Room gain

[ernesto14]

Ho chiesto a chat gpt di aiutarmi nella definizione e nella comprensione del concetto di room gain, la cui importanza è significativa nel contesto della progettazione e ottimizzazione di diffusori che ambiscano a sfruttare al massimo le possibilità offerte dalla stanza nella quale andrebbero ad operare. 
 

Question: 

 

Room gain

Vorrei qc delucidazione sulle frequenze alle quali opera il room gain.   Se prendiamo come esempio una stanza di 400x350x280 h cm , alla quale corrisponde una fs di 43 hz, secondo alcuni il room gain opererebbe da questa frequenza fino a immediatamente sopra di essa,  cioè 60/70 hz,  mentre secondo altri opererebbe un rinforzo dai 43 verso il basso, e cioè i 30/35=hz.

Sapresti dirimere la questione, magari spiegando come opera questo vantaggio offerto dalla predetta stanza e come profittarne al meglio nella ottimizzazione della riproduzione delle frequenze basse, e quindi di strumenti musicali come il contrabbasso, il basso, il violoncello, la grancassa, l’organo, il pianoforte, ecc. ?

 

Answer: 

 

 

Il “room gain” è il fenomeno per cui le basse frequenze emesse da un altoparlante vengono rinforzate dalla stanza, specialmente quando la lunghezza d’onda di queste frequenze diventa paragonabile o maggiore delle dimensioni della stanza stessa.

 

Nella tua stanza di 400x350x280 cm, la frequenza associata alla dimensione maggiore (la lunghezza di 400 cm) è circa 43 Hz, che può essere considerata la frequenza di Schroeder o di transizione per questa dimensione. Da questa frequenza, il room gain comincia a manifestarsi.

 

Ci sono due teorie principali sul funzionamento del room gain:

 

1. Dal punto di transizione (43 Hz) verso il basso:

Questa è la teoria più accettata. Si sostiene che il rinforzo del room gain inizi attorno a questa frequenza e diventi più pronunciato man mano che ci si abbassa, con un aumento particolarmente forte sotto i 35-30 Hz. Questo perché a frequenze così basse le onde sonore hanno lunghezze d’onda molto grandi rispetto alla stanza, portando a una pressione sonora uniforme che rinforza i bassi. In questo caso, il room gain amplificherebbe le note molto basse, ad esempio le note più gravi del contrabbasso, del pianoforte, dell’organo o il “colpo” della grancassa.

2. Attorno alla frequenza di transizione, fino a 60/70 Hz:

Alcuni studi suggeriscono che il room gain potrebbe estendersi leggermente al di sopra della frequenza di transizione, fino a 60 o 70 Hz, prima di diminuire. Tuttavia, oltre i 60 Hz, il comportamento delle onde sonore diventa più dipendente dalle riflessioni e dai modi della stanza, piuttosto che dal guadagno uniforme dato dalla pressione sonora.

 

Come profittare del room gain

 

Per ottimizzare la riproduzione delle frequenze basse e sfruttare il room gain:

 

1. Posizionamento degli altoparlanti: Piazzare i subwoofer o i diffusori vicino a pareti o angoli della stanza amplifica ulteriormente il room gain, dato che le pareti riflettono e rinforzano le basse frequenze. Se desideri enfatizzare i bassi, posizionarli vicino a queste superfici può aiutare.

2. Dimensioni e risposta del subwoofer: Se il subwoofer o i woofer hanno una buona estensione verso i 30 Hz, puoi sfruttare il room gain per migliorare le note più basse del contrabbasso, del violoncello o della grancassa. Tieni presente che è necessario evitare di esagerare con il guadagno sotto i 30 Hz, per non incorrere in un “boom” eccessivo.

3. Trattamento acustico: Assicurati che la stanza sia ben trattata acusticamente per evitare risonanze indesiderate attorno alle frequenze medio-basse (60-80 Hz). I trappoli per bassi (come i tube traps che stai considerando) possono aiutare a gestire eventuali risonanze.

4. Controllo attivo: Se hai un subwoofer, utilizzando un DSP o un equalizzatore potresti gestire le frequenze sotto i 43 Hz, tagliando leggermente quelle eccessive o enfatizzando quelle desiderate.

 

Conclusione

 

Il room gain nella tua stanza opererà principalmente sotto i 43 Hz, con un rinforzo evidente tra 30 e 40 Hz. Questo fenomeno aiuta a migliorare la risposta delle frequenze più basse degli strumenti musicali che hai citato, senza bisogno di sovraccaricare gli altoparlanti.

