Dlaczego występują różnice poziomu między przodem a tyłem?

Różnice poziomu wynikają przede wszystkim z różnych odległości słuchaczy od systemu. Osoba stojąca kilka metrów od PA otrzymuje znacznie więcej energii niż słuchacz znajdujący się kilkadziesiąt metrów dalej.

Wyobraźmy sobie system ustawiony przy scenie. Pierwszy sektor publiczności znajduje się 5 m od zestawów, a ostatni 40 m dalej. To bardzo duża różnica odległości i nie da się jej całkowicie skompensować samą regulacją głośności.

Jeżeli zwiększymy poziom main PA tak, aby ostatni rząd otrzymał wystarczający SPL, pierwsze rzędy dostaną jeszcze większą energię. Problem nie znika — zwiększamy tylko poziom całego systemu.

Dlatego podstawowym celem projektu jest ograniczenie różnic poziomu wynikających z geometrii, a nie ich maskowanie większą mocą. 

Odległość od źródła a SPL

Dla idealnego źródła punktowego w wolnym polu każde podwojenie odległości oznacza spadek poziomu o około 6 dB.

Jeżeli więc w określonych warunkach mamy:

• określony SPL przy 5 m,
• przy 10 m będzie on teoretycznie niższy o około 6 dB,
• przy 20 m o kolejne około 6 dB,
• przy 40 m ponownie o około 6 dB.

Rzeczywisty system nie jest oczywiście idealnym źródłem punktowym. Kierunkowość zestawów, ich konfiguracja, line array, odbicia i warunki atmosferyczne wpływają na wynik.

Zasada dobrze pokazuje jednak podstawowy problem: odległość ma ogromny wpływ na poziom.

Dlatego zamiast próbować obsługiwać bardzo daleką publiczność jednym źródłem przy scenie, często lepiej dostarczyć kolejne źródło bliżej tej części widowni.

Właśnie na tej zasadzie działają systemy delay. 

Jak wysokość zawieszenia zmienia rozkład poziomu?

Podniesienie systemu może zmniejszyć różnicę odległości między najbliższymi i najdalszymi słuchaczami.

Jeżeli zestaw znajduje się nisko, osoba w pierwszym rzędzie może być od niego oddalona zaledwie o kilka metrów, podczas gdy ostatni słuchacz znajduje się wielokrotnie dalej.

Po zawieszeniu PA wyżej rośnie odległość do pierwszego rzędu, ale odległość do końca widowni zwiększa się procentowo znacznie mniej. Stosunek tych dwóch dystansów staje się korzystniejszy.

To jeden z powodów, dla których duże systemy często są podwieszane wysoko.

Nie oznacza to jednak, że „im wyżej, tym lepiej”. Zbyt duża wysokość może:

• zostawić pierwsze rzędy poza pokryciem,
• zwiększyć ilość energii trafiającej w sufit,
• utrudnić osiągnięcie potrzebnego SPL,
• stworzyć problemy mechaniczne i riggingowe.

Dlatego wysokość powinna wynikać z konkretnego projektu, a brakujące pokrycie pierwszych rzędów można uzupełnić frontfillami.

Jak kierunkowość systemu pomaga kontrolować energię?

Kierunkowość określa, gdzie głośnik wysyła energię. W dużej przestrzeni jest często ważniejsza niż sama maksymalna głośność zestawu.

Dobrze dobrany system powinien kierować energię:

• w stronę publiczności,
• na odpowiednią szerokość,
• na właściwy zakres odległości.

Jednocześnie powinien możliwie ograniczać energię trafiającą:

• poza widownię,
• w ściany,
• w sufit,
• na scenę,
• w sektory obsługiwane przez inne źródła.

Jeżeli system jest zbyt szeroki, duża część jego energii może trafiać poza publiczność. Jeżeli jest zbyt wąski, boczne sektory pozostają niedostatecznie nagłośnione.

W większych realizacjach właśnie dlatego często stosuje się różne systemy dla różnych stref zamiast jednego źródła próbującego pokryć wszystko.

Szerzej różnice w kierunkowości opisuje artykuł System liniowy czy klasyczne zestawy PA – co wybrać do wydarzenia?

