Koncert pod wodą

Firmy produkujące głośniki bardzo często mają w swojej ofercie rozwiązania pozwalające konfigurować system oparty o skrzętnie ukryte elementy, których konstrukcja odpowiada miejscu ich instalacji. Nikogo już nie dziwią płaskie głośniki sufitowe, odporne na parę i wilgoć głośniki łazienkowe czy nawet dające się ukryć w kompozycji ogrodu głośniki odporne na warunki atmosferyczne. Jesienią na basenie krakowskiej Akademii Górniczo-Hutniczej miało miejsce wydarzenie niezwykłe – pierwszy w historii koncert, w trakcie którego dźwięk realizowany w pomieszczeniu ratowników był transmitowany wprost pod powierzchnię wody do systemu znajdującego się na głębokości ponad 1,5 m.    Wyjątkowy koncert pod wodą został zrealizowany w ramach kolejnej edycji projektu „aXes – Triduum Muzyki Nowej: Dźwięk. Przestrzeń. Akustyka” zorganizowanego przez Katedrę Kompozycji Akademii Muzycznej w Krakowie oraz Laboratorium Akustyki Technicznej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Całe wydarzenie jest projektem, w ramach którego krzyżowane są różnorodne aspekty związane z komponowaniem, tworzeniem i prezentowaniem muzyki. W ramach tegorocznej, czwartej edycji, koncentrującej się na aspektach przestrzennych i akustycznych, jej uczestnicy mieli szansę spotkania z muzyką prezentowaną w bardzo odmiennych względem siebie przestrzeniach akustycznych. Zgodnie z pomysłem profesora AGH, kierownika Laboratorium Akustyki Technicznej dr. hab. inż. Tadeusza Kamisińskiego, został przygotowany eksperyment akustyczny polegający na prezentacji jednego utworu bazującego na tradycyjnej perskiej skali muzycznej Maqam Rast, wykonywanego przez sopran i klasyczne instrumenty dęte i strunowe w pozbawionej pogłosu komorze bezechowej i sztucznie spogłosowanej komorze pomiarowej AGH. Dopełnieniem tych różnorodnych miejsc odsłuchowych stał się basen, gdzie zgodnie z założeniami należało przygotować system, który da możliwość odsłuchu pod wodą.   Realizacji tego zadania podjęła się Firma Producencka Gorycki & Sznyterman, do zadań której należało znalezienie odpowiednich głośników, rozmieszczenie, dobranie, przygotowanie całego toru nagłośnieniowego. Realizacją dźwięku w trakcie tego niecodziennego koncertu zajął się osobiście Grzegorz Sznyterman, dla którego – jak sam przyznał – samo spotkanie z tego rodzaju głośnikami było także nowym wyzwaniem. Pierwszym krokiem w trakcie procesu konfiguracji całego systemu i doboru komponentów systemu były próby podjęte z jednym tylko głośnikiem. Wybór padł na model Aqua-30 firmy DNH. W niedługim czasie został dostarczony taki właśnie głośnik i przeprowadzone zostały pierwsze testy. Jak się szybko okazało, możliwy do uzyskania za jego pomocą poziom natężenia dźwięku okazał się niewystarczający do nagłośnienia całego basenu, zdecydowano się więc zastosować zestaw czterech głośników zainstalowany na jednej ścianie basenu, na głębokości prawie 1,8 m. Dało to złudzenie czegoś w rodzaju źródła liniowego, emitującego dźwięk z jednego punktu. Efekt uzyskano metodą prób i błędów; w pierwszym wariancie wypróbowano konfigurację zakładającą instalację zestawu głośników na jednej stronie basenu i takiego samego zestawu na drugiej, ale zdecydowanie lepsze rezultaty udało się uzyskać, grając tylko z jednego kierunku. Wykorzystane w projekcie głośniki są rozwiązaniami o oporności 8 Ohm i mocy maksymalnej 30 W. Całość jest zamknięta w obudowie odznaczającej się IP68, które zapewnia