Трактовка графика Waterfall

В данной теме предлагаю обсуждение вопросов, связанных с трактовкой графика Waterfall музыкальной комнаты.
Утрированно, данный график представляет собой гибрид АЧХ и RT60, правда, с возможностью корректной оценки ситуации и детального анализа конкретных акустических артефактов в НЧ диапазоне (чего не позволяет сделать график RT60).
Таким образом, верхний контур графика Waterfall в точности повторяет конфигурацию кривой АЧХ. В то время, как его нижний контур иллюстрирует время затухания/распада на различных частотах. Как правило, самые затяжные временные "хвосты" распада соответствуют резонансным частотам помещения, суть, НЧ модам.
Следует отметить, что график Waterfall не заменяет, а дополняет график RT60. То есть, для оценки акустической ситуации в НЧ диапазоне нужно анализировать график Waterfall, а для оценки ситуации в более высоком частотном диапазоне нужно анализировать сразу два графика - и Waterfall, и RT60.
При снятии и оценке графика Waterfall есть нюансы.
С одной стороны, по вертикальной оси SPL нужно иметь возможность наблюдать сигнал с амплитудой 60 дБ., поскольку параметр RT60 предусматривает оценку временного интервала, в течение которого уровень звукового сигнала ослабевает на 60 дБ.
Но, с другой стороны, есть такое понятие, как уровень фонового шума - к примеру, в условиях обычной квартиры в многоэтажке уровень фонового шума может достигать 40-50 дБ., в то время, как в загородных домах он может составлять всего лишь порядка 30 дБ. и менее.
Но, к чему это я? Дело в том, что в силу физиологии человеческого звуковосприятия, наш мозг автоматически принимает уровень фонового шума за "полную тишину" и фактически мы слышим только то, что имеет более высокий SPL. Получается, что при одном и том же уровне звукового сигнала из АС, скажем 85 дБ., в тихом помещении мы слышим динамический диапазон (разница между самыми тихими и самыми громкими звуками) 85-30=55 дБ. В то время, как в шумном помещении имеем только 85-45=40 дБ. Для справки, 3 дБ. - это разница в громкости примерно в два раза!
То есть, в тихом помещении при реально слышимом динамическом диапазоне, пусть в 55 дБ., мы услышим гораздо больше тонких музыкальных нюансов с малыми амплитудами звукового давления.
Но, вернёмся к "нашим баранам", суть, к графику Waterfall. Учитывая вышесказанное, становится понятным, что для выполнения сразу двух этих условий, нужно производить измерение с заведомо высоким уровнем - чтобы, с одной стороны, пики АЧХ (верхний контур графика Waterfall) имели амплитуду порядка 90 дБ. - тогда, и отсчёт по вертикальной оси будет начинаться с 30-35 дБ. (90-60=30 дБ., что соответствует уровню типичного фонового шума). А с другой стороны, чтобы имелась возможность полноценной оценки динамического диапазона в 60 дБ. (то есть, 90-30=60 дБ., что соответствует требованиям к измерению RT60).
Ещё один нюанс - это временной интервал распада/затухания звукового сигнала на разных частотах. Нас конкретно интересуют модальные/резонансные частоты помещения.
Понятно, что если Вы анализируете динамический диапазон только в 50 или ещё меньше дБ. амплитуды сигнала вместо 60 дБ., то корректно оценить время распада не получится! Отсюда и вывод о некорректности измерения.

Доброго времени суток!
В данный момент занимаюсь акустической отделкой контрольной комнаты. Сразу оговорюсь что первоочередная задача комнаты - контроль, сведение звукозаписей. Но также на задней части планируется запись всевозможных инструментов.
Параметры помещения - 8x5x3. Всего 46 квадратов.
На данный момент в помещении сделано:
- 4 суперчанка в углах комнаты от пола до потолка.
- 2 горазонтальных суперчанка в углах стена-потолок. На передней и на задней стене. (Для суперчанков использовалась вата плотностью 80)
- по 2 панели слева и справа в местах ранних отражений. (Размер панели 1800 х 600, толщина 10 см, использован Rockwool 60 плотности ).Также на фронтальной стене 2 панели . Отступ 15 см. Тут я сравнивал разный отступ , есть замеры - могу выложить если нужно.
- 3 подвесные панели на потолке . Отступ 40 см.
Прикрепляю график водопада в 2х разрешениях. Также фото комнаты.

