Każdego dnia jesteśmy otoczeni dźwiękiem, czy to szumem lodówki, brzęczeniem wibrującego telefonu, rykiem ruchu ulicznego w oddali, czy melodią piosenki w radiu. Dźwięk dociera do nas nieustannie i często nie zastanawiamy się nad tym dwa razy.

Jednak gdy większość ludzi przestaje myśleć o dźwięku, od razu myśli o tym, jak głośny lub cichy jest. Nazywa się to amplitudą i reprezentuje wysokość (lub objętość) fal dźwiękowych. To jedna część równania, ale jest jeszcze jedna strona dźwięku, której często nie bierzemy pod uwagę: częstotliwość.

Pomyśl o niskim dudnieniu odległej burzy w porównaniu z ostrym, wysokim dźwiękiem budzika. Te dźwięki są zupełnie inne, prawda? Zmienia się nie tylko głośność, ale także częstotliwość lub liczba wibracji na sekundę, która nadaje każdemu dźwiękowi jego unikalny charakter.

Tak więc, jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego niektóre dźwięki są łatwiejsze do słuchania, podczas gdy inne powodują dzwonienie w uszach, wyjaśnię ci różnicę między dźwiękami o wysokiej i niskiej częstotliwości.

Czym jest częstotliwość dźwięku?

Częstotliwość dźwięku odnosi się do liczby drgań lub cykli wykonywanych przez falę dźwiękową w ciągu sekundy.

Wyobraź to sobie jako rytm fali w oceanie lub jak szybko porusza się ona w górę i w dół. Ta prędkość lub częstotliwość określa, jak wysoki lub niski będzie dźwięk, co odczuwamy jako wysokość.

Tak więc za każdym razem, gdy mówisz, śpiewasz, a nawet nucisz, tworzysz dźwięki o różnych częstotliwościach, często nawet nie zdając sobie z tego sprawy.

Jeśli mówisz w wyższej tonacji, na przykład imitując wysoki głos, to jest to wyższa częstotliwość. W przeciwieństwie do tego, gdy mówisz głębokim, niskim tonem w stylu NPR, uderzasz w niższe częstotliwości. W rzeczywistości prawdopodobnie poruszasz się po całym zakresie częstotliwości, prowadząc normalną rozmowę.

Aby lepiej to zrozumieć, przyjrzyjmy się kilku przykładom: Gwizd psa może mieć bardzo wysoką częstotliwość, znacznie wykraczającą poza to, co mogą usłyszeć ludzie, podczas gdy warczenie lwa znajduje się na dolnym końcu spektrum częstotliwości. Szum lodówki? To dźwięk o niskiej częstotliwości. Z drugiej strony dzwonek telefonu może mieć wyższą częstotliwość.

Częstotliwości dźwięku są mierzone w hercach (Hz), czyli cyklach na sekundę. Jeden herc oznacza, że fala dźwiękowa wykonuje jedną pełną wibrację w ciągu jednej sekundy. Jeśli więc słyszysz dźwięk o częstotliwości 100 Hz, oznacza to, że fala dźwiękowa wibruje 100 razy na sekundę. Niska częstotliwość podstawowa gitary basowej może wynosić około 40 Hz, podczas gdy jasny dźwięk dzwonka może mieć nawet 4000 Hz (4 kHz) lub więcej.

Im niższa częstotliwość, tym niższa wysokość dźwięku i tym mniej cykli na sekundę.

Ludzie słyszą częstotliwości od 20 Hz do 20 000 Hz. Jest to nasz zakres słyszalności. Dźwięki poniżej 20 Hz nazywane są infradźwiękami. Pomyśl o niskim dudnieniu grzmotów lub trzęsieniach ziemi. Z drugiej strony, dźwięki powyżej 20 000 Hz to ultradźwięki, takie jak wysokie sygnały dźwiękowe z niektórych urządzeń medycznych lub niektóre gwizdki dla psów.

