พูดถึงเรื่องอคูสติคส์ของห้องดูหนังฟังเพลงเห็นจะหนีเรื่อง Early Reflection ไม่พ้น

EarlyReflectionเป็นปัญหาพื้นฐาน เป็นเรื่องเบื้องต้นที่ต้องรู้ ถ้าไม่รู้ถึงธรรมชาติของมันก็ยากที่จะแก้ปัญหาได้ตรงจุด

Early Reflection คือเสียงสะท้อนที่เดินทางมาถึงแหล่งรับเสียงไล่เลียกับเสียงตรงจากลำโพงที่เดินทางมาในอากาศ

เสียงตรงหรือ Direct Sound เดินทางผ่านอากาศด้วยความเร็วประมาณ 345 เมตร/วินาที

เสียงที่วิ่งไปชนผนัง พื้น เพดาน หรือวัสดุอื่นๆที่อยู่ในห้องก่อนจะเดินทางมาถึงหูของผู้ฟังเขาเรียกว่า Reflection Sound

ในรีเฟล็กซ์ซาวนด์นั้นยังแบ่งออกเป็น Early Reflection และ Reverberation โดยแบ่งตามระยะเวลาที่เสียงเดินทางมาถึง หลังเสียงตรง ว่าใช้เวลาไปมากน้อยแค่ไหน

Early Reflection มีระยะเวลาที่เสียงเดินทางมาถึงหลังจากเสียงจริงตั้งแต่ 50 ms (milli-second) ลงมา

บทบาทของ Early Reflection

เสียงสะท้อนที่มาถึงหลังเสียงจริงตั้งแต่ 30 ms ลงมา หู/สมองไม่สามารถแยกได้ว่าเป็นเสียงตรงหรือเสียงสะท้อน โดยถือเอาเสียงสะท้อนเป็นส่วนหนึ่งของเสียงตรง เป็นปรากฏการณ์ที่วิชา Psychoacoustic เขาเรียกว่า Precedence Effect

ข้อดีของ Precedence Effect คือทำให้รู้สึกว่าเสียงดังขึ้นกว่าเสียงตรงอย่างเดียว

อิมเมจทางด้านกว้างจะถ่างออกไปมากขึ้น เป็นประโยชน์โดยตรงของการบันทึกเสียง

ในการเล่นกลับในห้องฟังเพลง Precedence Effect เป็นเรื่องที่สร้างปัญหามากกว่าที่จะเป็นประโยชน์

การวางลำโพงขนานกับด้านข้างของห้อง โดยเฉพาะห้องไม่กว้างมากนัก (ลำโพงห่างจากผนังด้านข้างน้อยกว่า 1.50 เมตร) และผนังห้องด้านข้างปล่อยให้สะท้อนเสียงเต็มที่ ทำให้รู้สึกว่าอิมเมจด้านข้างๆจะแผ่ขยายออกไปอย่างน่าตะลึง ก็เป็นเพราะปรากฏการณ์ดังกล่าว

หลายคนจะชอบลักษณะเสียงอย่างที่ว่า แต่หากสังเกตดีๆกับแผ่นที่ บันทึกมาดีๆ โดยเฉพาะกับดนตรีอคูสติคส์ บันทึกโดยบรรยากาศอคูสติคส์จริงๆ จะพบว่า ความกว้างดังกล่าวนั้นหลอกหู

ไม่มีชิ้นดนตรีที่หลุดออกไปแน่นอนชัดเจน เป็นความกว้างแบบผลุบๆโผล่ๆ มีบ้างไม่มีบ้าง และที่สำคัญทำให้ขาดสัดส่วน ที่ถูกต้องของซาวนด์สเตจ ในบางระบบเสียงไม่สามารถสร้างซาวนด์สเตจขึ้นมาได้ด้วยซ้ำไป

ปัญหาของ Early Reflection

คำถามที่ว่าเมื่อ Early Reflection ที่เกิดขึ้นไล่เลี่ยกับเสียงตรง หูแยกไม่ออกว่าอันไหนเสียงตรง อันไหนเสียงสะท้อน แล้วไม่ดีหรืออย่างน้อยก็ได้ระดับความดังเพิ่มขึ้น

