Τρίτη, 20 Νοεμβρίου 2018

Η καρδιά του συστήματος χτυπάει στα Sub | Μέρος ΙΙΙ

Υπόθεση Εργασίας | Καρδιοειδείς Συστοιχείες Χαμηλών Συχνοτήτων


Στα δύο προηγούμενα άρθρα αναλύθηκαν εκτενώς οι δύο διαφορετικές προσεγγίσεις για την δημιουργία καρδιοειδών συστοιχιών, Gradient και End Fired, τα χαρακτηριστικά τους, αλλά κυρίως οι φασικές διαφορές και σχέσεις μεταξύ των ηχείων ώστε να επιτευχθεί η συγκέντρωση της ενέργειας στην περιοχή ενδιαφέροντος και η ακύρωση στην αντίθετη περιοχή.
Αφού πλέον έχουμε κατανοήσει τον τρόπο λειτουργίας και το σκεπτικό πίσω από αυτές τις δύο τεχνικές θα κάνουμε μία υπόθεση εργασίας ώστε να εφαρμόσουμε τις τεχικές αυτές. 

Πολλές συναυλίες γίνονται κυρίως καλοκαίρι σε ανοιχτά θέατρα. Για το λόγο αυτό επιλέχθηκε το θέατρο Βράχων ώστε να εφαρμόσουμε τις διαφορετικές τεχνικές σε συστοιχίες και να δούμε ποιά είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα στις χαμηλές συχνότητες με βάση τα διαφορετικά κριτήρια.

Θέατρο Βράχων

Πριν προχωρήσουμε στην εφαρμογή και προσομοίωση των διαφορετικών τεχνικών  που έχουν επιλεχθεί για το συγκεκριμένο θέατρο θα πρέπει να δούμε τις διαστάσεις του χώρου τον οποίο χρειάζεται να καλύψουμε. Οι αποστάσεις είναι 32 μέτρα μήκος και 52 πλάτος. Αντιλαμβανόμαστε πως η γωνία που χρειάζεται να καλυφθεί είναι 180° όπως άλλωστε είναι και σε κάθε θέατρο τέτοιου σχεδιασμού. Πέρα από ένα απλό LR στήσιμο οι επιλογές που έχουμε βασίζονται, εκτός από το πρώτο παράδειγμα, στην τεχνική gradient και παρατίθεινται παρακάτω. Πέρα από τις επιλογές που παραθέτουμε παρακάτω, υπάρχουν πολλαπλές άλλες παρόμοιων συστοιχιών που ο καθένας μπορεί να δημιουργήσει ανάλογα με τις ανάγκες και τις προτεραιότητες του.

Εικόνα 1


LR End Fired

Πρώτη από όλες τις πιθανές εκδοχές συστοιχιών θα δοκιμάσουμε την End Fired και θα επισημάνουμε τα υπέρ και τα κατά που προκύπτουν από την χρήση αυτής της τεχνικής στον συγκεκριμένο χώρο. Η τοποθέτηση γίνεται δεξιά και αριστερά της σκηνής και συνήθως με κλίση προς τα έξω. Αυτό βοηθάει ώστε, να υπάρχει μικρότερη αλληλεπίδραση των συστοιχιών στην περιοχή ενδιαφέροντος με συνέπεια τη μείωση των συχνοτικών διακυμάνσεων και την λίγο καλύτερη ακύρωση στην περιοχή της σκηνής. Κοιτώντας την παρακάτω εικόνα μπορούμε να δούμε τις περιοχές όπου δημιουργείται συχνοτική διακύμανση(Comb Filtering) αλλά και την περιοχή της σκηνής όπου ανάλογα τη συχνοτική περιοχή έχουμε ακύρωση. H προσέγγιση αυτή δεν ενδείκνυται για μικρού και μεσαίου μεγέθους συναυλίες αλλά για μεγάλες σκηνές όπου υπάρχει αρκετός χώρος ώστε να επωφεληθούν των πλεονεκτημάτων της τεχνικής αυτής.

Εικόνα 2
Υπέρ
  • 100% άθροιση των τεσσάρων ηχητικών πηγών στην περιοχή ενδιαφέροντος. 
  • Μικρός αριθμός ηχείων ανά πλευρά επομένως μικρότερο κόστος. 
  • Εύκολο στην εφαρμογή.
  • Δεν χρειάζεται επιπλέον support.
Κατά
  • Μεταβαλλόμενη γωνία κάλυψης στην περιοχή ενδιαφέροντος.
  • Μεταβαλλόμενη ακύρωση στην περιοχή μη ενδιαφέροντος ανάλογα με τη συχνότητα.
  • Απαιτούνται 8 κανάλια στον φασματικό διαιρέτη(controller) σε LR setup.
  • Σταθμικές και συχνοτικές διακυμάνσεις και στους δύο άξονες κάλυψης.
  • Απαιτείται αρκετός χώρος ώστε να χωρέσουν τα 4 ηχεία.
  • Δύσκολος συγχρονισμός στην περιοχή του crossover με το κυρίως σύστημα.