W większości naszych codziennych doświadczeń dźwięki, które słyszymy, mieszczą się w zakresie średnich częstotliwości, który zwykle wynosi od 300 Hz do 3000 Hz. W tym zakresie mieści się większość ludzkiej mowy oraz większość instrumentów i dźwięków, które odbieramy najwyraźniej. Kiedy wychodzimy poza ten zakres, wchodzimy w skrajności wysokich lub niskich częstotliwości, których doświadczamy w różny sposób.

Zrozumienie dźwięku o wysokiej częstotliwości

Aby wyjaśnić dźwięk o wysokiej częstotliwości, chcę zacząć od wkroczenia w świat ultradźwięków. Ponownie, są to fale dźwiękowe, które wibrują z częstotliwością wyższą niż 20 000 Hz (lub 20 kHz). Prawdopodobnie słyszałeś już termin "ultradźwięki", zwykle w kontekście obrazowania medycznego, gdzie lekarze używają go, aby zajrzeć do wnętrza ciała.

Ultradźwięki nie są jednak nowoczesnym wynalazkiem. Te fale dźwiękowe istnieją tak długo, jak sam dźwięk.

W rzeczywistości zwierzęta wykorzystywały ultradźwięki na długo przed tym, jak ludzie wymyślili, jak z nich korzystać. Na przykład nietoperze i delfiny są mistrzami echolokacji. Emitują fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości, aby nawigować i polować.

Delfiny wysyłają kliknięcia i słuchają odbijających się ech, co pozwala im zlokalizować zdobycz, a nawet komunikować się ze sobą.

Chociaż nie jesteśmy ich świadomi, te wyższe częstotliwości mogą nadal wpływać na sposób, w jaki się czujemy lub reagujemy na pewne sytuacje, czy to poprzez tworzone przez nie wibracje, czy też wykorzystanie technologii, które kształtują nasz świat.

Zrozumienie dźwięku o niskiej częstotliwości

Dźwięki o niskiej częstotliwości, zwłaszcza te poniżej 20 Hz, są określane jako ultra-niskie częstotliwości lub infradźwięki. Dźwięki te są tak głębokie i powolne, że ich nie słyszymy, ale nadal są częścią naszego świata.

Niektóre zdarzenia naturalne, takie jak erupcje wulkanów lub ruch fal oceanicznych, generują te ultra-niskie częstotliwości. Nawet niektóre duże, szybko poruszające się zwierzęta, takie jak słonie, wykorzystują infradźwięki do komunikacji na duże odległości. Te fale dźwiękowe przemieszczają się przez ziemię i powietrze na wiele kilometrów, dzięki czemu idealnie nadają się do wysyłania sygnałów przez rozległe przestrzenie.

My, ludzie, również znaleźliśmy sposoby na wykorzystanie dźwięków o bardzo niskiej częstotliwości. Duże maszyny, takie jak silniki i turbiny, często wytwarzają wibracje o niskiej częstotliwości, które zwykle bardziej czujemy niż słyszymy.

W świecie muzyki infradźwięki mogą być celowo wykorzystywane do tworzenia głębokiego dudnienia z subwoofera na koncercie. Choć użytkownik może nie słyszeć dźwięku bezpośrednio, jego ciało go wyczuwa.

Radzenie sobie z dźwiękiem o wysokiej i niskiej częstotliwości w środowisku studyjnym

Teraz, zanim zagłębimy się zbyt głęboko w naukę, przejdźmy do tego, co naprawdę ważne dla Ciebie jako muzyka lub producenta: jak te wysokie i niskie częstotliwości wpływają na konfigurację studia. W końcu jesteśmy tu po to, by tworzyć muzykę, prawda?

W studiu mamy do czynienia z dźwiękiem z obu krańców spektrum częstotliwości. Pytanie brzmi: jak radzić sobie z całym tym zakresem i jak o nim myśleć?

Najpierw porozmawiajmy o niskim końcu.