คำตอบคือไม่ดีเพราะแม้หูจะแยกเสียงที่เข้ามาไล่เลี่ยกันไม่ออก แต่เมื่อเสียงตรงกับเสียงสะท้อนดังกล่าวรวมกัน ความเพี้ยนก็จะเกิดขึ้น

เสียงสะท้อนที่มาถึงช้ากว่าเหมือนกับถูกหน่วงเวลาเอาไว้ เมื่อมารวมกันกับเสียงตรงที่มาถึงก่อน คลื่นเสียงจะเกิดการหักล้างกันทางเฟส เกิดการตอบสนองความถี่ที่ไม่ราบเรียบเป็นช่วง ให้กราฟการตอบสนองความถี่ขึ้นลงๆ คล้ายๆซี่ของหวี เขาจึงเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า Comb Filter Effect

Comb Filter จะทำลายความบริสุทธิ์ของเสียงตรงที่เราควรจะได้รับฟัง ลักษณะเฉพาะตัวของเสียงดนตรี (Timbre) จะเปลี่ยนไป รวมทั้งดุลย์เสียงเปลี่ยนไปด้วย

Comb Filter ที่เกิดจาก Early Reflection จะเกิดขึ้นเฉพาะช่วงเสียงกลาง (ประมาณ 300 Hz) ขึ้นไปถึงความถี่สูงๆ ส่วนความถี่ต่ำๆนั้นความยาวคลื่นยาวเกินไปที่จะทำให้เกิดการหักล้างกันในระยะทางสั้นๆ

ในการบันทึกเสียงในห้องคอนโทรลมีการออกแบบ ให้ระยะระหว่างลำโพงมอนิเตอร์จนถึงตำแหน่งฟังนั้นปราศจากการสะท้อน ถือเป็นส่วนที่เรียกว่า Dead End ส่วนที่เหลือในห้องซึ่งเป็นระยะที่ห่างออกมาจากลำโพงและตำแหน่งฟังก็ปล่อยให้มี การสะท้อนออกมาเพื่อรักษา Timbre ของเสียงไว้

ส่วนที่เป็น "Dead End" นั้นก็เพื่อแก้ปัญหา Early Reflection นั่นเอง

โดยรวมก็คือเราควรได้ยินเสียงตรงที่บริสุทธิ์จาก ลำโพง ไม่ควรมีเสียงที่เกิดจากการสะท้อนที่เดินทางมาถึงหู ในเวลาที่กระชั้นชิดกับเสียงจริงจนเกินไป

เสียงที่กระชั้นชิดที่ว่าคือเสียงที่เกิดจากการสะท้อนกับผนังด้านที่ใกล้กับลำโพงนั่นเอง แต่จะจัดการเก็บมันอย่างไร ตำแหน่งไหน ปริมาณเท่าไร เป็นประเด็นคำถามที่น่าสนใจ

ส่วนเสียงที่เกิดจากการสะท้อนไม่กระชั้นชิดในตำแหน่งที่ห่างลำโพงออกมา ก็ควรจะปล่อยให้มีการสะท้อนหรือ Live End เพื่อการรับฟังที่เป็นธรรมชาติ

ผลของ Early Reflection

ในความเป็นจริงการสะท้อนชนิดนี้มีอยู่ในห้องฟัง ทุกห้อง เป็นปัญหาที่มีอยู่ แต่เป็นปัญหาที่นักเล่นส่วนใหญ่ไม่สนใจ

หลายคนเปลี่ยนเครื่องเปลี่ยนลำโพงครั้งแล้วครั้งเล่า เสียงก็เปลี่ยนไปทุกครั้งนั่นแหละครับ

แต่ถ้าสังเกตสักนิดจะพบว่าปัญหาเดิมๆก็ยังคงมีอยู่

การสะท้อน Early Reflection จะส่งผลกับคุณภาพเสียงในลักษณะเสียงแข็งขาดความกังวานอย่างที่ควรเป็น ดุลย์เสียงค่อนมาทางกลางแหลม อย่างที่พูดกันว่าเสียงแข็ง เสียงจัด นั่นแหละครับ

