Руководства, Инструкции, Бланки

Ease 4.3 инструкция на русском

Категория: Инструкции

Описание

Акустический расчет помещения

Акустический расчет помещения. Программа, руководство пользователя, пример расчета
  • Файл формата rar
  • размером 106,44 МБ
  • содержит документы форматов archive doc exe image pdf txt
  • Добавлен пользователем waldos. дата добавления неизвестна
  • Отредактирован 27.10.2010 10:50
  • Скачан 178 пользователями

Программа EASE является профессиональным инструментом для расчета способов размещения громкоговорителей и акустической обработки помещений на этапе разработки архитектурного проекта. Программа EASE содержит комплект стандартных помещений, которые применяются в строительстве и архитектуре: театр, стадион, церковь и т. д. которые перекрывают большинство существующих видов помещений с различными формами (купол, амфитеатр и т. п. ). Программа позволяет использовать не только стандартные модели помещений, но и построить модель самостоятельно. EASE способна полноценно работать с моделями помещений, состоящих из более чем 1200 поверхностей, но как правило даже сложная модель хорошо описывается 300 поверхностями.
Программа позволяет сделать расчет по основным электроакустическим характеристикам помещения:
* значение реверберации на различных частотах.
* уровень звукового давления прямого звука Direct SPL.
* уровень звукового давления прямого и отраженного звука Total SPL.
* коэффициент разборчивости речи Rasti.
* коэффициент потери гласных Alcons.
* коэффициенты ясности (музыкальной, смешанной и речевой) С80, С50 и С7.
* время прихода первой волны Arrival Time.
* критическое расстояние равности звуковой энергии прямой и отраженной волн Critical Distance.
* уровень акустического отношения D/R Ratio.
* отображение ослабления на 3, 6 и 9 дБ Aiming.

  • Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь и/или войдите на сайт используя форму сверху.

МГУ 1989г. - 118 стр. Рассмотрены общие принципы излучения и рассеяния акустических волн, в том числе принцип Гюйгенса, теорема взаимности, проблема существования и единственности решений. Книга подходит для студентов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области акустики.

  • 4,19 МБ
  • скачан 85 раз
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 27.07.2009 02:32
  • будет удален через 14 дней

МГУс, преподаватель Куюн А. В. В данном пособии изложены основные понятия, формулы расчетов, наглядные примеры с цветными иллюстрациям. Затронуты темы: основные свойства звука, основные свойства слуха, запись звука, воспроизведение звука, передача звука, акустика закрытых помещений. Описаны системы звука Hi-Fi, Hi-End, процессоры Dolby Digital, DTS, Surround, и т. д.

  • 1,57 МБ
  • скачан 73 раза
  • дата добавления неизвестна
  • изменен 05.04.2009 05:13
  • будет удален через 14 дней

Ease 4.3 инструкция на русском:

  • скачать
  • скачать
  • Другие статьи

    Звукоизоляция и акустика помещений - форум Sound Moderator - Просмотр темы - Профессиональные акустические программы (линки)

    ETF это высокоточная акустическая измерительная система, рассчитанная на профессионалов и любителей. Двухканальный метод измерения с помощью MLS сигнала обеспечивает высокую точность результатов даже с бюджетной звуковой картой.
    http://www.etfacoustic.com/

    CARA 2.1 PLUS
    Программа в оболочке Windows для энтузиастов стерео и домашних кинотеатров.
    CARA рассчитывает акустику помещения с помощью 3D моделирования звукового поля.
    http://www.cara.de/ENU/index.html

    PRAXIS это сложная измерительная система, использующая большие возможности Windows. Предназначена для профессионалов.
    http://www.libinst.com/PraxisMoreInfo.htm

    ARTA – программа для измерения импульсного отклика помещения, RTA, АЧХ, RT60.
    Измерение импульсного отклика помещения с помощью генератора: белого и розового шума, MLS сигнала, линейного и логарифмического свипа.
    Двухканальный Фурье-анализатор.
    http://www.fesb.hr/

    Room EQ Wizard
    Бесплатная Java программа для измерения АЧХ помещений и коррекции модальных резонансов. Состав: генератор тестовых сигралов, измерение SPL, измерение импульсного отклика, генерирование спектральных графиков, ETC, RTA, RT60 и т.п. Позволяет автоматически настраивать параметрический эквалайзер для коррекции комнатных мод.
    http://www.roomeqwizard.com/

