Software’owo-sprzętowy system wzmocnienia głosu.
Wzmocnienie mowy najczęściej rozumiane jest jako klasyczny system PA (public address) czy SR (speech reinforcement). W takim ujęciu mikrofony są pierwszym z całego zestawu współpracujących ze sobą urządzeń pozwalającego na odpowiednio silne wzmocnienie głosu. Od małych sal do wielkich stadionów czy festiwali plenerowych klasyczne wzmocnienie głosu wymaga, aby mikrofon był blisko ciała użytkownika. Jest to też system ściśle jednokierunkowy.
System Voicelift wymaga zmiany sposobu myślenia o wzmacnianiu głosu. Nie ma tutaj indywidualnych mikrofonów dla każdego użytkownika, nie ma jednego sygnału doprowadzanego do wszystkich głośników. I przede wszystkim, pracy systemu praktycznie nie słychać, a poziom dźwięku utrzymywany jest na tym samym poziomie – niezależnie od odległości od źródła. W trakcie Sennheiser VoiceLift Masterclass, które odbyły się w ubiegłym roku uczestnicy mieli możliwość zbudować działający system VoiceLift. Jako mikrofon wykorzystany został Sennheiser TeamConnect Ceiling Medium. Podstawowym założeniem przyjętym na potrzeby szkolenia było zawieszenie piętnastokapsułowej matrycy na wysokości 2,5 metra i przyjęcie promienia pokrycia wynoszącego 3,5 metra.
TruVoicelift pozwala na znaczne wzmocnienie mowy w sali konferencyjnej i daje możliwość uzyskania znacznie większego poziomu głośności wypowiedzi niż inne rozwiązania. Mikrofony TeamConnect Ceiling pozwalają na łatwe zbudowanie systemu VoiceLift.
W rezultacie efektywny obszar pokrycia wiązkami mikrofonowymi wyniósł około 40 metrów kwadratowych. Naturalnie do zbudowania VoiceLift można także użyć 28 kapsułowego mikrofonu Sennhei ser TeamConnect Ceiling 2 (TCC2) którego pole pokrycia wynosi nawet 80 metrów kwadratowych. Mikrofony TeamConnect Ceiling wyposażone są w funkcję TruVoiceLift, która, w ogromnym skrócie, eliminuje feedback, dodając ekstra 6 do 9 dB odstępu. Od razu warto też zapamiętać, że do TCC2 potrzebne jest doprowadzenie dwóch skrętek. Kolejnym krokiem było zawieszenie, również na wysokości 250 cm czterech głośników Q-SYS AD-C2T. Wszystkie głośniki podłączone były do osobnego kanału wzmacniacza, a ten z kolei spięty do procesora DSP Q-SYS Core 110f. Zarządzanie pracą mikrofonów odbywało się za pomocą bezpłatnego oprogramowania Sennheiser Control Cockpit.
Dla TeamConnect Ceiling 2 niezbędne jest doprowadzenie dwóch skrętek
Po zbudowaniu systemu nadszedł czas na odrobinę obliczeń. Niezbędne było potwierdzenie rozmieszczenia głośników oraz znalezienie minimalnego wzmocnienia oraz opóźnienia dźwięku w każdym z głośników.
Warto tu przypomnieć czym jest decybel. W przeciwieństwie do miar układu SI, decybel nie jest jednostką miary żadnej wartości – informuje tylko o stopniu zmiany jakiejś wielkości, i to w ujęciu logarytmicznym. Przyjmuje się, że ludzkie ucho odbiera zmianę poziomu dźwięku o 3 dB, jak i nieznaczną, a wzrost o 10 dB odczytywany jest jako dwukrotne zwiększenie głośności. Najcichszy dźwięk słyszalny przez człowieka to 0 dB (20-milionowych części Pascala), próg bólu to z kolei 120 dB, czyli 200 000 000 mikropaskali.
Schemat nr 1 – definicja wielkości niezbędnych do wyliczenia PAG/NAG
Istotny jest także poziom ciśnienia akustycznego – SPL. Jeżeli głośnik o mocy 100W ma 90 dB SPL, to dodanie drugiego takiego samego 100 W źródła zwiększa SPL do 93 dB.
