Moden in nicht-rechteckigen Räumen

[ropf]

Ich weiss nicht so richtig, was ich noch schreiben soll. Der Rat eines Akustikers wäre sicher hilfreich, vielleicht schaut ja mal einer hier rein :-)

Es ist halt so, dass Boden und Wände frei bleiben müssen. Da gehen weder voluminöse Absorber, noch Lautsprecher, die weit in den Raum hineinragen, noch Stellwände.

An viele kleine Lautspecher an der Decke, um eine quasi ebene Wellenfront zu schaffen, hatte ich auch schon gedacht. Etwa so, wie wir es mit dem Licht gemacht haben:


Leider musste die Decke fertiggestellt werden, bevor wir dazu eine Idee ohne Beeinträchtigung der Schalldämmung entwickeln konnten.

De facto müssen wir da anfangen, wo die meisten Raumakustiker am Ende sind. Mich reizen immer noch die Spiegel - das werden rund 33qm schwingende Fläche. Üblicherweise werden sie auf 19mm MDF aufgezogen und in einer oberen und einer unteren Schiene mit geringem Wandabstand (ca 5mm) fixiert.

Im Prinzip ginge statt MDF auch Schaumstoff, wenn er fest genug ist, bei kleineren Remplern einen Bruch zu verhindern ... wenn der Spiegel bei tiefen Frequenzen schwingt, würde Luft aus dem Zwischenraum noch oben bzw unten nach außen gedrückt und müsste dabei durch den Schaum. Ich hab leider keinen Plan, wie ich so ein System berechnen kann. Oder ob das überhaupt Sinn macht.

Dann gäbe es noch die Idee, die Fenster mittels Excitern für Antischall zu missbrauchen. Aber das muss leider warten, es gibt 1000 andere Baustellen.

Gegenwärtig ist ein Paar Portrait-Boxen zum Testen in Arbeit, die Irgendwo in 2,5m Höhe montiert werden. Viel erhoffe ich mir davon nicht - wenn der Klang für "Normalhöhe" ausbalanciert wird, bekommt man bei Hebungen eine Überdosis Hochton ins Gesicht (denke ich).

Ach so - nein, bisher haben wir keine Flatterechos, sondern ein homogenes Abklingen. Aber die werden schon noch auftauchen, wenn die ersten Dämpfungsmaßnahmen greifen ...

mit bunten Grüßen
/ropf

[Fosti]

Ich hab' noch mal ein enig an den Filtern gefeilt. Alles aber sehr moderate Modifikationen von LR4 Filtern für den TP des TT mit 2x Q=0.85 statt 2x QO0.7 und ebenso für dem TP des MT. Der Hochpass hat 2x 0.65. Nur der HP des MT ist ein lupenreiner LR2 mit Q=0.5 weil ich den natürlichen Hochpass des MT berücksichtigen musss, da ich quasi auf seiner f_res trenne(alles rein elektrisch betrachtet natürlich).

Akustisch sehen die Filter aber sehr symmetrisch und fast wie ideale LR4 aus. Das Ding ist jetzt nochmal gerader, obwohl jetzt der Punkt wäre es mal auszuprobieren. Ich "echt" ist ja vieles noch mal anders als man denkt. In der Simu siehst Du auch den TT-Frequenzgang ohne den Hochpass.

[fabi]

ropf, ich würde dir empfehlen erstmal Lautsprecher einzusetzen, die möglichst wenig Reflexionen vertikal erzeugen.

http://www.seeburg.net/de/lautsprecher/gl-24/8

Boden und Decke sind dann ein geringeres Problem. Dann wirst du um Absorber an den Wänden nicht herumkommen. Du kannst ganze Wände aus Plattenabsorbern und porösen Absorbern bauen, die relative breitbandig wirken. Alternativ ein Schlitzabsorber, ebenfalls sehr Breitband. Für den Bassbereich solltest du viele, kleine Subwoofer einsetzen, die in jeder Raumecke stehen, alternativ in den Raumecken hängen. Dadurch wird der Raum gleichmäßig angeregt, den Rest bekommt man mit DSP in den Griff.

[markus7]

^
Was kostet denn so eine Mini-Line?

Auch wenn die Idee mit den Absorbern an der Decke recht nahe liegt, wuerde ich besser breitbandig an den Waenden auf Ohrhoehe absorbieren. Die Line schickt ja eh schon recht wenig Energie nach oben, ergo ergibt sich voraussichtlich der groesste Energievernichtungseffekt (vor Allem gehoermaessig) durch Absorption in der Horizontalen.