    CATT-acoustic
    Профессиональная программа по акустике помещений.
    http://www.catt.se/

    EASE v3.0 (for Windows)
    EASE v3.0 программа акустического моделирования больших помещений (стадионы, церкви, арены, театры и т.п.). Предназначена для инсталляторов, архитекторов, инженеров, строителей.
    http://www.renkus-heinz.com/ease/index.html

    MLSSA Acoustical Measurement System
    MLSSA может применяться для измерения разборчивости речи в помещениях (STI, RASTI) в соответствии с IEC 60268-16, для измерения акустических параметров помещений в соответствии с ISO 3382.
    http://www.mlssa.com/

    ODEON - Room Acoustics Software
    Профессиональная програма, распространяется компанией Br?el & Kj?r (worldwide).
    http://www.odeon.dk/

    NEMPEE Acoustics Software
    Программа расчета акустики помещений для инженеров-акустиков и архитекторов.
    http://www.nempee.com/AcouSoft.htm

    Ramsete in 3 editions (Lite, Classic & II)
    Программа моделирования акустики помещений на основе пирамидальной трассировки звуковых лучей.
    http://www.ramsete.com/

    Spectra Series
    SpectraLab, SpectraPro, SpectraPlus и т.п. Серия акустических программ с широкой областью применения.
    http://www.soundtechnology.com/download-center.htm

    ULYSSES
    ULYSSES это программа, разработанная для быстрой и точной оценки и моделирования акустических параметров помещений.
    http://www.ifbsoft.de/software/ulysses/e.php

    ничто не слишком. (с) Кармадон, "Альтист Данилов"
    http://www.akustik.ua - акустическое проектное бюро
    http://www.acoustic.ua - поставка звукоизоляционных материалов
    .

    Акустическое моделирование - Acoustic Group

    Акустическое моделирование

    В настоящее время при проектировании помещений, наиболее требовательных к качеству звучания, таких как концертные и театральные залы активно применяются методы компьютерного акустического моделирования.

    Это обусловлено следующим рядом причин:

    1. Расчет всех акустических параметров и их оптимизация
    Стандартные методы расчета акустики помещений по формулам из справочников и СНиП позволяют определить важнейшую акустическую характеристику помещений - время реверберации (T60 ). Но не всегда этот расчет может быть корректным, так как изначально основан на простейшей физической модели, предполагающей равномерное размещение поглощающих и отражающих материалов в идеально-диффузном помещении. На практике помещения могут иметь совершенно различные пропорции, как и абсолютно неравномерную отделку (как бы обратного ни хотелось инженерам). Поэтому результаты такого расчета могут значительно расходиться с реализованным вариантом, заставляя тратить силы и средства на окончательную "настройку" помещения. Компьютерное моделирование позволяет учесть все особенности помещения - его форму, распределение звукопоглощающих и звукорассеивающих материалов, расположение источников звука, расположение зрительских мест. Кроме времени реверберации, по результатам моделирования можно определить и другие важные акустические параметры, такие как время ранней реверберации, громкость, ясность звучания, индексы музыкальной и речевой разборчивости, энергию боковых отражений и т.д. Это позволяет контролировать изменение акустических параметров на каждом зрительском месте и всей зрительской зоне в целом, и, в случае выявления неблагоприятных мест, внести коррективы в объемно-планировочное решение и комплекс акустической отделки, затем проверить эффективность этих изменений, и, при необходимости, откорректировать еще раз. Такая пошаговая настройка виртуального помещения позволяет оптимизировать акустическое решение помещения и воплотить его в проекте.

    2. Требования нормативных документов
    В 2011 году СНиП 23-03-2003 "Защита от шума" был актуализирован и стал Сводом Правил 51.13330.2011. В новой редакции основного отечественного нормативного документа в области архитектурно-строительной акустики содержится требование по контрольному расчету акустических параметров зальных помещений, которые могут быть рассчитаны только методами компьютерного акустического моделирования. Отсутствие акустической модели может стать причиной отрицательного заключения при экспертизе проектной документации.

