Start

Akoestiek: studio behandeling (deel 2)

Het is alweer een tijdje geleden dat we de basisprincipes van akoestische problemen in homestudio's uit de doeken deden in deel 1 van ons akoestiek artikel in de gids. In dit deel 2 behandelen we hoe je de voornaamste problemen kan detecteren en aanpakken.

Omdat een werk als dit eigenlijk nooit echt klaar geraakt én alsmaar meer homerecorders nood hebben aan basisinformatie, bundelen we nu alvast de informatie die we de afgelopen maanden verzameld hebben. Dit is een work in progress: het kan je helpen om gestart te geraken of om alle informatie even in perspectief te plaatsen, maar je kan niet verwachten dat deze tekst volledig is. Bij het verzamelen hebben we zoveel mogelijk met de feedback van experten rekening gehouden. Omdat studio akoestiek geen zwart-wit onderwerp is, staan we meer dan open voor andere meningen (gebruik de commentaar functie). We zullen trachten bij tijds nieuwe informatie of inzichten in deze pagina te verwerken om ze min of meer up-to-date te houden. Veel knutselplezier!

Je ruimte optimaliseren

"Je lost de akoestiek van een ruimte systematisch op door je ruimte te optimaliseren. Ik denk dat veel leden die vanuit een hobby tot opnemen gewoon geen of weinig idee hebben over de kwaliteit van hun ruimte akoestiek of de impact hiervan. En wat betekent van hieruit een oplossing? Je ziet studios die volgekleefd zijn met dure geprofileerde schuimstofplaten. De eigenaars kunnen hier best enthousiast over zijn. Wat zij merken is dat het droog klinkt. Als je in zo'n ruimte vertoeft voel je die vreemde, moeilijk te beschrijven druk op je oren. Door de investering in geld en energie vindt men zo'n ruimte dan goed. Ik heb daar zware vraagtekens bij." (Eric Desart)

De plaatsing van je monitors en desk

Deze eerste stap kost niks en kan je een aanzienlijke verbetering opleveren van de akoestische situatie in je muziekruimte. Indien mogelijk, zou je de effecten van ingrepen op dit niveau best meten en zo tot een ideale oplossing komen. Hoe je zo'n meting uitvoert en wat je daarvoor nodig hebt bespreken we later. Los (en in afwachting) van metingen, geven we hier wat basistips mee die in de meeste gevallen bruikbaar zijn.

  1. Ideaal voor een desk is dat deze langs beide kanten ongeveer dezelfde ruimte afstand tot de zijmuur heeft. Zoniet moet je die akoestische asymmetrie neutraliseren wat niet eenvoudig is, behoorlijk wat materiaal vraagt, en best ondersteund wordt door metingen.
  2. Plaats je monitors liefst op een manier zodat het absorberen van mogelijk storende spiegelbronnen links en rechts nog lukt. 
  3. Nogal vaak wordt gesteld dat je je desk best aan de kopse (smalle) kant (kijken naar smalle wand) plaatst. Je mag dat echter niet blind veralgemenen: dus testen en meten is de boodschap.
  4. Veelal wordt afgeraden dat je je monitors dicht bij een niet-akoestisch behandelde muur of hoek plaatst, om ongewenste reflecties te vermijden. 

Verplaatsing van luidsprekers kan een enorme invloed kan hebben op het geluidsbeeld. Het is de goedkoopste en meestal eerste stap tot tuning van een mix ruimte. Over dit onderwerp kan je nog een pak meer info vinden in het hardware gids artikel over monitors.

Absorberend materiaal plaatsen

Een tweede belangrijke stap in het optimaliseren van muziekruimtes, bestaat uit het aanbrengen van geschikte dempende materialen. Dit lijkt moeilijker dan het is. Met een heel klein beetje handigheid en door je goed te informeren kan je voor weinig geld zelf uitstekende oplossingen voorzien. Jammer genoeg wordt er nog vaak veel geld uitgegeven aan duur ogende maar nauwelijks (of niet) meer effectieve producten dan wat je zelf kan maken.

