Звуковое оборудование кинотеатра

Сергей Алехин

Окончание, начало в №№3, 5/2006

Акустические системы

Как и любое техническое устройство, акустические системы (АС) имеют технические характеристики, определяющие их основные параметры, качество и возможности применения в зрительных залах различных размеров. К таким характеристикам относятся:

• частотный диапазон (-10 дБ), Гц;
• частотная характеристика, AЧХ (+/- 3 дБ, приводится в виде графика);
• номинальная/пиковая мощность, Вт;
• номинальная дисперсия (значения в горизонтальной и вертикальной плоскостях), градусы;
• чувствительность (в пределах частотной полосы), дБ на расстоянии 1м при напряжении 1 Вт;
• максимальное звуковое давление (max SPL) продолжительное/пиковое, дБ на расстоянии 1м;
• количество полос и режимы переключения кроссовера — Tri-Amp, Bi-Amp, Passive;
• частота раздела кроссовера (в режиме Passive), Гц;
• номинальное сопротивление, Ом;
• материал корпуса и цвет;
• габариты (высота x ширина x глубина), мм;
• вес (нетто), кг;
• дополнительные аксессуары;
• тип и количество установленных динамиков.

Двухполосные заэкранные акустические системы

Как правило, все эти технические характеристики приведены в документации на АС серии «кино» и в каталогах фирм производителей.

В кинозале современного кинотеатра с многоканальным звуком устанавливается три типа акустических систем: заэкранные полнодиапазонные, окружения, субвуферы.

Заэкранные акустические системы

На заэкранные АС ложится основная нагрузка за качественную передачу звука в зал, поэтому технология профессионального кинопоказа обуславливает применение систем особой конструкции, обладающих высокой чувствительностью (выше 96 дБ), широким динамическим диапазоном (от 105 дБ), специальной характеристикой направленности, в которых предуcмотрена возможность раздельного усиления определенной полосы частот.

В кинотеатрах используются двух- и трехполосные акустические системы. Двухполосные, как правило, состоят из двух секций — низкочастотной (НЧ) и высокочастотной (ВЧ). В НЧ-модуле устанавливается один или два 15" громкоговорителя, а в ВЧ-модуле — компрессионный драйвер (1"…4"), нагруженный на рупор. Дисперсия рупоров (гор.іверт.), применяемых в 2-полосных системах, может быть как 90°x90°, так и 90°x40°. В некоторых 2-полосных системах применяется асимметричный рупор с дисперсией 90Ґ по горизонтали и +20°/-30° по вертикали. Конструктивно ВЧ-модуль выполен так, что его можно перемещать по оси излучения, а регулируемый металлический кронштейн, соединяющий НЧ-модуль и рупор, независимо от ориентации низкочастотной секции позволяет нацеливать последний как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Для разделения частот на две полосы в корпусе НЧ-секции может быть установлен пассивный кроссовер (фильтр). А в 2-полосных АС может быть предусмотрена возможность переключения встроенного кроссовера в режимы Bi-Amp/Passive.

Трехполосные АС могут состоять как из двух НЧ- и СЧ/ВЧ-модулей, так и из трех отдельных модулей для каждого диапазона частот (НЧ, СЧ, ВЧ).

В зависимости от конструкции трехполосной системы в НЧ-секцию устанавливается один или два низкочастотных 15" громкоговорителя, а для увеличения чувствительности и, соответственно, звукового давления, создаваемого НЧ-секцией, — четыре.

В СЧ/ВЧ-секциях может быть установлен среднечастотный громкоговоритель (5,5"…10"), нагруженный на симметричный (с дисперсией 80°…90°x40°…50°) или асимметричный рупор, и компрессионный драйвер (1,5"…4"), нагруженный на рупор с такой же дисперсией. В качестве среднечастотного излучателя в некоторые модели АС устанавливается 4" драйвер, а в некоторые СЧ-секции монтируются до четырех среднечастотных динамиков. Асимметричная конструкция средне- и высокочастотных рупоров позволяет добиться оптимального покрытия всего пространства зрительного зала, что особенно критично для кинозалов с крутым расположением рядов. Конструктивно элементы крепления модулей в 3-полосных АС выполнены таким образом, что СЧ/ВЧ-секции можно перемещать по оси излучения и наклонять с целью выбора оптимального положения относительно экрана, независимо от ориентации НЧ-секции. Некоторые 3-полосные АС производятся в модификациях Bi-Amp, в которых в НЧ-модуле установлен пассивный фильтр для раздела средних и высоких частот. Следует отметить, что если в звуковых трактах театров и клубов могут применяться 4-полосные акустические системы, то в киноиндустрии применение таких систем неоправданно, так как не приводит к улучшению качества звучания, соответствующему затратам, и связано с большими сложностями во время их акустической настройки. И еще несколько слов о конструктивных особенностях заэкранных АС. Корпуса этих систем изготовлены из высококачественной многослойной фанеры. Покрытие корпусов систем выполняется в черных матовых и текстурированных тонах, чтобы исключить световые блики. Заэкранные АС не имеют защитных решеток, и все логотипы фирм-производителей и другие надписи нанесены на боковые и задние стенки корпуса.