 

 

                                                                                   ################

 

Mentre ringrazio l’IA  per il cortese e prezioso contributo,  passerei la parola a chi sia in grado di intervenire sull’argomento  commentando  il ragionamento riportato sopra eventualmente alla luce della propria esperienza.  
Da commentare ce n’è perché, non so se influenzato  dal mio input,  l’I.A. ha confermato l’esistenza di due diverse correnti di pensiero, direi abbastanza diverse fra di loro, al punto da condizionare pesantemente le caratteristiche dei diffusori da abbinare alla stanza. 

 

 

 

 

[Giannimorandi]

Io ho una stanza simile 12mq 4,4x2,8x3,0 infatti ho una risonanza intorno a 40hz poi sotto nulla ho messo un subwoofer tagliato giusto a 40hz messo in controfase e posizionato più vicino dei diffusori a1,5 metri e i diffusori a 2 metri la risonanza a 40 hz sì è attenuata anche se non completamente in più la risposta scende fino a 20hz che serve a poco ma con qualche registrazione si sente 

[ernesto14]

4 ore fa, Giannimorandi ha scritto:

in più la risposta scende fino a 20hz

Quindi propenderesti per la 1’ teoria,  che ritiene che dal punto di transizione ( frequenza di risonanza più bassa della stanza, fs) il room gain di fatto amplifichi, rendendole più percepibili all’orecchio dell’ascoltatore, le frequenze immediatamente adiacenti verso il basso.   
Certo che bisognerebbe anche rilevare a quale livello in decibel quei 20 hz arrivino all’orecchio,  per non essere troppo ottimistici riguardo al risultato finale, però in linea di massima questa teoria è molto interessante e sicuramente suscettibile di esiti lusinghieri, ove correttamente implementata, se il target sia quello di consentire un ascolto gratificante  (non sto dicendo allo stesso livello di una stanza piu grande )  anche in stanze meno ampie. 
Grazie del prezioso contributo e del suggerimento relativo al sub in controfase per  annullare/ridurre la frequenza caratteristica.   

[Paolo_AN]

@ernesto14 Ciao. Se posso, allargo i risultati del calcolo delle risonanze della tua stanza in base alle dimensioni date.

.

Lato lungo -> fondamentale a 43Hz; prima armonica superiore 344Hz

Lato corto -> fondamentale 49,1Hz; prima armonica superiore 245,7Hz e 344Hz

Altezza -> fondamentale 61,4Hz; prima armonica superiore 245,7Hz

.

La tua stanza, salvo il range 40-50Hz non presenta particolari problemi di rimbombo, a livello teorico. Le risonanze a 245,7 e 344Hz comuni a più dimensioni, tenderanno a sommarsi generando forse un po' di confusione nella zona superiore del calore, ma sono gestibili senza enormi problemi.

Resta da verificare quanto il tuo sistema ecciti la zona critica 40-50Hz e quanto questo possa essere uno svantaggio - nel caso di diffusori già di loro prestanti in quel range - o un aiuto - nel caso di mini diffusori -.

Necessario, dal mio punto di vista, un riscontro pratico (magari utilizzando il noto REW) per la rilevazione della situazione reale in funzione dell'ambiente, l'arredo presente e l'interazione con il tuo impianto così com'è sistemato ora nella stanza.

Un saluto!

[Giannimorandi]

@ernesto14 ho misurato in maniera rudimentale ma affidabile i 20 hz sono lineari alla media della risposta c'è ancora un picco di 6db circa a 40hz poi abbastanza regolare fino a 9000 dopo il fonometro che ho usato per la misura non risponde più.

Misure fatte con circa 1 watt il mio subwoofer non è molto potente permette 86db a 20hz però ascoltando ad un volume medio di 80 DB con picchi che superano di poco i 100 massimo a 105 con la musica più dinamica è sufficiente perché quando presenti le bassissime frequenze sono molto attenuate e il subwoofer non arriva mai alla distorsione.

