Outline Butterfly - „Motylkowy” line array

Oczywiście ani pani Irena, ani jej piosenka, ani też rozważania anatomiczne dotyczące motyli nie będą tematem tego artykułu, chociaż w kwestii tego ostatniego nie jest tak do końca. Poruszymy bowiem temat systemu nazwanego „Butterfly” – czyli po polsku „motyl” – tak więc i szczegóły anatomiczne naszego „motylka” znajdą się w niniejszym artykule.

Butterfly to system lina array włoskiego producenta, firmy Outline, którego szerzej zaprezentowaliśmy w poprzednim numerze, toteż nie będziemy powtarzać tych informacji i od razu przejdziemy do rzeczy.

RYS HISTORYCZNY

Pierwsze prace koncepcyjne nad prototypem falowodu, który jest technologią opatentowaną przez Outline (o nim za moment), jak również nad obudową modułów systemu Butterfly (również opatentowaną) Guido Noselli rozpoczął w 2001. Prace nad rozwojem prototypów oraz nad innymi – również opatentowanymi – technologiami, a także „testy w boju” nowego systemu trwały przez cały rok 2002, aż w marcu 2003, podczas targów Prolight + Sound we Frankfurcie, miała miejsce oficjalna premiera systemu Butterfly. Od tego czasu „motylek” pojawiał się wielokrotnie na największych scenach i koncertach, np. tych, na które sprzęt dostarczał jeden ze światowych gigantów rentalowych, firma Britannia Row. Nie gościł tylko w Polsce, a przynajmniej ja nie przypominam sobie tego faktu (do kwietnia tego roku, gdzie jego „próbka” zagrała w Bełchatowie podczas seminarium Pol-Audio). Czy Butterfly znajdzie swojego nabywcę w Polsce i na stałe zagości na imprezach organizowanych między Bugiem a Odrą? Aby tak się stało, najpierw trzeba dobrze zapoznać się z tym systemem, a jednym z kroków do tego może być lektura tegoż artykułu.

PIERWSZY RZUT OKA

Butterfly jest systemem line array w pełnym tego słowa znaczeniu, tzn. spełniającym wszystkie kryteria niezbędne do tego, aby uzyskać tzw. falę cylindryczną, tj. koherentną (jakie to są kryteria pisałem już kiedyś w artykule o zasadach pracy systemów liniowych – zainteresowanych odsyłam do numeru LSP 4/2006). Składa się z dwóch zestawów głośnikowych – szerokopasmowego HI-PACK C.D.H. 483 i niskotonowego LOW-PACK C.D.L. 1815. Jest on jednoznacznie i natychmiast rozpoznawalny, co zawdzięcza nietypowemu kształtowi obudowy, tak modułów szerokopasmowych (które przywodzą na myśl lecącego motyla – stąd nazwa systemu), jak i niskotonowych. Moduły HI-PACK C.D.H. 483 są wyjątkowo lekkie, jak na zestawy wyposażone w 5 przetwoików, bowiem ważą tylko 34 kg, co jest drugim powodem nadania takiej nazwy systemowi. Pojedynczy moduł pracuje w paśmie od 110 Hz do 18 kHz (±3 dB), zaś cztery moduły połączone w jeden klaster oferują pasmo poszerzone nieco w dół, grają bowiem od 80 Hz (również przy 3-decybelowym spadku poziomu ciśnienia). Dyspersja jednego modułu to 90 stopni w poziomie, jeśli zaś chodzi o kąt promieniowania w płaszczyźnie pionowej, to jest to – jak zwykle w tego typu sytuacjach – zależne od wielkości i konfiguracji klastra.

C.D.H. 483 jest napędzany w systemie Bi-amp, choć jest systemem trójdrożnym (szczegóły na ten temat już za moment), „przyjmując” 800 W mocy ciągłej AES w sekcji nisko-średniotonowej (o impedancji 4 omów) i 120 W sekcji wysokotonowej (8-omowej). Moc szczytowa (+6 dB) to odpowiednio 3.200 W i 480 W. Pojedynczy moduł jest w stanie wygenerować maksymalny ciągły SPL (w odległości 1 m, w pełnej przestrzeni sferycznej) wynoszący 128,5 dB (low/mid) i 131 dB (high), zaś poziom szczytowy (+10 dB) to – odpowiednio – 138,5 dB i 141 dB. Jeśli zaś zestawimy klaster złożony z ośmiu modułów, bez kątowania paczek, to zagra on z ciągłym SPL na poziomie 146 + 148 dB. O masie modułu już wspomniałem, więc jeszcze jego wymiary, które wynoszą 240 × 700 × 600 mm.