    3. Аурализация построенной модели помещения
    Методы аурализации (компьютерного моделирования звучания) позволяют субъективно оценить акустические свойства помещений еще до того, как они построены. Это позволят корректировать проектные решения по результатам субъективной оценки звучания. При акустическом моделировании звуковое поле представляется в виде набора лучей, траектория и энергия каждого луча отслеживается, что позволяет построить импульсный отклик в каждой точке. Полученный импульсный отклик используется для моделирования звучания - исходный звук, например, музыкальный или речевой фрагмент, преобразуется в звук, принимаемый в какой-либо точке в пока еще виртуальном, моделируемом помещении. Конечный результат представляет собой аудиофайлы, которые прослушиваются, и по ним оценивается качество звучания.

    Программное обеспечение для компьютерного акустического моделирования

    Для расчета всех требуемых акустических параметров архитектурной акустики наши инженеры применяют две основные программы для моделирования залов с естественной акустикой и с применением систем электрозвукоусиления: ODEON 12.12 и EASE 4.3.

    Программное обеспечение ODEON изначально разработано и применялось только для моделирования помещений с естественной акустикой. Но с недавнего времени в данной программной среде появилась возможность моделирования залов с системой звукоусиления, а база данных характеристик оборудования для электроозвучивания постепенно дополняется. ODEON применяется для расчетов с 1984 г. его разработка ведется при Техническом Университете Дании (DTU). При этом год за годом разработчики продолжают улучшать качество и скорость расчетов. В программе ODEON учитываются геометрия и акустические свойства поверхностей. Данная программа использует метод мнимых источников, совмещенный с методом лучевых траекторий.

    Пример расчета распределения по зрительской зоне индекса музыкальной ясности C80 в Малом зале Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского (ODEON 12.12)

    Пример расчета звукового поля в Малом зале Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского (ODEON 12.12). Представлено звуковое поле на 26-ой миллисекунде после импульсного возбуждения звука на сцене. Красные точки - прямой звук, зеленые - однократно отраженный, желтый - двукратно отраженный.

    Пример расчета распределения по зрительской зоне энергии ранних боковых отражений LF в Театре Наций (ODEON 12.12)

    Пример расчета звукового поля в Театре Наций (ODEON 12.12). Представлено звуковое поле на 25-ой миллисекунде после импульсного возбуждения звука на сцене. Красные точки - прямой звук, зеленые - однократно отраженный, желтый - двукратно отраженный.

    Программное обеспечение EASE является одним из лидеров в электроакустическом моделировании залов со встроенными системами электрозвукоусиления на протяжении более 30 лет. Разрабатывается компанией AFMG Technologies GmbH, Германия. Программа EASE, совместно с дополнительным модулем AURA, предназначены для моделирования работы системы звукоусиления в помещении и акустических параметров помещений. При помощи данной программы могут быть вычислены все основные акустические параметры помещения (время реверберации RT, STI, С80, D50, LF и др.). Моделирование основано на методе лучевых траекторий. Для получения высокой точности моделирования к EASE прилагается большая и подробная база акустических систем всех крупных производителей. Имеющийся комплекс программ дает возможность моделировать акустику концертных и оперных залов, театров, церквей, мечетей, офисов открытого типа, фойе, ресторанов, музыкальных студий, станций метро и железнодорожных станций, терминалов аэропортов, промышленных помещений и открытых концертных площадок.

    Пример построения лучевых траекторий в концертном зале церкви Святого Духа, г. Минск (EASE 4.3)

    Пример расчета распределения по зрительской зоне энергии ранних боковых отражений LF в концертном зале церкви Святого Духа, г. Минск (EASE 4.3)

    Пример расчета распределения по зрительской зоне индекса речевой ясности RaSTI d киноконцертном зале "Апекс", г. Воронеж (EASE 4.3)

    Пример построения лучевых траекторий в киноконцертном зале "Апекс", г. Воронеж (EASE 4.3)

    Компьютерное моделирование при акустическом проектировании помещения - Статьи

    Профессиональный звук и свет Компьютерное моделирование при акустическом проектировании помещения

    Статьи > Компьютерное моделирование при акустическом проектировании помещения

    Настоящая публикация адресована читателям, интересующимся вопросами акустического проектирования помещений. Преимущественно речь пойдет о задачах архитектурной акустики, т.е. безотносительно к проблемам звукоусиления. Будут рассмотрены основные принципы использования программ для создания компьютерных моделей помещений (КМП), часто называемых «акустическими симуляторами».

    Для чего все это нужно?

