Informe y cualificación de la fuente (ISO 3382-1)

Casi toda la ISO 3382-1 habla de cómo medir. Esta página habla de las cuatro tablas que imprime y de las reglas que las acompañan: qué tiene que ser una fuente antes de poder usarse, a cuántas butacas tiene que llegar un barrido, cómo se promedian las bandas hasta el único número por el que se cita una sala, y qué tiene que decir el informe.

Una fuente que no es omnidireccional mide una sala distinta según hacia dónde apunte. La Tabla 1 dice cuánto puede alejarse de la omnidireccionalidad, banda a banda, y 4.2.1 dice cómo averiguarlo.

Una fuente cualifica a 125 Hz y falla a 4 kHz, y la Tabla A.1 no promedia todas las magnitudes sobre las mismas bandas.

El barrido se hace sobre un plato giratorio, o midiendo cada 5 grados si no lo hay. En cualquier caso las lecturas se combinan en arcos deslizantes de 30 grados, y cada arco se compara con una referencia que es «a 360 degree energetic average in the measurement plane». Fuente y micrófono están a 1,5 m como mínimo durante todo el barrido.

import numpy as np
from phonometry import room

bearings = np.arange(72) * room.DIRECTIVITY_STEP_DEG
pattern = 7.5 * np.cos(8.0 * np.deg2rad(bearings))
pattern += 2.4 * np.cos(16.0 * np.deg2rad(bearings))

deviation = room.gliding_directivity_deviation(94.0 + pattern)
print(round(float(np.max(np.abs(deviation))), 2))   # 6.89  dB
print(room.source_directivity_limit(4000.0))        # 6.0   dB

La Tabla 1 imprime seis bandas, de 125 Hz a 4 kHz, y ninguna más, así que un barrido en la octava de 63 Hz o de 8 kHz no tiene límite impreso al que atenerse, en lugar de tener el más cercano:

from phonometry import room

print(room.MAX_SOURCE_DIRECTIVITY_DEVIATION_DB)
# {125.0: 1.0, 250.0: 1.0, 500.0: 1.0, 1000.0: 3.0, 2000.0: 5.0, 4000.0: 6.0}

Dos cosas de ese barrido no las resuelve lo impreso. La primera es una contradicción: 4.2.1 y el título de la Tabla 1 llaman a sus valores la desviación máxima aceptable, y A.4 los llama «the minimum limits given in Table 1» cuando pide volver a medir con tres orientaciones una fuente al límite. Leída al pie de la letra, A.4 pide el trabajo extra con las fuentes que menos lo necesitan. La segunda es una omisión: «gliding averages, each covering six neighbouring points» no dice si los seis van por delante, por detrás o a caballo del arco al que se atribuyen. En una vuelta completa eso es un reetiquetado, así que desplaza hasta 15 grados del patrón la orientación con la que se reporta cada desviación, no la desviación misma, pero esa orientación es justo la que la A.4 pide girar en una fuente marginal. Las dos están en el registro de erratas, y gliding_directivity_deviation dice en su docstring qué lecturas tomó.

La Tabla A.2 imprime tres filas: 500 butacas piden 6 posiciones de micrófono, 1 000 piden 8 y 2 000 piden 10. Están exactamente sobre una recta en el logaritmo del número de butacas, dos posiciones por duplicación, que es lo que permite responder por una sala que caiga entre dos filas.

from phonometry import room

print([round(float(room.minimum_receiver_positions(n)), 2)
       for n in (500, 1000, 1400, 2000)])
# [6.0, 8.0, 8.97, 10.0]
print(round(float(room.minimum_receiver_positions(5000)), 2))   # 10.0

La recta se acaba donde se acaba la tabla. A.4 pide «a minimum of between 6 and 10 representative microphone positions», así que un pabellón de 5 000 butacas no se lleva trece posiciones por la fe de tres filas, ni un estudio de 200 se lleva cuatro. A.4 añade la geometría que la tabla no da: al menos tres posiciones de fuente en el escenario en el caso normal, 1,5 m de altura de fuente, 1,2 m de altura de micrófono en las butacas, posiciones repartidas por igual sobre todo el público, y más allá donde una sala se rompe en anfiteatros y zonas bajo ellos.

