msonic Ääntä, valoa ja hyvää meininkiä
Photo credit: LICHTBILDER - Reinhard Goldmann
Courtesy of Clay Paky-Lightpower

Reima ratkaisee: d&b audiotechnik ArrayProcessing

d&b audiotechnik julkaisi keväällä 2015 ArrayProcessing-teknologian. Olen käsitellyt asiaa jo muutamassa blogitekstissä, mutta nyt mennään astetta syvemmälle.

ArrayProcessingissa on kyse siitä, että jokaiselle kuulijalle tavoitellaan samaa soundia. Äänenpaineen jakautumista voidaan muokata käyttäjän valintojen mukaan. Myös korkeiden taajuuksien kompensointi etäisyyden mukaan onnistuu mallikkaasti ArrayProcessingilla.

Jokaiselle kaiuttimelle omat parametrit

ArrayProcessing (AP) perustuu todella rajuun matematiikkaan. Line Array -kaiutinsetin jokaiselle kaiuttimelle lasketaan omat parametrit ArrayCalc-ohjelmassa käyttäjän tilauksen mukaisesti. Paljonko vaimentumaa halutaan salin perälle? Halutaanko vaimentaa katsomon osaa tai vaikka orkesterimonttua erikseen? Nämä asiat pähkäilemällä ja tilailemalla ArrayCalc laskee halutun lopputuloksen. ArrayCalc laskee kaiutinprosessorille syötettävät parametrit todella tarkkaan linjasäteilijän keskiakselilla, 20 cm välein 1/24-oktaavin resoluutiolla.

Pitkien testien jälkeen d&b audiotechnik päätyi ”matemaattisen totuuden” sijaan hieman loivempaan lähestymistapaan. Läheisten taajuuksien välillä ei tehdä rajuja muutoksia, vaan järjestelmää ajetaan pehmeästi kohti seuraavia taajuuksia. Tämä on filtteröinnin perusajatus. Näin soundi säilyy hyvänä ilman hyppyjä ja haluttu lopputulos saavutetaan.

Kuvassa Himos Areenan AP-tilaus bändien soittaessa. Äänenpaineen annetaan laskea 2 dB/dd ja tämä lasku tapahtuu koko yleisöalueella. Kuvissa aina ohuempi viiva kertoo kaiutinsuunnitelman käyttäytymisen ilman AP:a ja paksumpi kertoo halutusta tavoitteesta. Realizer-palkki kertoo onko tilaus ylipäätään mahdollinen.
Tässä Himoksen lopputulos usealla mittapisteellä. Ylempi kuva kertoo taajuusvasteen ja tason ilman AP:ta ja alemmassa saavutettu lopputulos AP:lla.

Sama taajuusvaste eri alueille on kova tavoite

Tähän ovat kaikki kaiutinvalmistajat pyrkineet aina. Line Array -kaiuttimilla äänenpainetta on saatu tasattua hienosti määrättyyn pisteeseen asti jo pitkään. ArrayProcessing astuu peliin tämän pisteen jälkeen.

Taajuusvasteessa on toistunut kuitenkin samat ongelmat valmistajasta riippumatta. Korkeat taajuudet toimivat Line Array -teorian mukaisesti hienosti, mutta keskialueet korostuvat keskellä Arrayn kuuntelualuetta ja matalimmat taajuudet toimivat kuten perinteinen point source -kaiutin. Eli matalia taajuuksia on lähellä enemmän ja ne vaimenevat kuusi desibeliä matkan kaksinkertaistuessa. Mitä pienempi ja lyhyempi kaiutinjärjestelmä on ollut, sen ylempää tämä matalien taajuuksien ongelma on alkanut.