W większości konfiguracji, zwykłe monitory studyjne są zaprojektowane tak, aby pokryć przyzwoitą ilość spektrum niskich częstotliwości. Monitory te zazwyczaj obsługują częstotliwości do około 40 Hz. Ale jeśli naprawdę chcesz zagłębić się w obszar subbasów od 20 Hz do 40 Hz, będziesz potrzebować subwoofera.

Zadaniem subwoofera jest odtwarzanie tych ultra-niskich częstotliwości, których zwykłe monitory nie są w stanie osiągnąć, zapewniając pełne spektrum dźwięku, zwłaszcza jeśli miksujesz gatunki takie jak EDM, hip hop lub partytury filmowe.

To powiedziawszy, nie każdy producent potrzebuje subwoofera. Jeśli twoje monitory radzą sobie z niskimi tonami przyzwoicie i nie pracujesz nad utworami wymagającymi subbasów, możesz nie potrzebować dodatkowej mocy. Po prostu upewnij się, że twoje monitory mają dobrą, wyraźną reakcję na niskie tony, a będziesz w porządku dla większości projektów.

Na drugim końcu spektrum mamy wysokie częstotliwości. Głośniki wysokotonowe są odpowiedzialne za obsługę wyższych częstotliwości, zwykle od około 2 000 Hz do 20 000 Hz (lub nawet więcej, w niektórych przypadkach). Są to częstotliwości, które dodają wyrazistości, obecności i szczegółowości do miksu. To tutaj usłyszysz ostry górny koniec werbla, migotanie talerzy lub blask wokalu.

Jak przygotować studio na wysokie i niskie częstotliwości?

Teraz, gdy mamy już solidną wiedzę na temat tego, jak działają wysokie i niskie częstotliwości, porozmawiajmy o tym, jak traktować swoje studio z myślą o nich. Jak już wspominałem w kilku artykułach w przeszłości, jeśli studio nie jest odpowiednio przygotowane, nawet najlepszy sprzęt nie zapewni pożądanego brzmienia.

Wiemy, że fale dźwiękowe brzmią inaczej w zależności od ich częstotliwości, ale działają też inaczej. Dźwięki o wysokiej częstotliwości mają krótsze fale, co oznacza, że nie przemieszczają się tak łatwo przez materiały.

Zamiast tego mają tendencję do odbijania się od twardych powierzchni, takich jak ściany, okna i metal. Jeśli kiedykolwiek słyszałeś irytujące echo podczas nagrywania w nieobrobionym pomieszczeniu, to właśnie wysokie częstotliwości robią swoje.

Z drugiej strony, niskie i średnie częstotliwości mają znacznie dłuższe fale. Te niższe dźwięki mają nieco większą "masę" i mogą łatwiej przenikać przez materiały. Mają również tendencję do gromadzenia się w narożnikach lub obszarach, w których fale dźwiękowe spotykają się pod pewnymi kątami. Dlatego też można zauważyć, że utwory z ciężkim basem brzmią mętnie lub nieokreślenie w nieobrobionych przestrzeniach.

Pojawia się więc pytanie, jak traktować te różne rodzaje częstotliwości indywidualnie?

Akustyka i izolacja akustyczna dla niskich częstotliwości

Ponieważ niskie częstotliwości, z ich długimi falami, mogą łatwo przemieszczać się przez twarde powierzchnie, musimy wziąć pod uwagę specjalne względy, próbując sobie z nimi poradzić.

Pułapki basowe są pierwszym i najskuteczniejszym elementem układanki akustycznej.

Są one zaprojektowane specjalnie do radzenia sobie z niskimi częstotliwościami, które, jak wspomniałem wcześniej, mają tendencję do gromadzenia się w rogach. Ich działanie polega na pochłanianiu nadmiaru energii niskich częstotliwości i redukowaniu niepożądanych rezonansów.

Najskuteczniejsze pułapki basowe są wykonane z gęstych, pochłaniających materiałów, takich jak włókno szklane lub wełna mineralna, które mają wysoki współczynnik pochłaniania dźwięku przy niższych częstotliwościach. Oznacza to, że świetnie pochłaniają głębsze tony basowe.