Se facessero una registrazione con 20 hz lineari pochi diffusori sarebbero in grado di riprodurre 

[ernesto14]

49 minuti fa, Giannimorandi ha scritto:

ho misurato in maniera rudimentale ma affidabile i 20 hz sono lineari alla media della risposta

Mentre guardo con rispetto il tuo lavoro di misurazione ecc.,  mi permetto di  notare una non concordia fra le parole “rudimentale “ e “affidabile”.  Ma non è questa la fonte del dubbio.  Il dubbio, al di là delle misurazioni, nasce dalla considerazione che se in una stanza piccola, utilizzando un sub poco potente, si ottenessero i 20 hz percepibili normalmente in linea con la media della risposta, ancorché  ad un volume di 86 db,  forse non ci sarebbe bisogno di stanze grandi e diffusori cospicui per un normale e sano ascolto della musica.  Mi permetto di credere, salvo diverso avviso soprattutto se documentato al di là di ogni dubbio, che un bel salone con woofers e subwoofers permetta di ottenere riscontri sonori  più realistici e gratificanti rispetto alla mia piccola stanza con un woofer domestico.  
Quello che credo, anche tramite l’uso accorto del room gain, al massimo si potrebbe ottenere in una stanza piccola, e sarebbe  veramente tanto, e’ di potere estendere di qualche manciata di hz la risposta in basso dei propri diffusori e sub,  diciamo fino al limite acusticamente consentito, in modo da avere ascolti gratificanti ed una full immersion nella musica preferita.  
Le mie sono chiaramente congetture, che non cambiano la realtà e la soddisfazione dei tuoi ascolti e delle tue misurazioni.  

[Giannimorandi]

@ernesto14 in una stanza grande occorre più potenza e driver più grandi per estendere la risposta però la scena sonora è più grande e credibile per riprodurre una orchestra in modo più dettagliato nella mia saletta ho un fronte sonoro di 2,5 metri circa perché va poco oltre le casse quando ascolto una orchestra di 120 elementi riconosco solo le sezioni in una stanza grande se l'impianto è bene settato la scena sonora è più grande e maestosa non è solo il basso che conta 

[ernesto14]

Il 25/10/2024 at 09:53, Paolo_AN ha scritto:

. Le risonanze a 245,7 e 344Hz comuni a più dimensioni, tenderanno a sommarsi

Sei sicuro che le tre dimensioni ( diverse) abbiano le stesse armoniche, come hai indicato ? 
Chat mi ha dato dei numeri diversi . 

“”””

Riassunto delle Frequenze di Risonanza e Armoniche

 

• Lunghezza (4,00 m): 42,9 Hz, 85,8 Hz, 128,7 Hz

• Larghezza (3,50 m): 49,0 Hz, 98,0 Hz, 147,0 Hz

• Altezza (2,70 m): 63,5 Hz, 127,0 Hz, 190,5 Hz

 

Queste sono le frequenze a cui le onde sonore possono formare onde stazionarie all’interno della stanza, e sono quelle su cui si possono creare risonanze eccessive o punti di accumulo di energia sonora.

””””

Voglio dire, non è una stanza cubica.  Anche se poi fra 128 e 127 siamo li.   
Concordo senz’altro sulla necessità di fare qc misura sul campo con opportuna strumentazione per poter fare interventi passivi mirati.   Ci sono quasi. 

 

[Paolo_AN]

6 ore fa, ernesto14 ha scritto:

Sei sicuro che le tre dimensioni ( diverse) abbiano le stesse armoniche, come hai indicato ? 

Quelle che ti ho indicato sono solo le coincidenti, cioè quelle che tenderanno a sommarsi ed è possibilissimo accada nonostante dimensioni diverse.

La cosa importante è che, come dicevo, cadono in una zona dello spettro non difficile da sistemare ed al momento di non prioritaria importanza, come invece la zona 40-50Hz della quale - fossi in te - mi occuperei ora.

Buon lavoro!

[ernesto14]

2 ore fa, Paolo_AN ha scritto:

Quelle che ti ho indicato sono solo le coincidenti,

Ok.  Ho capito che non bisogna fermarsi alle prime armoniche, come invece ho fatto io. 
Grazie dei consigli, ma come già hai detto per andare avanti e procedere con cognizione di causa occorrono delle misurazioni sul campo.  
In attesa sto  facendo qc in ordine a pannelli risonanti, trappole x bassi, pannelli diffondenti e/o assorbenti,  sulla base delle rilevazioni teoriche.  
Ad es. tramite due tubi ispirati al volcano di A.A.  posizionati a lato del punto di ascolto qualcosa è migliorato.  

