Акустическая подготовка переговорной комнаты

Каждое помещение уникально. Поэтому начинать построение аудио системы в переговорной комнате нужно с обеспечения хорошего звучания самого помещения.

Электронная обработка не способна улучшить качество плохо звучащего пространства. Как говорит английская пословица, нельзя сделать шелковый кошель из свиного уха (русский аналог знают все, не будем его здесь приводить). Если заранее предполагается, что помещение будет использоваться для проведения конференций, акустические параметры необходимо учитывать еще на этапе проектирования.

Иногда используемая конференц-система обеспечивает плохой звук не из-за того, что она неисправна или неправильно настроена, а из-за акустических недостатков самого помещения.

В помещении прежде нужно провести акустические измерения, которые дадут возможность спрогнозировать качественный уровень звучания будущей конференц-системы. Это позволит обсудить варианты акустической обработки еще до установки системы, а не во время или после ввода помещения в эксплуатацию.

Помещение

Само помещение является наиболее важным элементом конференц-системы. Помещение с высоким уровнем шумов или реверберацией, как правило, будет звучать ужасно. А правильно спроектированная комната с управляемой реверберацией и низким уровнем собственных шумов во время проведения конференций, скорее всего, будет звучать хорошо.

Невозможно переоценить важность создания управляемой акустической среды. При подготовке к установке системы конференцсвязи необходимо сделать помещение как можно более тихим (низкий уровень собственных шумов Noise Criteria, NC) и минимизировать реверберацию (RT60). Правильное применение звукоизоляции и акустической обработки приведут к значительному улучшению звучания большинства помещений.

Для определения основных акустических свойств помещения необходимо провести базовые акустические измерения, которые дадут точные цифры, на которые можно опираться для уточнения ожидаемых от системы конференцсвязи результатов.

Уровень NC (критерий шумов) менее NC-30 и время реверберации RT60 менее 0,5 секунды обычно считаются подходящими целевыми значениями для использования помещения в качестве конференц-зала.

Уровень собственных шумов (Noise Criteria)

Рекомендуется измерить и оформить в виде документа уровень окружающих шумов в помещении (с отключенной звуковоспроизводящей системой, если таковая уже установлена). 

При стандартном измерении уровня звукового давления (SPL) используется А-взвешивание и низкое быстродействие. Уровень собственных шумов будет влиять на такие параметры системы конференцсвязи, как четкость передачи и разборчивость речи собеседника. 

При возникновении проблем с механическими шумами (шумные вентиляционные отверстия, шум вентилятора кондиционера, внешние источники шумов, попадающих в помещение через окна, стены и двери, или другие источники), их следует идентифицировать, задокументировать и, по возможности, устранить или снизить. При наличии непостоянных шумов рекомендуется для сравнения проводить измерения в периоды их активности и неактивности.

Разница между измеренным уровнем собственных шумов и уровнем сигнала от голоса говорящего в микрофон называется отношением сигнал/шум (SNR). Это отношение должно быть не ниже 10 дБ. Однако для обеспечения оптимальной разборчивости речи лучше иметь значение ближе к 25 дБ. Подходящим для конференц-зала считается уровень окружающего шума не выше 35 - 40 дБ (А). Такой уровень соответствует кривой критерия шума 25-30.

Измерьте уровень шумов в нескольких местах, где располагаются слушатели и находятся микрофоны. Сравните результаты. Измерение в помещении на уровне сидящего человека может показать уровень шумов в 40 дБ(A), однако измерение в месте расположения потолочного микрофона, рядом с камерой обработки воздуха системы кондиционирования может показать уровень шумов в 65 дБ(A). В этом случае уровнем собственных шумов помещения правильнее считать 65 дБ(A), поскольку именно с этим уровнем шумы будут воздействовать на микрофон.

Измерения уровня собственных шумов помещения следует проводить в самых шумных местах. Из-за близости к источнику шума места некоторых участников конференции могут иметь заметно более высокий уровень шумов по сравнению с местами для других участников. Помните, что относительно тихое помещение на уровне рабочего стола может быть гораздо более шумным в местах установки потолочных микрофонов.

Кроме проблем шумов, создаваемых системами кондиционирования воздуха или вентиляционными отверстиями, воздушные потоки вокруг микрофонного капсюля могут приводить к возникновению неожиданных шумов. Это связано с турбулентностью воздуха вокруг микрофона. Подобные шумы могут сделать выходной сигнал такого микрофона непригодным для использования. В определенных случаях может потребоваться установка ветрозащитных экранов. Отличное снижение шума от перемещения потоков воздуха обеспечивают ветрозащитные экраны из искусственного меха, которые обычно выпускаются в разном цветовом исполнении. Ветрозащитные экраны из вспененного материала менее эффективны, так как ветер, обдувающий неровную поверхность с открытыми ячейками, способен при этом создавать шумы.

Реверберация RT60

Для используемого пространства рекомендуется измерять время спада (затухания колебаний) RT60. Время RT60 менее 0,5 секунды подходит для большинства приложений конференцсвязи.

RT60 – это измерение времени в секундах для затухания (уменьшения) акустической энергии на 60 дБ в определенном диапазоне частот. Помещения с большим значением времени RT60, как правило, имеют плохое звучание и не очень подходят для проведения конференций (но могут быть хороши, к примеру, для проведения концерта органной музыки). 