เสียงอย่างนี้ใครไม่เจอด้วยตัวเองนี่บรรยายให้ฟังได้ยากครับ มันไม่เงียบในจังหวะที่ควรเงียบ จังหวะของดนตรีไม่คม ฟังกี่แผ่นกี่แผ่นก็เหมือนนักดนตรีเล่นกันไม่เก่ง รู้สึกอึดอัด รำคาญ

จังหวะความเงียบเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งสำหรับดนตรี เพราะจะทำให้เกี่ยวโยงไปถึงเรื่องของการตอบสนองสัญญาณฉับพลัน (Transient Response) และเรื่องไดนามิคเรนจ์ของระบบ

หากจังหวะความเงียบไม่มีก็คล้ายเราฟังเสียงเพลงอยู่ในห้องอาหารที่มีเสียงรบกวนเจี๊ยวจ๊าวอยู่ตลอดเวลา ฟังไม่ค่อยได้สรรพไม่รู้สึกถึงระดับความดัง ความหนัก-เบาของเสียง สร้างความรู้สึกรำคาญในการฟังให้ได้สรรพ

นอกจากนั้นผลที่ละเอียดอ่อนลงไปกว่าเรื่องของ เสียงแข็ง เสียงจัดก็คือ เรื่องของสมรรถนะด้านการให้สเตอริโออิมเมจ (Stereo Image)

Early Reflection ทำลายโครงสร้างของสมดุลเสียง จังหวะเวลาและเฟส ส่งผลให้ระบบเครื่องเสียงไม่สามารถให้อิมเมจทางด้านลึกได้

การสะท้อนอย่างรุนแรงกับผนังด้านข้างอาจทำให้เกิดความรู้สึกว่ามีความกว้างของอิมเมจอย่างมหัศจรรย์ แต่จริงๆเป็น Phantom Image หรืออิมเมจที่สร้างขึ้นมาจากการสะท้อน ไม่ใช่สิ่งที่มีอยู่จริงในต้นฉบับ อิมเมจดังกล่าวจึงขาดสัดส่วนที่สัมพันธ์กันทั้งมิติด้านกว้างและด้านลึก

วิธีจัดการกับปัญหา Early Reflection

การศึกษาพฤติกรรมของคลื่นเสียงที่เกิดขึ้นใน สติวดิโอและห้องฟังเพลงทั่วๆไป ขณะที่ความถี่ต่ำกว่า 300 Hz ลงไป ถูกมองเป็นลักษณะของการเรสโซแนนซ์ของคลื่นอากาศในห้อง ความถี่ตั้งแต่ 300 Hz ขึ้นไป กลับพิจารณาในลักษณะของแสงที่ตกสะท้อนบนพื้นผิวกระจกเรียบ

เพราะฉะนั้นหากจะแก้ปัญหาการสะท้อนชนิด Early Reflection เราก็ต้องหาทางจัดการกับการสะท้อนดังกล่าว ซึ่งมีวิธีที่ปฏิบัติกันอยู่ 2 วิธี คือการเก็บเสียง (Sound Absorbtion) และการสะท้อนกระจายเสียง (Sound Diffusion)

การเก็บเสียงส่วนใหญ่จะเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานแบบ Resistive Load เปลี่ยนพลังงานเสียงไปเป็นพลังงานความร้อน โดยอาศัยอนุภาคของคลื่นเสียงที่ชำแรกแทรกตัวเข้าไปในช่องว่างระหว่างวัสดุซับเสียงทั้งหลายเกิดการเสียดสีกัน

ส่วนการสะท้อนกระจายทำงานด้วยการสะท้อน คลื่นเสียงออกไปในหลายๆทิศทาง มีการจัดการหน่วงเวลาเอาไว้ในบางความถี่แล้วค่อยปล่อยออกมา โดยอาศัยพื้นผิวสะท้อนที่ต่างประดับ (ไม่เรียบ) คลื่นเสียงยังคงอยู่ในห้องไม่ได้หายไปไหน เพียงแต่ถูกหน่วงเวลาเอาไว้เป็นการทำลายจังหวะของคลื่นเสียงไม่ให้เขามาในจังหวะเวลาที่สร้างปัญหาให้กับเสียงตรง

