Акустика гибридного офиса: как подобрать и расставить микрофоны, чтобы слышать голос, а не посторонний шум

от автора

Привет, Хабр! Я Дмитрий Белозеров из МТС Линк, моя команда отвечает за ПО и оборудование для переговорных комнат и сервис Rooms. Одна из задач, которую компании часто решают по-разному, — это расположение микрофонов в переговорной комнате. Цель кажется простой: добиться классного звука без помех, лишнего шума и эха. Но вы замечали, что после часового видеозвонка из красивой стеклянной переговорки команда жалуется на усталость, а удаленные коллеги не могут вспомнить, о чем шла речь? Проблема почти всегда кроется не в плохом интернете, а в звуке. 

Взяв за основу свой опыт и экспертизу коллег — руководителей проектов МТС Линк Олега Бурдяка и Андрея Чернова, расскажу, какие типы микрофонов бывают, как помещение влияет на акустику и что делать, чтобы снизить уровень шума. Вы узнаете, как быстро проверить реверберацию без сложных приборов, куда размещать звуковые панели и как заставить комнату из бетона и стекла, чтобы она зазвучала почти как профессиональная студия.

Типы микрофонов для переговорных комнат

Прежде чем разбирать, как расставлять микрофоны, предлагаю пройтись по типам — ведь многое в плане качестве звука будет зависеть именно от них.

Спикерфоны

С помощью такого устройства можно одновременно вести беседу и слышать, что говорят участники онлайн-встречи. Многие спикерфоны портативны: могут работать от аккумулятора и поддерживают bluetooth, что позволяет свободно перемещать их по комнате и не думать об организации кабелей.

Спикерфоны — обычно всенаправленные устройства, внутри которых находится от двух до 4–6 микрофонов по кругу или треугольником. Это одни из самых популярных решений не только из-за формата 2 в 1, но и за счет технологий — даже недорогие модели поддерживают базовый набор 3А для улучшения качества приема звука: AGC — автоматическая регулировка усиления, ANS — шумоподавление и AEC — эхоподавление. Но на небольших спикерфонах звук из динамиков часто может искажаться (особенно на максимальной громкости), а голоса передаются с помехами.

Классное решение для небольших и средних переговорных комнат на 20 квадратных метров и 4–6 спикеров, для больших пространств. Некоторые модели спикерфонов работают как массивы — они могут быть с выносными микрофонами или поддерживать каскадное подключение из двух-трех устройств. Это уже решения для больших переговорок до 60 метров. Здесь обычно качество приема лучше, а сами динамики работают без искажений — подойдет не только для общения, но и чтобы (вдруг!) послушать музыку 😀

Спикерфоны от Vinteo и Yealink могут захватывать звук на расстоянии до пяти метров, а встроенные динамики позволят комфортно слышать удаленных участников встречи

Спикерфоны от Vinteo и Yealink могут захватывать звук на расстоянии до пяти метров, а встроенные динамики позволят комфортно слышать удаленных участников встречи

Настольные микрофонные массивы

Это широконаправленные устройства, внутри которых находится от 3 до 128 микрофонов-капсюлей. Но на практике эффективность зависит не только от количества капсюлей, но и от качества алгоритмов обработки и синхронизации. Кроме базового набора 3А такие устройства могут определять направление звука и формировать узкие лучи захвата, чтобы подавлять шум с определенной стороны и усиливать сигнал там, где есть речь. Зачастую чем больше капсюлей, тем эффективней определяется и отслеживается источник звука, а в более дорогих вариантах добавляется еще и ИИ, который удаляет лишние шумы и повышает качество голоса. В итоге массивы в переговорке позволяют проводить встречи так, чтобы участники могли свободно перемещаться, показывать что-то на доске, говорить с разной громкостью. И все это будет звучать ровно и четко для тех, кто слушает в онлайне.

Обычно размещают один или два массива по центру стола для переговорок до 25 квадратных метров. Для больших переговорных комнат используют зональное покрытие с синхронизацией по Dante или другим технологиям.

Микрофонные массивы формируют лучи и автоматически выравнивают сигнал при движении докладчика, а также умеют работать в зонах, чтобы лучше охватывать голоса людей за круглым, квадратным или прямоугольным столом

Микрофонные массивы формируют лучи и автоматически выравнивают сигнал при движении докладчика, а также умеют работать в зонах, чтобы лучше охватывать голоса людей за круглым, квадратным или прямоугольным столом

Потолочные микрофонные массивы

С настольными микрофонными массивами есть момент: если на столе много ноутбуков и других предметов, то звук не всегда захватывается корректно: луч может рассеиваться из-за предметов, которые загораживают говорящего. Эту проблему решают потолочные массивы — они упрощают захват звука в помещениях с загроможденными столами, но требуют заранее продумать питание и подключение по PoE или PoE+, а также проектирования с учетом зонирования и компенсацией задержек при взаимодействии с колонками. Поэтому применяют такие массивы чаще в конференц-залах высшего класса.