Absorberende materialen kunnen we op verschillende manieren aanbrengen, en de manier waarop en de plek bepaalt al grotendeels hoe ze zullen werken. Een relatief simpele benadering voor het verbeteren van de akoestiek van een control room bestaat uit deze twee stappen:

  1. Gebruik de hoeken om dikke minerale wol (bv rotswol) platen diagonaal te plaatsen (gebruik platen van minstens 10 cm). Je kan dit ook doen op de aansluiting muren/plafond. Hiermee pak je vooral modale problemen aan. (Nog beter dan het behandelen van de hoeken is het behandelen van een ganse wand of plafond met een laag van 40cm minerale wol.)
  2. Gebruik minerale wol op de spiegelbron plaatsen die we eerder besproken hebben. Deze aanpassing richt zich op geometrische problemen.

Materiaalkeuze

minerale wol

Glaswol en rotswol behoren tot de meest veelzijdige materialen voor akoestische behandeling.  Dat hebben ze te danken aan hun breedbandige absorptie karateristieken. In tegenstelling tot vele andere materialen die vermeld worden op forums allerhande, absorbeert minerale wol ook lage frequenties behoorlijk. De belangrijkste eigenschappen bij de keuze van een minerale wol plaat zijn de dikte van de platen en de densiteit.

Rotswol (bij ons in de handel onder voornamelijk het merk "Rockwool") is tegenwoordig zowat het populairste absorptiemateriaal. Dat heeft het te danken aan zijn uitstekende absorptie-karakteristieken, maar ook aan het feit dat het tijdens het verwerken minder agressieve vezels afgeeft dan het akoestisch vergelijkbare glaswol.

Omdat Rockwool in onze landen de best vertegenwoordigde rotswol leverancier is, geven we nog wat types mee die beproefd zijn voor studio-werk. Je zal merken dat in internationale studiofora andere types worden aangeraden, maar dat verschil heeft vooral te maken met de leveranciers die de lokale markt beheersen en niet zozeer met de kwaliteit van de aangeboden producten.

Voor wandabsorptie (zie verder) zijn dikkere platen en platen met een hogere densiteit beter, vooral naar laag frequente absorptie toe. Je kiest dan best voor Rockwool 221, 562 of 231.

Plaat 221 = densiteit ca 55 kg/m3
Plaat 231 = densiteit ca 70 kg/m3

De 221 is goed, de 231 onnodig duur.

Voor chunks (zie verder) heb je helemaal niet zo'n dense platen nodig: 40 à 45 kg/m3 volstaat. Een uitstekende keuze is dan de bekende deltaplaat van Rockwool:

Deltaplaat 212 = densiteit ca 50 kg/m3.

Ook glaswol is heel bruikbaar, en dan mag de densiteit nog wat lager liggen voor een vergelijkbare respons: > 25 à 30 kg/m3 (equivalent met rotswol >40 à 45 kg/m3).

Ook de dikte speelt een heel belangrijke rol: dikker is beter, en als voldoende dikke platen niet verkrijgbaar zijn mag je ook dunnere platen op elkaar leggen voor een vergelijkbaar resultaat.  Je kan ze zelf met spuitcontactlijm op elkaar kleven indien nodig (dit is niet nodig als je de platen in een kader monteert). Een verdubbelde dikte verbetert hoofdzakelijk de laagfrequente absorptie en doet weinig of niets aan mid en hoge frequenties. Je schuift die absorptiecurve dan naar links op de grafiek. Een dikte van 100 mm is een gouden basismaat.

Een spouw gebruiken achter absorptie verbeterd deze absorptie ook: we komen daar nog op terug als we traps gaan ontwerpen. Een 200 mm plaat zal maar een beetje beter zijn dan een 100 mm plaat met 100 mm spouw erachter

Belangrijk: Let op met de verwerking van rotswol en glaswol. Gebruik altijd handschoenen, en werk in goed geventileerde ruimte. Bij het manipuleren kunnen er immers irriterende vezels vrijkomen. Volg altijd strikt de raadgevingen van de fabrikant!

Met een houten kader er rond en een stofje erover kan van één of enkele op elkaar gelegde platen gemakkelijk wandpanelen maken.