Прошу помощи с пониманием того что нужно дальше делать в комнате.
Мои мысли такие - на графике водопад я вижу в басах 3 резонанса 62, 85, 126. Это те частоты которые как видно по графику длятся дальше остальных. Я правильно понимаю что это комнатные моды? Если да, то судя по акустическому калькулятору они не совпадают(вообще конечно помещение все кривое напрочь, т.е. размеры комнаты у фронтальной стены и у тыльной разнятся - может поэтому?).
Но что делать дальше? Строить НЧКП на эти частоты? Или стоит уменьшать время реверберации для начала большим количеством широкополосных поглотителей?
Буду очень признателен за помощь.

Добрый день.
Давайте пока ограничимся анализом графика Waterfall .
Я не знаю какой уровень фонового шума в Вашей комнате, но, думаю, значение 20 дБ. - это очень тихо... Поэтому рекомендую ограничить область графика по уровню/вертикальная ось Y до 40 дБ. То есть, чтобы точкой отсчёта по ней был уровень 40 дБ., а не 20 дБ. Кстати, в таком варианте и картина распада резонансных режимов будет выглядеть не так страшно .
Также можно растянуть проблемную область графика по горизонтальной оси X, увеличив разрешение по частоте для более точного определения значений проблемных частот и более детального анализа геометрии графика на предмет близко-расположенных сливающихся мод .
Теоретический расчёт, действительно не даёт таких значений частот комнатных мод (62, 85, 126 Гц.), но если, как Вы говорите, "... помещение все кривое напрочь, т.е. размеры комнаты у фронтальной стены и у тыльной разнятся...", то это вполне распространённое явление.
Единственное, что могу сказать - это то, что, например, 63 Гц. - это третья продольная мода .
Не знаю, что там, на самом деле, по ширине, но вторая теоретически рассчитанная поперечная мода соответствует частоте 68 Гц., но на практике, это значение вполне может сместиться несколько ниже, ближе всё к тем же 63 Гц. .
Опять же, основной вертикальный резонанс имеет расчётное значение порядка 57 Гц., а не практике подняться несколько выше, в сторону всё тех же 63 Гц.
Причём, если теоретически таки допустить, что вторая поперечная мода фактически соответствует частоте 66 Гц., а основной вертикальный резонанс имеет фактическое значение порядка 60 Гц. То все три частоты 60, 63 и 66 Гц. являются близко-расположенными (разница в значениях частот меньше или равна 5%) - такие моды называются вырожденными. Само собой, такие моды вступают в конструктивное взаимодействие между собой .
Можно предположить, что в данном случае, проблемная частота 126 Гц. является очередной гармоникой от частоты 63 Гц., а частота 84 Гц. соответствует теоретически рассчитанной четвёртой гармонике продольного резонанса .
По поводу, что же делать? С моей точки зрения, частоты 63 и 84 Гц. нужно корректировать с помощью панельных поглотителей .

Большое спасибо за ответ!
Мне стоило сразу указать точные размеры помещения, прикреплю теоретический расчет модов более точный.
В принципе он более соответствует графику водопад. По нему видно что вторая поперечная мода 62 .Если говорить про резонанс на 85 по графику - то здесь я вижу соответствие 4ой моде на калькуляторе.
Неужели 4ая гармоника может так выделяться? Разве не нужно избавлятся от первых мод? Или же они настолько низкие, что придется сооружать большие конструкции для их укрощения?

Получается что нужно конструировать панельные поглотители резонансного типа (НЧКП) , настроенные на резонансы , я правильно понял? Но тогда на какие резонансы настраивать исходя из более точных данных калькулятора и водопада?
Я также прикрепил рисунок план, которым хочу показать что в задней части комнаты акустической обработки вообще нет, кроме суперчанков.
Можете что то посоветовать относительно задней части, учитывая что там будет производится запись. В целом я думал сделать на заднюю часть диффузор совместно с широкополосными поглотителями.