    Назначение рассматриваемых программ вытекает из их названия и заключается в создании КМП и расчета с их помощью критериев акустического качества помещений. Мы ограничимся рассмотрением ряда «коммерческих» программ, то есть тех, которые могут быть приобретены и использованы для практической деятельности в области акустического проектирования. Предварительно отметим, что можно выделить некий общий подход к этой работе, который в рамках профессионального проектирования всегда ведется в тесном контакте специалиста по архитектурной акустике и архитектора (см. рис. 1 ).

    Из показанной схемы следует, что при работе над проектом конкретного зала акустику, как правило, приходится многократно вносить изменения в КМП, подбирая форму, материалы отделки внутренних поверхностей и типы кресел, чтобы добиться оптимального результата, отвечающего не только обеспечению высококачественного звучания, но также пожеланиям архитектора и технологическим требованиям по эксплуатации зала. Поэтому существенно, чтобы программное обеспечение допускало возможность быстрого и оперативного изменения первоначально созданной КМП.

    Чем можно воспользоваться?

    Сейчас на рынке имеется не менее дюжины профессиональных программ для создания КМП. Какой бы привлекательной ни была их реклама, следует четко понимать, что не существует какой-либо «наилучшей», «наиточнейшей» программы. Уже много лет проводятся международные конкурсы программ для КМП. Суть их достаточно проста. Организаторы выбирают конкретное помещение, проводят в нем детальные акустические измерения и высылают участникам конкурса чертежи, а также сведения о материалах на внутренних поверхностях помещения. Каждый участник строит на своей программе КМП, проводит расчет критериев акустического качества и отправляет результаты организаторам конкурса. На рис. 2 показана модель помещения, которое предлагалось участникам конкурса 1995 г. Эта модель была выполнена в программе CATT-Acoustic.

    Организаторы проводят сравнение полученных данных с экспериментальными, что позволяет судить о точности вычислений. Результаты конкурсов публикуются в научной печати, причем названия программ не разглашаются и каждый участник выступает под выбранной организаторами аббревиатурой. В итоге оказывается, что одна программа обеспечивает наилучшую точность вычисления одного акустического критерия, другая программа - иного критерия, то есть, как отмечалось, нет программы, которая могла бы претендовать на роль единственного лидера.

    Далее мы остановимся более детально на процедуре построения КМП и проведении акустических расчетов, упомянув при этом четыре программы: CATT-Acoustic [1], ODEON [2], EASE (с вычислительным модулем AURA) и AIST-3D [4]. Для такого выбора есть следующие основания. Если посмотреть публикации по акустике помещений в престижных периодических научных изданиях, то нетрудно заметить, что программы CATT-Acoustic и ODEON упоминаются наиболее часто. Программа EASE фактически стала индустриальным стандартом в области расчета систем звукоусиления, а включенный в ее последние версии вычислительный модуль AURA делает возможным ее использование для большинства задач акустического проектирования. Что касается программы AIST-3D, то она использует весьма быстрые вычислительные алгоритмы, значительно ускоряющие процедуру расчетов. Кроме того, это разработка российских ученых в нашей стране, к сожалению, малоизвестна и хотелось бы восполнить этот пробел.

    Как создать модель?

    В программах построение КМП исходит из представления интерьера помещения как совокупности плоских секций. В этом их принципиальное отличие от архитектурных программ типа AutoCAD, которые допускают работу с поверхностями более высокого порядка. То есть, если в помещении имеется, например, цилиндрический свод, то при построении КМП его нужно задать состоящим из нескольких плоских поверхностей, аппроксимирующих цилиндрическую поверхность, что иллюстрирует рис. 3.

    Сейчас все программы акустических симуляторов допускают импорт dxf-файлов AutoCad 3D (в ODEON допускается импорт и из программы 3D Studio). Проблема в том, где взять этот файл. Архитекторы при разработке проектной документации ограничиваются в большинстве случаев выпуском плоскостных чертежей (планов и разрезов). Запрос акустика о предоставлении трехмерных dxf-фай-лов энтузиазма у них, естественно, не вызывает. При отсутствии готовых dxf-файлов у акустика остаются два пути.

    Во-первых, можно подготовить этот файл самостоятельно (или заказать его создание), а затем импортировать его программой.

