Tekst źródłowy strony Pogłos

{{Odsłuchaj|plik=Reverberation_different_decay_times.ogg|tytuł=Werbel z dodanym pogłosem 1|opis=Stała wartość ITDG = 56&nbsp;ms. Wartości T<sub>60</sub> = 0&nbsp;ms, 500&nbsp;ms, 1000&nbsp;ms, 2000&nbsp;ms, 3000&nbsp;ms.}}
'''Pogłos''' (''rewerberacja'') – zjawisko stopniowego zanikania energii [[dźwięk]]u po ucichnięciu źródła, związane z występowaniem dużej liczby fal odbitych od powierzchni [[pomieszczenie|pomieszczenia]]. Ucho ludzkie odczuwa pogłos jako przedłużenie dźwięku. Pogłos jest określany ilościowo przez [[pogłos#czas pogłosu|czas pogłosu]], czyli liczbę sekund potrzebną na spadek [[Poziom ciśnienia akustycznego|poziomu ciśnienia akustycznego]] o 60 [[Decybel|dB]]. Zjawiskiem odwrotnym (narastania dźwięku po włączeniu źródła) jest [[dogłos]].

Zjawisko to można spotkać w życiu codziennym na klatkach schodowych, korytarzach, w pustych pomieszczeniach – wszędzie tam, gdzie występują duże powierzchnie dobrze odbijające dźwięk.

== Elementy składowe pogłosu ==
[[Plik:Poglos - skladniki.svg|thumb|300px|Rys. 1. Odpowiedź impulsowa pomieszczenia i jej części składowe.]]
{{Odsłuchaj|plik=Reverberation_different_predelay.ogg|tytuł=Werbel z dodanym pogłosem 2|opis=Stała wartości T<sub>60</sub> = 1000&nbsp;ms. Wartości ITDG = 50&nbsp;ms, 70&nbsp;ms, 90&nbsp;ms, 110&nbsp;ms, 130&nbsp;ms.}}

Na rys. 1 został przedstawiony schematycznie zanik poziomu ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu po pobudzeniu dźwiękiem impulsowym. [[Charakterystyka impulsowa|Odpowiedź impulsowa]] pomieszczenia składa się z czterech części:
* '''dźwięk bezpośredni''' – to pierwszy dźwięk, docierający w linii prostej od źródła do słuchacza. Przyczynia się do wrażenia głośności i wyrazistości. Z badań prowadzonych przez Haasa<ref name="Haas">{{cytuj pismo |nazwisko = Haas |imię = H. |tytuł = The Influence of a Single Echo on the Audibility of Speech |czasopismo = Journal of the Audio Engineering Society |numer = 2 |wolumin = 20 |rok = 1972 |strony = 146–159 |język = en}}</ref> wynika, że o subiektywnym odczuciu kierunku dźwięku decyduje dźwięk bezpośredni i odbicia o opóźnieniu do 1 ms.
* '''początkowe opóźnienie''' (ang. ''Initial Time Delay Gap''), oznaczane ''ITDG'' lub ''t''<sub>1</sub> – to różnica czasu między dotarciem do słuchacza dźwięku bezpośredniego i pierwszego odbicia. Od jego wartości zależy subiektywne wrażenie wielkości pomieszczenia. Z badań prowadzonych przez Beranka<ref>{{cytuj książkę |nazwisko = Beranek |imię = Leo |tytuł = Concert and Opera Halls – How They Sound |wydawca = Acoustical Society of America |miejsce = USA |rok = 1996 |język = en}}</ref> wynika, że w najlepszych salach koncertowych ''t''<sub>1</sub> dla słuchacza siedzącego w środku sali wynosi od 15 do 30 milisekund. Wynika stąd, że droga przebyta przez falę odbitą powinna być od 5 do 10 metrów dłuższa niż droga przebyta przez falę bezpośrednią. Jeśli wartość ''t''<sub>1</sub> jest zbyt duża (od 50 do 70 milisekund), słuchacz będzie miał wrażenie przebywania w olbrzymiej przestrzeni. Odbicie docierające z opóźnieniem powyżej 100 ms zostanie odebrane jako [[echo]].
* grupa '''wczesnych odbić''' – obejmuje dźwięki dochodzące do słuchacza w czasie do 80 ms od dotarcia dźwięku bezpośredniego. Haas<ref name="Haas" /> wykazał, że odbicia opóźnione o 20–50 ms dają wrażenie zwiększenia głośności dźwięku bezpośredniego. Dźwięki docierające z opóźnieniem do 40 ms zwiększają również poczucie intymności akustycznej. Aby uzyskać dużą pełnię brzmienia, wczesne odbicia powinny dochodzić z możliwie jak największej liczby kierunków.
* '''„ogon” pogłosowy''' – składa się z dużej liczby dźwięków wielokrotnie odbitych (według Cremera i Müllera<ref>{{cytuj książkę |nazwisko = Cremer |imię = L. |nazwisko2 = Müller |imię2 = H.A. |tytuł = Principles and Applications of Room Acoustics |wydawca = Applied Science |miejsce = Londyn |rok = 1982 |język = en}}</ref> w ciągu sekundy do słuchacza dociera powyżej 2000 odbić). Odstępy między kolejnymi falami odbitymi są tak krótkie, że „ogon” pogłosowy ma charakter stopniowo zanikającego przedłużenia dźwięku bezpośredniego. Zależnie od współczynników pochłaniania powierzchni pomieszczenia, „ogon” pogłosowy zanika powoli lub gwałtownie, co przekłada się na czas pogłosu pomieszczenia.