У потолочных массивов часто больше функций: есть модели, которые формируют 8–12 независимых зон, чтобы обеспечить круговой захват звука во время конференции. Также в потолочных массивах используются адаптивные алгоритмы формирования луча, которые анализируют, как звук отражается от стен, где находятся источники шума и какова реверберация. Если в комнату зашел еще один человек, открылась дверь, включился проектор — массив за пару секунд пересчитывает акустическую карту помещения и подавляет лишние звуки.

Потолочные массивы подходят для переговорных комнат, где рассадка часто меняется, а предметы мебели переставляют. Например, когда спикер не сидит на месте, а ходит у флипчарта или презентует что-то у доски. 

Обычно массив устанавливают на высоте от 2,4 до 3,5 метров до речевой зоны, поэтому устройства могут быть как встраиваемыми, так и выносными

Обычно массив устанавливают на высоте от 2,4 до 3,5 метров до речевой зоны, поэтому устройства могут быть как встраиваемыми, так и выносными

Микрофоны на гибкой ножке

Гибкую ножку еще называют гусиной шеей, а сами устройства — пультами делегатов. Это узконаправленные устройства, где капсюль находится в 20–30 см от рта. Такое расположение дает наилучшее соотношение сигнала и шума, но в ущерб эстетике: микрофон не может быть один, поэтому даже в переговорке на шесть человек, стол будет усыпан стойками, которые закрывают лицо. Такие микрофоны подойдут для формальных совещаний, где важен контроль говорящего и синхронный перевод, так как система может работать в связке со специальным блоком управления.

Такие микрофоны тоже требуют качественной акустики в помещении — если ее не будет, спикеру придется близко подносить микрофон или говорить громче

Такие микрофоны тоже требуют качественной акустики в помещении — если ее не будет, спикеру придется близко подносить микрофон или говорить громче

Как помещение влияет на акустику и качество звучания

Спикерфон с двумя микрофонами не покроет переговорную комнату на 40 квадратных метров, но и группа из трех самых крутых микрофонных массивов может сработать плохо — участники на той стороне могут слышать эхо и помехи. Почему? Потому что удаленный участник слышит комнату через микрофон, а затем его собственный голос возвращается через колонки и снова отражается от стен, при этом захватывая еще и другие шумы из помещения. Тема по акустике обширная, тут расскажу о базовых моментах — о реверберации и звукоизоляции.

Из-за чего появляется реверберация и посторонний шум

Реверберация — это период, за который звук затухает на 60 дБ после того, как человек перестал говорить. Для переговорных комнат оптимальный показатель — от 0,3 до 0,5 секунд. Если показатель выше, слова начинают накладываться друг на друга и превращаются в кашу. Мозг удаленного слушателя тратит колоссальную энергию на расшифровку этой каши, что ведет к быстрому утомлению всей команды. 

Простой способ, как проверить переговорную комнату на уровень реверберации, — хлопнуть в ладоши в центре комнаты или у стены. Если звук затухает мгновенно, все хорошо. Если эхо или быстрое «тат-тат-тат» (дрожащие эхо) — значит, в помещении высокий уровень реверберации. 

Это может выйти боком: например, для потолочного микрофонного массива может быть заявлено восемь метров охвата, но в комнате с реверберацией более 0,8 секунд реальная рабочая дальность падает до 4–5 метров. Это же касается и настольных микрофонов (показал на иллюстрации):

Если микрофоны на столе можно переставить поближе к спикерам, то потолочные придется или переносить, или перестраивать акустику во всем помещении

Если микрофоны на столе можно переставить поближе к спикерам, то потолочные придется или переносить, или перестраивать акустику во всем помещении

Для оценки качества звукопоглощения материалов используется показатель NRC со значением от 0 до 1 — он показывает долю поглощенной акустической энергии. Например, бетон, мрамор, стекло, гипсокартон и другие гладкие и твердые поверхности прекрасно отражают звук, и их показатели обычно колеблются на уровне 0,1–0,2. Мягкие и пористые материалы, например акустические панели, стекловолокно и плотные шторы, хорошо поглощают звук — их показатели NRC приближаются к 0,8+. 

Теперь про шум. Для переговорных комнат уровень фонового шума не должен превышать 30–35 дБ -— это чуть выше порога слышимости. При 40 дБ и выше начинаются проблемы с восприятием речи. Если в тишине отчетливо есть гул, то удаленные участники услышат его громче, потому что микрофоны автоматически усиливают сигнал.

Немного о колонках для вывода звука

Громкоговоритель (монитор) влияет не только на общее качество звука и его громкость, но и на появление эха и искажений. Поэтому в характеристиках уровень громкости не должен превышать 60–75 дБ при любом положении прослушивания, а для качественного воспроизведения голоса — 80 Гц — 12 кГц с неравномерностью ±5 дБ в зоне прослушивания.

