EP25: บทสรุปพื้นฐานข้อเท็จจริงเกี่ยวกับ Room Acoustics
- โดยทั่วไปการใช้ชีวิตส่วนใหญ่เราจะอยู่ในพื้นที่ปิด ไม่ใช่ในพื้นที่เปิดโล่งดังนั้น Room acoustics จะเข้ามามีส่วนในชีวิตประจำวันกับทุกๆคน
- ทุกครั้งเสียงที่เราได้ยินภายในห้องจะไม่ได้มีเพียงจากแหล่งกำเนิดเสียงเดียวเท่านั้น พร้อมๆกันเราจะได้ยินเสียงที่เกิดมาจากการสะท้อนภายในห้องนั้นด้วย
- เสียงที่มาหาเราจะมาจากการสะท้อนหลายๆระดับ ตั้งแต่การสะท้อนครั้งเดียวจนถึงเสียงสะท้อนหลายๆครั้ง
- ในทุกๆห้องจะมีการเกิดการก้อง (Reverberation) ด้วยเสมอมากหรือเล็กน้อยแตกต่างกันตามขนาดห้อง
- Direct sound: คือเสียงจะเดินทางมาถึงเราเร็วที่สุดและมีระดับพลังงานสูงที่สุด
- Early Reflection: คือเสียงที่จะเดินทางมาถึงหูของเราภายในเวลาไม่เกินกว่า 80ms.
Early Reflection:
- มีพลังงานมากและมีทิศทางที่ชัดเจน
- เป็นตัวให้ข้อมูลขนาดความกว้างของพื้นที่ของที่ตั้งของแหล่งกำเนิดเสียงที่ได้รับฟัง
Late Reflection:
- ระดับความเข้มข้นของเสียงต่ำแต่จะมีปริมาณความหนาแน่นสูง
- สามารถให้ข้อมูลของขนาดห้องที่ได้รับฟัง
- จะไม่ขึ้นกับแหล่งกำเนิดเสียง
Sound is a wave
- ความยาวคลื่นเสียง 1.7cm- 17m
- ความเร็วเสียง 343m/s
Sabine's Formula:
- Sabine formula (1900): T60 = 0.16 * V / Se
- V is a volume in m3
- Se is the effective absorbing area in m2
- Se = a1S1 + a2S2 + a3S3 + …–ai is the absorption coefficient (1 – β) for area Si
- Eyring’s formula: use -ln(1-a) instead of a
- Both do not account for air absorption
Anechoic Rooms:
- T60 < 100 ms
- จะให้คุณสมบัติเสมือนห้องที่ไม่มีผนัง
- นำมาใช้สำหรับทดสอบอุปกรณ์เครื่องเสียง
- และใช้ทดสอบความสามารถในการได้ยิน
Reverberant Room:
- มีพื้นที่ขนาดใหญ่ ออกแบบสำหรับใช้เป็นห้อง Concert halls
- ทุกตำแหน่งการได้ยินจะได้รับเสียงที่มิติใกล้เคียงกัน
- แต่จะไม่เหมาะกับการใช้เป็นห้องประชุม เพราะความสามารถในการรับฟังคำพูด (speech) จะต่ำ
Room acoustics
- ชนิดหรือคุณสมบัติของ Room acoustics ขึ้นกับประเภทของการใช้งาน
- เงื่อนไขหลักที่มีผลกระทบต่อการรับฟังคือ Reverb time และ การกระจายตัวของ Early reflection
- สามารถควบคุมได้ด้วยชนิดและตำแหน่งของ Acoustic panels
ปล: สำหรับผู้ที่ต้องการศึกษาเพิ่มเติมแนะนำหนังสือเล่มนี้ครับ "Master Handbook of Acoustics": https://amzn.to/3i71CWI
วันนี้มาคุยกันกับคำถามที่ว่า หากเรามีห้องฟังขนาดเล็กแลัวจะใช้ขุดฟังเพลงที่มีขนาดใหญ่ได้หรือไม่?