Акустические системы окружения

Трехполосные заэкранные акустические системы

Пространственный аспект фонограммы фильма, создающий у зрителя ощущение объема и атмосферы, обеспечивается громкоговорителями окружения. Это 2- или 3- полосные полнодиапазонные акустические системы, имеющие довольно широкую горизонтальную и вертикальную дисперсию по всей полосе частот и равномерную АЧХ (-3 дБ) в диапазоне частот (70…100 Гц — 12…16 кГц). Рабочий частотный диапазон (-10 дБ) у высококачественных систем составляет 40 Гц…20 кГц.

Частотный раздел, как правило, осуществляется встроенным пассивным фильтром. Надо заметить, что в некоторых моделях предусмотрена возможность переключения режимов Passive/ Bi-Amp. Импеданс может быть как 8 Ом, так и 16 Ом. Высокий импеданс очень удобен для кинотеатров с большим количеством громкоговорителей. Широкое распространение в качестве громкоговорителей окружения имеют коаксиальные акустические системы. Являясь точечным источником звука, такой громкоговоритель обладает всеми преимуществами, характерными для акустических систем данного типа. Это широкая коническая диаграмма направленности (90°), исключительно равномерное звуковое поле, минимальные фазовые искажения. Конструктивной особенностью громкоговорителей окружения является геометрия кабинета. Конструкция корпуса этих АС позволяет монтировать их на стене, ориентируя ось излучения на 15° вниз. Кроме того, акустические системы эффектных каналов имеют современный внешний вид и органично вписываются в интерьер кинозала.

Субвуферы

Субвуферы

В низкочастотном канале эффектов звуковой многоканальной системы кинотеатра устанавливаются специальные акустические системы — субвуферы.

В субвуферах используются мощные низкочастотные динамики с увеличенным ходом тяжелого диффузора с диаметром, как правило, 18". В одном корпусе устанавливается один или два подобных динамика. Кабинеты субвуферных систем серии «кино» оборудованы фазоинверторными отверстиями, позволяющими повысить отдачу в области низких частот и ограничить внеосевые колебания низкочастотного драйвера. Такой подход способствует снижению уровня искажений и уменьшает деформацию диффузора, расширяя частотный диапазон в области низких частот до границы человеческого восприятия.

Размещение акустических систем в кинозале

Рассмотрим теперь принцип размещения акустических систем для воспроизведения многоканального звука в кинотеатре. Акустические системы трех фронтальных каналов — центрального, правого и левого — устанавливаются за экраном.

Центральный канал наиболее важен, так как именно через него воспроизводятся все монологи. Не менее активно для воспроизведения различных шумов, звуков, музыки и спецэффектов используются левый и правый каналы. За экраном также устанавливаются субвуфры. Фронтальные АС монтируются на специальные жесткие помосты, построенные за экраном. Эти помосты предназначены не только для размещения заэкранных акустических систем, но и для удобства их обслуживания. Высота помостов, как правило, определяется, прежде всего, размером акустических систем, которые будут на них установлены, и высотой экрана. Центр высокочастотных рупоров всех трех заэкранных АС располагается на расстоянии 1/3 общей высоты экрана (от верхней кромки), а их срез — на расстоянии 3…7 см от экрана. Ось излучения ориентируется в центр зрительских мест (2/3 проекционного расстояния от экрана) и на высоту 1 м 20 см от пола (на уровне голов сидящих в кресле зрителей).

Громкоговоритель левого канала устанавливается у левого края экрана, правого — у правого, а центральный — строго посередине, причем следует обратить особое внимание, чтобы они не перекрывались никакими посторонними элементами (занавесом, обрамлением и др.), которые могут ограничивать направление или препятствовать свободному распространению звуковой волны от акустической системы. Например, если в кинотеатре смонтирована механическая система, позволяющая перемещать боковое обрамление экрана в зависимости от формата демонстрируемого фильма (как правило, 1,85:1 или 2,35:1), то акустические системы нужно установить по минимальным размерам экрана. При этом стереобаза несколько уменьшиться, но зато качество звука при демонстрации любого из используемых форматов останется постоянным. Для очень широких залов подобное уменьшение стереобазы может быть очень нежелательным. В этом случае выход один — для обрамления экрана должен применяться специальный акустически прозрачный материал, так как перемещение акустических систем левого и правого каналов недопустимо.

Громкоговорители окружения

Громкоговоритель центрального канала

Расположение субвуферов тоже строго определенно. Они устанавливается за экраном, на пол или на специальную подставку. Для виброизоляции корпуса субвуфера от других поверхностей можно использовать любой подходящий материал. Если в зале устанавливается один или два субвуфера, то в этом случае для увеличения звукового давления рекомендуется монтировать их вместе. Причем для снижения эффекта «стоячей волны» их не устанавливают строго посередине экрана. Обычно субвуферы сдвигают на 1/3 ширины экрана в правую или левую сторону относительно его середины. Следует обратить внимание: что в данном случае имеется в виду, что середина экрана совпадает или очень близка к продольной оси зрительного зала. Схема установки более двух субвуферов в одном зале несколько сложнее. Не останавливаясь на ней подробно, стоит все же отметить, что в некоторых залах субвуферы монтируются на определенном расстоянии друг от друга, а иногда собираются в единый низкочастотный массив.