ในบางครั้งการออกแบบที่ไม่ถูกต้องหรือการใช้งานที่ผิดตำแหน่ง รวมทั้งใช้ปริมาณมากเกินไป อุปกรณ์สะท้อนกระจายเสียงให้ผลร้ายตรงที่เป็นตัวทำลายโครงสร้างของฮาร์โมนิคส์ของเสียงดนตรี

ด้วยการทำงานที่มีทั้งช่วงความถี่ที่สุ่มขึ้นมา และการหน่วงเวลาเอาไว้ตามแต่จะออกแบบ การนำดิฟฟิวเซอร์มาใช้จัดการกับ Early Reflection จึงควรทำด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่ง

การจัดการกับการสะท้อนดังกล่าวควรทำให้ครอบคลุมความถี่กว้างที่สุด โดยเฉพาะในช่วงเสียงกลาง

ดิฟฟิวเซอร์ร่องเล็กๆที่นิยมกัน ส่วนใหญ่ไปทำงาน อยู่ช่วง 8-12 KHz โน่นเลย จึงไม่ได้ผลในการจัดการกับการสะท้อนชนิด Early Reflection

ดิฟฟิวเซอร์ร่องใหญ่ๆ ส่วนใหญ่ในท้องตลาดมักจะออกแบบให้ทำงานช่วง 2-4 KHz ซึ่งกินความถี่ต่ำไม่พอที่จะจัดการกับการสะท้อนหลัก

เพราะความถี่ที่ต่ำกว่าดิฟฟิวเซอร์ตัวนั้นๆจะทำงานได้ การสะท้อนก็กลับมาเป็นการสะท้อนที่มีทิศทางเหมือนเดิม เหมือนคลื่นเสียงมองไม่เห็นดิฟฟิวเซอร์ซะอย่างงั้น

ในตำแหน่งที่สำคัญที่มีการสะท้อนมาที่ตำแหน่ง นั่งฟังอย่างรุนแรง อุปกรณ์ซับเสียง (Sound Absorber) จึงเหมาะสมกว่า

เพราะอุปกรณ์ซับเสียงส่วนใหญ่จะทำงานลงมาที่ความถี่ต่ำกว่าและกินช่วงความถี่กว้างกว่าดิฟฟิวเซอร์

ในความเห็นของพวกเราดิฟฟิวเซอร์น่าจะอยู่ในตำแหน่งที่มีความสำคัญรองๆลงไปจากตำแหน่งสะท้อนหลัง และควรใช้ในจำนวนที่พอดีที่สุดเท่านั้น

ดิฟฟิวเซอร์มากเกินไปในห้องทำให้หางเสียงยาว ติดกันเกินควร เกิดเงาเสียงเหลื่อมซ้อนอยู่ จังหวะที่ควรเงียบเพื่อพร้อมสำหรับสัญญาณต่อมากลับไม่เงียบจริง การตอบสนองต่อสัญญาณฉับพลันหรือสัญญาณกระแทกจึงไม่ให้ความรู้สึกเหมือนจริงเท่าที่ควร

แต่ดิฟฟิวเซอร์ก็ลดเสียงแข็งกระด้างได้ นี่อาจเป็นประเด็นสำคัญที่สุด (นอกจากความสวยงามดูมีวิชาการ) ที่ทำให้หลายๆคนชอบใช้มันในปริมาณมากๆ

 

ตำแหน่งของ Early Reflection

การเริ่มต้นใส่ใจเรื่องอคูสติคส์ของห้องโดยการหาตำแหน่งที่เป็นปัญหาสำคัญที่สุด แล้วไล่เรียงลดหลั่นกันลงไปเป็นเรื่องที่ถูกต้อง