LR Gradient

Όπως είναι ευρέως συνηθισμένο η προσέγγιση που θα συναντήσουμε τις περισσότερες φορές είναι το LR. Το LR στήσιμο μπορεί να επωφεληθεί της τεχνικής Gradient και να βοηθήσει την μείωση της στάθμης στη σκηνή χωρίς να ανεβεί το κόστος.

Εικόνα 3

Υπέρ
  • Μικρός Αριθμός ηχείων. 
  • Σταθερή μείωση στην περιοχή της σκηνής.
  • Χρειάζονται μόνο 4 κανάλια στον Φασματικό Διαιρέτη(Controller) σε LR στήΩσιμο.
  • Δεν χρειάζεται support.

Κατά
  • Σταθμικές και συχνοτικές διακυμάνσεις και στους δύο άξονες κάλυψης.
  • Δύσκολος συγχρονισμός με το κυρίως σύστημα.

Υπερυψωμένο Inverse Stack

Η τεχνική Gradient είναι αυτή που εφαρμόζεται στην συστιχοία Inverse stack. Επειδή το θέατρο έχει γύρω στα 8 μέτρα ύψος, σε αυτή τη προσέγγιση επιλέγουμε να κρεμάσουμε την συστοιχία μαζί με το υπόλοιπο array σε LR setup ώστε να μπορέσουμε να έχουμε “καθαρή” την περιοχή της σκηνής και να κατευθύνουμε τις χαμηλές συσχνότητες μακρυά μέχρι τις τελευταίες θέσεις του θεάτρου. Από την είκονα βλέπουμε πως κάποια από τα sub είναι στραμμένα στην περιοχή του θεάτρου και κάποια προς την σκηνή. Με αυτό το τρόπο καταφέρνουμε να δημιουργήσουμε τις κατάλληλες φασικές διαφορές ώστε να έχουμε το συγκεκριμένο αποτέλεσμα.
Όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα υπάρχει ομοιογενής κάλυψη του θεάτρου στον κάθετο άξονα με την διαφορά στάθμης στην περιοχή κάλυψης να κυμαίνεται στα ±3db και μόνο οι τελευταίες θέσεις στο τέρμα του θεάτρου αλλά και οι πολύ κοντινές στη σκηνή, να είναι μέσα στο κατώτατο όριο των -6db.

Εικόνα 4
Η σταθμική διαφορά στη περιοχή της σκηνής κυμαίνεται περίπου στα 10 db πιό κάτω από την περιοχή ενδιαφέροντος, ανάλογα την συχνοτική περιοχή που κοιτάμε. Ας δούμε όμως τα υπερ και τα κατά αυτής της επιλογής κάλυψης και συστοιχίας.

Υπέρ
  • Δημιουργία γραμμής ελάχιστης σταθμικής διακύμανσης στον κάθετο άξονα κάλυψης. χωρίς συχνοτικές διακυμάνσεις.
  • Σταθμική μείωση στην περιοχή της σκηνής. 
  • Εύκολος συγχρονισμός στην περιοχή του crossover με το κυρίως array
  • Απαιτούνται μόνο τέσσερα κανάλια στον φασματικό διαιρέτη(controller) σε LR setup.
Κατά
  • Μεγάλος αριθμός ηχείων το οποίο ανεβάζει το κόστος. Χρειάζονται σύνολο 18 ηχεία για να καλυφθούν επαρκώς το L και R της σκηνής σε τέτοιου μεγέθους θέατρο. 
  • Comb Filtering στον οριζόντιο άξονα κάλυψης με αρκετές συχνοτικές διακυμάνσεις. 
  • Η συστοιχία αυτή χρειάζεται να κρεμαστεί πολύ ψηλά ώστε να καλύψει μέχρι το τέρμα του θεάτρου. Αυτό προυποθέτει μεγάλο support σκηνής. 
  • Ελλιπής κάλυψη στην περιοχή ακριβώς μπροστά από τη σκηνή

Ενώ στην προηγούμενη εικόνα φαίνεται πως έχουμε σημαντική διαφορά στη σταθμική σχέση σκηνής/θεάτρου κοιτώντας απλά και μόνο τη διαφορά των χρωμάτων, όταν παρατηρήσουμε την συχνοτική απόκριση εμπρός και πίσω της συστοιχίας θα δούμε πως στην προσέγγιση αυτή υπάρχει αποτέλεσμα μόνο για συγκεκριμένη συχνοτική περιοχή. Στην παρακάτω εικόνα με το μπλε ίχνος απεικονίζεται η σταθμική απόκριση στην περιοχή της σκηνής και με το κόκκινο η σταθμική απόκριση στην περιοχή κάλυψης.