== Czas pogłosu ==
Czas pogłosu definiuje się najczęściej jako czas spadku [[poziom ciśnienia akustycznego|poziomu ciśnienia akustycznego]] po wyłączeniu źródła o 60 dB (czyli do 10<sup>−6</sup> wartości początkowej). Tak zdefiniowany czas pogłosu oznacza się symbolem <math>T_{60}.</math> Czas pogłosu jest parametrem obiektywnym oceny [[akustyka wnętrz|akustycznej wnętrz]], określającym ich chłonność akustyczną.

Czas pogłosu zależy od wielu czynników, m.in. od:
* wielkości i kształtu pomieszczenia,
* rodzaju i rozłożenia materiałów konstrukcyjnych,
* [[częstotliwość|częstotliwości]],
* położenia [[Źródło dźwięków|źródła dźwięku]],
* wilgotności i temperatury.

Długość pogłosu decyduje o możliwości zastosowania pomieszczenia do różnych celów, nie daje jednak wiedzy o jakości dźwięku. Preferowane długości czasu pogłosu dla wybranych miejsc, to:
* [[sala koncertowa]] – 1,7–2,1 s (większe dla zespołów większych, mniejsze – dla mniejszych),
* [[Opera (budynek)|opera]] – 1,3–1,6 s (ze względu na zrozumiałość [[Mowa (językoznawstwo)|mowy]]),
* [[studio nagraniowe]] – 0,5–1 s,
* studio do nagrań lektorskich – 0,3–0,5 s,
* reżyserka studia nagrań – 0,2–0,4 s.

Do teoretycznego wyliczania czasu pogłosu wykorzystuje się wzory empiryczne<ref>{{cytuj stronę |url = http://sound.eti.pg.gda.pl/student/tnagl/Parametry.pdf |tytuł = Parametry oceny akustyki wnętrz |nazwisko = Kostek |imię = Bożena |język = pl |data dostępu = 2006-12-12}}</ref>.