System Butterfly składa się z dwóch zestawów głośnikowych –
szerokopasmowego HI-PACK C.D.H. 483…

…i niskotonowego LOW-PACK C.D.L. 1815.

Zanim przejdziemy do przedstawienia modułu niskotonowego przyjrzyjmy się, co „siedzi” wewnątrz C.D.H. 483, czyli powiedzmy co nieco na temat

TECHNOLOGII

wykorzystanych do budowy Butterfly’a.

Sekcja wysokotonowa, która, jak wiadomo, w systemach line array jest kluczowa, zbudowana jest w oparciu o driver ciśnieniowy z wylotem o średnicy 1,41” i 3-calową membraną, współpracujący z zaprojektowanym przez Guido Noselli i opatentowanym falowodem o enigmatycznej nazwie D.P.R.W.G., który to skrót rozszyfrowuje się następująco – Double Parabolic Reflective Wave Guide (w wolnym tłumaczeniu – podwójny, paraboliczny falowód odbiciowy). Ponieważ sposób na uzyskanie koherentnej fali z czołem płaskim, wymyślony przez dr. Heila, został opatentowany przez firmę L’Acoustics, twórca Butterfly’a musiał znaleźć inny sposób na uzyskanie takiej fali. Nie wdając się zbyt głęboko w szczegóły techniczne (które można poznać, zgłębiając „White Paper” systemu Butterfly lub dokument AES „Reflective Wave Guides for the reproduction of high frequencies” – obydwa autorstwa Guido Noselli i obydwa do pobrania na stronie www.outline.it) zastosowany w systemie Butterfly falowód wykorzystuje właściwości odbijania i w ten sposób kształtowania wiązki dźwięku, w zależności od kształtu powierzchni odbijającej.

Przykładowo, jeśli rozbieżna wiązka dźwięku, jaką emituje źródło punktowe, zostaje odbita od powierzchni o kształcie paraboli, uzyskujemy w efekcie tego wiązkę równoległą. Przykłady odbicia od tej i innych powierzchni prezentuje rysunek powyżej. Można więc wysunąć wniosek, iż wystarczy emitowaną przez zwykły driver ciśnieniowy falę dźwiękową „przepuścić” przez falowód, w którym zostanie ona odbita od powierzchni parabolicznej, aby na jego wyjściu uzyskać falę koherentną o płaskim czole. Niestety, nie ma tak łatwo. Powyższe wnioski owszem, są prawdziwe, ale w sytuacji, kiedy odbijamy dźwięk emitowany przez idealne źródło punktowe, które – jak wszystko, co ma w nazwie słówko „idealne” – nie istnieje. Co się stanie, jeśli za pomocą powierzchni parabolicznej odbijemy wiązkę dźwięku emitowaną przez rzeczywiste źródło punktowe (a więc takie, którego wymiary nie są pomijalne małe), przedstawia kolejny rysunek.

Aby nie przedłużać i nie wchodzić zbyt głęboko w rozważania natury techniczno-fizycznej powiem tylko tyle, iż rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie podwójnego odbicia, w którym pierwsze odpowiada za uzyskanie wiązki emitowanej przez rzeczywiste źródło zbliżonej do takiej, jaką emituje idealne, wirtualne źródło punktowe, a następnie wykonanie odbicia odpowiadającego za uzyskanie fali z czołem płaskim (patrz kolejny rysunek).

Tak wygląda idea działania falowodu zaprojektowanego przez Guido Noselli dla systemu Butterfly, który nota bene został również wykorzystany w kolejnych systemach liniowych Outline, jak choćby flagowym GTO. W wersji ostatecznej falowód podzielony został na odseparowane fragmenty, aby uniknąć niepożądanych odbić wewnątrz kanału falowodu. Przekrój przez produkcyjną wersję falowodu oraz wygląd częściowo złożonego elementu możemy obejrzeć na ilustracjach na sąsiedniej stronie i powyżej.

Oczywiście falowód to nie wszystko, trzeba też tak zaprojektować obudowę, aby całe pasmo było odtwarzane z odpowiednią jakością i zgodnością fazową pomiędzy współpracującymi w klastrze modułami. Stąd taki nietypowy wygląd obudowy, która ma za zadanie dopasować pasmo najwyższe, emitowane przez falowód D.P.R.W.G., do emitowanego przez w sumie 4 przetwoiki 8-calowe reszty pasma.

