Зони озвучування, фрагмент схеми
Храми, синагоги, церкви, костели, мечеті та інші вкрай специфічні з точки зору акустики об'єкти озвучуються вельми нетривіально.
Великий час реверберації, відсутність можливості змінити архітектурну акустику (і іноді навіть встановити мікрофони), необхідність врахувати культурні та історичні особливості, а ще навчання використанню цієї системи персоналу без технічної освіти - неповний перелік причин складнощів такого проекту.
Завдання озвучування собору була для нас не зовсім звичайної - раніше ми не займалися такого роду проектами. Драматизму ситуації додавав той факт, що освячення собору повинно було відбутися через кілька місяців.
Коли ми прийшли на місце в перший раз, як раз йшла ранкова служба. З амвона служитель читав молитви. В радіусі 4-5 метрів ми розбирали слова, але як тільки відходили далі від священика, все звуки зливалися в рівний гул через нескінченного перехідного процесу. Зрозуміло було, що при великому скупченні людей мова буде зовсім не помітною.
Нашим завданням було вирішити цю проблему. Потрібно було забезпечити звукопідсилення, передачу мови і при цьому мінімізувати вплив гігантського обсягу бетонного приміщення на змушують коливання акустики. Основна проблема була в тому, що будь-який звук з точки, де стояв священнослужитель, багаторазово відбивався від стін, підлоги і стелі і звучав ще близько 10 секунд. Тобто співвідношення потужності сигналу (мови) і створюваного шуму через перевідбиттів було вкрай низьким.
Завдання ускладнювалось зонуванням площі храму: «Он там дітей хрестять, тут семінари проводять, і ваша система не повинна їм заважати», - пояснювали нам священики. «Але коли йдуть служби, всі повинні чути, що ми читаємо, і на вулиці теж».
Опрацьовуючи рішення по озвучці вівтаря, ми довго думали, як розмістити мікрофони. «На розтяжках над престолом? Або може вивести кабель знизу? Ну або хоча б на семисвічник ... Літати-то мікрофони не можуть - чудес не буває, "- озвучував варіанти я. «Бувають, син мій», - відрізав священик.
Чому завдання взагалі виникла? Справа в тому, що канони церковної архітектури і, отже, акустики дотримувалися століттями. Великий час реверберації прикрашало довгі ноти органу, церковного хору. Майже всі молитви мають ритм, якому допомагають відображення звуку, і протяжні ноти також повинні бути прикрашені реверберацией. Правда, варто відзначити, що монотонний (характерний для РПЦ) речитатив старослов'янською з точки зору акустики не надто перебірливий навіть в безлунній камері.
Озвучування релігійних споруд завжди відрізнялася від проектування систем оповіщення для вокзалів, аеропортів та інших подібних об'єктів. Важлива не стільки розбірливість мови (індекс STI), скільки рівномірне звукове поле по всій площі приходу.
В ідеалі архітектура самої споруди така, що, незважаючи на акустичну нерівномірність поверхонь, храм являє собою пов'язані прямокутні і циліндричні резонатори з власними модами коливань. Говорячи більш простою мовою, архітектура і матеріали храму повинні «піднімати» голос служителя вгору і направляти його на кожного слухача внизу так, щоб звук йшов «об'ємно» як би «з небес». Але на момент старту проекту на даному об'єкті архітектура не тільки не вирішувала цю задачу, але і, навпаки, заважала розбирати голос.
Будівля храму являє собою пов'язані загальним обсягом циліндричні і прямокутні резонатори з власними частотами. Такі резонатори описуються рішеннями рівняння Гельмгольца, що містили функції Бесселя. Одна з проблем новоділів - то, що в данину традиціям архітектори передбачають зниження добротності циліндричних резонаторів (вмонтовані глиняні горщики під куполом), прибираючи «непотрібні» Беселевих моди шиї і купола з спектра, а ось пічні повітроводи проектувати забувають, бо опалення вже дано централізоване, з місцевої теплоцентралі. Це призводить до того, що пропадає додаткова зв'язок між «верхніми» і «нижніми» резонаторами і голос служителя звучить не об'ємно, а з точки, звідки він читає псалми. З урахуванням розмірів храму, служба більше схожий на місцеве нашіптування. До того ж, не всі володіють сильними голосами. Ми повинні були врахувати всі ці нюанси.
