Статьи

Механизмы различных методов физического моделирования можно реализовать в компьютерных моделирующих программах, однако такие программы будут представлять собой всего лишь аналитический инструментарий - не более чем методы физического моделирования. Чтобы добиться от компьютерного моделирования наибольших результатов, пользователям необходимо понимать ограниченность математических построений и моделей, использованных в программах. А это, к сожалению, бывает довольно редко. Ведь в таких моделях заложены очень сложные математические расчеты, и существует лишь очень узкий круг людей, которым полностью понятен их скрытый математический и акустический смысл. Эти немногие люди, как правило, находятся в мире академической науки и поэтому вряд ли готовы посвятить свою творческую жизнь студийному дизайну. Нет у них, скорее всего, и того практического опыта проектирования студий, которым обладают профессиональные дизайнеры.

Еще один метод моделирования заключается в том, что в резервуар с водой помещается профиль исследуемой комнаты. Моделируемый «звук» генерируется падающей в нужном месте резервуара каплей воды, а идущие по поверхности воды круги показывают распространение звуковой волны. Преимущество такого моделирования состоит в том, что медленно идущие по воде круги очень наглядно показывают распространение волны. Недостаток этого метода в том, что он «работает» только в двух измерениях. Аквариумное моделирование обычно выполняется в емкостях со стеклянным дном, подсвечиваемых снизу параллельными лучами света. Метод отлично подходит для демонстрационных показов и легко фотографируется. К тому же, если сделать так, чтобы глубина воды составляла примерно 8 мм, то можно очень просто свести к нулю воздействие гравитации и поверхностного натяжения, чтобы и длинные, и короткие волны шли с более или менее одинаковой скоростью - так, как это происходит с акустическими волнами.

Для анализа акустики помещений использовалось еще и моделирование с помощью лучей света. При этом в тех местах моделей, где в реальной ситуации должны были находиться звуко-отражающие поверхности, устанавливались зеркала. Звукопоглощающие поверхности были представлены поверхностями, закрашенными черной матовой краской. Этот метод использовался главным образом в тех случаях, когда нужно было узнать, как конкретные отражающие поверхности в конкретных помещениях будут проявлять себя в разных местах комнаты-модели, до которых доходят основные отражения. Перемещая источник(-и) света по всем интересующим точкам, можно проанализировать распределение сложных отражений по всей поверхности комнаты. Основное ограничение, связанное с применением такого метода для разработки дизайна помещения, состоит в том, что наблюдаемые длины волн не имеют ничего общего с реальными длинами волн звука в анализируемой комнате.

Некоторые из самых давних попыток «увидеть», как «ведет себя» звук, были основаны на том, что лучи света направлялись на зеркала, прикрепленные к резонирующим камертонам, которые затем при возбуждении последних проецировали их отражения на экран. Во времена, когда не было осциллографов, это был единственный способ «увидеть» синусоидальные колебания. Свет использовался и в методе фотографии звукового импульса, примененного, например, Сэбином (ЗаЬше) в 1912 г. для того, чтобы «увидеть», что происходит со звуком внутри моделей зданий. Сама идея этого метода была разработана еще 1864 г. Теплером (Теоркг). Он продемонстрировал, что когда параллельные лучи света пересекают звуковое поле под углом 90° к «звуковым лучам», та часть фронта звукового импульса, с которой тангенциально встречаются световые лучи, дает на проекционном экране позади звукового поля две видимые линии, одна из которых светлая, а другая - темная.

Возможности компьютерного моделирования, похоже, возрастают день ото дня. Тем не менее компьютеры все еще не могут проектировать акустику помещений. Они могут быть лишь вспомогательным средством для опытного проектировщика, который знает, что ищет. Вместе с тем, всегда есть опасность, что, попав в неопытные руки, их графические возможности и кажущаяся простота работы с программами могут породить мысль, будто они способны дать ответ на любой вопрос. А это не так. Необходимо еще понимать лежащие в основе программ правила и расчеты, чтобы избежать чрезмерного упрощенчества и сверхдоверия к полученным результатам. В большинстве случаев точные компьютерные решения возможны только для простых форм, тогда как на практике при компьютерном моделировании мы сталкивается с теми же проблемами, что и при масштабном моделировании. Их неспособность учитывать неровности поверхности разных видов камня - тому пример.

Поскольку мы не можем строить модели комнат в натуральную величину, то лучшее, что может сделать, - это построить экспериментальные модели в масштабе. На уровне концертных залов этот метод себя особенно зарекомендовал, по крайне мере в том, что касается основных характеристик помещения. Так, в модели студийной комнаты, выполненной в масштабе 1:10, можно через миниатюрные громкоговорители воспроизводить музыку в десять раз большем темпе и записывать ее с помощью миниатюрных микрофончиков, установленных в модели десятикратно уменьшенной головы человека. Звук можно записать, а затем воспроизвести его в десять раз медленнее, результат, услышанный в наушниках, и будет в достаточной степени представлять собой примерное звучание полномасштабной комнаты. Описание этого приема дано в несколько упрощенном виде, однако прием этот бывает полезен и подчас используется в крупномасштабных проектах.