Rozmieszczenie głośników najprościej wyznaczyć za pomocą programu do modelowania pokrycia przestrzeni dźwiękiem – na przykład EASE. Dla potrzeb VoiceLift wykorzystuje się głośniki o niewielkich rozmiarach, które zwykle mają szersze kąty promieniowania dźwiękiem. Niezbędne jest także określenie czy projektowany system jest w stanie zapewnić odpowiedni poziom dźwięku w systemie VoiceLift gwarantujący wystarczającą zrozumiałość mowy. Służy do tego PAG/NAG, gdzie:
PAG – potencjalne wzmocnienie akustyczne
NAG – wymagane wzmocnienie akustyczne.
PAG= 20*log((D0 * D1)/(D2 * DS)) − 10*log(NOM) – FSM
NAG= 20*log(D0 / EAD),
NOM – liczba otwartych jednocześnie mikrofonów (dla VoiceLift NOM=1)
FSM – poziom wzmocnienia przed wystąpieniem sprzężenia zwrotnego (feedback stability gain, dla VoiceLift FSM=6dB), pozostałe wielkości wskazane są na schemacie nr 1.
a wynikowe wzmocnienie:
PAG-NAG = X dB. Ta wartość wyliczona dla sali, w której budowany był VoiceLift wskazała że, naturalnie, system będzie działać prawidłowo.
Małe dwucalowe głośniki Q-SYS AC-C2T idealnie sprawdzą się w systemie VoiceLift, ich kąt propagacji wynosi aż 170 stopni.
Opóźnienie dźwięku docierające do słuchacza nie może być zbyt duże. VoiceLift wykorzystuje efekt Haas’a. W uproszczeniu jest to zjawisko psychoakustyczne polegające na tym, że docierające do słuchacza przesunięte w czasie dźwięki, są odbierane jako pojedyncze wrażenie, którego źródło jest lokalizowane z kierunku, z którego nadszedł pierwszy dźwięk. Limit odstępu czasowego następujących po sobie dźwięków to 40 ms, zwykle opóźnienie dla VoiceLift jest znacznie mniejsze od tej progowej wartości.
Oprogramowanie Sennheiser Cockpit pozwala na efektywne zarządzanie pracą mikrofonu, a co za tym idzie efektywnością pracy VoiceLift opartego o produkty Sennheiser. Naturalnie gros przetwarzania DSP odbywa się w procesorze DSP – w czasie szkolenia był to Q-SYS Core 110f.
Podsumowanie
Wykorzystując matrycę Sennheiser TeamConnect Ceiling, w kilka godzin (wliczając w to wykład i prezentację) udało się stworzyć działający system VoiceLift, w którym wyznaczono strefę dla prezentera oraz przestrzeń dla słuchaczy. Prowadzący mógł mówić swoim normalnym głosem, a słyszany był w całym pomieszczeniu tak samo głośno i wyraźnie. Taki system doskonale sprawdzi się absolutnie w każdym miejscu, od sal wykładowych, przez wieloosobowe przestrzenie spotkań korporacyjnych aż do hybrydowych czy online’nowych konferencji.
A jeśli zajdzie potrzeba dwukierunkowej rozmowy lub szerszego pokrycia przestrzeni rozmów? W takich przypadkach można rozbudować system VoiceLift do bogatszej wersji VoiceLift „mix-minus”. Taki system także udało się zbudować w czasie szkolenia Sennheiser VoiceLift Masterclass. Zdecydowanie warto wziąć udział w kolejnej edycji by móc zaoferować to, co – moim zdaniem – jest absolutnie pierwotnym powodem sięgania po zaawansowane systemy audiowizualne – wygodę dla użytkownika popartą niezawodnością i wysoką jakością zastosowanych urządzeń.
Dzięki opracowanej przez firmę Sennheiser technologii formowania wiązki, system zapewnia doskonałą zrozumiałość mowy, zarówno w dużych pomieszczeniach, jak i tylko na określonym obszarze. Elastyczne kształtowanie wiązki, osoba mówiąca może swobodnie poruszać się po sali i zawsze będzie doskonale słyszana, bez konieczności noszenia mikrofonu. Ponadto na pokładzie pracują również algorytmy odpowiedzialne za redukcję szumów tła oraz eliminację sprzężeń.
TEKST: Andrzej Pawluś, „AVIntegracje”