Хотелось бы подчеркнуть, что очень важную роль для улучшения разборчивости речи и локализации фронтальных каналов при демонстрации фильмов играет специальная звукопоглащающая стена (в англоязычной литературе используется термин baffle). Эта стена устанавливается с обратной стороны экрана, в нескольких сантиметрах от него. В ней предусмотрены проемы для установки заэкранных акустических систем.

Акустические системы вдвигаются в эти проемы как можно ближе к экрану. После того как они правильно установлены и направлены, проверяются и дополнительно уплотняются излишние зазоры и щели между громкоговорителями и звукопоглощающей стеной.

Громкоговоритель левого канала

Акустические системы каналов окружения крепятся к боковым и задней стенам кинозала. Оптимальная высота, на которой монтируются громкоговорители канала окружения, определяется исходя из ширины ряда зрительских мест. Как уже отмечалось выше, передняя стенка акустической системы канала окружения имеет наклон в 15°, так что подвешенная на вертикальной стене АС направлена вниз под этим углом. Высота, на которую необходимо поднять громкоговоритель, определяется таким образом, чтобы его акустическая ось была направлена на зрительские места, расположенные (от противоположной стены) примерно на расстоянии 1/3 общей ширины зала, обычно это 3…4 м. Такой «прицел» акустической системы делается для того, чтобы максимально компенсировать и сгладить звучание громкоговорителей каналов окружения с противоположных стен. Так как в зале имеется подъем, то все громкоговорители ступенчато поднимаются, повторяя подъем гребенки зала, при этом каждый из них в своем месте находится на одинаковой высоте от пола. Тыловые АС размещаются на такой же высоте, как и последние боковые. Расстояние между соседними АС не должно превышать 2,5…2,7 м. Такой принцип размещения позволяет получить максимально ровное звуковое поле во всем зале. Чем шире зрительный зал, тем сложнее добиться равномерности звукового поля каналов окружения. Впрочем, даже в небольших залах есть места, где создаваемая звуковая картина не очень комфортна.

Акустические системы каналов окружения крепятся к боковым и задней стенам кинозала

Усилители мощности

Не менее важном элементом цепи являются усилители мощности. Усилитель мощности — последний элемент в звуковом тракте перед громкоговорителем. Обычно для работы с акустическими системами в кинотеатрах используют 2-канальные усилители мощности, но встречаются и 4-канальные. Применяются также 2-канальные усилители, ориентированные на подключение к фронтальным АС с использованием двухусилительной конфигурации. Первый канал таких усилителей имеет большую мощность, чем второй, и подключается к НЧ-секции фронтальной акустической системы, а второй — к ВЧ-секции этой АС. Причем такие усилители, как правило, имеют отдельные блоки питания для каждого канала.

Главные требования к усилителям, применяемым в звукоусилительных трактах кинотеатра:

Стойка с кинопроцессором и усилителями

• устойчивость к работе с низкоомной нагрузкой (вплоть до 3,2 Ом), так как акустические системы окружения, подключенные параллельно, как правило, представляют сложную нагрузку (обычно 4 Ом);
• усилитель должен работать без перегрузок с акустикой со средним импедансом до 3,2 Ом и с провалами вплоть до 2 Ом;
• повышенная мощность (как правило, 100…2000 Вт), необходимая для «раскачки» акустических систем;
• способность выдавать большой ток и иметь высокий демпфинг-фактор;
• высокая надежность;
• наличие схем защиты, которые обеспечивают плавное включение питания, безаварийную работу в случаях короткого замыкания, разрыва или отсутствия нагрузки, предотвращающих перегрев усилителя и перегрузку по высоким частотам.

Все усилители монтируются в специальную стойку, которая устанавливается в кинопроекционной аппаратной.

Вспомогательное звуковое оборудование

Вспомогательное звуковое оборудование кинотеатра необходимо даже при наличии в кинозале современной многоканальной системы звуковоспроизведения фонограммы кинофильма.

Система вспомогательного звукового оборудования должна обеспечивать:

• воспроизведение музыки в зале, фойе, игровых комнатах, ресторанах, кафе, снаружи у входа в кинотеатр с различных источников звука (магнитофон, микрофон, проигрыватель CD-дисков);
• работу микрофонов — двух или трех микрофонов на сцене кинозала и одного в фойе кинотеатра (для проведения каких-либо мероприятий), а также в киноаппаратной (или другом месте) для различных объявлений;
• возможность синхронного перевода при демонстрации фильмов с оригинальными фонограммами, без дубляжа и субтиров — микрофон в зале или в специальной комнате, усилители и отдельные громкоговорители за экраном.

С помощью дополнительного звукового оборудования можно также воспроизводить разные мелодичные звонки в зал, приглашающие зрителей на сеанс.