ห้องประชุมที่ดีนั้น มีหลายองค์ประกอบ เสียงเป็นหนึ่งขององค์ประกอบที่สำคัญ ทั้งความชัดเจน ระดับความดัง ตลอตจนความทั่วถึง ฯล การบ่งชี้ว่าเสียงดีหรือไม่นั้นเป็นทั้งศาสตร์และศิลป์ ในที่นี้ AVL ขออ้างกับมาตรฐาน ANSI/INFOCOMM A102.01:2017 ว่าด้วย Audio Coverage Uniformity in Listener Areas ซึ่งเนื้อหาส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับลำโพงและตำแหน่งการติดตั้ง
เข้าใจพื้นฐานการทำงานของลำโพงก่อนจัดตำแหน่ง
ก่อนที่จะจัดวางลำโพงให้เสียงดี ลำดับแรกควรเข้าใจพื้นฐานของลำโพงเสียก่อน การทำงานของลำโพงก็คือการเปลี่ยนสัญญาณคลื่นไฟฟ้าเป็นคลื่นความถี่เสียง อย่างไรก็ดีในทางเทคโลยีแล้วการเปลี่ยนสัญญาณคลื่นไฟฟ้าเป็นคลื่นความถี่เสียงนั้น มีเทคนิคหรือวิธีการที่หลากหลาย ถ้าจะกล่าวโดยเข้าใจง่ายๆ อาจกล่าวได้ว่า นำลำโพงไปต่อกับเครื่องขยายเสียงเพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเสียงนั้นเอง
ความสำคัญของลำโพงคือการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเสียงแล้วได้คุณภาพเสียงที่ดี และมีประสิทธิภาพ ใช้พลังงานน้อย ความไวสูง ฯล คุณภาพของเสียงของลำโพงที่ดีก็ควรมีการกระจายเสียงที่ราบเรียบตลอดย่านความถี่ มุมกระจายเสียงตามที่กำหนด และความชัดเจน หรือคมชัดไกล้เคียงกับสัญญาณเสียงที่ป้อนเข้าไปจากเครื่องขยายเสียงมากที่สุด นั้นเอง
ภาพ: ห้องประชุมขนาดใหญ่มีระดับฝ้าต่ำ ที่ต้องการลำโพงที่ประสิทธิภาพสูงและการออกแบบตำแหน่งลำโพงที่ดี
คลื่นเสียงคืออะไรทำไมถึงสำคัญ
คลื่นเสียงหรือเสียง กล่าวโดยง่ายได้ว่า มีลักษณะเป็นคลื่นที่ลอยในอากาศ มีความเข้มและความบางที่แตกต่างกันไป หากมีความเข้มของคลื่นสูงเสียงก็จะดัง แต่ในทางกลับกันหากความเข้มของคลื่นน้อยมีต่ำเสียงจะเบา โดยคลื่นเสียงสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนดังนี้
- Amplitude หรือ dB คือความเข้มของเสียง ยิ่งมีความเข้มสูงเสียงก็ยิ่งดัง
- ความยาวคลื่น โดยคลื่นเสียงเดินทางในลักษณะเป็นคลื่นวนรอบ 360 องศา ซึ่งการเดินทางของเสียงเกี่ยวข้องกับ ค่าความถี่เสียง (Hz) หรือ เฮิร์ซ โดยค่าดังกล่าวจะวัดว่าเสียงเดินทางกี่รอบใน 1 วินาที ทั้งนี้มีมาตรฐานกำหนดไว้ว่าคลื่นความถี่เสียงที่มนุษยสามารถรับได้คือ 20-20000 Hz
ศัพท์น่ารู้เกี่ยวกับเสียง
- เวทีเสียง (Soundstage) คือ พื้นที่ของเสียงที่อยู่รอบตัวที่ลอยอยู่บนอากาศรอบๆผู้ฟัง โดยแบ่งออกเป็นเวทีเสียงแนวกว้างและแนวลึก ผสมผสานกันทั้งเรื่องมิติของเสียงและความกว้างของเสียงที่ได้รับ ยกตัวอย่างเช่น เวทีเสียงแคบ คือเสียงกระจุกอยู่บริเวณกลางเวที ทำให้ผู้ฟังรู้สึกอึดอัด ลำโพงที่ดีต้องมี Soundstage ที่กว้างและลึก
- Dynamic Range คือ การไล่ระดับของคลื่นเสียง ลำโพงที่มี dynamic range ที่ดีนั้นต้องไล่ระดับเสียงได้ด้วยดี ไหล่ลื่น ไม่ติดขัด ตลอดย่านความถี่เสียง
- Sensitivity คือ ค่าความไวในการตอบสนองของลำโพง วัดได้โดยการทดสอบระยะทางกับความดังของเสียงที่ออกมาจากลำโพง ยกตัวอย่างเช่น ตอบสนองความดังที่ 95 dB ที่ 1วัตต์/1เมตร เป็นต้น
- Active Crossover คือ อุปกรณ์สำหรับการแบ่งช่วงย่านความถี่เสียงที่เหมาะสม แบบ Active เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเสียงให้ดียิ่งขึ้น
- Band pass Filter คือ อุปกรณ์กรองเฉพาะช่วงความถี่ โดยจะกรองเอาเฉพาะคลื่นความถี่ที่ต้องการเอาไว้ เพื่อเลือกช่วงคลื่นความถี่ที่เหมาะสมส่งไปใช้งานต่อไป
