Akoestische analyse van een mixruimte in een studio

Bij sommige opdrachten draait het niet om een ruimte te bouwen of verbouwen, maar om eventuele tekortkomingen van een bestaande studio te proberen vinden. We richten ons in dit geval enkel op de controlekamer/mixruimte van de studio. Tijdens het onderzoeken van een kritische luisterruimte zoals een mixstudio, evalueren we eerst de algmene nagalmtijd over het hoorbare frequentiespectrum (beperkt tot 10KHz). Daarna controleren we de frequentierespons van 40Hz tot 250 Hz in extra detail en de distributie van hoorbare reflecties ter hoogte van de mixpositie.

De tijd die nodig is tot een geluid in een ruimte met 60 dB is afgenomen, noemen we nagalmtijd. Onder dat getal is het voor het menselijk oor niet meer hoorbaar. De nagalm is voor elke ruimte specifiek. Voor een zaal is 60 dB een ideaal richtpunt, maar voor een kleine ruimte voer ik metingen liever uit op 30 dB.
Net zoals bij de meeste eigenschappen van akoestiek beïnvloeden specifieke factoren het eindresultaat. Maar hoe weten we dan wat de meest gepaste nagalmtijd is? Het R&D-departement van de BBC geeft een bruikbaar antwoord in hun White Paper WHP 021. (Insert link http://www.bbc.co.uk/rd/publications/whitepaper021).
Per toepassing (liveroom, radiostudio, kritische luisterruimte, enz.) stellen ze één nagalmtijd als basis voorop. In het geval van deze studio is dit 200 tot max 300ms. Vanuit dit basiscijfer bereken ik de tolerantiemarges voor elke 1/3e octaafband van het spectrum 50Hz tot 10KHz. Valt het gemiddelde van alle metingen in de studio binnen deze marges, dan is de nagalmtijd goedgekeurd.

Figuur 1. Overzicht van de nagalmtijd per tertsband (geel), in vergelijking met de minimum- (rood) en maximumtollerantie (blauw) volgens de normen van BBC.

Meting 20130709_RT diagram

Het is meteen duidelijk dat ze in de controleruimte van deze studio kozen voor een algemeen kortere nagalmtijd van ongeveer 100 ms. Volgens de BBC-normen is deze ruimte dus ‘too dry’. Op zich is dit eerder een keuze dan een tekortkoming. De hogere nagalmtijd in de lagere frequenties daarentegen, duidt misschien wel op een probleem. Als we de grafiek van de nagalmtijden uitbreiden met een derde as, wordt het probleem duidelijker. In de lage en laag-middenfrequente regio merken we enkele ‘ruggen’. Deze duiden op resonantie, vaak veroorzaakt door staande golven tussen de massieve vlakken van de kamer zelf.

Meting 20130709_CSD FULL RANGE

Meting 20130709_Frequency response 03_01

Frequentierespons van de mixruimte (30Hz tot 250Hz).

Op zoek naar reflecties in een kleine ruimte
Een tweede component om te analyseren zijn de reflecties. Bij vroege reflecties zijn we op zoek naar discrete reflecties, individueel hoorbare reflecties die de manier waarop we een geluid horen kunnen beïnvloeden. In een kleine ruimte is het moeilijker om galm te horen en veel moeilijker om instrumenten te plaatsen zodat ze aan het stereobeeld van de mix beantwoorden. In grotere ruimtes zijn reflecties langer onderweg en komen ze verzwakt bij onze oren toe. In kleine ruimtes zijn ze een stuk directer hoorbaar. We willen natuurlijk zoveel mogelijk het virtuele klankbeeld van onze speakers horen en zo weinig mogelijk de invloed van de kamer waarin wij zelf zitten.

De langetermijn component hiervan onderzochten we al door de samenstelling van de nagalmtijd te analyseren. Een luisterruimte met korte nagalmtijd zorgt ervoor dat de ruimtelijke informatie, natuurlijk of kunstmatig, aanwezig in de mix, niet wordt beïnvloed door die van de kamer zelf.

Een open lucht opname van het stimulus signaal.

Een open lucht opname van het stimulus signaal.

Vroege reflecties ter hoogte van de luisterpositie. Bovenaan: bronsignaal ter hoogte van de linker speaker.  Onderaan: bronsignaal ter hoogte van de rechter speaker.

Vroege reflecties ter hoogte van de luisterpositie.
Bovenaan: bronsignaal ter hoogte van de linker speaker.
Onderaan: bronsignaal ter hoogte van de rechter speaker.

Het korte-termijn aspect zijn de vroege reflecties. Deze reflecties kunnen we niet vermijden, maar de hoorbaarheid ervan moet wel worden gecontroleerd. Zolang de reflecties gelijkmatig uitsterven, tezamen met de gemiddelde nagalmtijd, en er nergens discrete reflecties optreden, gaan ze onopgemerkt voorbij. Vooral in grotere ruimtes (>6 meter diep, breed en/of hoog) is er risico en besteed men best extra zorg aan reflecties van deuren, ramen, meubilair, randapparatuur, e.d.

Wat opvalt in de meting is dat er vooral veel aanwezige vroege reflecties zijn binnen de eerste 2ms. Dit wijst op een grote hoeveelheid reflecterende vlakken in een straal van +-0,4m rond de luisterpositie. Een werktafel, een vensterraam, een computerscherm, randapparatuur, e.d. zijn allemaal mogelijke oorzaken. Verder sterven de reflecties eerder ongelijkmatig uit, zonder grote pieken.

We kunnen besluiten dat de ruimte bijna vrij is van grote tekortkomingen. De twee laagfrequente resonanties zijn het enige wat objectief gezien een probleem vormen dat best verder aangepakt wordt. De nagalmtijd is wat aan de korte, ‘droge’ kant maar wel egaal over het grootste deel van het hoorbare spectrum. Als de studio ooit verder problemen vast stelt met de helderheid van het stereobeeld, herbekijken ze best de punten van de eerste reflecties.