=== Wzór Sabine’a ===
[[Model statystyczny]] zjawiska pogłosu stworzony przez Sabine’a<ref name="Sabine">{{cytuj książkę |nazwisko = Sabine |imię = W.C. |tytuł = Collected Papers on Acoustics |url = http://www.archive.org/stream/cu31924022547024#page/n9/mode/2up |wydawca = Harvard University Press |miejsce = |rok = 1922}}</ref> opiera się na założeniu, że w pomieszczeniu istnieje [[izotropowość|izotropowe]], stacjonarne pole akustyczne. Oznacza to, że do każdego punktu pomieszczenia docierają fale o przypadkowych [[Faza fali|fazach]] i jednakowych [[Moc akustyczna źródła|mocach]], a kierunki padających fal są równomiernie rozłożone w pełnym [[kąt bryłowy|kącie bryłowym]] oraz że te cechy pola nie ulegają zmianom w czasie.

Aby możliwe było pominięcie efektów związanych z zależnościami fazowymi, wymiary sali powinny być wystarczająco duże w porównaniu do długości fali. Wzór na częstotliwość rozdzielającą zakres występowania zjawisk statystycznych i falowych podał Schroeder<ref>{{cytuj książkę |nazwisko = Long |imię = Marshall |tytuł = Architectural Acoustics |wydawca = Elsevier Academic Press |miejsce = USA |data = 2006 |strony = 298 |isbn = 978-0-12-455551-8}}</ref>:
:: <math>f_S = 2000 \sqrt\frac{T}{V},</math>

gdzie:
: <math>T</math> – czas pogłosu pomieszczenia [s],
: <math>V</math> – objętość pomieszczenia [m³].

Dla dużych sal koncertowych <math>f_S</math> przyjmuje wartości z przedziału 20–30 Hz, co oznacza, że rozkład maksimów [[fala stojąca|fal stojących]] jest na tyle gęsty, że związki fazowe mogą zostać zaniedbane.

Według definicji podanej przez Sabine’a<ref name="Sabine" /> czas pogłosu jest to czas, po upłynięciu którego moc pola po wyłączeniu źródła stacjonarnego sygnału pomiarowego zmniejsza się o 60 dB. Czas pogłosu jest dany następującym wzorem:
:: <math>T_{60}= \frac{0{,}161 \cdot V}{A} = \frac{0{,}161 \cdot V}{S \cdot \alpha_{sr}},</math>

gdzie:
: <math>0{,}161</math> – współczynnik dobrany doświadczalnie, zależny od warunków propagacji<ref>{{cytuj pismo |nazwisko = Neubauer |imię = R. |nazwisko2 = Kostek |imię2 = B. |tytuł = Prediction of the Reverberation Time in Rectangular Rooms with Non-Uniformly Distributed Sound Absorption |url = http://sound.eti.pg.gda.pl/papers/prediction_of_reverberation_time.pdf |czasopismo = Archives of Acoustics |wolumin = 26 |numer = 3 |rok = 2006 |strony = 183–201 |język = en |data dostępu = 2009-12-12}}</ref> (współczynnik ten może w zależności od źródeł przyjmować też wartości 0,162 lub 0,163; błąd ten wynika z konieczności konwersji wzoru wyjściowego na [[układ SI|metryczny system miar]]),
: <math>A</math> – całkowita [[chłonność akustyczna]] pomieszczenia wyznaczana ze wzoru: <math>A=\sum_i S_i \alpha_i,</math> gdzie: <math>S_i</math> – powierzchnia ''i''-tej płaszczyzny ograniczającej wnętrze, <math>\alpha_i</math> – współczynnik pochłaniania ''i''-tej płaszczyzny,
: <math>S</math> – całkowita powierzchnia pomieszczenia [m²],
: <math>\alpha_{sr}</math> – średni współczynnik pochłaniania pomieszczenia.