Εικόνα 5

Η σταθμική μείωση υπάρχει αλλά μόνο γύρω απο τα 70Hz. Είναι ξεκάθαρο πως ο συγκεκριμένος σχεδιασμός χρήζει βελτίωσης, πάντα φυσικά με το αντίστοιχο κόστος

Για να βελτιώσουμε την προσέγγιση αυτή θα χρησιμοποιήσουμε δύο συστοιχίες ηχείων σε διάταξη Gradient, κρεμασμένες μαζί με το κυρίως array(δεν φαίνεται στην εικόνα), και θα ενισχύσουμε το κενό μπροστά από τη σκηνή με ένα μικρό Gradient array συγχρονιμένο με το κυρίως Sub array.

Εικόνα 6
Στην πίσω συστοιχία έχουμε χρησιμοποιήσει ένα επιπλέον ηχείο ώστε να έχουμε πλεονέκτημα στην ακύρωση. Παρατηρώντας την παρακάτω εικόνα βλέπουμε πως έχουμε καταφέρει να βελτιώσουμε την ακύρωση στην περιοχή της σκηνής, να καλύψουμε επαρκώς την περιοχή μπροστά από τη σκηνή αλλά και να έχουμε τη δημιουργία γραμμής ελάχιστης σταθμικής διακύμανσης σε όλο το θέατρο.

Εικόνα 7

Καρδιοειδή συστοιχία σε σειρά

Στην επόμενη προσέγγιση θα τοποθετήσουμε την συστοιχία κάτω και μπροστά από τη σκηνή. Στην εικόνα βλέπουμε πως τα ηχεία είναι τοποθετημένα με σχετικά μικρές αποστάσεις μεταξύ τους. Ανάλογα με την συχνότητα που έχει επιλεχθεί το crossover θα πρέπει να επιλέξουμε και τις αποστάσεις μεταξύ των πολλαπλών Gradient Sub Arrays
Φυσικά η απόσταση μεταξύ των ηχείων έχει να κάνει και με το μέγεθος του κάθε ηχείου το οποίο πολλές φορές μπορεί να παίξει περιοριστικό ρόλο στα επιθυμητά διάκενα.
Θα χωρίσουμε αυτή την προσέγγιση σε 5 στάδια. 
Αρχικά, όπως δείχνει και η παρκάτω εικόνα, τοποθετούμε τα πολλαπλά gradient arrays και παρατηρούμε την κάλυψη αλλά και τη σταθμική διαφορά μπροστά και πίσω από την συστοιχία.

Εικόνα 8
Είναι ξεκάθρο πως ενώ έχουμε πετύχει μέχρι και 18db σταθμική διαφορά μεταξύ σκηνής και θεάτρου δεν έχουμε την επαρκή και ομοιόμορφη κάλυψη στο θέατρο. 
Εάν εφαρμόσουμε χρονοκαθυστέρηση από το κεντρικό sub array προς τα έξω θα μπορέσουμε να ανοίξουμε ακόμη περισσότερο το τόξο κάλυψης και να έχουμε μεγάλη βελτίωση.

Εικόνα 9
Παρτηρώντας τις μετρήσεις στην παραπάνω εικόνα βλέπουμε πως έχει βελτιωθεί η κάλυψη στο θέατρο ενώ παράλληλα έχει διατηρηθεί η επιθυμητή σταθμική διαφορά μεταξύ της σκηνής και του θεάτρου.

Στο τρίτο στάδιο θα δοκιμάσουμε να εφαρμόσουμε σταθμική(db) μείωση από το κέντρο προς τα έξω σε συνδυασμό με την χρονοκαθυστέρηση ώστε να μπορέσουμε να ανοίξουμε ακόμη περισσότερο τη γωνία κάλυψης. Στην παρκάτω εικόνα φαίνεται πως ενώ έχουμε παρόμοια κάλυψη στην περιοχή του θεάτρου με μικρή σταθμική μείωση, η περιοχή της σκηνής έχει λίγο καλύτερη απομόνωση. Λογικό αφου έχουμε μειώσει την ένταση των ηχείων απο το κέντρο προς τις άκρες.  Εδώ πρέπει να δούμε τι είναι αυτό που έχει μεγαλύτερη προτεραιότητα με βάσει το σχεδιασμό. Θέλουμε 100% της στάθμης στην περιοχή του θεάτρου ή δεν μας ενοχλεί να χάσουμε λίγο από την σταθμική άθροιση ώστε να πετύχουμε καλύτερη απομόνωση στην σκηνή;

Εικόνα 10
Στο τέταρτο στάδιο θα δώσουμε κλίση προς τα έξω ενώ παράλληλα θα διατηρήσουμε την χρονοκαθυστέρηση και την σταθμική μείωση όπως εφαρμόστηκε στα προηγούμενα παραδείγματα.