zarówno pełne bezpieczeństwo pracy głośnika pod wodą, jak i bezpieczeństwo osób przebywających w basenie, wykluczając możliwość porażenia prądem. Wymiary głośnika nie przekraczają 6” średnicy, zaś waga to 2,2 kg. Tak niewielkie właściwości fizyczne nie przeszkadzają jednak w możliwości uzyskania wysokiego poziomu natężenia dźwięku wynoszącego 105 dB 1 W/1 m. Pasmo, w którym grają omawiane rozwiązania, wynosi 80– 20 000 Hz, zaś jego kąty propagacji to 180 × 180°. W pewnym uproszczeniu zasadę działania głośnika można porównać pod pewnymi względami do wzbudnika, zapewniającego zamianę sygnału akustycznego na fizyczny ruch cząstek wody. Zgodnie z danymi producenta, rekomendowana głębokość instalacji omawianego głośnika wynosi od 0,5 do 2 m, a typowa powierzchnia, która może być pokryta za pomocą jednego tylko głośnika Aqua-30, to 200 m2, co wydaje się być bardzo dobrym wynikiem jak na tak mały i kompaktowy głośnik. Należy jednak zwrócić uwagę, że tego rodzaju dane muszą być interpretowane w przestrzeni basenu w zupełnie inny sposób niż przypadku głośników grających na powietrzu. Chociaż głośniki mają wspomniane kąty propagacji wynoszące 180 × 180° i mogą być traktowane jak półsfera w zakresie do 4 kHz przy spadku –6 dB, to jednak ze względu na charakterystyczne przenoszenie dźwięku przez cząstki wody, który porusza się tutaj znacznie szybciej niż w powietrzu, nie można mówić o kątach, ale o wypełnieniu szczelnie dźwiękiem basenu, który w tych warunkach sprawia wrażenie bardzo małego pomieszczenia odsłuchowego. Standardowo głośniki mogą być zamontowane na ścianie lub w specjalnie przygotowanych wnękach w basenie, ale producent ma w ofercie specjalny uchwyt Aqua-30 shock absorber, za pomocą którego głośniki mogą zostać ustawione także na dnie basenu. Głównym przeznaczeniem omawianych głośników są oczywiście wszelkiego rodzaju cele rozrywkowe. Zainstalowany w basenie lub kompleksie basenów system wykorzystujący DNH Aqua-30 może być niezwykle interesującym rozwiązaniem dla hotelu czy centrum spa, umożliwiającym granie muzyki czy spotów reklamowych dla kąpiących się klientów. Innym zastosowaniem dla tego rodzaju głośników może być również profesjonalny trening sportowy, podczas którego trener pływacki może wydawać polecenia do zawodnika wprost pod wodę. W przypadku zastosowania na potrzeby pływania synchronicznego otrzymujemy niewielki system monitorowy gwarantujący zawodnikom doskonałą słyszalność rytmu i beatu, gwarantujących równą i zsynchronizowaną choreografię. W trakcie omawianej krakowskiej imprezy głośniki posłużyły do nagłośnienia koncertu realizowanego w pomieszczeniu ratowników przyległym do hali basenu i transmisji pod wodę ludzkiego głosu oraz takich instrumentów jak sitar, darbuka, wiolonczela.   Po koncercie pod wodą rozmawialiśmy z Grzegorzem Sznytermanem i Krzysztofem Brawatą z FPGS o konfiguracji całego systemu, realizacji koncertu oraz interesujących wynikach testów przeprowadzonych w ramach projektu.  Łukasz Kornafel, MiT: Czy zainstalowane w basenie głośniki pozwoliły zagrać na całą jego długość, czyli na około 25 m? Grzegorz Sznyterman, FPGS: Należy pamiętać, że dźwięk w wodzie rozchodzi się znacznie szybciej niż w powietrzu. Krzysztof Brawata, FPGS: Mówiąc o samym ośrodku, można to przetłumaczyć w taki sposób, że pomieszczenie takie jak basen staje się bardzo małym pomieszczeniem. I tak basen o długości około 25 m zmienił się w pomieszczenie o wielkości mniej więcej 5 × 4 m i bardzo niewielkiej wysokości – 1,8 m głębokości basenu również znacznie się zmniejszyło. W takiej sytuacji nawet niewielka liczba źródeł potrafi zapewnić nagłośnienie całej przestrzeni. To znacząca różnica w odniesieniu do sytuacji, kiedy ośrodkiem jest powietrze – przecież na 26 m, grając tak niewielkimi przetwornikami, mielibyśmy do czynienia z bardzo poważnym spadkiem.  