หลังจากได้ตำแหน่งลำโพงที่เหมาะสมที่สุดในห้องนั้นๆแล้ว ตำแหน่งแรกที่ควรจะมีการจัดการคือ บริเวณผนังห้องด้านข้าง (ทั้งซ้าย-ขวา แต่ในภาพแสดงแค่เสียงจากลำโพงด้านซ้า)

DS คือเสียงตรงจากลำโพง เป็นเสียงที่เราต้องการได้ยินโดยปราศจากการรบกวน

เสียงสะท้อน ER-1 เป็นตำแหน่งที่สำคัญที่สุดหากมองในแนวราบ เพราะเป็นตำแหน่งที่สามารถสะท้อนเสียงมาเข้าหูได้เต็มย่านความถี่ออดิโอทีเดียว

ER-2 เป็นตำแหน่งด้านหลังลำโพง มักค่อนมาด้านในเล็กน้อย เป็นเสียงที่เกิดจากการแพร่กระจายของเสียงจากลำโพงมาทางด้านหลัง ซึ่งในลำโพงขนาด 6-7 นิ้วทั่วๆไป ความถี่ที่อ้อมไปด้านข้างด้านหลังตู้ลำโพงได้ ก็จะเป็นความถี่ประมาณ 1,800-2,000 Hz ลงมา ความถี่สูงกว่านั้นไม่สามารถเดินทางไปด้านหลังตู้ได้โดยตรง เนื่องจากมีความยาวคลื่นสั้น ER2 จึงเป็นตำแหน่งสำคัญอันดับสอง (ดิฟฟิวเซอร์ทั้งร่องใหญ่และร่องเล็กยังไม่สามารถทำงานได้ตามที่เขาออกแบบมาในตำแหน่งดังกล่าว)

ER-3 เป็นเสียงที่เดินทางไปยังผนังอีกด้านหนึ่ง (ลำโพงด้านขวาที่ไม่ได้ลงทิศทางการสะท้อนไว้ก็มีเสียงวิ่งมาด้านซ้ายเหมือนกัน) โดยมีจุดที่ตกกระทบค่อนมาทางด้านคนฟังมากกว่า ER1 เล็กน้อย การเก็บการสะท้อนก็ควรทำครอบคลุม ต่อเนื่องระหว่าง ER-1 กับ ER-3

ER-4 เป็นตำแหน่งที่อาจเพิ่มความสำคัญมากขึ้น ถ้าตำแหน่งนั่งฟังถอยมาอยู่ใกล้ๆผนังด้านหลังห้อง นั่งห่างจากผนังห้องต่ำกว่า 1.50 เมตร ตำแหน่ง ER-4 จะสำคัญไม่น้อยไปกว่า ER-3

ในแนวดิ่งก็สำคัญไม่แพ้กัน พื้นระหว่างลำโพงกับตำแหน่งนั่งฟัง ควรมีพรมปูเพื่อแก้ปัญหา Early Reflection

"การเกิด Early ReflectionW"

โดยทั่วไปตำแหน่งตกกระทบที่มีการสะท้อนมายังผู้ฟังรุนแรงที่สุด มักอยู่ค่อนไปทางด้านลำโพงจากตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างลำโพงกับตำแหน่งนั่งฟังเล็กน้อย ขึ้นกับกึ่งกลางของเสียงไดรเวอร์เสียงกลางและเสียงแหลมอยู่สูงจากพื้นแค่ไหน หากระยะกึ่งกลางของไดรเวอร์อยู่สูงจากพื้นเท่ากับความสูงของหู (เมื่อวัดจากพื้น) มุมตกกระทบก็จะอยู่กึ่งกลางระหว่างลำโพงกับคนพอดี นั่นคือตำแหน่งที่สำคัญที่สุดสำหรับพื้น

เพดานก็เช่นกัน หากกึ่งกลางของการกระจายเสียงช่วงกลางแหลมอยู่สูงจากพื้นเท่ากับความสูงของหูขณะนั่งฟัง ตำแหน่งที่ตกกระทบรุนแรงที่สุดก็อยู่ตรงกลางระหว่างลำโพงกับคน