Ну, теперь картина прояснилась - вторая поперечная мода и третья продольная моды в точности совпадают по частоте 62 Гц., а 124 Гц. - это четвёртая гармоника по ширине. 85(82)Гц. - четвёртая гармоника по длине .
Для того, чтобы опустить график вниз до уровня 40 дБ. пользуйтесь бегунком по вертикали слева от области графика. Тогда область графика ниже 40 дБ. будет просто обрезана и не будет мешать анализу .
"Неужели 4ая гармоника может так выделяться?" - как видите, таки может .
Избавляться нужно не от первых, вторых, третьих и т.д. мод, а только от проблемных, то есть, от конкретных акцентированных (с высокой амплитудой) и/или с затяжным распадом. Обычно, это совпадающие или близко-расположенные/вырожденные моды .
Опять же, на частотах ниже примерно 40 Гц., даже панельные поглотители уже малоэффективны .
В Вашем случае нужно конструировать панельные поглотители резонансного типа (НЧКП), настроенные на конкретные проблемные резонансные частоты 62 и 82-85 Гц. (я не вижу точного значения на графике - наведите курсор и уточните, как сейчас с частотой 62 Гц.) .
Настраивать резонансную частоту панельного поглотителя нужно, исходя из данных графика Waterfall, а нагляднее оценить амплитуду/проблемность пика на этих частотах можно по графику АЧХ .
Исходя из ширины "горба", времени его распада и амплитуды можно будет прикинуть параметры и конструктив панельного поглотителя, типа более высокодобротный или задемпфированный, с тяжёлой или с более лёгкой мембраной .
То, что в тыловой зоне комнаты "акустической обработки вообще нет, кроме суперчанков", особой проблемы не вижу, если, конечно, она "не вылезет" при попытке записи... Обязательно нужно дополнительно глянуть график RT60 .
И имейте в виду! Основной инструмент для "выравнивания" АЧХ в НЧ диапазоне - это таки правильное размещение мониторов и кресла режиссёра, а бас-ловушки "подчистят" то, что не удалось сделать инсталляцией .
Кстати, почитайте, если ещё не были в этой "ветке": http://www.soundmoderator.org/viewtopic....18f686aaad

Выставляю распад до 40 !
Посмотрите пожалуйста, верно ли я выделил точку по которой нужно определять проблемную частоту? Потому что график сам по себе в 3d проекции и получается что верх , т.е. начало спада частоты не совпадает с низом по прямой линии. В этом у меня какое то недопонимание, ведь НКЧП нужно настраивать четко на определенную частоту .

Что касаемо графика АЧХ -
"...а нагляднее оценить амплитуду/проблемность пика на этих частотах можно по графику АЧХ ... Исходя из ширины "горба", времени его распада и амплитуды можно будет прикинуть параметры и конструктив панельного поглотителя...."

Можете подбробней рассказать об этом? Потому что сейчас для меня график АЧХ и график Waterfall практически какие то несвязные вещи
Я смотрел калькулятор панельного поглотителя, как я понимаю - просто можно поиграться с параметрами плотности мембраны , глубиной, и исходя из этого выбрать более предпочтительный размер поглотителя. Хотя я читал что предпочтительней делать его глубоким с более тонкой мембраной.

