|
|
|
1. Inleiding: direct en reverbererend geluid
|
|
De wijze waarop geluid gehoord wordt, hangt sterk af van de eigenschappen
van de omgeving waarin de bron (voordrachtgever, luidspreker) en de ontvanger (toehoorder,
microfoon) zich bevinden. Het geluidsignaal dat geregistreerd wordt door de
ontvanger, bestaat uit een direct en een reverbererend signaal.
Het directe signaal stemt overeen met het geluid dat de ontvanger rechtstreeks bereikt
zonder enige reflectie. Het geluid plant zich hierbij voort langs een denkbeeldige
rechte die bron en ontvanger verbindt. Voor een bron die in verschillende richtingen
geluid uitstraalt, zullen een aantal geluidgolven de ontvanger bereiken nadat ze een of
meerdere reflecties ondergaan hebben op de aanwezige obstakels (wanden, vloer en plafond)
in de omgeving. Het resulterende geluidveld ten gevolge van alle gereflecteerde
golven vormt het reverbererend veld, en wordt ook wel galmveld genoemd.
Aangezien het directe geluid de kortst mogelijke weg aflegt tussen bron en ontvanger, zal
steeds eerst het directe signaal waargenomen worden en daarna het reverbererende.
Het relatieve belang van beide delen wordt bepaald door de energie die na reflectie geabsorbeerd wordt. In een lokaal met
zeer weinig absorptie zal het galmveld overheersen, terwijl in een ruimte met veel
absorptie voornamelijk het directe geluid zal waargenomen worden. |
|
In de volgende paragrafen worden de begrippen
direct signaal, reflectie en reverbererend geluid geïllustreerd aan de hand van beeld- en
geluidmateriaal. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen drie situaties: vrij veld (anechoïsch), een omgeving met één reflecterend oppervlak
(semi-anechoïsch), en een galmveld.
|
|
|
|
Een vrij veld is een fictieve omgeving waar geen
reflecties kunnen optreden. In een dergelijke omgeving zal een ontvanger, die op een
bepaalde afstand van een bron gepositioneerd is, enkel het directe signaal waarnemen.
Dit wordt geïllustreerd in figuur 1, waar bron en ontvanger voorgesteld worden
door luidspreker en microfoon. Een vrij veld is dus vrij van galm. |
|
Figuur 1: Bron en ontvanger in een vrij veld.
|
Anechoïsche of dode kamer
|
Een vrij veld komt echter niet voor in werkelijkheid. Zelfs bij
golfvoortplanting in open lucht blijft een reflectie vanwege de grond bestaan. Het
ideale vrije veld kan wel zeer goed benaderd worden door de wanden van een gesloten ruimte
zeer sterk absorberend te maken zodat de intensiteit van de gereflecteerde golven
verwaarloosbaar wordt. Dit is het geval in een zogenaamde anechoïsche of dode kamer. Dergelijke
kamers worden gebruikt voor experimenten waarbij het reverbererend veld de metingen zou
kunnen verstoren. |
|
De eigenschappen van een galmveld worden vaak nagegaan op basis van een
impulsvormige excitatie, zoals een pistoolschot, een vingerknip of een handklap. De
geluiddemo hiernaast laat een gelijkaardige impuls in een vrij veld horen. Terug naar boven
|
|
|
|
Wanneer in de omgeving van bron en ontvanger een reflecterend oppervlak
aanwezig is, ontstaat een semi-anechoïsch veld dat gekenmerkt wordt door één reflectie.
Een dergelijk geluidveld kan benaderd worden in een semi-anechoïsche kamer.
Vijf wanden van deze kamer worden uitgevoerd zoals in een dode kamer waarbij de
vloer bestaat uit een reflecterend hard oppervlak. Een voorbeeld van een
semi-anechoïsche omgeving wordt getoond in figuur 2. Hier bevindt zich een wand op
een afstand d van de microfoon en staat een denkbeeldige rechte tussen bron en
ontvanger loodrecht op de reflecterende wand. |
|
Figuur 2: Bron en ontvanger in een semi-anechoïsch veld.
|
|
In een semi-anechoïsch veld registreert de ontvanger het directe signaal
en één reflectie. De tijdspanne tussen de aankomst van het directe signaal en de
aankomst van de reflectie wordt bepaald door de relatieve positie van bron en ontvanger
ten opzichte van de reflecterende wand. Voor de opstelling in figuur 2 is de vertraging
tussen direct geluid en reflectie gelijk aan de tijd nodig voor het geluid om een afstand
2d af te leggen: 
|
|
De geluiddemonstraties hiernaast laten een geluidimpuls horen in een
semi-anechoïsch veld, waarbij de afstand tussen ontvanger en reflecterende wand
respectievelijk 10 m (vertraging 58 ms) en 30 m (174 ms) bedraagt. |
|
Terug naar boven
|
|
|
|
Wanneer een luchtvolume begrensd wordt door een aantal reflecterende
wanden geeft het geluidveld ten gevolge van luchtgeluidexcitatie aanleiding tot een
galmveld. Bij excitatie door middel van een omnidirectionele bron (een bron die in alle
richtingen even sterk geluid uitstraalt) wordt het galmveld opgebouwd door een groot
aantal reflecties, zoals voorgesteld wordt in figuur 3. |
|
Figuur 3: Bron en ontvanger in een galmveld.
|
|
Wanneer de bron een geluidsignaal uitzendt in een omsloten ruimte zal de
ontvanger zowel een bijdrage van het directe geluid als van het reverberend geluid
registreren. De relatieve bijdrage van direct en reverbererend geluid hangt af van
de afstand tot de bron en de hoeveelheid absorptie
aanwezig in de ruimte. De bijdrage van het directe veld neemt toe bij dalende
afstand tot de bron, terwijl de invloed van het galmveld afneemt bij toenemende absorptie.
|
Galmkamer |
Een voorbeeld van een ruimte met een zeer lage absorptie is
een galmkamer. Een dergelijke ruimte wordt
voornamelijk gebruikt voor het meten van de absorptie
van een materiaal. |
|
Naast de absorptie, heeft ook de geometrie van een ruimte een belangrijke
invloed op het galmveld. Bijgevolg zal een bepaald geluidsignaal helemaal anders
waargenomen worden in een leefruimte vergeleken met een lege concertzaal. De
volgende geluidfragmenten illustreren deze verschillen. |
|
Geluidimpuls in een kamer. |
Concertzaal |
Geluidimpuls in een lege concertzaal. Terug naar boven
|
|
5. Geluiddemonstraties
|
|
De drie typesituaties (vrij veld, semi-anechoïsch veld en een galmveld)
worden verder geïllustreerd aan de hand van een reeks geluidfragmenten. Overeenstemmend
met iedere geluidimpuls in de voorgaande paragrafen werd een gelijkaardige demonstratie
uitgewerkt voor een fragment gebaseerd op spraak en gitaarmuziek.  Geluiddemo's spraak
 Geluiddemo's
gitaarmuziek
|
|
|