Kiedy jeden system główny przestaje wystarczać?

Jeden system główny przestaje wystarczać wtedy, gdy nie może zapewnić akceptowalnego pokrycia całej publiczności bez tworzenia zbyt dużych różnic poziomu.

Typowe sytuacje to:

• bardzo głęboka widownia,
• szeroka publiczność,
• sektory boczne,
• pierwsze rzędy znajdujące się pod systemem,
• balkon lub antresola,
• przestrzenie za przeszkodami.

Nie oznacza to automatycznie, że trzeba zastosować większe main PA.

Często lepszym rozwiązaniem jest podział przestrzeni.

Zamiast jednego bardzo głośnego systemu można wykorzystać kilka źródeł pracujących na niższych poziomach i obsługujących konkretne sektory.

Takie rozwiązanie może poprawić zarówno równomierność SPL, jak i zrozumiałość.

Frontfill, outfill i delay – trzy różne zadania

Frontfill, outfill i delay nie są trzema nazwami tego samego rozwiązania. Każdy z tych systemów odpowiada za inny problem z pokryciem.

Frontfill obsługuje pierwsze rzędy. Jest potrzebny szczególnie wtedy, gdy główny system znajduje się wysoko i jego dolna granica pokrycia zaczyna się dalej od sceny.

Outfill rozszerza pokrycie na boki. Stosuje się go, gdy publiczność jest szersza niż użyteczna charakterystyka main PA.

Delay line obsługuje dalszą część głębokiej przestrzeni. Zamiast zwiększać poziom głównego systemu, dodatkowe zestawy umieszcza się bliżej odległych słuchaczy.

Najważniejsze jest to, aby każda strefa miała konkretne zadanie. Dodawanie kolejnych głośników bez planu może pogorszyć spójność systemu.

Jak prawidłowo wyrównać czasowo dodatkowe systemy?

Dodatkowe źródła powinny być wyrównane czasowo tak, aby ich sygnał współpracował z dźwiękiem docierającym z systemu głównego.

Przykładowo słuchacz stojący przy delay tower nadal otrzymuje dźwięk z main PA, tylko dociera on do niego później ze względu na większą odległość.

Jeżeli lokalny zestaw delay zagra natychmiast, jego sygnał może dotrzeć wcześniej niż dźwięk ze sceny.

Dlatego wprowadza się odpowiednie opóźnienie elektroniczne.

Celem nie jest jednak mechaniczne wpisanie wartości wynikającej wyłącznie z odległości. Trzeba uwzględnić:

• faktyczne położenie źródeł,
• miejsce strefy przejściowej,
• propagację,
• charakter obu systemów,
• zamierzony efekt lokalizacyjny.

Prawidłowo skonfigurowany delay powinien sprawiać wrażenie, że dźwięk nadal pochodzi z kierunku sceny.

Temat szczegółowo rozwija artykuł Jak nagłośnić długą salę lub dużą przestrzeń za pomocą delay line?

Dlaczego źle ustawiony delay może pogorszyć dźwięk?

Źle ustawiony system delay może stworzyć wyraźne echo, utratę lokalizacji albo interferencje w strefie, w której oba źródła mają podobny poziom.

Jeżeli delay zagra zbyt wcześnie, słuchacz może zacząć lokalizować dźwięk w dodatkowym głośniku zamiast na scenie.

Jeżeli zagra zbyt późno, może być słyszalny jako oddzielne powtórzenie.

Problem występuje szczególnie w strefach przejściowych, gdzie poziom main PA i systemu delay jest zbliżony.

Dlatego prawidłowe ustawienie wymaga nie tylko opóźnienia, ale także:

• dobrania poziomu,
• kontroli kierunkowości,
• ewentualnej korekcji tonalnej,
• pomiaru relacji czasowej.

Delay ma uzupełniać system główny, a nie konkurować z nim.

Jak wykorzystuje się predykcję SPL?

Predykcja SPL pozwala zobaczyć przewidywany rozkład poziomu jeszcze przed fizycznym zbudowaniem systemu.