[walwal]

http://www.thomann.de/de/seeburg_aco...04waAqjX8P8HAQ

[fabi]

markus7, genau das habe ich gemeint! Boden und Decke erst gar nicht anregen sondern nur auf Ohrhöhe abstrahlen und dann an den Wänden absorbieren. Das muss weder teuer noch hässlich sein. Bei Raumakustikmaßnahmen denken die Leute immer gleich an Eierkartons und Noppenschaum...

[markus7]

markus7, genau das habe ich gemeint! Boden und Decke erst gar nicht anregen sondern nur auf Ohrhöhe abstrahlen und dann an den Wänden absorbieren. Das muss weder teuer noch hässlich sein. Bei Raumakustikmaßnahmen denken die Leute immer gleich an Eierkartons und Noppenschaum...

Ups, sorry, wer lesen kann ist klar im Vorteil

[markus7]

http://www.thomann.de/de/seeburg_aco...04waAqjX8P8HAQ

Mini-Line, Maxi-Preis. Gut dass Nils gerade sein "Coming Out" mit seiner CBT im Waveguide hatte

[fabi]

...mit "etwas" anderem Maximalpegel...

Natürlich kann man auch irgend einen anderen, kleinen Linienstrahler einsetzen, solange er vertikal ohne starke Nebenkeulen und horizontal gleichmäßig abstrahlt. Mit 4x GL24 + Subs könnten die Balletleute Rock-Konzerte feiern!

[ropf]

... könnten die Balletleute Rock-Konzerte feiern!

Ja stell dir vor - manchmal tun sie das sogar - Klassik und Rock sind sowieso ne tolle Kombination In dem halligen Raum reichen die beiden 60W Boxen für einen Krachpegel über 100db, weit jenseits der Grenzen, die der Hausfrieden setzt ...

Was fehlt, sind nicht konkrete Boxenvorschläge, sondern eine Ideal-Vorstellung einer Wiedergabeanlage, die innerhalb des des Raum- und Nutzungskonzeptes Sinn macht.

Anforderung: die Musik soll im Raum schweben - nirgendwoher kommen - und keine Richtingsinformationen liefern. Natürlich im ganzen Raum gleich laut, klanglich präzise, transparent und ausgewogen ...

Auf einem archaischen Level ist das durchaus gegeben - durch den langen Nachhall, mit einem Hallradius ~0,5m, ist die Gesamtlautstärke quasi überall Mittelwert +-2,5db, ganz egal wo die Boxen stehen. Die unterste Raumresonanz liegt bei 12,5Hz, und durch durch unregelmäßige Raumgeometrie gibt es kaum Moden, die wirklich störend hervortreten. Von Präzision kann man natürlich nicht reden.

Diese Form der Akustik ist quasi Standard in allen Ballettsälen die wir kennen. O-Ton der Betreiberin: "Lieber begnünge ich mich mit einem Ghettoblaster, als die Wände mit Absorbern zuzupflastern!"

Guter Klang ist etwas, was ich dort hineinbringen möchte, das aber gar nicht sooo sehr gewünscht wird. Die Idee muss also wirklich überzeugend sein, um da Zeit und Geld reinzustecken. ;-)

Der einzig gangbare Weg ist imho eine elektronische Austrocknung des Raumes. Das gelingt mit FIR-Korrektur schon sehr sehr gut für einen einzelnen Hörplatz - aber für eine Verbesserung im Raum insgesamt gibt es keine bekannte Zieflunktion.

Kein Grund aufzugeben - mit etwas Nachdenken wird die Sache "vom Prinzip her" trivial.

Störende Elemente sind Resonanzen und Reflektionen. Resonanzen sind eine Eigenschaft der Raumgeometrie - eine Verbesserung hier wirkt auf den ganzen Raum. Reflexionen hingegen sind hingegen abhängig von der Hörposition - eine Kompensation für eine Stelle verschlechtert die Verhältnisse überall sonst. (Ja - die Definitionen sind nicht exakt)

Ich muss zum Falten mit dem Originalsignal also "nur" einen Korrekturimpuls finden, der die Resonanzen unterdrückt und die Reflektionen unnangetastet lässt.

