Diffusie.
Het concept van
diffusie is relatief nieuw voor de meeste audiofielen.
In het algemeen zijn we gewend om te denken dat
geluid dat een oppervlak raakt hierdoor ofwel
weerkaatst wordt (zoals een biljartbal die door een
van de banden wordt weggestoten) of geabsorbeerd (zoals
een biljartbal die in een van de pockets valt).
Beschouw
dan diffusie op deze manier:
de biljartbal raakt de
zijwand en spat ogenblikkelijk uiteen in
ontelbare kleine balletjes die zich over het hele
oppervlak van de tafel verspreiden (zie ook de
klikbare afbeelding rechts).
Weerkaatsing en (in het
bijzonder) absorptie zijn nodig om bij het
biljarten te kunnen winnen; om de luisteromgeving
net zo te laten klinken als een goede concertzaal
zult u echter ook diffusie nodig hebben.
Om te
begrijpen waarom dit zo is kunt u zich bedenken dat
het aankomstpatroon van
reflecties bij het oor de
hersenen feitelijk voorziet van de informatie die ze
nodig hebben om essentiële aanknopingspunten
over de luisterruimte te
verkrijgen: over de geschatte afmetingen en vorm en
tot op zekere hoogte ook over de behandeling van de
muuroppervlakken en andere grote objecten.
Laten we ervan uitgaan dat uw hardware met succes in
staat is om uit software van goede kwaliteit de
nuances van timbre, afbeelding en akoestische ruimte,
zoals die in bijvoorbeeld Carnegie Hall aanwezig zijn,
te onttrekken. Wat zal er met deze informatie
gebeuren in de eigen luisterruimte?
Het oor/de hersenen worden geconfronteerd met de
gegevens van twee conflicterende
akoestische geluidsvelden:
enerzijds Carnegie Hall uit de opname en anderzijds
dat van uw eigen luisterruimte. Wellicht zou u, als u
er lang genoeg op trainde, uzelf zodanig kunnen
conditioneren dat u door het
veld of de laag van de luisterruimte zelf heen
luistert, om uitsluitend de laag van Carnegie Hall te
horen. (Als dit al mogelijk is garandeer ik u dat u
het onderwerp zult zijn van verhoogde interesse bij
psycho-akoestische onderzoekers.) Op zijn best leert
u leven met de heersende akoestische tweeslachtigheid
die u gedwongen bent
te accepteren.
In theorie is diffusie in staat om grote delen van
het akoestische geluidsveld of de
laag van de luisterruimte te
neutraliseren op een aantal manieren.
Allereerst heeft
diffusie invloed op het aankomstpatroon van normale
ruimtereflecties en wel op een manier die het
moeilijk maakt voor het brein om zomaar grip te
krijgen op deze laag van de luisterruimte. In een
onbehandelde ruimte zullen er, in
de tijd, duidelijk
gedefinieerde energiepieken zijn, doordat het geluid
reflecteert via harde oppervlakken en vervolgens
aankomt bij het oor. De lokatie van deze pieken op
het tijdpad is de informatie
die het gehoor/brein gebruikt om uitsluitsel te
krijgen over de plaats van de muren, het plafond, de
vloer en andere grote oppervlakken. Dit principe is in
de afbeelding rechts zichtbaar alsmede eronder, in de
grafische weergave van de energiepiek die het oor
bereikt.
Vergroot de afstand tussen de luidsprekers en de
begrenzingen van de ruimte en u maakt dat de
reflectiepieken later op het tijdpad uitkomen, dus
verder in de tijd verwijderd van het directe geluid.
Een sterke akoestische energiepiek op 15ms na het
directe geluid betekent een reflecterend oppervlak,
een muur bijvoorbeeld, op heel korte afstand. Omdat
geluid zich met ongeveer 33cm per milliseconde
verplaatst, is de padlengte van het gereflecteerde
geluid nog net geen 5 meter langer dan de padlengte
van het directe geluid. Dit omdat de luidspreker zich
dus vrij dicht bij het reflecterende oppervlak
bevindt. (Indien de tijd tussen het directe geluid en
de eerste gereflecteerde piek minder dan 10ms is
interpreteert het gehoor/brein combo deze informatie
als een verstoring of een verschuiving van
afbeeldingsscherpte, ook wel versmering genoemd) Dit is de reden dat
de ruimtelijke afbeeldingskwaliteit afneemt naarmate
een luidspreker verder in een kamerhoek en dichter
voor de achterwand wordt opgesteld.