- Equalizer คือ อุปกรณ์ในการปรับแต่งเสียง โดยการปรับสมดุลของเสียงในแต่ละความถี่ รวมทั้งปรับความกว้าง/แคบในการปรับของแต่ละความถี่ ซึ่งจะทำให้เกิดความสมดุลตลอดย่านความถี่เสียงตามความต้องการได้
ตำแหน่งการจัดวางลำโพงให้เสียงดี
สำหรับตำแหน่งการจัดวางลำโพงให้ออกมาเสียงดี ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งานและความต้องการที่แตกต่างกัน แต่ในที่นี้ทาง AVL ขอยกตัวอย่างการจัดลำโพงสำหรับห้องประชุม โดยการจัดตำแหน่งลำโพงเพื่อให้เสียงดีมีหลักเบื้องต้นดังนี้
หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางจากมุมกระจายเสียงของลำโพง
หน้าที่ของลำโพงคือการกระจายเสียง ให้ไปในทิศทางที่ต้องการ ให้เสียงกระจายได้อย่างชัดเจนทั่วถึงตามพื้นที่ที่ต้องการ ลำดับแรกก่อนติดตั้งลำโพงคือ การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางหรือเลือกติดตั้งลำโพงบริเวณที่ไม่มีสิ่งกีดขวางกั้นอยู่ เพราะการเดินทางของคลื่นเสียงจะไปกระทบกับสิ่งกีดขวางก่อน ทำให้เสียงไม่สามารถส่งไปถึงเป้าหมายได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
ภาพ: การติดตั้งลำโพงแบบ Delay
ภาพ: การติดตั้งลำโพงแบบ Distribution
ภาพ: Vertical plane measurement
ภาพ: Horizontal plane measurement
ระยะทางหรือความยาวของห้องนั้นสำคัญ
ระยะทางสัมพันธ์กับการเดินทางของเสียง สำหรับห้องประชุมที่มีความยาวมาก จะทำให้ความดังของเสียงลดทอนลงไป ทำให้ผู้เข้าประชุมที่อยู่ด้านหน้าลำโพงได้ยินเสียงดังเกินไป ในขณะที่ด้านหลังได้ยินเสียงเบา ดังนั้นจึงควรติดตั้งลำโพง Delay หรือติดตั้งแบบ Distribution เพื่อให้เพิ่มประสิทธิภาพในการกระจายเสียง ทำให้เสียงสามารถกระจายความดังได้ไกล้เคียงกันทั่วทั้งห้องประชุม
จัดตำแหน่งเพื่อป้องกันไมค์หอน
อาการไมโครโฟนหอนส่วนนึงเกิดจากตำแหน่งการติดตั้งลำโพง โดยวิธีการป้องกันกันไมค์หอนสามารถทำได้โดย ติดตั้งลำโพงไว้ด้านหน้าหรือตำแหน่งขอบของเวทีเพื่อป้องกันเสียงจากลำโพงวนกลับเข้ามาที่ไมค์จนเกิดอาการไมค์หอน (feedback)
ขนาดของห้องกับความชัดของเสียง
หากขนาดห้องใหญ่แต่จำนวนลำโพงมีน้อยจะส่งผลให้เสียงเบา แต่ทั้งนี้ในการเพิ่มลำโพงไม่ใช่ทางออกเพียงอย่างเดียว เพราะต้องคำนึงถึงระดับความดังของลำโพงแต่ละตัวด้วย โดยในการติดตั้งลำโพงในห้องประชุมขนาดใหญ่ควรใช้กฏ Inverse Square Law
โดยกฏ Inverse Square Law หรือกฏกำลังสองผกผัน ในการใช้คำนวณการติดตั้ง ลำโพง สามารถทำได้ดังนี้ เริ่มจาก คำนวนหาระดับความดังของลำโพงคู่หน้าก่อนว่ามีปริมาณความดังของเสียงกี่ dB จากนั้นจึงวัดระยะเป็นแถวที่นั่ง ให้คำนวณว่าทุกสองเท่าของระยะทางเสียงจะลดลง 6 dB จากนั้นจึงหาจุดสิ้นสุดของเสียง และเมื่อพบจึงเริ่มติดตั้งลำโพงเพิ่มในบริเวณนั้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายเสียง
เทคโนโลยีของลำโพง
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีและตัวช่วยในการออกแบบและติดตั้งลำโพง ที่สามารถช่วยป้องกันปัญหาต่างๆ ก่อนการติดตั้งจริงได้ดี
ภาพ: เทคโนโลยีลำโพงประเภท Line array
ภาพ: เทคโนโลยีการ Simulation
สรุป
การเริ่มต้นจัดวาง ลำโพง ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดทั้งการกระจายเสียงและความชัดเจน ควรเริ่มต้นจากการทำความเข้าใจพื้นฐานของเสียงและพื้นฐานของระบบอะคูสติกส์ จะทำให้มองเห็นภาพการทำงานของลำโพงอย่างชัดเจน ทำให้สามารถผลักดันขีดความสามารถของลำโพงมาใช้ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