Wygląd częściowo złożonego falowodu D.P.R.W.G.

Jeśli chodzi o owe głośniki nisko-średniotonowe oraz odtwarzane przezeń pasma, to mamy kolejną ciekawostkę – dwa z nich, z magnesem neodymowym, odpowiadają za pasmo nisko-średniotonowe (110-400 Hz) i pracują w konfiguracji band-pass. Wyloty nastrojonych odpowiednio komór, w których pracują te dwa przetwoiki, mają kształt dużych szczelin znajdujących się na zaokrąglonych krańcach płyty czołowej obudowy. Pozostałe dwie 8-calówki, z magnesami ferrytowymi, odpowiadają za pasmo 110-1.250 Hz i są umieszczone po obu bokach falowodu (pracują w konfiguracji high-pass, grając „na wprost”, a konkretnie pod kątem 90 stopni względem siebie). Przetwoiki te charakteryzują się mniejszym wychyleniem membrany, niż wcześniej opisywane, co uzyskano przez stosunkowo małe rozmiary komór, w których pracują tylne części ich membran. Dzięki temu ich rezonans został przesunięty wyżej, aby zwiększyć efektywność przetwarzania w zakresie średnich częstotliwości. Co w tym wszystkim jest najciekawsze, to to, iż obie sekcje są po prostu połączone ze sobą równolegle, bez jakiejkolwiek pasywnej zwrotnicy – cała filtracja odbywa się mechanicznie, poprzez odpowiednie nastrojenie komór głośników pracujących w konfiguracji pasmowo-przepustowej. Uniknięto dzięki temu niepożądanych przesunięć fazowych, jakie nieodłącznie towarzyszą wszelkiego rodzaju filtrom analogowym.

Warto w tym miejscu wspomnieć, że Guido kierował się słusznym założeniem, iż środkiem do celu jest świadome stosowanie w akustyce zasad fizycznych i geometrycznych. Był przeciwnikiem nieograniczonego sięgania po suplement w postaci korekcji elektronicznej w modnych dziś „presetach” za każdym razem, gdy coś nie wyszło. Miał głębokie przekonanie, że zjawiska akustyczne są kompletnymi zjawiskami fizycznymi i dlatego przed użyciem elektroniki cierpliwie sprawdzał każdą możliwą konfigurację, która mogłaby doprowadzić do osiągnięcia pożądanego efektu, i trzeba przyznać z szacunkiem, że robił to z powodzeniem w każdym projekcie.

Nie bez znaczenia jest też dość niezwykły kształt obudowy, wykonanej z 14-milimetrowej sklejki brzozowej, otrzymywanej w procesie formowania i klejenia wysokoczęstotliwościowego. Wszystko to ma służyć równomieemu i spójnemu sumowaniu sekcji nisko-średniotonowej i średniotonowej, dzięki czemu uzyskano bardzo wysoką energię przetwarzania w zakresie 80-400 Hz, które to pasmo w systemach podobnej wielkości często jest dość słabo zarysowane.

Dużo by jeszcze można było pisać o technologii zestawu HI-PACK C.D.H. 483, ale ograniczona ilość miejsca i udręczone umysły części Czytelników każą mi przerwać te wywody, a zainteresowanych bardziej szczegółowym opisem technicznym systemu Butterfly odesłać do wspomnianych już wcześniej artykułów Guido Noselli.

Summa summarum dzięki opisanym technologiom (i tym nieopisanym również) uzyskano bardzo dobrą kierunkowość w poziomie, która od około 1 kHz aż do końca odtwarzanego pasma zachowuje kąt dyspersji równy 90o, oraz bardzo równomieą charakterystykę amplitudową w szerokim zakresie przetwarzania (podbicie góego zakresu jest „normą” w tego typu modułach), mierzoną zarówno w osi, jak i poza nią – można to skonfrontować z charakterystykami na jego stronie inteetowej udostępnionymi przez producenta.