Betrachten wir mal den eindimensionalen Fall:
Eigentlich sind alle Resonanzen auf eine einzige Abmessung zurückzuführen - die doppelte Raumlänge bzw. die entsprechende Laufzeit des Schalls.
Wenn ich nun einen ausgegebenen Impuls - um die Laufzeit hin und her verzögert, invertiert und im Pegel angemessen verringert - zurückkopple - gabe ich eine perfekte Kompensation für alle Resonanzen gleichzeitig .

Mit klassischem IIR Equalizing bräuchte man SEHR viele Filterstufen, um eine ähnlich exakte Kompensation hinzubekommen - womit die Impulsantwort wieder ähnlich zu dem beschreiebenen aussehen würde - mit einem Vielfachen des Rechenaufwands.

Die Erweiterung auf den dreidimensionalen Fall macht die Sache auch nicht komplizierter, solange der Raum rechteckig ist. Hier gibt es 9 Grundabmessungen - ich brauch also 9 deleylines und einen Mixer - über die das Ausgangssignal rückgekoppelt wird.

Jetzt kommt das ABER - das Studio ist alles Andere als ein perfekt rechteckiger Raum - und so komme ich wieder die ursprüngliche Frage nach der Modenstruktur zurück.

Aber auch hier gilt, das alle Moden auf nur wenige Grundabmessungen zurückzuführen sind. Es ist nur die Frage, wie man diese am besten ermittelt - aber auch dafür wird es Lösungen geben...

so long
/ropf

[fabi]

ropf, ich bin mir nicht sicher wie weit du dich auskennst. "Die Modenverteilung im nicht rechteckigen Raum" zu berechnen ist dein kleinstes Problem. Wenn du ganz ohne passive Absorber auskommen willst (Warum nur?!) dann scheint mir der Ansatz des "Soundfield Management" (JBL) der einzig gangbare. Mit vielen, vielen Lautsprechern, vielen hunderten Transferfunktionen und viel Signalbearbeitung sollte sich das vom Bassbereich auf den Grundton ausweiten lassen. Mittel-Hochton Absorption kommt dann unverändert nur von dem blanken Wänden und den anwesenden Personen.

Es ist mir ein Rätsel, wie man sich mit aller Gewalt gegen den Stand der Technik wehren kann und lieber mit einem Ghettoblaster beschallt als vernünftig eingesetzte, unauffällige Absorber einzusetzen. Dir scheint die Herausforderung zu gefallen! Du kannst ja hier posten, wenn du das "im Prinzip triviale" Problem der "Austrocknung mit FIR" gelöst hast. Ich höre es mir gerne an, wenn ich mal wieder in Berlin bin. Grüße!

[markus7]

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Lass' den ropf doch 'mal machen. Es haben sich in den vergangenen Jahrzehnten zwar schon mehr als 2-3 Personen mit elektronischer Enthallung beschaeftigt, aber vielleicht findet er ja einen neuen Zugang zum Thema. Ich bin bei der Exkursion auf jeden Fall mit dabei

[ropf]

Dir scheint die Herausforderung zu gefallen!

Klar gefällt mir das! Ich mein - wenn dir was am Herzen liegt, ist es völlig egal, ob nun 10 oder 100 (auch Fach-)Leute sagen "das geht nicht". Dann kreist und kreist das Problem im Kopf, bis es in seine elementarsten Bestandteile zermahlen ist - die mit etwas Glück irgendwann zu einem so einfachen und logischen Bild zusammen fallen, dass du EUREKA! schreien möchtest. Und nichts, gar nichts, geht über das Kribbeln der Synapsen in diesem Augenblick.

Und ja, ich weiss das der Teufel im Detail steckt - auch bei der FIR-Raumkorrektur steckt schließlich zwischen der "im Prinzip trivialen" Inversion der Raumimpulsantwort und dem praktisch einsetzbaren Filter noch jede Menge Hirnschmalz ... aber das Kribbeln ist ganz eindeutig

Es ist mir ein Rätsel, wie man sich mit aller Gewalt gegen den Stand der Technik wehren kann und lieber mit einem Ghettoblaster beschallt als vernünftig eingesetzte, unauffällige Absorber einzusetzen.

Denk nicht, dass ich diese Diskussion nicht selbst schon geführt hätte.