Nyt ollaan ArrayProcessingin ydinosaamisalueella. AP:lla kyetään siirtämään energiaa alueilta, joissa sitä on liikaa, alueille joista kyseisestä taajuusalueesta on pulaa. Samoin alakeskialueen äänenpainetta saadaan tasattua koko katsomoalueella. Korkeiden äänien vaimentuminen pitkillä matkoilla, suhteessa muihin taajuuksiin, on aina ongelma kaikissa kaiuttimissa. d&b on tarjonnut käyttäjille jo paria eri filtteriä Line Array -järjestelmissä. Nämä HF-filtterit (high frequency) otetaan käyttöön matkan kasvaessa. Nyt AP laskee tämän kompensoinnin jokaiselle kaiuttimelle erikseen. Sama soundi joka jakkaralle on taas vähän lähempänä.

Array Processing on nyt saatavilla myös d&b audiotechnikin T-sarjalle. Kuvassa eräs teatteri, jossa asiat ovat jo nyt hyvin (ylempi) ja tilanne jos he päätyisivät investoimaan AP:iin.

dd on uusi parametri

Äänen vaimeneminen matkan kaksinkertaistuessa on tuttua kaikille äänen kanssa työskenteleville. Perinteinen pallosäteilijä vaimenee kuusi desibeliä matkan kaksinkertaistuessa. Käyttäjällä on tämä parametri ArrayCalcissa säädettävissään. Double distance eli dd tulee AP:n käyttäjille tutuksi.

Mikä sitten on järkevä tilaus milloinkin? Se on täysin tapauskohtaista ja siinä(kin) kokemus auttaa. Jos kyseessä on puhetilaisuus, niin kaikille sama äänenpaine on hyvä tavoite. Musiikkihommissa sub-kaiuttimien vaimentuminen taas vaikuttaa taajuusbalanssiin ja matkan kasvaessa on hyvä antaa periksi hieman äänenpaineesta myös pääkaiuttimilla. Esimerkiksi sisällä heijastuksia takaseinästä pyritään usein vaimentamaan antamalla kaiuttimilla reilusti periksi äänenpaineesta salin perälle.

Kuuntelualue voidaan jakaa vapaasti kolmeen osaan ja dd-tilaukset voidaan tehdä vapaasti erikseen näille alueille.

Pystyt jakamaan tilan halutessasi kolmeen osaan ja säätämään kaikkia kolmea aluetta erikseen. Tämä säätö on käytössäsi eri kuuntelualueiden lisäksi. Esimerkiksi jos edessä bändi jyrää niin, että haluat säätää tasaisen äänenpaineen ensimmäiselle kymmenelle metrille. Takana takaseinä juttelee niin, että haluat reilun laskun katsomon loppuosalle.

Listening, Reflecting, Level avoidance

Listening - kuuntelualue

Jokainen katsomoalue voidaan säätää vielä erikseen. Esimerkiksi parvea voidaan haluttaessa vaimentaa tai etukatsomoon nostaa haluttu desibelilukema. Listening on siis kuuntelualuetta, jota edellä esitetty koskee.

Reflecting - heijastavat pinnat

Reflecting on heijastava pinta, joka halutaan vaimentaa. ArrayProcessing tekee tämän vaimennuksen vain yli 1000 hertsin taajuuksille. Näin kaiutinjärjestelmän sointi säilyy kuuntelualueilla, vaikka jotain osaa salista tai heijastavaa pintaa halutaan vaimentaa reilusti. Esimerkiksi suljettu parvi voidaan muuttaa Listening-pinnasta Reflecting-pinnaksi, jolloin tyhjä parvi ei myrkytä lopun salin akustiikkaa ja näin permannolla soundi säilyy hienosti.

Reflecting vaimentaa vain yli 1000 hertsin taajuuksia. Tällä saadaan heijastukset vaimennettua hienosti. Jäljelle jäävälle katsomoalueelle vaikutus soundiin pysyy pienenä, koska koko järjestelmä toistaa alle 1000 hertsin taajuuksia ja näitä taajuuksia kuunnellaan edelleen koko Line Arrayn matkalta.