Cualifica primero la fuente: con bandas de octava de ruido rosa en campo libre y el micrófono a 1,5 m como mínimo. Sobre un plato giratorio, promedia su salida en arcos deslizantes de 30 grados; si no lo hay, toma una lectura cada 5 grados y promedia seis lecturas contiguas en cada arco. Cada arco se compara luego con el promedio energético de 360 grados en el plano de medida: de 125 Hz a 4 kHz, ninguno sale de la Tabla 1.

Mide con un instrumento de tipo 1 según la IEC 61672-1, filtros según la IEC 61260 y un micrófono omnidireccional, preferiblemente con un diafragma de 13 mm de diámetro como mucho, con la sensibilidad calibrada si se quiere $G$. Pon normalmente al menos tres posiciones de fuente en el escenario, más si el escenario es grande o hay foso de orquesta, por ejemplo una en el eje y dos a igual distancia a cada lado, con el centro acústico a 1,5 m del suelo. La Tabla A.2 da el número mínimo de posiciones de micrófono, de 6 para 500 butacas a 10 para 2 000: a 1,2 m del suelo en las butacas, a unos 2 m entre sí como mínimo, repartidas por igual, y más donde los anfiteatros dividen el público. Sin promediado síncrono, haz que la fuente supere el ruido de fondo en al menos 45 dB en cada banda, o en al menos 35 dB si solo se quiere $T_{20}$; si una respuesta no se repite exactamente, promedia varias tomas. Con una fuente cerca de sus límites de la Tabla 1, repite girándola en tres pasos como mínimo y promedia aritméticamente. El informe da las posiciones de fuente y micrófono con sus alturas, preferiblemente en un plano, el mobiliario del escenario, la ocupación y el resto de los quince puntos de 9.2.

Toda magnitud del anexo A se acaba citando como un número, y A.5 pide el índice «m» en el símbolo cuando así se hace. Lo que promedia esa «m» no es lo mismo para todas: la Tabla A.1 le da a cada fila su propio conjunto de bandas, y A.5 imprime dos ejemplos justo por eso, $G_m$ sobre las octavas de 500 Hz y 1 kHz y $J_{\mathrm{LF}m}$ sobre cuatro bandas desde 125 Hz.

import numpy as np
from phonometry import room

octaves = np.array([125.0, 250.0, 500.0, 1000.0, 2000.0, 4000.0])
strength = np.array([6.2, 5.4, 4.8, 4.4, 4.1, 3.6])
lateral = np.array([0.20, 0.26, 0.31, 0.28, 0.24, 0.19])

print(round(room.single_number_average("G", strength, octaves), 4))    # 4.6
print(round(room.single_number_average("J_LF", lateral, octaves), 4))  # 0.2625
print(room.TABLE_A1["G"].averaging_bands_hz)      # (500.0, 1000.0)
print(room.TABLE_A1["J_LF"].averaging_bands_hz)   # (125.0, 250.0, 500.0, 1000.0)

Una de las siete filas lleva dos símbolos. La tabla imprime la fracción de energía lateral temprana como «$J_{\mathrm{LF}}$ or $J_{\mathrm{LFC}}$», una sola fila para las dos ponderaciones de las Ecuaciones (A.14) y (A.15), así que "J_LFC" se admite donde se admite "J_LF" y lee las mismas cuatro bandas, la misma diferencia apenas perceptible y el mismo rango.

import numpy as np
from phonometry import room

octaves = np.array([125.0, 250.0, 500.0, 1000.0, 2000.0, 4000.0])
lateral = np.array([0.20, 0.26, 0.31, 0.28, 0.24, 0.19])

print(round(room.single_number_average("J_LFC", lateral, octaves), 4))  # 0.2625
print(room.perceptibly_different("J_LFC", 0.20, 0.26))                  # True

La nota a al pie de la tabla hace de una fila la excepción a lo aritmético: el nivel lateral tardío se promedia en energía, por la Ecuación (A.17). Y dos de sus diferencias apenas perceptibles tampoco son números lisos. La del tiempo de caída temprano se imprime como «Rel. 5 %», una fracción del valor y no una diferencia en segundos, así que los mismos 60 ms no significan nada en una sala de dos segundos y son evidentes en una de medio. La del nivel lateral tardío se imprime como «Not known», y la biblioteca se niega a inventarla.