Nawet mimo tego, że woda tłumi dźwięk? Krzysztof Brawata: Tak, ale co ciekawe, pomiary pokazały, że mniej więcej od 250 Hz w dół woda zapewniła coś w rodzaju naturalnego filtra, który w zasadzie całkowicie wyeliminował to pasmo.  Woda nie przenosi więc tych najniższych częstotliwości – basowych, subbasowych – które zwykle odczuwamy już w sposób mechaniczny? Krzysztof Brawata: Były one odczuwalne głównie bardzo blisko źródła. Wiele osób zanurzonych w basenie zwracało uwagę na nieprzyjemny charakter tych częstotliwości, których było tam dosyć dużo. Daje to jednoznaczny sygnał, że w takim systemie nie warto oddziaływać na ludzi najniższym zakresem pasma. Grzegorz Sznyterman: Jeszcze jedna ciekawostka. Basen ze swojej natury jest bardzo stabilną konstrukcją zbudowaną z ogromnej ilości betonu. W momencie, kiedy w wodzie znalazły się cztery przetworniki małej wielkości, mające nie więcej niż 6” każdy, siła pobudzenia konstrukcji basenu okazała się niewiarygodna. Stojąc na wieńcu otaczającym basen, można było doświadczyć bardzo znaczących drgań. W użytej przez nas konfiguracji wynikało to najprawdopodobniej z pobudzenia wody oraz z drgań przenoszonych powierzchnią wody. Nie sądzę, abyśmy się zbliżyli do krańców mocy, jeżeli chodzi o głośniki, bardziej w przypadku wzmacniacza, który był dosyć mocno dociążony.  Głośniki były związane ze ścianami basenu? Krzysztof Brawata: Dzięki temu, że głośniki mają specjalną silikonową ramkę, nie było trudności z postawieniem ich w basenie, który na etapie budowy nie został wyposażony w miejsca przeznaczone do tego rodzaju głośników.  Omawiane konstrukcje są rozwiązaniami pasywnymi? Krzysztof Brawata: Tak, wynika to ze względów bezpieczeństwa. Nikt nie chce przecież podawać napięcia do wody. Zasilaliśmy je za pomocą jednej końcówki mocy pracującej w trybie zmostkowanym.  Pozostaje jednak kwestia sygnału, który musi zostać dostarczony do każdego głośnika i też odznacza się pewnym prądem elektrycznym… Krzysztof Brawata: Głośnik ma fabrycznie zarobiony pięciometrowy kabel, który po przedłużeniu wpinaliśmy do końcówki mocy.  Widziałem, że w trakcie realizacji używałeś rozwiązania w postaci systemu w racku oraz iPada. Grzegorz Sznyterman: To mój koncertowy Behringer X Air i do niego wpięte były wszystkie sygnały. Wychodziliśmy dwoma sygnałami – jeden był kierowany na wzmacniacz zasilający głośniki w wodzie, a drugi kierowany na balkon basenu, gdzie mieliśmy system słuchawkowy Whirlwind. Pozwolił on osobom niekąpiącym posłuchać tego, jak muzykę słyszą osoby przebywające w basenie. W tym wypadku zastosowaliśmy podwodny mikrofon (hydrofon). Tak naprawdę całą realizację robiłem w słuchawkach, słuchając właśnie sygnału z hydrofonu, a do tego realizowałem muzyków.   System Behringera w pełni spełnił stawiane przed nim zadania? Grzegorz Sznyterman: Tak, poza tym to jest bardzo dobre urządzenie, które sprawdza się doskonale na wszystkich koncertach Akustik Trio Renaty Przemyk. Za jego pomocą realizuję nie tylko front, ale także stereofoniczne odsłuchy dla wszystkich muzyków. Co więcej, dzięki iPadowi mogę również być wśród publiczności w trakcie realizacji koncertu.  