LOW-PACK

Drugi zestaw głośnikowy, wchodzący w skład systemu Butterfly, to moduł niskotonowy LOW-PACK C.D.L. 1815. Tutaj również oko przyciąga niezwykły kształt obudowy, ale to nie wszystko, co niezwykłego ma on do zaoferowania – zestaw ten może pracować z kardioidalną, a nawet hiperkardioidalną charakterystyką promieniowania. Fakt, że obecnie może nie jest to takie wielkie „halo”, ale w czasach jego premiery Outline był jednym z bodajże trzech producentów na świecie oferujących zestaw basowy o takich możliwościach (pozostali dwaj to Meyer Sound i Nexo).

C.D.L. 1815 wyposażony jest w dwa głośniki – 18-calowy, promieniujący bezpośrednio, oraz 15-calowy wewnątrz obudowy, odpowiedzialny za uzyskanie charakterystyk kierunkowych. Przetwoiki są zasilane z oddzielnych końcówek mocy (czy też kanałów). Charakterystykę kardioidalną uzyskuje się w głównej mierze – jak w większości produktów Outline – na drodze fizycznej. Poprzez odpowiednie zaprojektowanie obudowy, jej geometrii i pojemności, uzyskano odpowiednie przesunięcia fazowe między głośnikami, bez konieczności uciekania się do zaawansowanej obróbki na drodze elektronicznej.

Prawdziwym przełomem jest zastosowanie hybrydowej, rozpatrując to w świetle praw fizyki kompleksowej, kombinacji interakcji „mechanicznych” filtrów pasmowo-przepustowych i góozaporowych, jakie zastosowano do obciążenia dwóch głośników umieszczonych we wspólnej przestrzeni opatentowanej obudowy. Warto podkreślić, że jest to zupełnie nowatorskie podejście, jakiego nie obejmują żadne opublikowane opracowania.

Obudowa zestawu wykonana jest z takiej samej 14-milimetrowej sklejki kompozytowej, jak moduły C.D.H. 483. Jej nietypowy kształt sprawia, że jest ona bardzo sztywna, co pozwoliło na wyeliminowanie wewnętrznych rezonansów w zakresie operacyjnym pracy zestawu.

Przyglądając się charakterystykom kierunkowym LOW-PACKa w trybie pracy kardioidalnej i bezkierunkowej można zauważyć, że w całym zakresie częstotliwości, w którym pracuje, tłumienie z tyłu (względem przedniej strony) jest nie mniejsze niż 12 dB przy 120 Hz (sugerowana maksymalna częstotliwość odcięcia filtru crossovera) oraz 15 dB w pozostałych pasmach (100, 80, 63, 50 i 40 Hz). Oczywiście konstrukcja LOW-PACK C.D.L. 1815 jest również chroniona patentem, zarówno we Włoszech, jak i na świecie.

I jeszcze kilka najważniejszych parametrów LOW-PACKa. Pasmo przenoszenia zawiera się w granicach 40-120 Hz (±3 dB), moc ciągła AES to 1.000 W (głośnik 18”) + 350 W (15-calówka), zaś szczytowa (+6 dB) to – odpowiednio – 4.000 i 1.400 W. Pozwala to na uzyskanie maksymalnego ciągłego poziomu ciśnienia dźwięku równego 132 dB (142 dB w szczycie), zaś w przypadku zestawienia klastra złożonego z ośmiu takich modułów w odległości 1 m możemy spodziewać się 149 dB SPL (ciągłego). Wymiary zestawu to 483 x 700 x 600, a więc ma taką samą szerokość i głębokość, jak C.D.H. 483, i dwa razy większą wysokość, zaś masa wynosi 46 kg.

HARDWARE

Zarówno zestawy HI-PACK, jak i LOW- -PACK mają zintegrowany z obudową hardware takiego samego typu, co pozwala na zestawianie obu tych zestawów w jednym klastrze. Hardware ten pozwala na rozchylanie modułów względem siebie, z minimalnym krokiem wynoszącym 0,25 stopnia! (maksymalny kąt rozchylenia 7,5o). Zarówno parametry (wymiary), jak i materiał użyty do produkcji hardware’u spełniają wszelkie, najbardziej restrykcyjne, międzynarodowe normy bezpieczeństwa, pozwalając na podwieszenie do 32 modułów HI-PACK C.D.H. 483 na wysokości ok. 8 metrów i do 24 zestawów basowych LOW-PACK C.D.L. 1815 (w osobnym gronie) na wysokości ok. 11,5 m.