Dalla tua risposta credo che in merito  al quesito iniziale sul room gain e a quanto riportato da Chat gpt tu propenda per la seconda ipotesi, ovvero che sotto la fs della stanza, nel mio caso parliamo dei 43 hz, non ci sia margine per bassi più profondi, che siano soddisfacenti sotto il profilo della percettibilità e della qualità. 
Saresti dell’opinione di esprimere il concetto in maniera più analitica e diffusa ? 
 

[Paolo_AN]

3 ore fa, ernesto14 ha scritto:

sotto la fs della stanza, nel mio caso parliamo dei 43 hz, non ci sia margine per bassi più profondi, che siano soddisfacenti sotto il profilo della percettibilità e della qualità. 

Questo non te lo so dire assolutamente.
In ogni caso è pur vero che ho ascoltato i bassi migliori in sale ampie e ben sonorizzate (cioè con impianti adeguati) ma che da te, per principio, non si possa ottenere un buon risultato sotto i 43Hz non mi convince affatto. 
Come non mi trovo d’accordo con l’acquisto e la sistemazione “ad occhio” di elementi acustici: potresti tranquillamente avere la sensazione di migliorare qualcosa non accorgendoti di aver peggiorato altro. 
Se vuoi fare un buon lavoro, per mia esperienza, fai misure ed affidati a ditte specializzate, i nomi sono i soliti. 

[grisulea]

4 ore fa, ernesto14 ha scritto:

Dalla tua risposta credo che in merito  al quesito iniziale sul room gain e a quanto riportato da Chat gpt tu propenda per la seconda ipotesi, ovvero che sotto la fs della stanza, nel mio caso parliamo dei 43 hz, non ci sia margine per bassi più profondi, che siano soddisfacenti sotto il profilo della percettibilità e della qualità. 

 

Non ne vedo il motivo, anzi sotto i 43 hz non hai il problema dei modi visto che stanno tutti sopra. Con un buon sistema bassi arrivi facilmente ai 30 hz, con uno eccellente arrivi dove ti pare.

43 hz è la frequanza che coincide col primo modo assiale (due pareti parallele) nel tuo caso della lunghezza. Vuol dire che sotto i circa 35 hz ci si deve arrangiare, cioè non si ricevono aiuti. Tutto dipende anche dalla posizione delle sorgenti sonore e da quella dell'ascoltatore. Con un'attento posizionamento si arriva facilmente ai 30 hz. Questo lascia intendere che con i sub sia più facile curare il posizionamento a vantaggio dei bassi perché possono essere messi in posizione qualsiasi anche non opportuna per i diffusori. Attenzione però che non è tutto oro quel che luccica. Se da un lato i modi possono incrementare il livello nell'intorno della loro frequanza, dall'altra rendono il suono quantitativamente eccessivo e con decadimento lento. Considerata la frequenza bassa ed il forte incremento che ne potrebbe derivare, la correzione può, in pratica quasi sempre, essere effettuata solo con sistemi di equalizzazione di norma digitali. Attenzione che sopra i 43 hz oltre a trovarsi i modi della altre dimensioni ed il loro multipli e multipli della prima ci si ritrovano anche i relativi modi tangenziali ed obliqui. Parlare di room gain non è più del tutto corretto perché se da un lato è vero che ci si trovano picchi, la risposta si riempie anche di buchi, cioè di forti perdite al posto che di guadagno. Di solito l'anadamento è quello tipico a montagne russe. La cosa più semplice per una previsione del comportamento di un sistema in una sala con sei pareti parallele è l'utilizzo di REW, programma gratuito scaricabile in rete. Al folder room sim è possibile inserire i dati della stanza e la posizione di diffusori ed ascoltatore e similare il risultato. Più la frequenza è bassa e più la simulazione è attenbile. Sotto gli 80 hz direi che è molto attendibile, il resto dipende molto da disposizione di erredi e loro dimensioni e geometria, porte finestre ecc.... diventa insomma difficile. L'utilizzo di questa sezione del programma non richiede nessun altro strumento ed è abbastanza intuibile.

 

 

 

 

 

Il 24/10/2024 at 18:13, ernesto14 ha scritto:

Nella tua stanza di 400x350x280 cm, la frequenza associata alla dimensione maggiore (la lunghezza di 400 cm) è circa 43 Hz, che può essere considerata la frequenza di Schroede

 

La frequanza di schroeder è un'altra cosa. Di solito si situa tra 200 e 250 hz in un ambiente casalingo di medie  dimensioni. Più la stanza è piccola e più la frequenza di schroeder è alta. I modi lasciano spazio al campo diffuso a frequnza più alta.