    Во-вторых, можно создать 3D модель непосредственно в программе КМП. Для этого необходимо задать трехмерные координаты (x,y,z) всех угловых точек каждой из плоских поверхностей, из которых формируется интерьер помещения. Может показаться, что это нереально большой по своей продолжительности труд. В действительности это не совсем так, хотя для сложного зала построение модели может занять несколько дней. Дело в том, что программы КМП предусматривают в своих графических редакторах разнообразные меры для облегчения и ускорения этой процедуры. Это копирование поверхностей с их перемещением, поворотом, соединением и разделением; создание цилиндрических, сферических и иных пространственных фигур и поверхностей с их автоматическим представлением в виде набора плоских секций, а также много другое. Все это существенно облегчает процедуру построения 3D моделей непосредственно в редакторах программ КМП. Набор подобных средств в разных программах существенно отличается, что закономерно объясняется выбранной архитектурой графического редактора. По мнению автора, по возможностям графического редактора и удобству работы с ним четыре рассмотренные программы могут быть размещены по следующему нисходящему списку: ODEON - EASE - CATT-Acoustic - AIST-3D.

    Выбор одного из двух указанных выше путей построения КМП - это решение специалиста. Обычно с учетом специфики конкретного зала на практике используются оба этих подхода. На рис. 4 и 5 показаны 3D модели двух крупных сооружений, выполненные в программе EASE. При подготовке модели мечети сначала в 3D AutoCad готовился dxf-файл, который затем импортировался программой, а в случае Олимпийской ледовой арены модель создавалась в графическом редакторе программы.

    В обоих случаях возникает вопрос о том, сколь подробно надо отражать архитектуру помещения, выбирая число плоских поверхностей, описывающих его интерьер.

    В залах сложной формы может потребоваться очень большое число этих поверхностей. Это наглядно видно на рис. 4 . где показана модель проектируемой мечети. Другой пример модели исторической мечети XVI в (Suley-manyie Mosque, Istanbul) показан на рис.6 .

    Как видно, здесь также для описания интерьера использовано очень много плоских секций. При построении КМП независимо от того, по какому подходу они строятся, важно минимизировать число плоских поверхностей, что уменьшает время расчетов и в определенной степени способствует повышению точности вычислений. Надо отчетливо понимать, что КМП - это не красивая картинка трехмерного вида интерьера, радующая глаз заказчика, а средство для определения характеристик звукового поля, ожидаемых в проектируемом помещении. Поэтому следует не моделировать отдельные ступени подъема зрительских мест, а задавать занимаемые креслами места в виде пандусов. Это видно, в частности, на рис. 5 . где поверхности зрительских трибун стадиона выполнены в виде пандусов. Нет также необходимости моделировать мелкие членения внутренних поверхностей размером менее 150-200 мм. Наличие подобных членений и мелкорельефной пластики целесообразно учитывать, приписывая поверхностям звукорассеивающие свойства, о чем будет сказано ниже. Есть еще много деталей, которые нужно учесть при построении КМП. Следует задать определенную последовательность угловых точек поверхностей (по часовой стрелке или наоборот), наличие двухсторонних поверхностей и др. Подобные детали отличаются в различных программах, и требуется внимательное изучение инструкций программ, которые обычно составлены весьма подробно.

    Как «одеть» модель?

    После того, как смоделирован трехмерный интерьер помещения в виде совокупности плоских поверхностей, следует приписать каждой из них определенные акустические свойства. Отметим, что при построении модели в графическом редакторе программы эта процедура может производиться сразу, но всегда есть возможность изменить акустические свойства каждой поверхности на любой стадии работы. Необходимо задать для каждой поверхности значения коэффициента звукопоглощения (КЗП). Обычно расчеты в архитектурной акустике проводятся в диапазоне 6 октавных полос со среднегеометрическими частотами 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000 Гц. Соответственно и КЗП должен задаваться, как минимум, в 6 указанных полосах. Многие программы прилагают базы данных КЗП для различных отделочных материалов и кресел (с публикой и пустых). Правильный выбор КЗП для конкретного материала является принципиально важным для получения корректных результатов расчетов. Как правило, профессиональные акустические консультанты формируют собственные базы КЗП, очень тщательно отбирая для них данные по опубликованным результатам измерений КЗП в реверберационных камерах. Помимо этого в ряде случаев необходимо задавать для поверхности не только звукопоглощающие, но и звукорассеивающие свойства, описываемые коэффициентом рассеивания звука. На рис.7 показано окно для описания акустических свойств поверхностей модели согласно программе CATT-Acoustic (в других программах используется весьма сходный подход). В левой части окна показаны значения КЗП в графической и цифровой формах. В приведенном случае это пластиковые сидения с публикой. В правой части окна в аналогичной форме могут быть заданы значения коэффициента рассеивания.