Ну, вот, теперь всё отлично видно .
Точку, по которой нужно определять проблемную частоту, выделили верно. А то, что "... график сам по себе в 3d проекции и получается что верх , т.е. начало спада частоты не совпадает с низом по прямой линии" - это не страшно, поскольку 3D картинка поворачивается вокруг фиксированных точек на шкале X .
Что касается графика АЧХ. Обычно этот график используется в 1/3-октавном разрешении для того, чтобы оценить состояние общего тонального баланса, неравномерность АЧХ и определить наличие грубых провалов. Для спец.комнат допускается неравномерность АЧХ в пределах +/- 3 дБ., а для музыкальных комнат +/- 6 дБ., относительно уровня тестового сигнала. Кстати, какой уровень тестового сигнала Вы использовали в своих измерениях? .
Если явно поднята левая область графика, то говорят о смещении тонального баланса в сторону НЧ (субъективно в звучании преобладает бас и, как правило, некачественный при "тёмной" середине), если правая, то, соответственно, о смещении тонального баланса в сторону ВЧ (субъективно в звучании преобладает "крикливость" на ВСЧ/ВЧ при недостатке баса) .
1/3-октавное разрешение используется потому, что именно для него приведены рекомендации по неравномерности АЧХ - с другими вариантами разрешения эти рекомендации некорректны. Однако, более низкие порядки сглаживания 1/6-1/24 также используются, но уже для того, чтобы иметь возможность рассмотреть, например, то, что один широкий пик в 1/3-октавном разрешении при более детальном рассмотрении, оказывается результатом слияния двух или более отдельных близко-расположенных пиков... .
Важно! По графику АЧХ некорректно делать выводы о точных значениях резонансных частот помещения, на которые нужно настраивать панельные поглотители, поскольку график АЧХ показывает интерференционную результирующую, которая определяется не только резонансами, но и SBIR-эффектом, а также возможными собственными резонансами недостаточно массивных ограждающих конструкций. В то же время, на графике Waterfall пики, соответствующие резонансным частотам помещения имеют гораздо более затяжное время распада и их гораздо проще идентифицировать, а также определить точные значения проблемных резонансных частот .
Что касается параметров и конструктива панельного поглотителя. Чем выше и уже резонансный пик на графике, тем более высокодобротным (менее задемпфированным) должен быть поглотитель и наоборот, чтобы иметь возможность захватить более широкий участок частотного диапазона .
Толщина мембраны зависит от того, на какой громкости Вы предпочитаете слушать музыку. Громче - мембрана тяжелее, тише - легче. Помимо этого, при увеличении громкости, как правило резонансные режимы, не очень заметные на малых уровнях, становятся явно заметными, в таких случаях имеет смысл использовать более тяжёлую мембрану .
В общем же случае, действительно, предпочтительнее делать панельный поглотитель более глубоким с более лёгкой мембраной .
Да, на графике RT60 используйте режим "ступеньки" в Controls, 1/3-октавное разрешение и увеличьте разрешение по вертикальной временной оси, чтобы чётко визуализировались значения с шагом 0,05 сек., типа: 0,2/0,25/0,3/0,35/0,4/0,45/0,5 и т.д. Так будет более наглядно .

Доброго времени суток!
Я заметил одну особенность на графике водопад. Если шкалу времени затухания ограничить до большого значения, в данном случае это 1600 мс, а нижний порог по оси Y выставить в 20 Дб, то наблюдается непонятная мне картина. Получается что изначально я оценивал график с нижним порогом по оси Y 40 Дб, и картина смотрится весьма позитивно, за исключением проблемных резонансов(фиолетовый график).
Но стоит опустить порог до значения 20 Дб - и видно что там ниже что то звучит... причем очень длительное время, будто и не затухает даже.
Я понимаю что это довольно тихо,но оно звучит практически стабильно в определенных частах частотного диапазона.
Виктор, подскажите - это нормально вообще? Может ли это представлять проблему?

Добрый вечер .
Если делать, как положено, то сперва с помощью шумомера/SPL-метра нужно измерить уровень фонового шума конкретно в Вашей комнате в dBС (на SPL-метре включены режимы "C-weighting" и "Slow"). И именно это значение уровня фонового шума использовать для ограничения графика Wfterfall по оси "Y" .
Я уже говорил об этом выше - просто Вы, очевидно, не разобрались с этим моментом... .
Дело в том, что в тихих частных загородных домах уровень фонового шума может иметь значения и порядка 20 дБ. В то же время, в шумных квартирах городских многоэтажек этот параметр может достигать и 60 дБ. Поэтому, если базовые измерения уровня фонового шума не проводятся, используется усреднённое значение 40 дБ. .
А то, "... что там ниже что-то звучит... причем очень длительное время, будто и не затухает даже..." - так это же вполне естественно, ведь в действительности никто не "обрезает хвосты" распада/затухания, поэтому Вы их видите на графике. Но Вы их уже не слышите, поскольку их уровень ниже уровня фонового шума, а Ваши уши по умолчанию приняли за уровень "полной тишины" именно уровень фонового шума - так устроена физиология звуковосприятия .

Вообще комната находится в малошумном месте, на территории базы которая удалена от дорог и в состоянии покоя в ней хорошо слышно мелчайшие призвуки. Но вы конечно же правы - я безграмотен в этом вопросе, за толкование которого благодарю вас!
Могу ли я при помощи измерительного микрофона и RTA аналайзера выяснить уровень фонового шума?