 

[ernesto14]

13 ore fa, grisulea ha scritto:

La frequanza di schroeder è un'altra cosa.

Lo dico anch’io.  Ma ho riportato il testo integrale di chatty, si vede che ha orecchiato un po’ di teoria ma facendo anche confusione.  
Grazie per la dritta del “folder room sim “ ( simulator I think) in REW, che proverò ad utilizzare senz’altro.  Oltre che con l’umik per le prove sul campo.   
Grazie inoltre per l’approfondimento relativo al room gain, dal quale si evince come il gain operi intorno alla fs, mentre sotto ci si deve arrangiare,  

quindi mi sembra di capire che per le frequenze basse occorra un sub, ed un relativo ampli, capace di arrivare diciamo nel mio caso anche ai 30 hz, ma soprattutto con un livello adeguato. 
Certo che quando le case produttrici di diffusori ti dicono che in  una stanza piccola dobbiamo metterci un diffusore piccolo, cercano di evitare il problema, più che di risolverlo, mi sembra. 

[grisulea]

3 ore fa, ernesto14 ha scritto:

Certo che quando le case produttrici di diffusori ti dicono che in  una stanza piccola dobbiamo metterci un diffusore piccolo, cercano di evitare il problema, più che di risolverlo, mi sembra. 

In un certo senso è così ma non si ascoltano solo i bassi, un piccolo diffusore in un piccolo ambiente si presta ad essere posizionato facilmente ed ingombra poco, rende più facilmente una buona immagine ecc... L'ideale a mio parere in piccolo ambiente è un piccolo diffusore con uno o due sub che possono benissimo essere infilati in qualsiasi spazio libero.

 

3 ore fa, ernesto14 ha scritto:

quindi mi sembra di capire che per le frequenze basse occorra un sub, ed un relativo ampli, capace di arrivare diciamo nel mio caso anche ai 30 hz, ma soprattutto con un livello adeguato. 

Non necessariamente, stai parlando di frequenza ancora raggiungibile da molti diffusori, in particolare nel tuo caso, grazie al primo modo posto a frequenza ancora relativamente alta. Se i diffusorti arrivano a circa 45 hz in modo adeguato poi si trovano il rinforzo del primo modo che è sfruttabile almeno fino ai 35 hz col grande vantaggio di ridurre di molto l'escursione attorno ai 43 hz che andranno necessariamente attenuati di svariati db, dipende dalla posizione ma di solito almeno 10. Il woofer riproduce i 43 hz con escursione circa 5 volte inferiore a quella che dovrebbe fare arrangiandosi. A scalare le frequenze in quell'intorno. Questo è un vantaggio non da poco.

 

3 ore fa, ernesto14 ha scritto:

Ma ho riportato il testo integrale di chatty, si vede che ha orecchiato un po’ di teoria ma facendo anche confusione.  
Grazie per la dritta del “folder room sim “ ( simulator I think) in REW, che proverò ad utilizzare senz’altro.  Oltre che con l’umik per le prove sul campo.   

Questa è l'immagine di rew con le impostazioni che ho asseganto ipotizzando un reflex che arriva a 45 hz circa nel tuo ambiente, ipotizzato poco assorbente a quelle frequenze, disposto come da figura. Non guardare a quel che succede sopra gli 80 hz perché potrebbe non essere attendibile. Sotto però vedi che ai 35 ci arrivi benissimo, anzi in abbondanza. Il problema è poi ottenere un suon corretto perché è il modo che suona e non i diffusore. Questo grafico lo ottieni con la disposizione contenuta nella figura della stanza, se modifichi la dispozione di diffusori o ascoltatore o entrambi, la situazione si modifica, in posizioni logiche per l'ascolto poco sul primo modo e sempre di più più si sale con la frequenza. Sotto il grafico di destra vedi delle lineee perpendicolari che indicano i modi. Puoi notre che al salire della frequenza diventano sempre di più. Noterai inoltre che attorno ai 250 hz le lineee diventano talmente fitte da non essere più distinguibili. Ecco in quell'intorno stà la tua frequenza di schroeder.  A quella frequenza inizia per la tua stanza il campo diffuso. Le lunghezze d'onda diventano paragonabili e via via più piccole delle dimensioni del tuo ambiente. Detto in quattro parole, non saprei come meglio spiegarmi.