Чтобы голос звучал естественно, громкоговоритель лучше разместить непосредственно над экраном и дальше от камеры, если у нее есть автонаведение, а при частой демонстрации контента — по бокам экрана. Количество громкоговорителей зависит от размера помещения — в больших помещениях для равномерного покрытия часто нужны дополнительные громкоговорители, которые будут работать в единой системе с настроенными зонами задержки.

Акустические системы могут как выделятся в интерьере комнаты, так и быть скрытым

Как уменьшить эхо и снизить уровень шума

Способов много — тут все зависит от самого помещения и бюджета. Но как вы поняли, главная задача — это снизить уровень шума и подумать над отражением звука. Базовые действия: держать окна и двери закрытыми (тут, правда, придется подумать о вентиляции), не размещать микрофоны вблизи кондиционеров или ноутбуков с активным охлаждением, ну и избегать ровных поверхностей. Ковер хоть и не уменьшит сильно реверберацию, зато сможет погасить высокие частоты, шум шагов или передвигаемых стульев. А вот еще несколько практик, которые помогут улучшить акустику.

Учитывать правило смежных стен. Звукопоглотители нужно размещать минимум на двух стенах, и желательно, чтобы они были смежными, а не строго противоположными. Это разрывает цикл отражений. Площадь покрытия панелями и их расположение рассчитывают исходя из объема помещения и целевого времени реверберации, но часто достаточно покрыть 20–40% площади стен в переговорной для заметного эффекта. Кстати, панели бывают разные. Важен частотный диапазон в характеристиках: низкие частоты затухают медленнее, поэтому панель, рассчитанная на средние частоты, не решит проблему «бубнежа». 

Оставлять воздушный зазор. Акустические панели или плотные текстильные шторы нужно вешать на расстоянии от двух до пяти сантиметров от стены. Это заметно повышает их эффективность на низких и средних частотах.

Ставить предметы для рассеивания звука. Обычные книжные полки с книгами разного формата работают как отличные диффузоры, разбивая звуковые волны и не давая им лететь обратно. Но если шкаф ставить не хочется — есть специальные диффузоры, которые монтируются под углом: они не просто поглощают звук, а перенаправляют отражения в другие поглотители, убирая дрожащее эхо. Стоит решение дорого, но часто работает лучше, чем мебель.

Переговорную комнату можно оборудовать так, что получится почти студия для записи музыкального альбома 😀

Переговорную комнату можно оборудовать так, что получится почти студия для записи музыкального альбома 😀

Итого

Акустика — это единая система. Бесполезно покупать потолочный микрофон в переговорку, где три стены из голого стекла, а пол — из полированного керамогранита. 

Начинайте с комнаты

Прежде чем выбирать, какой массив красивее смотрится на потолке, стоит честно ответить на три вопроса: сколько людей обычно сидит в переговорке, что они там делают и насколько важна разборчивость речи. Для быстрого стендапа на пару человек требования одни, для регулярных переговоров с клиентами — совсем другие. Поэтому сначала оцените геометрию помещения, материалы отделки и наличие постоянных источников шума.

Оценивайте уровень шума

Оценить переговорку «на слух» можно, но лучше подкрепить ощущения простыми измерениями. Даже обычное приложение на смартфоне, которое показывает уровень шумового фона в децибелах и примерное время реверберации, дает отправную точку. Если в тишине приложение стабильно показывает 40 дБ и выше, то любой микрофон будет тащить наверх не только голос, но и все лишнее. В таких условиях логичнее сначала доработать акустику комнаты панелями и текстилем, а уже потом вкладываться в дорогие потолочные массивы.

Подбирайте микрофон под сценарий

Красивый потолочный микрофон — не всегда подходящее решение. Для небольших переговорок, где участники сидят за столом и не встают, часто достаточно настольного массива или качественного спикерфона. Там, где есть формальные совещания, голосования и синхронный перевод, лучше всего подходят микрофоны на гибких ножках. Потолочные массивы раскрываются в больших и гибких пространствах. 

Не забывайте о влиянии колонок

Микрофон сам по себе не делает звук «студийным». Между говорящим и удаленным слушателем всегда есть цифровой процессор, который занимается автоматической регулировкой усиления, подавлением шума и эхоподавлением. Если колонки стоят так, что постоянно набрасывают звук на микрофон, никакой алгоритм не справится. Хорошая практика — заранее продумать, где будут стоять громкоговорители и куда они будут направлены.

Тестируйте в разных сценариях

Устройте обычный видеозвонок с коллегами, которые сидят в другой комнате или работают удаленно. Попросите их честно оценить, насколько легко воспринимать речь, слышны ли лишние звуки и как ведет себя система, когда говорят одновременно несколько человек. Также стоит записать кусок встречи с их стороны и послушать, как ведет себя акустика в комнате.

А как вы боретесь с эхом и шумами в своих переговорках? Приходилось ли вам клеить акустический поролон или вы нашли элегантные дизайнерские решения? Делитесь опытом в комментариях — давайте обсудим! 👇

ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1044942/