Εικόνα 11
Στην τελευταία εικόνα βλέπουμε αισθητή βελτίωση στην κάλυψη του θεάτρου σε σχέση με πριν ενώ έχουμε διατηρήσει αν όχι βελτιώσει την επιθυμητή διαφορά στάθμης μεταξύ σκηνής και θεάτρου.

Θα μπορούσαμε να βελτιώσουμε ακόμη περισσότερο την καλυπτότητα εάν χρησιμοποιούσαμε περισσότερα ηχεία αλλά και εάν δημιουργούσαμε μία πιό σωστή καμπύλη στην τοποθέτηση των sub που να ταιριάζει περισσότερο στο σχήμα του θεάτρου. Φυσικά κάτι τέτοιο θα σήμαινε τοποθέτηση επιπλέον ηχείων και περισσότερο χώρο μπροστά από τη σκηνή. 

Στην τελευταία προσομοίωση έχουμε δοκιμάσει αυτό ακριβώς και είναι ξεκάθαρο πως έχει γίνει ολική ηχητική κάλυψη του θεάτρου ενώ παράλληλα διατηρούμε την επιθυμητή σταθμική διαφορά μεταξύ της σκηνής και του θεάτρου. Φυσικά αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μερική άθροιση των διαφορετικών ηχείων και επομένως λιγότερη συνολική στάθμη στην περιοχή του θεάτρου αλλά και μικρότερη σταθμική διαφορά μεταξύ του εμπρός και του πίσω μέρους τη συστοιχίας σε σχέση με τις προηγούμενες προσεγγίσεις.

Εικόνα 11
Υπέρ
  • Ομοιόμορφη κάλυψη και στους δύο άξονες.
  • Μεγάλη και σταθερή σταθμική μείωση στην περιοχή της σκηνής σε όλο το συχνοτικό. φάσμα των χαμηλών ανάλογα πάντα με την προσέγγιση.
  • Δεν χρειάζεται support.
Κατά
  • Μεγάλος αριθμός ηχείων.
  • Πολλά κανάλια στον φασματικό διαιρέτη(Controller).
  • Δύσκολη επιλογή συγχρονισμού με το κυρίως array.
  • Απαιτείται μεγάλος χώρος μπροστά από τη σκηνή.
  • Μεγάλη σταθμική διαφορά κοντά/μακρυά από τη σκηνή.
  • Η εφαρμογή σταθμικής μείωσης ενδέχεται να δημιουργήσει πρόβληματα.

Επίλογος

Σε όλα τα παραπάνω παραδείγματα καταφέραμε να δείξουμε πως εφόσον έχουμε κατανοήσει τον τρόπο λειτουργίας των δύο τεχνικών, μπορούμε πολύ εύκολα να τις εφαρμόσουμε με όποιο τρόπο πιστεύουμε πως ταιριάζει στον χώρο που καλύπτουμε χωρίς να είμασττε απόλυτα δεσμευμένοι από το εκάστοτε preset του κάθε κατασκευαστή. Οι προσεγγίσεις και οι συνδυασμοί είναι πάρα πολλοί και αυτό που έχουμε να κάνουμε είναι να σταθμίσουμε τα υπέρ και τα κατά που μας δίνει η κάθε επιλογή. Σϊγουρα σε πραγματικές συνθήκες κάτι τέτοιο θα χρειαστεί αρκετή δουλειά, γνώση των μηχανημάτων που θα χρησιμοποιηθούν και σωστές μετρήσεις σε διαφορετικά σημεία του θεάτρου ώστε να είμαστε σίγουροι πως έχουμε επιτυχιμένο σχεδιασμό και κάλυψη.
Σε κάθε περίπτωση πρέπει να γίνει η σωστή και επαρκής μέτρηση του συστήματος και στους δύο άξονες κάλυψης. Η απόφαση του πώς και πού θα συγχρονιστεί το sub array με το κυρίως array είναι σημαντική έτσι ώστε να επωφεληθούμε του εκάστοτε σχεδιασμού στο μεγαλύτερο μέρος του χώρου που καλύπτουμε. Τέλος θα πρέπει να σημειωθεί ότι η εφαρμογή σταθμικής μείωσης που εφαρμόστηκε στο τελευταίο παράδειγμα πολλές φορές μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα παρά να βοηθήσει στην καλύτερη κάλυψη. Στο συγκεκριμένο άρθρο χρησιμοποιήθηκε ως "υπερβολή" ώστε να επισημάνθούν όλα τα διαθέσιμα εργαλεία στην εφαρμογή των διαφορετικών sub arrays

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου