Диффузия в архитектурной акустике — это равномерное распространение звуковой энергии в данной среде. Идеально диффузное звуковое пространство — это пространство, в котором время реверберации одинаково в любой позиции прослушивания. Большинство внутренних пространств не являются диффузионными; время реверберации значительно различается в зависимости от помещения. На низких частотах они страдают от заметных резонансов, называемых комнатными модами .
Диффузоры (или диффузоры) используются для устранения звуковых аберраций, таких как эхо, в помещениях. Они являются отличной альтернативой или дополнением к звукопоглощению, поскольку не удаляют звуковую энергию, но могут использоваться для эффективного подавления отчетливых эхо и отражений, сохраняя при этом пространство для живого звучания. По сравнению с отражающей поверхностью, которая приводит к отражению большей части энергии под углом, равным углу падения, диффузор заставляет звуковую энергию излучаться во многих направлениях, что приводит к более диффузному акустическому пространству . Также важно, чтобы диффузор распространял отражения как во времени, так и в пространстве. Диффузоры могут способствовать распространению звука, но во многих случаях их используют не поэтому; их чаще используют для удаления окраски и эха.
Диффузоры бывают разных форм и материалов. Рождение современных диффузоров ознаменовалось изобретением Манфредом Р. Шрёдерсом теоретико-числовых диффузоров в 1970-х годах. Идея пришла ему в голову во время лекции Андре Вейля в Геттингене в 1977 году «Суммы Гаусса и квадратичные вычеты» , посвященной 200-летию со дня рождения Гаусса. [1]
Диффузоры на основе последовательности максимальной длины состоят из полос материала двух разных глубин. Размещение этих полосок соответствует MLS. Ширина полосок меньше или равна четверти длины волны частоты, на которой желателен максимальный эффект рассеяния. В идеале между нижними полосами размещают небольшие вертикальные стенки, улучшающие эффект рассеяния при тангенциальном падении звука. Пропускная способность этих устройств довольно ограничена; на одну октаву выше расчетной частоты эффективность диффузора падает до уровня плоской поверхности.
Диффузоры на основе МЛС по многим параметрам превосходят геометрические диффузоры; у них ограниченная пропускная способность. Новой целью было найти новую геометрию поверхности, которая бы сочетала в себе превосходные диффузионные характеристики конструкций MLS с более широкой полосой пропускания. Была открыта новая конструкция, названная диффузором квадратичного вычета . [2] Сегодня диффузор квадратичного вычета или диффузор Шредера все еще широко используется. Диффузоры с квадратичным вычетом могут быть предназначены для рассеивания звука в одном или двух направлениях.
Диффузоры с примитивными корнями основаны на теоретико-числовой последовательности, основанной на примитивных корнях . Хотя они создают провал в отклике рассеяния, на самом деле этот провал слишком узок для того, чтобы его можно было использовать. По своим характеристикам они очень похожи на диффузоры с квадратичным вычетом. [3] [4]
Используя численную оптимизацию, можно увеличить количество теоретических расчетов, особенно для диффузоров с небольшим количеством скважин за период. Но большим преимуществом оптимизации является то, что можно использовать произвольные формы, которые лучше сочетаются с архитектурными формами.
Созданные, как и большинство диффузоров, для создания «большого звука в маленькой комнате», в отличие от других диффузоров, двумерные диффузоры рассеивают звук по полусферической схеме. Это достигается путем создания сетки, полости которой имеют ямы различной глубины, в соответствии с матричным сложением двух квадратичных последовательностей, равных или пропорциональных последовательностям регулярного диффузора. [5] Эти диффузоры очень полезны для контроля направления рассеивания, особенно в студиях и диспетчерских. [6]