拡散（音響）

建築音響学における拡散とは、特定の環境内で音エネルギーが均一に広がることです。完全に拡散する音響空間とは、どのリスニング位置でも残響時間が同じである空間です。ほとんどの室内空間は非拡散性であり、残響時間は部屋の周囲でかなり異なります。低周波数では、室内モードと呼ばれる顕著な共鳴が発生します。

ディフューザー（または拡散器）は、室内のエコーなどの音響異常に対処するために使用されます。ディフューザーは音エネルギーを除去しないので、吸音の優れた代替手段、または補完手段であり、生きた響きの空間を残しながら、はっきりとしたエコーや反射を効果的に減らすことができます。エネルギーのほとんどが入射角と同じ角度で反射される反射面と比較して、ディフューザーは音エネルギーを多くの方向に放射するため、より拡散性の高い音響空間が生まれます。また、ディフューザーが反射を時間的にも空間的にも拡散することも重要です。ディフューザーは音の拡散を助けますが、多くの場合、それがディフューザーが使用される理由ではありません。ディフューザーは、色付けやエコーを除去するために使用されることが多いのです。

ディフューザーにはさまざまな形や素材のものがあります。現代のディフューザーの誕生は、1970年代にマンフレッド・R・シュレーダースが数論的ディフューザーを発明したことに始まります。彼は、1977年にアンドレ・ヴェイユがゲッティンゲンでガウス生誕200周年を記念して行った「ガウスの和と平方剰余」という講演中にこのアイデアを思いつきました。 ^[1]

最大長シーケンスベースのディフューザーは、2 つの異なる深さの材料のストリップで作られています。これらのストリップの配置は MLS に従います。ストリップの幅は、最大の散乱効果が望まれる周波数の波長の 4 分の 1 以下です。理想的には、下部のストリップの間に小さな垂直壁を配置し、接線方向の音の入射の場合の散乱効果を改善します。これらのデバイスの帯域幅はかなり制限されており、設計周波数の 1 オクターブ上では、ディフューザーの効率は平面の効率まで低下します。

MLS ベースの拡散器は、多くの点で幾何学的拡散器よりも優れていますが、帯域幅が限られています。新しい目標は、MLS 設計の優れた拡散特性とより広い帯域幅を組み合わせた新しい表面形状を見つけることでした。新しい設計が発見され、2 次剰余拡散器と呼ばれました。^[2]現在でも、2 次剰余拡散器またはシュレーダー拡散器は広く使用されています。2 次剰余拡散器は、1 方向または 2 方向に音を拡散するように設計できます。

原始根拡散器は原始根に基づく数論的シーケンスに基づいています。散乱応答にノッチを生成しますが、実際にはノッチは帯域幅が狭すぎるため役に立ちません。パフォーマンスの点では、二次剰余拡散器と非常によく似ています。^{[3] [4]}

数値最適化を使用すると、特に周期あたりの井戸の数が少ないディフューザーの場合、理論的な設計の数を増やすことができます。しかし、最適化の大きな利点は、建築形態とよりよく調和する任意の形状を使用できることです。

2次元拡散器は、他の拡散器とは異なり、ほとんどの拡散器と同様に「小さな部屋で大きな音」を作り出すように設計されており、半球状のパターンで音を拡散します。これは、通常の拡散器と等しいか比例する2つの二次方程式のマトリックス加算に従って、さまざまな深さの井戸を持つ空洞を持つグリッドを作成することによって行われます。^[5] これらの拡散器は、特にスタジオやコントロールルームで拡散の方向を制御するのに非常に役立ちます。^[6]

• 防音バッフル

• TJ Cox および P. D'Antonio、「音響吸収体および拡散体 - 理論、設計および応用」 Spon press。
• MR Schroeder、「科学とコミュニケーションにおける数論」、Springer-Verlag、1984年。特にセクション15.8と26.6を参照。