    Сейчас все программы для создания КМП задают дополнительно к КЗП рассеивающие свойства согласно закону Ламберта. Что касается значений коэффициента рассеивания для различных видов членений поверхностей и конструкций, то в настоящее время опубликован достаточно ограниченный объем экспериментальных данных. Однако количество конструкций, для которых в модели реверберационной камеры измерены значения коэффициента рассеивания, постоянно увеличивается.

    На следующей стадии нужно задать положение приемников и источников звука. Обычно приемники звука задаются в зоне кресел в виде точки на высоте 1.2 м от уровня пола, что соответствует средней высоте сидящего человека от подошв ног до ушей. В большинстве расчетных алгоритмов эта точка является центром небольшого сферического объема. Если при проведении расчетов звуковой луч попадает в данный объем, то считается, что он воспринимается в выбранном положении источника звука. Имеется также возможность задать сетку приемников звука, распределив их равномерно по зоне кресел. Источники звука задаются, исходя из конкретной ситуации в моделируемом помещении.

    Если, например, моделируется оперный театр, то в ряде точек сцены задаются положения источника, которым приписываются свойства человеческого голоса. В существующих библиотеках имеются соответствующие этому файлы, так же, как и файлы для моделирования музыкальных инструментов и оркестровых групп. При моделировании системы звукоусиления (СЗ) в качестве источников звука выступают акустические излучатели. При этом в требуемые места модели вставляются отдельные акустические системы или линейные массивы. Они задаются также в виде специальных файлов, включающих данные об электроакустических характеристиках (пространственные характеристики направленности, частотные характеристики чувствительности и т.п.).

    Какие акустические параметры вычислять?

    Основным критерием акустического качества является, как известно, время реверберации. Оно определяется по наклону отрезка прямой, который аппроксимирует процесс ревеберационного спада в диапазоне уровней 30 дБ (от -5 дБ до -35 дБ, считая от момента прекращения работы звукового источника). Этот критерий часто обозначается как RT, RT60 или Т30. Расчет времени реверберации может производиться в предпосылках статистической теории акустики помещений по формулам Сэбина или Эйринга. Все программы для КМП допускают эту несложную процедуру. Для этого не требуется вычисления импульсного отклика помещения, и определенное таким образом время реверберации является глобальным критерием, не зависящим от положения источников и приемников звука.

    Более точные результаты могут быть получены на основании расчета импульсного отклика помещения p(t) для выбранной комбинации источник-приемник звука. Собственно, именно для этого и созданы программы для КМП. Суть расчета заключается в определении совокупности звуковых отражений, поступающих от источника звука в точку размещения приемника звука. Традиционно в подобной структуре выделяют два участка. К первому относят прямой звук и ранние звуковые отражения, поступающие в течение t1 мс после прямого звука. Значение t1 точно не регламентируется. В зависимости от размеров помещения, а отчасти и от его формы и назначения эта величина находится в пределах t1 = 100-250 мс. Ко второму участку относятся более поздние звуковые отражения с запаздыванием более t1 мс после прямого звука. На этом временном участке структура звуковых отражений становится весьма плотной. Фиксируемые здесь звуковые отражения называются «поздними», а сам этот участок часто называется «реверберационным хвостом». В настоящее время предложено много алгоритмов вычисления p(t). Это как традиционные методы мнимых источников и прослеживания хода звукового луча (Ray Tracing), так и многие другие. Данному вопросу посвящена обширная литература, насчитывающая не менее 200 научных публикаций, и его мы затрагивать не будем.