from phonometry import room

print(room.perceptibly_different("EDT", 2.0, 2.06))    # False
print(room.perceptibly_different("EDT", 0.5, 0.56))    # True
print(room.TABLE_A1["L_J"].just_noticeable_difference) # None

A.5 ofrece además una presentación más gruesa, los pares de octavas: 125 Hz con 250 Hz para un resultado de graves, 500 Hz con 1 kHz para uno de medios y 2 kHz con 4 kHz para uno de agudos, todos aritméticos. Es un producto distinto del número único y los dos no deben compartir camino en el código: son las mismas dos bandas para las cinco magnitudes monoaurales y conjuntos distintos para las laterales.

import numpy as np
from phonometry import room

octaves = np.array([125.0, 250.0, 500.0, 1000.0, 2000.0, 4000.0])
lateral = np.array([0.20, 0.26, 0.31, 0.28, 0.24, 0.19])

pairs = room.octave_pair_averages(lateral, octaves)
print({k: round(v, 4) for k, v in pairs.items()})
# {'low': 0.23, 'mid': 0.295, 'high': 0.215}
print(round(room.single_number_average("J_LF", lateral, octaves), 4))  # 0.2625

A.5 advierte de que las fracciones de energía lateral en la octava de 4 kHz no suelen considerarse subjetivamente importantes, así que el par de agudos dice poco de ellas.

El apartado 9.1 imprime dos maneras de citar un solo número de tiempo de reverberación, y ninguna tercera: la media de $T_{30}$ sobre las bandas de octava de 500 Hz y 1 kHz, o «averages over the six one-third-octave bands from 400 Hz to 1 250 Hz».

from phonometry import room

print(room.MID_FREQUENCY_OCTAVES_HZ)
# (500.0, 1000.0)
print(room.MID_FREQUENCY_THIRD_OCTAVES_HZ)
# (400.0, 500.0, 630.0, 800.0, 1000.0, 1250.0)

Lo que un análisis en tercios de octava no puede hacer es promediar las dos bandas de tercio que resulta que se llaman 500 Hz y 1 kHz. Eso son dos tercios de octava frente a las dos octavas que cubre cualquiera de las dos rutas impresas, una tercera parte del ancho, y no es ninguna de ellas. La ficha acreditada toma la ruta de las seis bandas cuando el análisis va en tercios, y lo dice en la hoja.

El capítulo 9 es normativo, a diferencia de todos los anexos de esta página, y 9.2 es su única exigencia sobre lo que se escribe y no sobre lo que se mide. Lista quince puntos, de la a) a la o), y TEST_REPORT_ITEMS los lleva en orden: la declaración de conformidad, el nombre y el lugar de la sala, su plano y su volumen, su butacas y su tapicería, la forma y el material de paredes y techo, la ocupación, el estado de cualquier equipo variable, los telones en un teatro, el mobiliario de escenario, la temperatura y la humedad, los aparatos, la señal, la cobertura con sus posiciones y alturas, y la fecha y la organización.

from phonometry import room

print(len(room.TEST_REPORT_ITEMS))     # 15
print(room.TEST_REPORT_ITEMS[3])
# volume of the room, with an explanation of how it is defined if the room
# is not completely enclosed

Casi todo eso son metadatos y no medición, y llega a la ficha acreditada por el contenedor ReportMetadata que rellena la página de parámetros acústicos de salas.

• Cubierto

  Las tablas impresas de la ISO 3382-1:2009 y las reglas que las rodean: la Tabla 1 con el barrido de arcos deslizantes de 4.2.1, la Tabla A.1 con sus bandas de promediado por magnitud, su única fila promediada en energía y su única diferencia apenas perceptible relativa, la Tabla A.2 con la recta sobre la que están sus tres filas, los pares de octavas de A.5, las dos rutas al número único del apartado 9.1, y los quince puntos que el apartado 9.2 dice que un informe de ensayo tiene que incluir.

• Todavía no cubierto

  Los procedimientos que las acompañan: la repetición con tres orientaciones que A.4 pide de una fuente cercana a sus límites de la Tabla 1, el promediado por zonas que A.5 sugiere para una sala grande, y los convenios de dibujo del apartado 9.1, que son de papel y no de números.