Oprócz pułapek basowych można również użyć paneli pochłaniających niskie częstotliwości, szczególnie na ścianach. Panele te są często wykonane z grubszej pianki lub gęstego materiału włóknistego. Pomagają one pochłaniać niskie i średnie częstotliwości (które wahają się mniej więcej od 100 do 300 Hz) i dodatkowo oczyszczają ogólną akustykę pomieszczenia.

Teraz, jeśli mieszkasz w mieszkaniu lub w bliskim sąsiedztwie z sąsiadami, będziesz chciał upewnić się, że te dźwięki o niskiej częstotliwości nie przedostają się do sąsiednich pomieszczeń. Fale dźwiękowe o niskiej częstotliwości przemieszczają się daleko, a miksy z dużą ilością basów mogą być uciążliwe dla osób mieszkających lub pracujących w pobliżu.

Aby wygłuszyć studio pod kątem niskich częstotliwości, należy skupić się na odizolowaniu pomieszczenia od środowiska zewnętrznego. Dobrym początkiem jest dodanie masy do ścian, podłogi i sufitu za pomocą winylu obciążonego masą (MLV) lub dwuwarstwowej płyty gipsowo-kartonowej.

Jeśli naprawdę chcesz podnieść poprzeczkę, możesz oddzielić strukturę pomieszczenia za pomocą sprężystych kanałów lub klipsów izolacyjnych. Systemy te zasadniczo tworzą "szczelinę" między ścianami i sufitem, zapobiegając przenoszeniu wibracji przez materiały.

W przypadku podłogi warto rozważyć zastosowanie gumowych podkładek izolacyjnych lub podłóg pływających, które pochłaniają drgania o niskiej częstotliwości.

Obróbka akustyczna dźwięku o wysokiej częstotliwości

Podczas gdy dźwięki o bardzo niskiej częstotliwości mogą być trudniejszym wyzwaniem, dźwięki o wysokiej częstotliwości mają swój własny zestaw problemów w środowisku studyjnym.

W przeciwieństwie do niskich częstotliwości, dźwięki o wysokiej częstotliwości mają znacznie krótsze fale, w wyniku czego są bardziej podatne na odbicia. Oznacza to, że bez odpowiedniej obróbki studio może szybko stać się bałaganem niechcianych ech.

Aby kontrolować dźwięki o wysokiej częstotliwości, potrzebne są materiały, które mogą pochłaniać lub rozpraszać dźwięk, zanim zdąży się on odbić. Powszechnym wyborem jest pianka akustyczna. Będziesz chciał strategicznie umieścić panele piankowe w pierwszych punktach odbicia, gdzie dźwięk z monitorów najpierw uderza, a następnie odbija się od ciebie. Zazwyczaj obejmuje to ściany po lewej i prawej stronie głośników, a także sufit bezpośrednio nad nimi.

Inną opcją jest zastosowanie paneli z włókna szklanego owiniętych tkaniną. Są one świetne, ponieważ mogą obsługiwać szerszy zakres częstotliwości, nie tylko wysokie częstotliwości, i często są bardziej skuteczne niż pianka, jeśli chodzi o wygładzanie akustyki w pomieszczeniu.

W przypadku okien można użyć ciężkich zasłon, które są wystarczająco grube i ciężkie, aby pochłaniać odbicia o wysokiej częstotliwości od szkła.

Przemyślenia końcowe

Podczas gdy ludzkie ucho spędza większość czasu na postrzeganiu dźwięku w zakresie średnich częstotliwości, dźwięki o niskiej i wysokiej częstotliwości są bardzo ważne dla nas jako producentów i inżynierów. Nawet jeśli trudno jest nie myśleć o ultra-wysokich i niskich tonach jako pozornie wyimaginowanych dźwiękach, ponieważ nie są one częścią naszego ludzkiego słuchu, wiemy teraz, że mają one znaczący wpływ na sposób, w jaki odczuwamy rzeczy, i jest to ważna koncepcja, którą należy zabrać ze sobą.