ถ้าลำโพงสูงกว่าตำแหน่งหู จุดตกกระทบบนเพดานก็จะเลื่อนไปทางด้านลำโพง หากวางลำโพงต่ำกว่าหูจุดตกกระทบก็จะเลื่อนมาทางด้านคนฟัง

วิธีหาตำแหน่ง

การหาตำแหน่งจุดตกกระทบต่างๆต้องอาศัยผู้ช่วย 1 คน กระจกเงา 1 บาน โดยให้ผู้ช่วยถือกระจกเงาแนบไปกับผนังด้านที่ต้องการหา Early Reflection เลื่อนไปตำแหน่งต่างๆจนกระทั่งผู้ที่นั่งอยู่ในตำแหน่งฟังมองเห็น วูฟเฟอร์และทวีตเตอร์ของลำโพงข้างนั้นๆ (หรือลำโพงอีกข้างหากต้องการหา ER-3) แล้วทำเครื่องหมายไว้สำหรับใช้เป็นจุดกึ่งกลางสำหรับจัดการทรีทผนังต่อไป

จำไว้ว่ามุมตกกระทบของเสียงที่ทำกับผนังห้องเรียบๆจะเท่ากับมุมสะท้อนเสียงเสมอ เหมือนกับการเด้งของลูกสนุ้กเกอร์ เมื่อวิ่งเข้าไปกระทบคูชั่น (Cushion) หรือที่บ้านเราเรียกว่า "ชิ่ง" นั่นเอง

บางคนอยากได้จุดที่เล็กละเอียดลงไปอีก นอกจากผู้ช่วย 1 คน กระจกเงาใบเขื่อง 1 ใบแล้ว ต้องหาซื้อปืนเลเซอร์หรือปากกาเลเซอร์ที่เป็นจุดแดงๆ เมื่อยิงไปตกกระทบกับวัตถุที่อยู่ไกลๆออกไป (อันละสี่ห้าสิบบาทก็มีครับ ตามแผงลอยขายของเล่นเด็ก)

ให้ผู้ช่วยถือกระจกแนบไปกับผนังด้านที่เราต้องการหา Early Reflection โดยเรากดปากกาเลเซอร์ (ให้ปากกาอยู่สูงระดับหู) ยิงแสงไปที่กระจกเงาผู้ช่วยเลื่อนกระจกเงาจน กว่าลำแสงเลเซอร์ที่สะท้อนออกจากกระจกเงายิงใส่กึ่งกลางของไดรเวอร์พอดี จุดที่กระจกวางอยู่นั้นเป็นจุดกึ่งกลางที่มีการสะท้อนเข้าหูรุนแรงที่สุด

สิ่งที่ควรจะได้จากการแก้ปัญหา

หากจัดการกับ Early Reflection ได้ถูกต้องและพอดีแล้ว สิ่งที่จะได้จากระบบเสียงก็คือ

1. การระบุถึงตำแหน่ง (Localization) ของอิมเมจจะแน่นอน ไม่ฟุ้ง ไม่วูบวาบ และรู้สึกได้ง่ายดาย

2. เสียงที่บริสุทธิ์ปราศจากการบิดเบือน (Noncolora-tion) จากการรบกวนของเสียงสะท้อน

3. สมดุลเสียง (Tonal Balance) ที่ราบเรียบไม่โด่ง ไม่แจ๋น ไม่หวาดเสียว หรือรำคาญ โดยเฉพาะในช่วงความถี่กลางสูงที่มักมีปัญหากันทุกห้อง

4. มีความลึกที่มีมิติ มีสัดส่วน (Perspective)

5. ได้การเรียนรู้ (Learning) ถึงเรื่องอคูสติคส์ที่ตำราที่ไหนก็บอกเล่าได้ไม่ครบถ้วนเท่าลงมือปฏิบัติเอง

ขอให้โชคดีครับ ฉบับหน้าจะมาว่ากันเรื่องการแก้ปัญหาความถี่ต่ำๆ พวก 300 Hz ลงมาครับ