Om minerale wol af te dekken gebruik je normaalgezien een stuk stof. Elke stof die je ook voor gordijnen of kleding kan gebruiken, en waar je relatief gemakkelijk kan door blazen is goed. Dus als je naar de markt of gelijke welke winkel gaat heeft je meer kans goede dan verkeerde stof te kiezen. Je moet wel een stof kiezen die niet te gemakkelijk ontvlambaar is: veiligheid.

noppenschuim

Goedkoop noppenschuim van de doe-het-zelf zaak heeft geen geschikte absorptiekarakteristieken: bij de standaard dikte absorbeert het enkel de hogere frequenties, waardoor je geluid aanzienlijk uit balans gebracht wordt (je zou het wel meerlagig kunnen toepassen, maar dat wordt een veel duurdere zaak dan andere opties). Een van de grootste problemen in studios is meestal net de overabsorptie van mid en hoog en te weinig absorptie in het laag (het hoger besproken modaal gedrag van de ruimte, die enorme putten en pieken in de ruimte respons kan veroorzaken). Goedkoop noppenschuim is dus geen optimale keuze.

De goedkope niet brandbeschermde uitvoering is overigens zelfs gevaarlijk. Foam zit immers vol lucht (zuurstof), en heeft een enorme oppervlakte (cellen + geprofileerde oppervlakte). Je kan je zelfs afvragen in hoever je geen problemen met verzekering kan krijgen als er ooit iets zou gebeuren.

Het is wel grappig te vermelden dat die noppenplaten zelfs efficienter bleken als je ze omgekeerd, dus met de noppen tegen de muur, bevestigt. De zogenaamde "noppen" hebben voor akoestiesche optimalisatie eigenlijk geen enkel nut. Noppenschuim betekent dat er materiaal wordt weggehaald om die noppen te krijgen. Je kunt beter dik materiaal hebben dat vlak is omdat meer materiaal beter absorbeert. Als je absorberend materiaal gebruikt maakt het natuurlijk geen fluit uit of je een rondje maakt omdat er geen reflecties zijn om terug te vallen in de microfoon. Er zit soms meer marketing psychologie dan wetenschap achter "studio" materialen.

gordijnen en andere stoffe bekleding

Gordijnen of een kleed kan een redelijk efficient materiaal zijn wanneer je dit ver genoeg van de muur hangt.

Behandeling van de hoeken (bastraps)

De hoeken van je kamer zijn de eerste plek waar je de akoestische problemen van je ruimte kan aanpakken. Bastraps in de hoeken werken vooral op de modale akoestiek. Er zijn talloze manieren om dat te doen, en je vindt daar erg veel info over op het net. Simpel samengevat gaat het erom rots- of glaswol tegen de muren of in de hoeken te krijgen, en dergelijke panelen elegant af te werken, met of zonder frame, en dan te bekleden met stof.

Goede basstraps in de hoeken van je kamer zal in 90% van de gevallen een verbetering zijn, zelfs al voer je geen metingen uit. En het wordt 99% wanneer je hoogfrequente absorptie ietwat afremt als er teveel mid- of hoogfrequente absorptie zou zijn (meestal door andere dingen).  Die 1% hou ik als reserve voor mijzelf omdat iemand altijd wel een of andere uitzonderingssituatie weet te schetsen. (Eric Desart)

Je kan dit effect eenvoudig uitproberen, door dikke (>= 100 mm) rots of glaswolplaten in je hoeken te plaatsen. Gegarandeerd hoor je het verschil. Als je tevreden bent kan je beginnen plannen hoe je dit nu ook esthetisch maakt (kaders, bekleding, enz) met behoud van die originele eigenschappen. Als je teveel mid en hoog absorptie zou hebben, dan kan je met plasticfolie de eigenschappen van die basstrap nog wat aanpassen. De dikte van die folie bepaalt op welke frequenties ze een invloed uitoefent.

Er zijn twee manieren om zelf traps te maken die we hier kort bespreken. Deze zijn goedkoop, en hoeven niet onder te doen voor veel (dure) commerciële oplossingen.