MANTAS

Co prawda moduł, o którym chciałbym wspomnieć na koniec, jest składnikiem osobnego systemu o nazwie Mantas (zaprezentowanego po raz pierwszy w 2009 roku), jednak zarówno zastosowane technologie, jak i sam jego wygląd nie odbiega wiele od modułów szerokopasmowych systemu Butterfly, a zintegrowany hardware pozwala na jego podwieszanie razem z elementami Butterfly’a w jednym klastrze. Dzięki zaś temu, że jego kąt dyspersji w poziomie wynosi 120 stopni, często stosuje się taką kombinację, tzn. podwieszając u samego dołu systemu Butterfly jeden (lub więcej, w zależności od wielkości klastra) moduł Mantas, pełniący w takiej konfiguracji rolę downfilla. Oczywiście Mantas może też pracować jako oddzielny system, w miejscach, gdzie wymagane jest nagłośnienie o szerokim kącie promieniowania.

W porównaniu do Butterfly’a moduł Mantas ma tylko 3 głośniki – taki sam, jak w „motylku” driver z 3-calową membraną, współpracujący z falowodem D.P.R.W.G, oraz dwa (zamiast czterech) woofery o średnicy 8 cali, z magnesem ferrytowym. Pasmo przenoszenia jednej „paczki” zawiera się w zakresie od 90 Hz do 18 kHz (±3 dB), zaś moc dostarczana wynosi 400 + 110 W (ciągła, AES) i 1.600 + 440 W (szczytowa, +6 dB). Maksy malny ciągły SPL jednego modułu to 123 dB (sekcja nisko-średniotnowa) i 128 dB (sekcja wysokotonowy), a szczytowy – odpowiednio – 133 i 138 dB. Wymiary i masa Mantasa są naprawdę niewielkie – 240 × 752 × 521 mm i 24 kg!

OPENARRAY 3D

Outline oferuje wraz ze swoimi systemami liniowymi narzędzie do zaprojektowania właściwej ich konfiguracji w danym miejscu – oprogramowanie Openarray 3D. Soft wykonuje symulację w trzech wymiarach „zachowania” się danego systemu, tj. prezentuje rozkład poziomu ciśnienia dźwięku w zadanej, nagłaśnianej przestrzeni. Oprogramowanie zawiera bibliotekę szerokiej gamy produktów Outline’a, począwszy od wszystkich oferowanych obecnie systemów line array, poprzez subwoofery, na najpopulaiejszych zestawach tubowych (typu „źródło punktowe”) kończąc. Dzięki temu można w bardzo przewidywalny sposób zasymulować pracę całego systemu – nie tylko klastrów systemów liniowych, ale również subbasów czy frontfilli zrealizowanych na zestawach tubowych.

Openarray oferuje również możliwość importowania plików DXF innych zestawów czy systemów głośnikowych.

ZAMIAST PODSUMOWANIA

Outline – jak widać po tym dość pobieżnym opisie technologii, które stosuje w swoich produktach (na przykładzie systemu Butterfly) – nie idzie na łatwiznę. Dzięki ciężkiej pracy zespołu R&D (którego motorem napędowym był Guido Noselli) znalazł własny, zupełnie inny od większości konkurentów, pomysł na wcielenie w życie idei źródła liniowego, wytwarzając produkt o wysokiej jakości, tak wykonania, jak i brzmienia. Potwierdzeniem tej tezy są dziesiątki firm nagłośnieniowych na całym świecie, z Britannia Row na czele, które zdecydowały się zaufać włoskiemu producentowi i nie zawiodły się. Zyskały bowiem produkt wysokiej klasy, który nagłaśniał (i w dalszym ciągu nagłaśnia) koncerty największych gwiazd światowej sceny, w niemalże każdym zakątku ziemskiego globu (no, może oprócz Antarktydy i… Polski, niestety). Wiadomo powszechnie, że zadowolony klient nie tylko będzie polecał dobry produkt i jego producenta innym, ale za jakiś czas ponownie wróci po kolejny zakup. Można więc śmiało założyć, iż użytkownicy Butterfly’a należą właś nie do grupy klientów zadowolonych, skoro znaczna część z nich zdecydowała się również na zakup nowego, wielkoformatowego systemu GTO, o którym też wkrótce napiszemy na łamach LSI, i którego – mam cichą nadzieję – będziemy mogli oglądać i słuchać na koncertach naszych rodzimych wykonawców i gości z zagranicy.

Piotr Sadłoń

Więcej informacji o systemie Butterfly oraz innych produktach firmy Outline na stronie inteetowej producenta: www.outlinearray.com i polskiego dystrybutora: www.mbspro.pl.