยแสดงว่าดูดกลืนเสียงได้ไม่ดี หรือมีการสะท้อนเสียงออกไปได้มากนั่นเอง ยกตัวอย่างเช่น หากวัสดุซับเสียงนั้นมีค่า SAC = 0.80 ที่ 500 Hz ความหมายคือเมื่อมีพลังงานเสียงมากระทบกับวัสดุนั้น ตัววัสดุจะสามารถดูดกลืนพลังงานเสียงนั้นที่ย่านความถี่ 500 Hz ไว้ได้ถึงร้อยละ 80 ที่เหลืออีกร้อยละ 20 ก็จะสะท้อนกลับออกไป โดยมีสูตรการคำนวณ: (Alpha = Sound intensity absorbed/ Sound intensity incident).
จากรูป
- (1) ช่องว่างของหน้าต่างที่ให้เสียงลอดผ่าน Alpha=1.00
- (2) ผนังปูนผิวเรียบ Alpha= 0.02
- (3) ผนังAcoustic treatment panel. Alpha=0.95
ผลกระทบที่เกิดจากการสะท้อนของเสียงภายในห้อง เปรียบเทียบระหว่างเสียงที่ได้จากแหล่งกำเนิดโดยไม่มีผนังมามีส่วนเกี่ยวข้องหรืออยู่ในพื้นที่เปิด เทียบกับผลของเสียงที่ได้หากนำแหล่งกำเนิดเสียงและผู้รับฟังไปอยู่ในห้อง ซึ่งจะเทียบให้เห็นว่าผนังแต่ละด้านมีผลกระทบอย่างไรต่อเสียง (กรณีนี้ผนังแต่ละด้านเป็นผนังเปล่ายังไม่ได้มีการติดตั้งวัสดุดูดซับหรือสะท้อนเสียง)
ซึ่งจะเห็นถึงการสะท้อนของเสียงไปมาภายในห้องที่เรียกว่า First order reflection, Second order reflection..... ต่อเนื่องไปจนพลังงานของเสียงนั้นสลายหมดไป