So ein Ballettsaal ist eine hochspezialisierte Einrichtung, die quasi alle anderen Nutzungsformen ausschliesst. Wie zB. auch ein Dojo, stellt er eine eigene Welt dar, wo Anmutung, Ausstattung, Gepflogenheiten und Spielregeln das Ergebnis eines jahrundertelangen Prozesses der Entwicklung und Zweckoptimierung sind.

Als wichtigstes Arbeitsmittel hat er einen Schwingboden mit genau definierter Nachgiebigkeit, Dämpfung und Grip, eine große Spiegelwand und Ballettstangen an den Wänden. Ansonsten ist er im Idealfall rein, weiss und leer wie eine Porzellantasse.

Keine Vorhänge. Keine Bilder oder sonstige Dekoration. (Am liebsten) keine Technik. Und auch keine Absorber. Nichts, was irgendwie den Blick auf sich zieht oder Konzentration vom unmittelbaren Geschehen ablenkt.

Der Begriff "Raum" hat hier eher eine ästhetisch/emotionale als physikalische Qualität. Idealerweise ist er gar nicht da, sondern wird zwischen den Tänzer selbst "gewebt".

Die Dozenten und Trainingsmeister lieben es, wenn "die Stimme trägt". Das für sie ein ganz wichtiges Element, mit dem sie Energie in die Gruppe geben - oder auch herausnehmen.

Dann gibt es da noch ein denkwürdiges Phänomen - Tänzer haben eine ganz besondere Fähigkeit, sich zueinander und im Raum zu orientieren. Ein ausgebideter Tänzer läuft NIEMALS gegen eine Wand oder gegen einen Spiegel - auch nicht in einem fremden Studio bei absoluter Dunkelheit.

Anfängern hingegen, egal welcher Altersgruppe, passiert das ganz automatisch, schon wenn sie das erste Mal wirklich loslassen ... genau deshalb stehen sie in der Trainingsaufstellung hinten.

Diese Fähigkeit wird gezielt entwickelt, auch wenn niemand genau weiss oder auch nur danach fragt, wie das eigentlich funktioniert. Ich vermute, daß die Akustik dabei eine Rolle spielt - und bin deshalb gar nicht sicher, ob wir uns wirklich einen Gefallen tun, wenn wir sie abdämpfen.

Und schliesslich spielen natürlich die Raumabmessungen eine Rolle. Der Raum ist wirklich toll, wie er jetzt ist. Aber ein paar Zentimeter hier und ein paar Zentimeter da - für Absorber oder was auch immer - würden richtig weh tun.

Das ist für Außenstehende schwer verständlich - und wir haben einen regelrechten Kampf ausfechten müssen für eine zusätzliche Lage Gips in der Deckenkonstruktion zugunsten ein paar cm freier Raumhöhe (bei gleicher Schalldämmung).

Das Ganze wird aber unmittelbar einsichtig, wenn man in einem 80qm Raum ein paar Minuten am Boden liegt und an die Decke schaut - wie wir es bei Konzentrationsübungen regelmäßig tun.

Ich hoffe, dieser kleine Ausflug erklärt ein wenig, warum ich mich hier so vehement einsetze.

Bei kleineren Aufführungen, wie sie hier auch von Zeit zu Zeit stattfinden, wäre es zweifellos toll, eine dicke Fliege akustisch quer durch Publikum und Bühne fliegen zu lassen und dort allerhand Action auszulösen - mittels JBL Soundfield Management oder was auch immer.

Aber das wären Atombomben auf Spatzen geworfen. Was ich im Sinn habe, ist bestimmt nicht perfekt - aber es ist logisch, einfach, und es hat den enormen Charme, ohne großen materiellen Einsatz auf einem Linuxrechner mit Jack und puredata zusammenklickbar zu sein - zumindest als proof of concept.

Eigentlich ist es nicht mehr als die Ansteuerung eines "halben DBA" - alter Hut also. Neu ist lediglich die Eweiterung auf drei Dimensionen.

Und wenn nacher der Raum total schräg klingt, weil die Resonanzen im Bass weg sind, im Hochton aber nicht - oder weil übrigbleibende Flatterechos mehr nerven als vorher der Nachhall - so ist es den Versuch doch allemal wert.

In Kombination und Zielsetzung ist das aber - mit Verlaub @markus7 - tatsächlich ein "neuer Zugang" - denn in der gesamten Literatur, die ich auf der Suche nach einer Lösung durchforstet habe - gibt es auf die Frage nach einer Verbesserung des Gesamtraums nur die Antworten Absorber, Parametrische Equalizer, Doublebassarray und Verwandte.