    Укажем только, что основная сложность связана с расчетом именно позднего участка, на котором высокая плотность звуковых отражений требует больших вычислительных мощностей. Предложенные решения связаны, в частности, с использованием приближенных статистических закономерностей для описания «реверберационного хвоста». Здесь особняком выступает программа AIST-3D, в которой разработан очень быстрый алгоритм, обеспечивающий точный расчет по методу прослеживания хода звукового луча на всем интервале времени моделирования импульсного отклика помещения. Подобная точность алгоритма программы AIST-3D особенно важна в помещениях с сильной неоднородностью поглощения. Характерный пример - слабое поглощение на стенах и сильное -на потолке и на полу, где приближенные теории обычно дают заметно заниженное значение времени реверберации. Программа AIST-3D единственная из России участвовала в 3-м международном конкурсе компьютерных программ в акустике помещений [5], где по результатам сравнения с натурными измерениями показала высокие результаты. В алгоритме прослеживания хода звукового луча этой программы используется до 500.000 звуковых лучей, исходящих из источника звука по всем направлениям. Расчет дает до 700 отражений каждого луча, что достаточно для практического решения большинства задач. На рис. 8 показана модель небольшой церкви, подготовленная в программе AIST-3D. Здесь, несмотря на достаточно большое время реверберации, удается корректно рассчитать импульсный отклик помещения, не прибегая к упрощенным методам представления «реверберационного хвоста».


    Важно отметить, что все программы для КМП вполне корректно вычисляют ранние звуковые отражения, приходящие на первом участке импульсного отклика. Именно этот участок весьма важен с позиций практического акустического проектирования. Анализ ранних звуковых отражений позволяет проверить правильность выбора формы помещения, ориентации звукоотражающих припортальных поверхностей, углов примыкания верхних участков стен к потолку и решить много других практических задач. На рис. 9 показана в качестве примера структура ранних звуковых отражений в течение первых 60 мс, вычисленная по алгоритму метода прослеживания звукового луча (программа EASE), а на рис. 10 показаны ранние звуковые отражения в первые 230 мс, вычисленные по алгоритму модуля AURA, включенного в состав программы EASE.

    Все программы для КМП позволяют также выделить и проследить ход траектории любого звукового луча на начальном этапе импульсного отклика помещения. Эта возможность крайне полезна для практической деятельности, поскольку можно установить направление прихода отдельного отражения и выявить, от каких поверхностей помещения оно поступает. На рис. 11 показано окно программы CATT-Acoustic, предназначенное для данной процедуры. Там выделена траектория звукового луча, поступающего к приемнику звука после отражения от двух поверхностей зала.

    Вычисленный импульсный отклик позволяет определить так называемую «локальную реверберацию», то есть время реверберации в определенной точке зала для конкретного положения источника звука. При этом время реверберации обычно вычисляется на основании анализа сглаженных по методу Шредера реверберационных кривых. Подобный пример представлен на рис. 12 . где в нижней части показана структура звуковых отражений в первые 500 мс, а сверху синим цветом показан сглаженный по методу Шредера процесс реверберационного спада. Там же красным цветом - процесс нарастания звуковой энергии, а зеленым цветом показана энергия импульсного отклика во временном окне длительностью 35 мс.

    Помимо традиционного представления времени реверберации Т30 программы для КМП допускают расчет времени реверберации на меньших диапазонах уровней, а именно в диапазоне 20 дБ и 10 дБ. Определенные таким образом значения времени реверберации обозначаются соответственно как Т20 и Т10. Пример вычисленной частотной характеристики Т20 показан на рис. 13 .

    Дополнительно к времени реверберации для оценки акустических свойств помещений предлагается ряд объективных критериев. Набор этих критериев и их представление постоянно модернизируются, так же как и рекомендации по их оптимальным значениям для залов различного назначения. Тем не менее, возможно указать ряд наиболее распространенных критериев акустического качества. Если не рассматривать бинауральные критерии типа интерауральной корреляции (Interaural Cross-Correlation - IACC) и критерии для оценки акустики сцены (Support Factor - ST1, ST2), то в группу наиболее часто используемых критериев входят:

    • индекс прозрачности звучания (Clarity Factor - C80);
    • энергия раннихбоковыхотражений (Lateral Energy Fraction - LF, LFC);
    • сила звука, громкость (Strength Factor - G);
    • время раннего затухания (Early Decay Time - EDT);
    • время центра тяжести (Central Time - Ts);
    • мера четкости (Definition - D50); индекс передачи речи (Speech Transmission Index - STI, RASTI).

    В рамках этой публикации мы не будем приводить математические определения этих критериев. Они указаны в международных стандартах [6,7]. Их можно также найти практически в любой современной монографии по архитектурной акустике, например [8]. Отметим также, что приведенные выше обозначения критериев являются общепринятыми и в специальной литературе обычно не расшифровываются.