W pomieszczeniach o objętości powyżej 1000&nbsp;m³ i częstotliwości dźwięku powyżej 1000&nbsp;Hz istotne znaczenie zaczyna odgrywać [[tłumienie]] dźwięku przez wolną przestrzeń<ref name="Kulowski">{{cytuj książkę |nazwisko = Kulowski |imię = Andrzej |tytuł = Akustyka sal |wydawca = Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej |miejsce = Gdańsk |rok = 2007 |isbn = 978-83-7348-174-9}}</ref>. Zostało ono uwzględnione przez wprowadzenie współczynnika <math>4m,</math> zależnego od [[wilgotność względna|wilgotności względnej]] i [[temperatura powietrza|temperatury powietrza]]:
:: <math>T_{60}= \frac{0{,}161 \cdot V}{A + 4mV},</math>

Joyce<ref>{{cytuj pismo |nazwisko = Joyce |imię = W.B. |tytuł = Sabine’s reverberation time and ergodic auditoriums |czasopismo = Journal of Acoustical Society of America |numer = 58 |rok = 1975 |strony = 643 |język = en |data dostępu = 2009-12-12}}</ref> wykazał, że wzór Sabine’a daje wiarygodne wyniki w przypadku dużych pomieszczeń o małej i równomiernie rozłożonej chłonności akustycznej (<math>\alpha_{sr}</math> < 0,2).

=== Wzór Eyringa ===
Stosowany dla silnie wytłumionych pomieszczeń o małym czasie pogłosu:
:: <math>T_{60}= \frac{0{,}16 V}{-S \ln(1-\alpha_{sr})},</math>

gdzie:
: <math>S</math> – całkowita powierzchnia wnętrza,
: <math>\alpha_{sr}</math> – średni współczynnik pochłaniania powierzchni wnętrza.


Zmodyfikowany wzór '''Eyringa''' stosowany w przypadku wnętrz o nietypowej wilgotności względnej i objętości większej od 1000 m³:
:: <math>T_{60}= \frac{0{,}16 V}{-S \ln(1-\alpha_{sr}) + 4mV},</math>

gdzie:
: <math>m</math> – współczynnik zależny od wilgotności względnej i temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz od częstotliwości.

=== Wzór Millington-Sette’a ===
Stosowany dla wnętrz o nierównomiernym rozkładzie współczynnika chłonności akustycznej:
:: <math>T_{60}= \frac{0{,}16 V}{-\sum_i S_i \ln(1-\alpha_i)}.</math>