In der Literatur zu FIR Techniken wird die Frage gar nicht erst gestellt - hier wird eine "Hörzone" statt eines "Hörplatzes" allgemein lediglich durch eine "Entschärfung" der Korrektur erzielt.

Der gesamte Prozess der Filtergenerierung einschliesslich seiner Parametrierung ist schliesslich - und das sage ich in allerhöchstem Respekt - ein Werk der kreativer Empirie. Dr. Uli Brüggemann, dar Autor von Accourate, bezeichnet ihn als Kunst.

Vergleichst du meinen Ansatz, ist er durch wenige messbare Parameter vollständig determiniert. Ist als schon etwas neu. Und ob er im Rahmen der Zielstellung taugt, wird sich --hoffentlich-- herausstellen.
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@Fosti, bei dir hab ich mich noch gar nicht bedankt, besonders für den begleitenden Text zu den Filtern. Den Lautsprecher, so gelungen ich ihn auch finde, kann ich vorerst aber nicht bauen. Hab nach unserer Koax-Diskussion zwei Omnes CX 3.0 angeschafft - dazu vier Peerless SLS6 plus 2 Class-D 4x50W und 2 minidsp ... soll alles zusammen in zwei winzige geschlossene Koax-Appolitos mit Bassentzerrung bis zum Membrananschlag. Jedenfalls ist das Weihnachtsbudget längst überzogen

mit Grüßen vom
/ropf

[markus7]

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Ich will Deinen kreativen Problemloesungsprozess ungern fehlleiten, aber unter den Stichworten "Active Sound Absorption"/"Active Noise Control" solltest Du einiges finden.

P.S. Das mit der Kunst sagt der Uli doch auch nur, weil unser Wissen ueber Hoerprozesse recht beschraenkt ist

[ropf]

Ersteinmal eine absolut traurige Nachricht: ich bin an der betreffenden Ballettschule nicht länger involviert. Falls also jemand gerade einen Job in Berlin zu vergeben hat, der außer dem reinen Erwerbszweck so etwas wie Sinn beeinhaltet ... :-)

Das angerissene Aufgabenstellung ist aber viel zu spannend, um sie nicht weiter zu verfolgen. Der nächste Schritt wäre, ohne a priori Annahmen die tatsächliche Modenverteilung eines Raumes herauszufinden, und daraus die "bestimmenden Abmessungen" für eine Korrektur zu ermitteln.

Bei unregelmäßig geformeten Räumen ist das nicht ganz einfach - die Messergebnisse (abhängig von Sender- und Empfängerposition) erfordern noch jede Menge Interpretation. Beispiel mag die Grafik in Post #4 mit übereinandergelegten Eck-zu-Eck-Messungen sein.

Viel einfacher interpretierbar wäre der Verlauf der akustischen Impedanz über die Frequenz an der gewünschten LS-Position. Die sollte in regelmäßigen Abständen Maxima (x=gerade Vielfache von Lambda/2) und Minima (x=ungerade Vielfache von Lambda/2) aufweisen, mit X als bestimmende Abmessung einmal durch den Raum und zurück).

Frage 1 - kann ich die akustische Impedanz messen, oder wenigstens qualitativ ihren Verlauf über die Frequenz?
Erster Ansatz wäre, den Schalldruckverlauf direkt vor der LS-Membran im Freifeld und an der Einbauposition zu vergleichen - da sollte es in regelmäßigen Abständen Unterschiede geben.

Die Methode ist nicht besonders clever, weil ein vergleichsweise schwaches Signal (Raumantwort) aus einem sehr starken Signal (von der LS-Memran selbst) herausgerechnet werden muss. Wenn also jemand eine bessere Idee hat ...?

Frage 2 - wie kann ich aus der Periodizität der Maxima und Minima auf die bestimmenden Abmessungen (das obige X) zurückrechnen. Das ist auch nicht ganz trivial, da sich ja die verschiedenen Resonanzen überlagern.

Erster Ansatz hier wäre, den Impedanzgang bildlich "zu einer Spirale aufzuwickeln" - dass alle zu einem bestimmten X gehörenden Maxima übereinander zu liegen kommen - und alle Minima genau gegenüber. Dann winkelweise aufsummieren und als Graphen darstellen. Ist auch nicht besonders clever - wem fällt etwas Besseres dazu ein?

mit Grüßen
vom ropf