    Возвращаясь к возможностям рассматриваемых программ для КМП, укажем, что все они допускают вычисление всего набора основных критериев акустического качества. В качестве примера на рис. 14 показан результат вычислений С80 для выбранной точки в зоне кресел (источник звука - духовой орган).

    Несколько слов об аурализации

    На основании процедуры свертки вычисленного импульсного отклика помещения с файлом записи «сухой» музыки или речи (сделанном в безэховой камере) можно получить на головные телефоны и прослушать ожидаемое звучание в той точке помещения, для которой был вычислен импульсный отклик. Реализации такой процедуры, называемой аурализацией, посвящена обширная специальная литература. Здесь имеется ряд не решенных до конца задач, но достигнутый в этой области прогресс очевиден. Аурализация имеет очень важное значение в научных исследованиях, позволяя, в частности, оценивать качество звучания в не сохранившихся до нашего времени сооружениях, а также проводить специальные субъективные экспертизы. Что касается практики акустического проектирования, то, конечно, весьма выигрышно предложить заказчику прослушать на головные телефоны звучание музыки или речи, которое ожидается в проектируемом зале. Однако реальная деятельность по акустическому проектированию в определяющей степени базируется на объективных данных, полученных в ходе акустических расчетов. Сама же реализация процедуры аурализации при наличии готовой КМП принципиальных проблем не вызывает. Она может быть выполнена во всех рассмотренных здесь программах (кроме AIST-3D).

    Какую программу выбрать?

    Давать советы по выбору сходного по назначению программного продукта разных разработчиков -дело не слишком благодарное. Тем не менее, сформулируем некоторые положения, которые, по мнению автора, представляются достаточно очевидными. Прежде всего, о стоимости. Рекомендованная разработчиками [2] цена программы ODEON составляет около 10000 Евро. Программы Catt-Acoustic и EASE много дешевле. Отечественная программа AIST-3D, как нетрудно догадаться, самая недорогая.

    Если вы собираетесь использовать программу для КМП применительно к проектированию СЗ, то выбора фактически нет - надо применять программу EASE. Это связано с тем, что в данном случае приходится вносить в модель файлы об электроакустических характеристиках различных акустических излучателей. Поскольку программа EASE появилась на рынке достаточно давно и широко используется, практически все крупные разработчики акустических систем приводят на сайтах сведения о своей продукции именно в виде файлов программы EASE. Эти файлы не транслируются непосредственно в файлы источников звука других программ для КМП, разработчики которых вынуждены использовать иные редакторы для описания электроакустических свойств излучателей. В последнее время некоторые крупные производители акустических систем (например, d&b) начинают подготавливать и публиковать на своих сайтах файлы, пригодные для использования в программе CATT-Acoustics. Можно найти отдельные примеры таких файлов для программ CATT-Acoustic и ODEON и у ряда других производителей, но это не носит массовый характер. В силу этого программа EASE применительно к проектированию СЗ пока остается вне конкуренции.

    Если же вы собираетесь применять программу для решения задач архитектурной акустики, то ситуация совершенно иная. Для решения большинства практических задач можно с успехом использовать любую из четырех рассмотренных программ. Все они позволяют корректно вычислять структуру ранних звуковых отражений, что, как отмечалось, наиболее важно для акустического проектирования, а также определять значения основных критериев акустического качества. По мнению автора, наиболее «гибкой» является программа CATT-Acoustic, которая предоставляет специалисту очень широкие возможности по детализации и изменению параметров вычислительных процедур, что, однако, требует детального изучения ее возможностей и использованных алгоритмов. Это, по всей видимости, и определяет широкое использование данной программы в исследовательских работах по акустике помещений.

    Источники
    1. www.catt.se
    2. www.odeon.dk
    3. www.ada-acousticdesign.de
    4. www.aist.aaanet.ru
    5. I.Bork, Report on the 3rd Round Robin on room acoustical computer simulation -Part II: Calculations // Acta Acustica. 2005. V. 91. P. 753-763.
    6. ISO 3382-1:2009.
    7. IEC 60268-16.
    8. Beranek L. Concert Halls and Opera Houses. Second Edition. Springer-Verlag, New York, 2004.
    9. Верн О. Кнудсен