== Metody wytwarzania pogłosu ==
* '''Komora pogłosowa''' (ang. ''chamber reverberator'') – początkowo dla uzyskania efektu pogłosu wykorzystywano [[pomieszczenie|pomieszczenia]] o ścianach silnie [[odbicie fali (akustyka)|odbijających fale akustyczne]]. Dźwięk źródłowy jest doprowadzany do komory za pomocą [[głośnik]]a, gdzie ulega wielokrotnym odbiciom od ścian, a następnie jest rejestrowany za pomocą [[mikrofon]]u.
* '''Pogłos płytowy''' (ang. ''plate reverberator'') – opracowany w [[lata 50. XX wieku|latach 50. ubiegłego stulecia]]. Konstrukcja pogłosu opiera się na [[przetwornik elektromechaniczny|przetworniku elektromechanicznym]], przymocowanym do dużej płyty metalu ([[blacha|blachy]]), umieszczonej w stalowej ramie. Przetwornik zamienia [[sygnał foniczny]] na drgania płyty (podobnie jak [[cewka]] w [[głośnik|głośniku dynamicznym]]). Drgania płyty są odbierane przez [[przetwornik (muzyka)|przetwornik]], który zamienia je na sygnał foniczny. W późniejszych modelach wprowadzono dwa przetworniki, dzięki czemu na wyjściu otrzymywano sygnał [[stereofonia|stereo]]. Czas pogłosu można regulować przy pomocy płatów [[filc]]u – ich zbliżanie do płyty skraca czas pogłosu, jednak tłumiki nigdy nie dotykają płyty.<br />Pogłos typu plate charakteryzuje się jasnym, lekko metalicznym brzmieniem. Sprawdza się szczególnie w muzyce [[Muzyka pop|pop]]. Najczęściej jest używany do ścieżek wokalnych i perkusyjnych (użyty do śladu [[Bęben mały|werbla]] może dodać mu głębi i charakteru, bez efektu nadmiernego pogłosu)<ref name="EiS2">{{cytuj pismo |nazwisko = Hajduk |imię = Tomasz |tytuł = IK Multimedia Classik Studio Reverb – zestaw wtyczek pogłosowych |url = http://web.archive.org/web/20141025045508/http://www.eis.com.pl/virtual/article.php?sid=1542 |czasopismo = [[Estrada i Studio]] |rok = 2006 |miesiąc = czerwiec |wydanie = |data = |strony = |data dostępu = 2010-06-21}}</ref>.
[[Plik:Reverb-2.jpg|thumb|Zagięta [[sprężyna śrubowa]] we wnętrzu pogłosu sprężynowego]]
* '''Pogłos sprężynowy''' (ang. ''spring reverberator'') – urządzenie, którego konstrukcja jest oparta na sprężynie, wprawianej w [[drgania]] przez przetwornik elektromechaniczny (podobnie jak w pogłosie płytowym). Na drugim końcu sprężyny znajduje się [[przetwornik (muzyka)|przetwornik]], zamieniający drgania w [[sygnał foniczny]].<br />Dawniej pogłosy sprężynowy były często wykorzystywane podczas półprofesjonalnej rejestracji dźwięku ze względu na niewielkie koszty i mały rozmiar urządzenia. Są często stosowane we [[wzmacniacz gitarowy|wzmacniaczach gitarowych]]. Muzycy wykorzystują czasami pogłos sprężynowy do generowania efektów specjalnych poprzez uderzanie bądź potrząsanie urządzeniem.
* '''Procesor pogłosowy''' (ang. ''digital reverberator'') – urządzenie oparte na [[cyfrowe przetwarzanie dźwięku|cyfrowym przetwarzaniu dźwięku]]. Proste algorytmy pogłosowe wykorzystują [[sprzężenie zwrotne]] w postaci wieloodczepowej [[linia opóźniająca|linii opóźniającej]], dzięki czemu generują dużą liczbę zanikających powtórzeń dźwięku źródłowego. Bardziej zaawansowane algorytmy emulują czasową i częstotliwościową charakterystykę rzeczywistych pomieszczeń (na podstawie wymiarów, [[współczynnik pochłaniania (akustyka)|współczynników pochłaniania]] i innych parametrów).
* '''Pogłos splotowy''' (ang. ''convolution reverb'') – w tym przypadku generowanie pogłosu odbywa się na drodze operacji cyfrowego [[Splot (analiza matematyczna)|splotu]] dźwięku wejściowego z [[Charakterystyka impulsowa|odpowiedzią impulsową]] danego pomieszczenia. Aby uzyskać odpowiedź impulsową, należy wygenerować w konkretnym pomieszczeniu (np. kościele, teatrze czy też studiu) szerokopasmowy sygnał i nagrać go w trybie mono lub stereo razem z aurą pogłosową tego pomieszczenia<ref>{{cytuj pismo |nazwisko = Lewandowski |imię = Michał |tytuł = IK Multimedia SIR – Super Impulse Reverb |url = http://www.eis.com.pl/virtual/modules.php?name=Sections&sop=viewarticle&artid=744 |czasopismo = [[Estrada i Studio]] |rok = 2004 |miesiąc = marzec |wydanie = |data = |strony = |data dostępu = 2010-06-22}}</ref>.