Plaats een diffuser op deze reflecterende plek (= eerste
reflectiepunt) en u zult de energie over een zeer
grote hoek verstrooien (in feite 180°), hetgeen
betekent dat slechts een heel klein deel van de
gereflecteerde energie direct teruggestuurd wordt
naar de luisterpositie. Dit is in de onderste
afbeelding te zien, hier rechts. Ontdaan van de
duidelijke 15ms piek zal het gehoor niet in staat
zijn om op een juiste manier de locatie van de
zijmuur te vinden.
In de tweede plaats breekt
de diffuser irritante flutter-achtige echo's die heel
vaak de weergave in normale huiselijke omgevingen
verstoren. Deze echo's - artefacten van reflectieve,
parallelle oppervlakken - overschaduwen de
muziekweergave en versluieren de innerlijke details
ervan.
Ten derde
temt de diffuser kamfilterachtige kleuring van
frequenties, een probleem dat tot nu toe alleen maar
(en dan nog voor een betrekkelijk klein deel) door
een minutieus tweaken van de fysieke opstelling van
de luidsprekers ten opzichte van de begrenzingen van
de ruimte kon worden aangepakt. Door het terugdringen
van de diepte en het doen toenemen van zowel de
dichtheid als de onregelmatigheid van
kamfiltereffecten, zorgt de diffuser ervoor dat de
luidsprekeropstelling beslist minder kritisch is, alhoewel dat
natuurlijk niet hetzelfde betekent als geen aandacht
meer eraan hoeven te schenken.
Het vierde en
in aanleg meest opmerkelijke voordeel van diffusie is
dat het 'overspoelen' van de luisterruimte met een
diffuus geluidsveld het gevoel van omhulling door en
onderdompeling in een muzikaal gebeuren enorm
versterkt. Dit staat in schril contrast tot het
weinig zeggende luisteren naar sonische
trivialiteiten die helaas al te vaak de audiofiele
ervaring bepalen.
Samengevat kun je zeggen dat het met diffusie in
theorie mogelijk is om een kleine luisterruimte te
laten klinken als een zeer goede concertzaal omdat
daar, psycho-akoestisch bezien, precies dezelfde
basisingrediënten aanwezig zijn:
- een
voldoende grote tijdssprong tussen het
directe geluid en de eerste
gereflecteerde piek;
- een
afwezigheid van ongecontroleerde galm,
flutter-echo en kamfilter gerelateerde
kleuring (kenmerken van een kleine ruimte);
- het
omhullend vermogen dat voortkomt uit een
rijke en geleidelijk uitstervende
nagalmtijd die doordringt tot in de hele
ruimte.
De
uitdaging bij het ontwerpen van een doeltreffende
diffuser is om deze geen voorkeur voor frequentie,
amplitude of voor de hoek van inval en weerkaatsing
te laten hebben. Dit is geen gemakkelijke taak want
fysieke structuren werken, akoestisch gezien,
uitsluitend binnen beperkte frequentiebanden in het
audiospectrum en binnen een beperkt bereik van invals-
en weerkaatsingshoeken, zodat ze in feite slechts
effectief zijn voor een klein percentage van het
totale geluid dat erop valt.
Opnamestudio's en soortgelijke omgevingen hebben
jarenlang gebruik gemaakt van cylindrische diffusers,
maar die zijn nogal onhandelbaar en te beperkt in hun
werkgebied. Ze zijn ook niet praktisch onder
huiselijke omstandigheden.
Het nadeel is ook dat diffusie, tot nu toe (we schrijven 1988
en diffusers waren net "uitgevonden" door
Schroeder -- zie ook hieronder), eerder een
theoretische dan een praktische oplossing is geweest.
naar boven