Dość niecodzienną przestrzenią było również samo miejsce, w którym grali muzycy, a więc pokój ratowników. Grzegorz Sznyterman: Tak naprawdę całość zdarzenia zrealizowałem w słuchawkach, do których sygnał był podawany z hodrofonu. Samo pomieszczenie było małe i odznaczało się łazienkowym pogłosem. Realizując w słuchawkach, miałem jednak wrażenie, że za sprawą wody ma się uczucie bliskości dźwięku. W związku z tym zdecydowałem się użyć pogłos z konsolety. Oczywiście wszystkie instrumenty były blisko omikrofonowane – ze względu na rozmiar pomieszczenia i niewielkie odległości między poszczególnymi muzykami. Przykładowo: gdy perkusista zaczynał grać na darbuce, to niestety natychmiast było ją słychać we wszystkich mikrofonach, co nie ułatwiało realizacji.  Całe zdarzenie było nie tylko wydarzeniem muzycznym i okazją dla pływających do posłuchania muzyki pod wodą, ale również okazją do dokonania różnorodnych pomiarów. Czy ich wyniki was zaskoczyły? Krzysztof Brawata: Głównym zaskoczeniem było to, że pomiar wykonany w wodzie w odległości 1 m od głośników wskazał pełne pasmo. Metr dalej dawał zmianę w niskim paśmie, odległość około 3 m i nie ma śladu po najniższych częstotliwościach. Dalej już równo. Co ciekawe, niezależnie od tego, gdzie znajdowaliśmy się w basenie, to częstotliwościowo – oprócz pewnych zjawisk falowych – było tak samo. Co więcej, powyżej 2 m mieliśmy również (znów niezależnie od odległości) do czynienia z takim samym natężeniem dźwięku.   Trzeba przyznać, że możliwość odsłuchu muzyki pod wodą jest dla wszystkich niezwykłym przeżyciem. Aby mieć pełny obraz tego rodzaju odbioru muzyki, trzeba oczywiście samemu zanurzyć się i posłuchać. Gdyby jednak spróbować opisać to wrażenie, można porównać tego rodzaju warunki do sytuacji, w której słuchalibyśmy bardzo małego głośnika z głową umieszczoną pod kranem w przestrzeni niewielkiej łazienki ze ścianami pokrytymi płytkami. Transmitowany przez wodę dźwięk jest bardzo bezpośredni, bliski, z charakterystycznym brakiem niskich częstotliwości i lekko uwypuklonym pasmem środkowym. Ukłony dla organizatorów należą się również za dobór instrumentów, które pod wodą zabrzmiały w sposób szczególnie interesujący. Projekt aXes to wydarzenie jedyne w swoim rodzaju, faktycznie łączące sztukę kompozytorską, wykonawczą i akustykę, która zajmuje przecież zawsze bardzo istotne miejsce w hierarchii wszystkich czynników odpowiedzialnych za postrzeganie dźwięku i brzmienia w ogóle. Jesteśmy pewni, że kolejne edycje przedsięwzięcia przyniosą nam możliwość obcowania w następnych niecodziennych przestrzeniach i dadzą zupełnie nowe spojrzenie na muzykę.     Adam Pilch, Akademia Górniczo-Hutnicza: Basen jako ograniczona przestrzeń propagacji fal zachowuje się jak pomieszczenie z twardymi, odbijającymi dźwięk ścianami. Jednak w związku z dużą prędkością dźwięku w wodzie, wymiary należy przeskalować czterokrotnie. Duży basen sportowy o wymiarach 25 × 15 m zamienia się w małe pomieszczenie o wymiarach około 5,7 × 3,4 m. Dlatego dźwięki o niskich częstotliwościach są bardzo mocno tłumione wraz ze wzrostem odległości od źródła (spadek o 25 dB dla częstotliwości 63Hz). Dla wyższych częstotliwości poziom ciśnienia akustycznego zależał w znacznie mniejszym stopniu od odległości względem źródła dźwięku.        tekst i zdjęcia Łukasz Kornafel Muzyka i Technologia