Manier 1: Zet een paar rotswol panelen schuin in de hoeken, boven elkaar. (hoekplaten)

Dit is de simpelste aanpak, die echt weinig kost. Je kan hiermee  rustig experimenteren, en later de panelen die je hiervoor gebruikt hergebruiken in andere aangepaste behandelingen. 

Typische voorbeelden hoe je zoiets uitvoert en afwerkt:
- http://forum.studiotips.com/viewtopic.php?f=8&t=534
- http://www.bobgolds.com/TrapChristianG/home.htm
- http://www.bobgolds.com/TrapDave/home.htm
- http://www.johnlsayers.com/phpBB2/viewtopic.php?p=73459#p73459 (kan evengoed als wandpaneel dienst doen)
- http://www.youtube.com/watch?v=iyYUpkpL0gw
- http://www.bobgolds.com/TrapVshine/home.htm

Manier 2: Stop de hoeken compleet vol met minerale wol.(Chunks)

Studiotips Super Chunks zijn een variant op bas traps, waarbij de volledige hoek wordt opgevuld met horizontaal gestapelde, driehoekig gesneden stukken rotswol.

Enkele typische vooerbeelden:
- http://www.bobgolds.com/TrapHarder/home.htm (voorloper van de befaamde Studiotips Super Chunks (SSC) )
- http://forum.studiotips.com/viewtopic.php?f=8&t=535 (de beruchte studiotips Super Chunks)
- http://www.bobgolds.com/TrapSirquack/home.htm
- http://www.homerecording.be/forum/t14454.htm

Je kan dit nog verder uitbreiden naar je wanden, en alles rechtstreeks bekleden met wol:

- http://www.bobgolds.com/TrapMark/home.htm

Chunks zijn nog beter dan hoekpanelen, maar je hebt er circa 3x zoveel wol voor nodig, en er kruipt wat meer werk in. 

Behandeling van de muren

Waar basstraps werken op de modale akoestiek, werken dempende panelen tegen de muren voornamelijk op de geometrische akoestiek.

Je plaatst die typisch op de hoger besproken spiegelbronnen. Er zijn verschillende manieren om te bepalen waar je ze best hangt. Het eenvoudigst is met behulp van een spiegel. Je laat iemand een spiegel tegen de muur houden en verschuiven totdat je, op het punt van je microfoon, de geluidsbron in je spiegel kan zien. Waar je spiegel zich dan bevindt moet je dergelijk paneel hangen. Op die manier wordt het gereflecteerd geluid geabsorbeerd en  interfereert het niet meer met het direct geluid.

Enkele mooie voorbeelden voor het ontwerpen van zulke muurpanelen:
- http://www.johnlsayers.com/phpBB2/viewtopic.php?p=73459#p73459
- http://www.bobgolds.com/TrapMartin/home.htm
- http://www.bobgolds.com/TrapVshine/home.htm
- http://www.homerecording.be/forum/t14454.htm

Mobiele panelen (gobos)

Mobiele panelen zijn  een flexibele variant op de wandpanelen die we hierboven besproken hebben. Mobiele panelen kan je gebruiken in je opnameruimte zelf: het zijn panelen waarmee je bijvoorbeeld overspraak tussen drum en andere instrumenten kan verminderen, en ervoor zorgen dat bepaalde geluidsbronnen extra geabsorbeerd worden bij het opnemen. Als je maar één ruimte hebt, kan je ze aanwenden om de opnamebron af te schermen van het overige deel van de ruimte. Ze kunnen dus zowel een rol spelen in akoestische behandeling als in het isoleren van verschillende geluidsbronnen binnen één zelfde ruimte.

Je maakt een frame van hout. Sluit de achterzijde met een plaat, en vult de holle kant met minerale wol platen (glas of rotswol of vergelijkbaar). Bekleed deze wolzijde met gelijk textiel waar je doorheen kan blazen (akoestisch transparant). Maak dwarse pootjes onder dat frame en schroeft er standaard wieltjes onder. Er zijn een hoop varianten te bedenken aangepast aan je fantasie, beschikbare gereedschappen en betrokken handigheid.