ก่อนตอบคำถามนี้ขอเริ่มอย่างนี้ก่อนครับ เราคุยถึงต้นเหตุของปัญหาคือขนาดห้อง ไม่ใช่ขนาดลำโพงหรือชุดเครื่องเสียง ห้องทุกห้องจะมีปัญหาอย่างหนึ่งที่เหมือนๆกัน คือ Room mode ซึ่งส่งผลกระทบต่อความถี่ย่านเสียงต่ำโดยตรง ซึ่งจะพบว่าปัญหาของ room mode นั้นจะทำให้เกิดปรากฎการณ์ที่ว่าบางจุดในห้องจะมีความดังของความถี่ต่ำดังกว่าจุดอื่นในห้อง อีกทั้งบางจุดจะมีระดับความดังของความถี่ต่ำบางความถี่ที่ต่ำมากหรือแม้กระทั่งไม่มีเลย ซึ่งปรากฎการณ์เหล่านี้นั้น(room modes)สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งห้องขนาดเล็ก หรือห้องขนาดใหญ่ ซึ่งชนิดการเกิดขึ้นของ Room modes จะแบ่งได้เป็น 3 ชนิดคือ 1.Axial modes 2.Tangential modes 3. Oblique modes.
ความแตกต่างจะอยู่ที่ว่าห้องขนาดเล็ก room mode จะเกิดขึ้นที่ช่วงความถี่สูงกว่า ห้องที่มีขนาดใหญ่ยกตัวอย่างเช่น. ถ้าห้องขนาดเล็ก หากเกิด First room modes ที่ 44 Hz ดังนั้น Second Room modes ถัดมาจะเกิดที่ 88 Hz ทุกๆ room modes ที่เกิดขึ้นตามมาจะมีช่วงห่างของความถี่ทุกๆ 44 Hz
ในขณะที่ห้องที่มีขนาดใหญ่ room mode แรกเกิดที่ความถึ่ 30 Hz ดังนั้นความถี่ที่เกิดขึ้นตามมาจะอยู่ที่ 60, 90 Hz.....ซึ่ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นดังกล่าว เราจะพบว่า การตอบสนองความถี่ต่ำของห้องที่มีขนาดใหญ่ จะมีความราบเรียบได้ดีกว่าห้องที่มีขนาดเล็กซึ่งเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
ดังนั้นเมื่อเราใช้ชุดเครื่องเสียงขนาดใหญ่ที่มีความสามารถให้เสียงช่วงต่ำลงได้ลึกๆ เมือเราไปใช้ในห้องขนาดเล็ก การตอบสนองความถี่ที่เกิดจากห้องก็จะมีความไม่ราบเรียบเพราะช่วงห่างของ First และ Second Room modes จะมีช่วงที่กว้างกว่าของช่วงความถี่ด้านบน ซึ่งหากเราต้องการที่ใช้ชุดเครื่องเสียงขนาดใหญ่ในห้องฟังขนาดเล็ก เราจำเป็นต้องมีการออกแบบ เพื่อแก้ไขป้องกัน ปัญหาทางด้าน acoustics ที่เกิดจากความไม่ราบเรียบของความถึ่เหล่านั้น และอีกปัญหาหนึ่งที่สำคัญที่พบในห้องขนาดเล็กคือ ตำแหน่งการจัดวางลำโพงจะมีข้อจำกัดมาก อันเนื่องจากพื้นที่จำกัดนั่นเอง ซึ่งตำแหน่งของลำโพงที่จะทำให้เกิดการแยกกันของ Direct sound กับ First reflection sound ย่อมทำได้ยาก ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อตำแหน่งและขนาดของเวทีเสียงที่ได้รับ ซึ่งจะไม่ตรงตามเสียงที่ควรจะเป็นตามที่ได้ถูกออกแบบมา
ซึ่งโดยสรุปก็คือเราสามารถที่จะใช้ System ขนาดใหญ่ในห้องขนาดเล็กได้ หากแต่ต้องรู้วิธีการปรับแก้ปัญหาด้าน acoustic ของห้องนั้นๆ, การจัดแก้ปัญหาความถื่ต่ำที่เกิดขึ้น และการจัดวางตำแหน่งของลำโพงที่ถูกต้องด้วย
ปล: สำหรับผู้ที่ต้องการศึกษาเพิ่มเติมแนะนำหนังสือเล่มนี้ครับ "Master Handbook of Acoustics": https://amzn.to/3i71CWI