І, звичайно, всім хотілося щоб все було автоматично. Щоб навіть кнопку ніхто ніяку не натискав. Інакше весь ефект пропаде: що за служба, якщо священнослужитель спочатку натискає кнопку або лізе в конфіг?
Для початку ми зробили заміри і почали будувати повну модель в EASE 4.3. Це дозволило провести основні викладки, але, очевидно, що жодна модель, жоден набір параметрів не дасть точного уявлення про звуковий картині об'єкта. До того ж статистичні методи розрахунку і методи геометричній акустики нечутливі до перешкод і довжині хвилі. Проте, навіть без застосування хвильових методик отримані в результаті розрахунку дані дозволили розставити акустичні системи оптимальним чином, підібрати початкову потужність, вибрати напрямок випромінювання таким чином, щоб мінімізувати пізні відображення і отримати досить рівномірну структуру ранніх віддзеркалень.
Фрагмент схеми розміщення динаміків
Фрагмент вистави результатів модуля AURA
Самою сложнойя завданням було створення мікрофонної системи, причому зручною для використання. І придатною для роботи з реверберацией більше 7 секунд. Вихід був один - лінійні мікрофони та радіосистеми (мікрофонний парк в готовому рішенні, до речі, оновлюється і розширюється, благо система матричної комутації це передбачає).
Спектр завдань з озвучення виявився досить великим. Перш за все потрібно забезпечення Багатозонне структури комплексу по суті справи в єдиному просторі. Як вже було сказано, тут і служби проходять, і семінари, вінчання, і т.д. Створити розділені звукові зони можна тільки спрямованим контрольованим випромінюванням, з урахуванням того, що за даними вимірювань стандартний час реверберації (RT60) становило близько 8 секунд. Тому перше рішення, яке було прийнято - озвучувати будемо лінійними масивами. Зрозуміло це не ноу-хау, зараз майже всі католицькі собори озвучені саме так. Раніше використовувалися спеціальні повітроводи, резонатори в куполі і інші рішення, тобто архітектура храму вже мала «інтегровану» систему звукопідсилення - але наш об'єкт був «невдалим», тому потрібна була електроніка.
Вибір вендорів досить широкий: Intellevox, HKAudio, Bose, MeyerSound, JBL (справедливості заради треба сказати, що свої CAL і CBT Мейер і Харман ще не випустив на той час) і так далі. Але, згадавши про обмеження за ціною, швидкості поставки і якості, вибір зупинився на Bose.
А ще ми зробили мультимедійну систему конфернеції-залу нижнього храму, але це зовсім інша історія.
Фрагмент схеми комутації
Площа була розбита на зони: центральна пріалтарная, 4 зони за колонами, солея, притвор і зовнішні зони ззовні храму. Центральна зона озвучена стековим рішенням - двометрові масиви (24 чотиридюймові динаміка) Bose MA12. Звичайно, в ближній зоні відчувається наявність бічних пелюсток ДН, але вже на відстані 2 - 3 метрів можна насолоджуватися циліндричної хвилею (на 1 кг). Це рішення виправдано великою площею озвучування. Потужність, що підводиться до акустичних систем, розрахована таким чином, що сигнал від основних звукових колон маскується за часом сигналом акустичних систем заколонних зон.
Заколонних зони озвучені «саморобними» масивами - чотирма вертикально встановленими колонками DS16SE. Такий підхід забезпечив коефіцієнт спрямованої дії порядку 2. Відстань між центрами динаміків в цих масивах було зроблено великим ніж в MA12, що забезпечило більший контроль спрямованості в області нижніх частот.
Проблем з налаштуванням на місці не виникло, тому що при моделюванні потрапили досить точно. Виникали труднощі зі зворотним зв'язком (мікрофонний ефект, то, що не враховує EASE), проте за рахунок автоматичних фільтрів і компенсації основних резонансних мод ефект вдалося зробити мінімальним. Загалом, після проектування та монтажу обладнання залишилося тільки налаштувати всі канали посилення, детектувати частоти самозбудження, записати кілька пресетів для різних сценаріїв служб і навчити персонал користуватися системою.