Als je de plaat aan de achterzijde eenvoudig afneembaar laat en de hierdoor zichtbare wol ook afwerkt met textiel, heeft de wand een dubbele functie: 1) zoals jij bedoelt en 2) als bastrap indien nodig omdat je deze voor een wand kan plaatsen (zonder de houten plaat) en hierdoor een grote spouw ontstaat, wat de laagfrequente absorptie sterk verbetert.

Soms maakt men ze scharnierend aan elkaar waardoor ze blijven staan als een kamerscherm. Soms worden er zelfs kleine raampjes in voorzien. Je kan ze zo groot of klein maken als je zelf wenselijk vindt.(Eric Desart)

Om de dikte van de plaat te bepalen, kan je uitgaan van de vuistregel dat een vrijstaande verticale rotswolplaat met een bepaalde dikte, ongeveer dezelfde absorptiecurve vertoont als een gelijke plaat tegen de muur die half zo dik is. Dit geldt minder in het hoog, maar deze frequenties doen meestal minder ter zake.

Hier vind je meer info: http://www.soundonsound.com/forum/showflat.php?Cat=&Number=432846&page=0&view=collapsed&sb=5&o=&fpart=1#432846

Sommige mensen maakten gobos van rollend ikea meubilair (link is helaas dood momenteel).

Ruimte nameten

Nu je tot hier geraakt bent in dit artikel, ben je hopelijk overtuigd van het belang en de mogelijkheden van een akoestische behandeling. Als je dit goed wil aanpakken, is het best vooraf en tijdens alle aanpassingen metingen uit te voeren. De enige investering die je daarvoor dient te doen is de aanschaf van één of twee meetmicrofoons, die vanaf ca 50€ op de markt zijn (en ruimschoots voldoen). Er bestaat gratis meetsoftware.

Meetsoftware

Room EQ Wizard Home Page: http://www.hometheatershack.com/roomeq/
freeware (maar registreren voor je kan downloaden).

Een andere zéér leuke ruisgenerator met veel instelmogelijkheden vindt je in deze freeware software:
Download DSSF3 Basic 5.1.x.x - signal generator sound recorder and player.

In feite is dit hetzelfde als de officiële software hier:
YMEC software - DSSF3 - Audio spectrum analyzer, professional acoustic measurement and analysis

Origineel werkt de software compleet, en na 30 dagen wordt een deel inactief (als je geen registratie koopt). Maar de ruisgenerator en een aantal andere functies blijven werken en horen tot het freewaregedeelte.

Budget meetmicrofoons

Apex220 Omnidirectional Condenser Measurement Microphone
http://www.apexelectronics.com/products.asp?cat=2&type=6&id=83f

Behringer ECM8000 Omnidirectional Condenser Measurement Microphone
http://www.behringer.com/EN/Products/ECM8000.aspx

NADY CM 100 Omnidirectional Condenser Measurement Microphone
http://www.nady.com/cm100.html

Dit zijn omnidirectionele condenser microfoons. 

Aanpak

Speel gewoon een roze ruis over je 2 kanalen (in fase). Een roze ruis geeft een vlak signaal waarbij elke frequentie band hetzelfde vermogen geeft (op een logarithmische x-as zoals 50 Hz ... 100 Hz .... 200 Hz ....). 

Zet een (meet)microfoon op de luisterpositie tussen je twee luidsprekers, en registreer het signaal via de hoger besproken software. De curve die je dan te zien krijgt zou in principe een rechte lijn moeten zijn. Meet smalbandig genoeg anders smooth je je problemen weg.

Je curves in de meeste gevallen zien er uit zoals:


Bron: http://www.tactlab.com/images/best/best2.jpg

Voor elke ruimte zal dit anders zijn (afhankelijk positie speakers en modaal gedrag dat afhankelijk is van de vormgeving van je ruimte).

Verschiet niet dat je putten in je response zal vinden van 20 dB. Bij je luidsprekers ga je nakijken dat je response binnen +/- 3 dB blijft en véél liever +/- 1.5 dB. Je microfoons idem dito. In functie van de non-lineariteit van je ruimte zijn deze waarden een lachertje en zijn relatieve waarden van + 6 dB tot -20 dB vaak schering en inslag.