=== Parametry procesorów pogłosowych ===
{{Dopracować|sekcja|uzupełnić|Należy dodać opis podpunktów: Reverb density oraz Early reflection level}}
Procesory pogłosowe wysokiej klasy mają możliwość regulacji wielu parametrów, która pozwala na uzyskanie określonego efektu brzmieniowego.
* '''Damping''' (tłumienie). Jeśli w pomieszczeniu, w którym rozchodzi się dźwięk dominują twarde powierzchnie, „ogon” pogłosu będzie brzmiał jasno i dość twardo. Miękkie elementy pomieszczenia (takie jak dywany, kotary) oraz publiczność powodują pochłanianie wysokich częstotliwości, w efekcie czego uzyskuje się cieplejsze, ciemniejsze brzmienie pogłosu<ref name="EiS">{{cytuj pismo |nazwisko = Anderton |imię = Craig |tytuł = Zaawansowana edycja pogłosu |url = http://www.eis.com.pl/virtual/modules.php?name=Sections&sop=viewarticle&artid=271 |czasopismo = [[Estrada i Studio]] |wolumin = 62 |rok= 2001 |miesiąc = listopad |wydanie = |data = |strony = 78–80 |data dostępu = 2010-06-21}}</ref>.
* '''High/low frequency attenuation''' (tłumienie wysokich/niskich częstotliwości) – parametry te określają pasmo częstotliwości przechodzących przez pogłos. Jeśli efekt brzmi zbyt metalicznie, zmniejsza się poziom wysokich tonów, poczynając od 4–8 kHz. Wiele cenionych przez realizatorów pogłosów płytowych tłumi częstotliwości powyżej 5 kHz, więc nie zawsze są one potrzebne dla zachowania dobrego brzmienia. Tłumienie niskich częstotliwości pomaga w redukcji dudniącego, zamulonego brzmienia. Dla przykładu jeśli w materiale źródłowym występuje gitara basowa i bębny, które powodują powstawanie nieciekawych efektów brzmieniowych pogłosu w niskich rejestrach, warto zredukować częstotliwości poniżej 100–200 Hz<ref name="EiS" />.
* '''Diffusion''' (rozproszenie pierwszych odbić). Parametr ten reguluje gęstość występowania pierwszych odbić. Jego zwiększenie wytłuszcza brzmienie pogłosu. Małą wartość dyfuzji stosuje się w przypadku wokali i padów klawiszowych. Dużą dla instrumentów perkusyjnych. W niektórych urządzeniach/programach jest możliwość niezależnej regulacji dyfuzji dla „ogona” pogłosowego<ref name="EiS" />.
* '''Room size''' (wielkość pomieszczenia). Jeśli brzmienie pogłosu staje się rezonujące w odniesieniu do niektórych częstotliwości, zmiana tego parametru może znacząco poprawić sytuację<ref name="EiS" />.
* '''Decay time''' (czas zanikania). Parametr określa jak długo trwają odbicia, dopóki nie wytracą swej energii<ref name="EiS" />.
* '''Predelay''' (wstępne opóźnienie). Opóźnienie, po którym pogłos zostanie nałożony na „suchy” dźwięk. Niektóre pogłosy mają możliwość niezależnej regulacji opóźnienia wstępnego pierwszego odbicia i „ogona” pogłosowego. W przypadku symulacji rzeczywistych przestrzeni ten pierwszy powinien być krótszy niż drugi. Zwiększenie opóźnienia wstępnego daje wrażenie większej przestrzeni<ref name="EiS" />.
* '''Reverb density''' (nasycenie pogłosu).
* '''Early reflection level''' (poziom pierwszych odbić).
* '''High-frequency/Low-frequency decay''' (zanikanie wysokich/niskich częstotliwości). Wydłużenie zanikania niskich częstotliwości kreuje bardziej masywne brzmienie. Zwiększenie czasu wybrzmiewania wysokich częstotliwości nie ma swojego odpowiednika wśród naturalnie uzyskiwanych pogłosów, ale brzmi bardzo dobrze w przypadku wokali, ponieważ zwiększa nośność zgłosek odpowiedzialnych za czytelność<ref name="EiS" />.

== Zobacz też ==
{{wikisłownik|pogłos}}
* [[akustyka]]
* [[dogłos]]
* [[dźwięk]]
* [[echo]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Zjawiska akustyczne]]