Эффект геометрического конфигурирования стен (изменения углов между ними) и его влияние на акустику помещения приведены на рис. 14. Две линии показывают «работу» стен, конфигурация которых изображена на рис. 12 и 13. Выше 300 Гц непараллельные стены создают заметное снижение модальной энергии при сравнении с параллельными стенами, но ниже 100 Гц различие между двумя линиями очень невелико, а значит, по крайней мере в акустическом смысле стены на рис. 13 остаются по-прежнему параллельными. Уменьшение модальной энергии на частотах выше 300 Гц связано главным образом с тем, что при геометрическом конфигурировании стен высокочастотные моды по большей части преобразуются из осевых в тангенциальные. А тангенциальные моды не только имеют более сложную траекторию, но еще и ударяются в стены под непрямым углом и от этого, как правило, теряют больше энергии, чем осевые моды, ударяющиеся под более или менее прямым углом. Итак, геометрическое конфигурирование стен может дать очень хороший результат на частотах, которые выше тех, на которых длина волны такова, что при каждом их возвращении к исходной стене получается смещение по местоположению на расстояние, равное половине длины волны и более. Вместе с тем на частотах, которые находятся ниже вышеозначенных, в результате будет наблюдаться лишь эффект гребенчатого фильтрования (рис. 15). Здесь, по мере того как сигнал с изменяемой частотой уходит книзу от вышеописанной частоты (изменение частоты с шагом в половину длины своей волны), он проходит поочередно через усиливающую, нейтральную и ослабляющую области. Сильное гребенчатое фильтрование на низких частотах обычно оказывает разрушающее воздействие на музыку и поэтому очень нежелательно в студиях звукозаписи, да и вообще в любых музыкальных помещениях, хотя в той или иной степени оно имеется во всех помещениях со звукоотражающими поверхностями. На более же высоких частотах оно для наших ушей во многом даже полезно: например, в плане локализации звука и придания ему тембральной насыщенности.
Таким образом, хотя геометрическое конфигурирование отражающих поверхностей представляется достаточно удачной технологией для подавления мод на средних и высоких частотах, чисто геометрические решения на низких частотах обычно желаемых результатов не приносят. Поэтому здесь уже приходится прибегать к звукопоглощению, хотя и диффузные методы все больше и больше находят практическое применение. О них пойдет речь в этой главе дальше. Параллельные поверхности к тому же дают еще и повторяющийся дребезг, или «рикошет», возникающий от контактных шумов (шумов столкновения звуковой волны с отражающей поверхностью). Этот отражательный дребезг по характеру в чем-то напоминает бесконечно удаляющиеся образы, которые можно увидеть, стоя между двумя параллельными зеркалами, и он может оказывать такое же разрушающее воздействие на музыку, как и резонансные моды. В следующих разделах мы рассмотрим практические способы преодоления этих проблем при обеспечении достаточно нейтральной акустики.
Рис. 15. Усредненный спектр мощности сигнала с одним дискретным отражением. Эффект гребенчатого фильтрования четко проявляется на линейной шкале (в отличие от логарифмической), где можно четко видеть регулярный характер помех, возникающих вследствие отражений. В примере, показанном выше, длина пути отраженного сигнала превышала длину пути прямого сигнала чуть меньше чем на 10 м, благодаря чему возникало гребенчатое фильтрование с провалами, разнесенными по частотному спектру с постоянным шагом почти в 40 Гц