Putten van - 20 dB is bij wijze van spreken alsof je een toets blokkeert in een piano. (Eric Desart) 

Besluit

Als je deze tekst verteerd hebt dan zal je hopelijk geloven dat geluid en hoe we dat ervaren niet los staat van de omgeving waarin het geproduceerd wordt. De manier waarop dat gebeurt is complex en is gebaseerd op de wetten van de fysica, waarvan we je enkele belangrijke aspecten hebben uitgelegd.

In onze studio heeft de interactie van onze geluidsbronnen met de ruimte erg belangrijke en veelal negatieve gevolgen. Door middel van akoestische behandeling kunnen we deze problemen aanpakken. Hopelijk overtuigt dit artikel je dat je met relatief goedkope ingrepen (zelfs voor minder geld dan een kleine interface kost) al sterke verbeteringen kan bekomen, als je maar bereid bent je in deze problemen te verdiepen. En als je het echt goed wil aanpakken is het opmeten van je ruimte voor, tijdens en na je aanpassingen een gouden tip.

Een verbeterde akoestiek in een studio zorgt ervoor dat je "juister" hoort wat je monitors afspelen. Dat is op z'n minst een basis om onze eigen opnames beter te kunnen beoordelen en daardoor ook beter te mixen. 

Voornaamste bronnen waarop deze tekst gebaseerd is:

http://www.homerecording.be/forum/t3488.htm#post23341
http://www.homerecording.be/forum/t2668.htm#post20934
http://www.homerecording.be/forum/t3384.htm#post22705
http://www.homerecording.be/forum/t3384-2.htm#post22868
http://www.homerecording.be/forum/t3488.htm#post23305
http://www.homerecording.be/forum/t3488-2.htm#post23383
http://www.homerecording.be/forum/t3488-2.htm#post23402
http://www.homerecording.be/forum/t3940.htm#post26280
http://www.homerecording.be/forum/t3940.htm#post26270
http://www.homerecording.be/forum/t11140.htm#post71171
http://www.homerecording.be/forum/t11123.htm#post71126
http://www.homerecording.be/forum/t11428.htm#post73467
http://www.homerecording.be/forum/t11428.htm#post73433
http://www.homerecording.be/forum/t9485-3.htm#post72570
http://www.homerecording.be/forum/t13638.htm#post90100
http://www.homerecording.be/forum/t13642.htm#post90064
http://www.homerecording.be/forum/t11571.htm#post74445
http://www.homerecording.be/forum/t13695-2.htm#post90491
http://www.homerecording.be/forum/t13695-2.htm#post90404
http://www.homerecording.be/forum/t13667-5.htm#post91547
http://www.homerecording.be/forum/t13667-4.htm#post91209
http://www.homerecording.be/forum/t13804-3.htm#post93138
http://www.homerecording.be/forum/t13913.htm#post92825
http://www.homerecording.be/forum/t13913-2.htm#post92851
http://www.homerecording.be/forum/t13804-6.htm#post93270
http://www.homerecording.be/forum/t13804-4.htm#post93145
http://www.homerecording.be/forum/t17476-2.htm#post122547
http://www.homerecording.be/forum/t13088.htm#post119600
http://www.homerecording.be/forum/t15487-4.htm#post119525

Disclaimer:

Ik ben geen akoesticus. Ik heb enkel geprobeerd in deze post de op het forum veelvuldig besproken basisbegrippen samen te brengen in een overzichtsartikel. Als ik fout zit reken ik erop dat de experts mij verder zullen verbeteren. Om het overzichtelijk en compact te houden heb ik sommige zaken allicht eenvoudiger voorgesteld dan ze eigenlijk zijn. Dit artikel heeft slechts tot doel een aanzet te zijn voor al wie wat meer wil begrijpen van de akoestiek in z'n homestudio. Voor complexe of kritische toepassingen blijft het aangewezen er een expert bij te betrekken.

Dankwoord:

Ik dank de heren Eric Desart en Bert Stoltenborg voor hun talloze inzichtsvolle posts op dit forum en ver daarbuiten. De verzamelde informatie in deze artikels is vrijwel exclusief te danken aan hun niet aflatende inspanningen om homerecorders op het juiste pad te brengen en te houden.