Do modelu wprowadza się m.in.:

• geometrię widowni,
• pozycję systemów,
• wysokość zawieszenia,
• kąty zestawów,
• konfigurację gron,
• dodatkowe strefy.

Oprogramowanie może następnie pokazać mapę przewidywanego poziomu dla różnych obszarów.

Dzięki temu łatwo zauważyć:

• zbyt wysoki poziom z przodu,
• spadek na końcu widowni,
• brak pokrycia z boku,
• obszary nakładania się systemów.

Predykcja pozwala również porównywać warianty.

Można sprawdzić, czy lepszy rezultat daje:

• inne zawieszenie main PA,
• zmiana kąta zestawów,
• dodanie outfilli,
• dodatkowy delay,
• inny typ systemu.

Przy dużych realizacjach projekt nagłośnienia na podstawie planu obiektu jest znacznie bardziej przewidywalny niż wybór systemu dopiero podczas montażu.

Co zweryfikować pomiarami podczas strojenia?

Predykcja opisuje projekt, ale po montażu trzeba sprawdzić rzeczywisty system.

Podczas strojenia warto zweryfikować przede wszystkim:

• poziomy w różnych miejscach widowni,
• relacje czasowe między systemami,
• odpowiedź częstotliwościową,
• połączenie main PA i subwooferów,
• frontfille,
• outfille,
• delay line,
• strefy przejściowe.

Nie wystarczy wykonać pomiaru tylko przy FOH.

Jeżeli celem jest równomierne pokrycie, trzeba sprawdzić kilka reprezentatywnych punktów:

• przód,
• środek,
• tył,
• lewą i prawą stronę,
• strefy nakładania systemów.

Pomiary pozwalają potwierdzić, czy fizyczna realizacja odpowiada modelowi i czy podczas montażu nie pojawiły się różnice względem projektu.

Nie należy jednak traktować DSP jako narzędzia do naprawiania błędów geometrii. Jeśli głośnik jest skierowany w złe miejsce, EQ nie zmieni jego fizycznej kierunkowości.

Przykład projektu dla szerokiej i dla głębokiej widowni

Dwie przestrzenie o podobnej powierzchni mogą wymagać zupełnie innych systemów.

Wyobraźmy sobie pierwszą widownię: szeroką, ale stosunkowo płytką. Większość publiczności znajduje się w podobnej odległości od sceny, ale skrajne sektory wychodzą poza pokrycie głównego PA.

W takim przypadku rozwiązaniem mogą być:

• main PA,
• outfille,
• frontfille przy scenie.

Delay może w ogóle nie być potrzebny, ponieważ głębokość terenu jest niewielka.

Drugi przypadek to wąska, ale bardzo głęboka widownia. System główny może łatwo pokryć ją poziomo, ale różnica odległości między pierwszym i ostatnim rzędem jest ogromna.

Wtedy rozwiązaniem może być:

• main PA o kontrolowanej pionowej kierunkowości,
• frontfill,
• jeden lub kilka systemów delay.

W pierwszym przypadku głównym problemem jest szerokość. W drugim — odległość.

To pokazuje, dlaczego akustyka miejsca i geometria widowni wpływają na dobór nagłośnienia bardziej niż sama liczba uczestników.

Podsumowanie

Równomierne nagłośnienie dużej przestrzeni wymaga przede wszystkim kontroli geometrii systemu. Próba skompensowania dużych odległości samym zwiększeniem SPL sprawia, że pierwsze rzędy stają się jeszcze głośniejsze, podczas gdy problem dalszej części widowni nie zostaje rozwiązany efektywnie.

Wysokość zawieszenia, kierunkowość i podział systemu na strefy pozwalają zmniejszyć różnice poziomu. Frontfill obsługuje przód, outfill sektory boczne, a delay dalszą część widowni. Wszystkie źródła powinny zostać odpowiednio wyrównane czasowo i poziomowo.

Przy większych realizacjach warto przygotować predykcję SPL jeszcze przed montażem, a następnie zweryfikować projekt pomiarami w kilku punktach widowni. Dzięki temu system można oceniać jako całość, a nie wyłącznie na podstawie poziomu mierzonego przy FOH.

Najczęściej zadawane pytania