Высокую реверберацию (большое значение RT60) невозможно исправить с помощью электроники. Значение RT60 снижается за счет физического изменения пространства, например, за счет использования подходящей акустической обработки. Стоимость обработки может быть различной, причем колебаться в широких пределах. В настоящее время существует множество вариантов, удобных для дизайнеров. Под «акустической обработкой» вовсе не обязательно подразумеваются «прикрепленные к стенам черные решетки из пенопласта».

Эффект чрезмерно высокой реверберации в помещении также можно снизить с помощью правильного (закрытого) размещения микрофонов, позволяющего увеличить отношение прямого захватываемого звука к звуку отраженному. Наибольшие проблемы несет в себе сочетание пространства с высоким уровнем реверберации и удаленное размещение микрофонов.

Если звук плох в самом помещении, на дальнем конце видео конференции обычно он будет еще хуже. Акустика помещения является механическим свойством, определяемым строительными материалами и конструкцией, поэтому проблемы также следует решать с помощью механических средств. Например, таких как замена окон, установка более тихих вентиляционных отверстий, использование звукоизоляционных строительных материалов, изолирующие элементы для гипсокартонных стен и потолочных панелей, акустическая обработка, поглотители низкочастотной акустической энергии и другие методы. Чем лучше звучит комната сама по себе, тем лучше будут результаты использования в ней микрофонов.

Микрофоны и акустические системы

Размещение микрофона

Старая, связанная с недвижимостью поговорка «местоположение, местоположение и еще раз местоположение» также относится и к размещению микрофонов.

Для получения максимально высоких результатов микрофоны следует располагать как можно ближе к выступающим. В идеале каждому говорящему нужно предоставить свой собственный отдельный микрофон. Наличие близко расположенного микрофона позволит получить наилучшее отношение сигнал/шум (громче голос и ниже окружающие шумы в помещении) и лучшее отношение прямого звука к отраженному.

По мере увеличения расстояния между говорящим и микрофоном увеличивается и отношение уровня фоновых шумов к уровню произносимых слов. Увеличение расстояния от говорящего до микрофона потребует повышения усиления его входного сигнала (усиления сигнала, получаемого от капсюля микрофона) для поддержания того же кажущегося среднеквадратического значения для разговорной речи.

Микрофоны не способны различать звуки и определять разницу между скрипом стула, лающей собакой, шумным вентилятором, голосом генерального директора или сиреной пожарной машины. Микрофоны будут воспринимать любые попадающие на них звуки. И все эти звуки будут воспроизводиться на дальнем конце конференцсвязи. Относительная громкость каждого воспринимаемого микрофоном звука зависит от расстояния от его источника до микрофона, амплитуды источника звука, ориентации диаграммы направленности микрофона относительно источника звука и других факторов.

Если говорящий не находится в одной с нами комнате, нашим ушам и глазам не хватает пространственных и визуальных сигналов, которые обычно позволяют мозгу отфильтровывать отвлекающие факторы и фокусироваться на важных звуках. Все шумы представлены с относительно одинаковой интенсивностью и с очевидной равной важностью. Наши уши (и наш мозг) устают от попыток отфильтровать шумы или изолировать содержательный контент.

Как правило, первым выбором для дизайнера внутренних интерьеров становятся потолочные микрофоны, которые, однако, могут создавать дополнительные проблемы для проектировщиков звуковоспроизводящих систем. 

Использование микрофона кардиоидного типа, когда источник звука располагается на оси его направленности, превзойдет по качеству всенаправленный микрофон или даже тот же направленный микрофон, в своем «обычном» положении направленный вертикально вниз. Потолочные микрофоны часто имеют более высокий воспринимаемый уровень окружающих или фоновых шумов и низкое отношение сигнал/шум по сравнению с настольными микрофонами. Это происходит из-за необходимости использования более высокого усиления входного сигнала. Кроме того, из-за увеличения расстояния до говорящего может пострадать и тональность звучания.

Обычно выступающие говорят, глядя немного вниз и в сторону своих заметок, а не говорят в потолок с высоко поднятой головой. Микрофон, находящийся в полуметре ото рта говорящего и в двух метрах от ближайшего устройства обработки воздуха системы кондиционирования, будет звучать лучше, чем микрофон, расположенный в полуметре от подобного устройства и в двух метрах от докладчика. В случае микрофона наибольшее значение имеет близость к нужному источнику звука.

Располагающиеся ближе к говорящим участникам конференции настольные микрофоны обеспечат более высокое качество звука по сравнению с потолочными микрофонами.

Акустические системы

Обычно звучание в помещении будет более качественным – с лучшей тональностью и прогнозируемым покрытием – при использовании большого количества распределенных небольших динамиков и низкой громкости, а не при небольшом количестве динамиков с более высоким уровнем громкости. Небольшие динамики следует располагать так, чтобы обеспечить усиление ближнего поля для участников конференции. Более высокой степени управления уровнем звучания и обратной связью можно добиться, если подключить каждый динамик независимо к своему индивидуальному каналу усилителя, или если группы динамиков соединены вместе небольшими зонами.