Level avoidance - maksimivaimennuksen alue

Level avoidance on alue, missä pitää saada aikaiseksi maksimivaimennus. Esimerkiksi keskellä katsomoa sijaitsevat televisioiden selostamot ovat hyvä tyyppiesimerkki. Lähetykseen ei haluta mukaan stadionin kuulutuksia ja musiikkeja, eikä liioin mainoksiakaan. Level avoidance toimii julmasti ja kykenee todella isoon vaimennukseen halutulla alueella. Level avoidancen hintana on lähimmällä katsomoalueella normaalia suurempaa hajontaa äänenpaineessa ja taajuusvasteessa.

Level avoidance on väkivaltainen vaimennus, josta lähikatsomo hieman kärsii, mutta selostamoalue stadionilla saadaan todella hiljaiseksi.
Himos Areenalla bändin lopetettua ja DJ:n aloittaessa haluttiin laskea äänenpainetta selkeästi muualta kuin tanssilattialta. Päädyimme -5,5 desibelin ylimääräiseen laskuun tanssilattian jälkeen salin takaosaan. Samantyylistä laskua tehtiin filleille ja viivekaiuttimille.
Tällaisena edellä mainittu Himos Areenan äänenpaineen lasku saatiin toteutettua.

Ikiliikkujaa ei ole keksitty

ArrayProcessing-teknologialla on myös hintansa. Jotain kaiutinta joudutaan käskemään kollegojaan enemmän. Ja jossain pisteessä vastaan tulee se, että jonkun yksittäisen kaiuttimen maksimi äänenpaine tulee vastaan. d&b on kehittänyt näitä hetkiä varten power- / glory -säädön. Käyttäjä paneutuu ArrayCalcilla tulevaan ja valitsee äänenpaineen sekä tasaisuuden väliltä oikean asetuksen.

Toinen asia, joka tulee vastaan, on pakollinen latenssi. AP aiheuttaa 5,9 ms ”ylimääräisen” viiveen. Viive on itse asiassa hämmästyttävän pieni siihen nähden, kuinka alas sillä kyetään vaikuttamaan. Mitä matalampi taajuus on kyseessä, sitä suuremman ajan sen käsittely vaatii. d&b on tehnyt taas erinomaisen kompromissin käytännön ja teorian välillä.

Toimiakseen ArrayProcessing vaatii jokaiselle kaiuttimelle oman prosessointi- / vahvistinkanavansa. Vahvistimen tulee olla joku uudemmista 4-kanavaisista ja ohjaus pitää toteuttaa OCA:lla.

Tavastialla on myös käytössä AP.

Lämpötila ja ilmankosteus vaikuttaa varsinkin korkeisiin taajuuksiin

ArrayProcessing tulee laskea aina vallitsevan kelin mukaan. Varsinkin korkeiden taajuuksien kompensointi on riippuvainen vallitsevista olosuhteista. Huolellisuus kannattaa tässäkin kohtaa.

Festivaalien isot setit hyötyvät myös AP:sta. Tässä esimerkkinä erään suuren festivaalin kuuntelualue.

ArrayProcessing toimii käytännössä hämmästyttävän hyvin. Tietysti salin akustiikka vaikuttaa edelleen lopputulokseen, mutta edut ovat olleet todella merkittäviä ja palaute hyvää. Katsomoalueen muutokset saadaan AP:lla huomioitua koskematta kaiuttimien kulmiin. ArrayProcessing on saatavilla J-, V-, Y- ja nyt myös T-sarjalle. Hyvä kaiutinsuunnitelma pohjaksi ja AP:lla loput!

d&b julkaisee erinomaisia videoita aina uusista jutuistaan saksan ja englannin kielillä. Näin on myös AP:n kohdalla. Kannattaa katsoa AP-videot ja muutkin täältä: http://www.dbaudio.com/en/support/education/tutorial-videos.html#jfmulticontent_c14741-4

Lue myös nämä esimerkit Suomen AP-asennuksista:

Himos Areena
Kulttuuritalo Valve
Suomen Kansallisooppera