Вы осматриваете квартиру, и риелтор клянется, что стены здесь тихие. Вы выбираете: уплотнить окно или заменить его целиком. Вы обустроили музыкальный уголок и хотите узнать, не возненавидят ли вас соседи. Во всех этих случаях вопрос один и тот же: сколько звука на самом деле задерживает эта преграда? — а профессиональный ответ требует калиброванного динамика, калиброванного микрофона и счета за услуги консультанта.
Но вот в чем фокус: для измерения принципиально не нужно ничего калибровать. Требуется лишь проводить замеры в двух точках одновременно — а второй телефон найдется почти в каждом доме.
Схема работы
Один телефон служит источником: он находится по другую сторону стены и воспроизводит ступенчатый свип-тон — последовательность чистых тонов, идущих по частотному диапазону, где каждый тон легко распознать просто потому, что в этот момент звучит только он. Второй телефон выполняет роль измерителя и записывает свип-тон дважды:
- Опорная запись — при наличии прямой видимости источника (в той же комнате с открытой дверью) запишите свип-тон и зафиксируйте уровень, полученный в каждой полосе частот.
- Запись через преграду — когда между вами находится препятствие (дверь закрыта или источник находится в соседней комнате), запишите тот же свип-тон еще раз.
Результатом является отношение этих двух величин для каждой полосы частот: сколько децибел потеряла каждая полоса при прохождении через преграду. Прохождение низких частот при блокировании высоких — классический признак тонкой стены, и это как раз та картина, которую скрывает единственный индекс звукоизоляции.
Хитрость в том, что результатом всегда служит только отношение сигналов на одном приемнике
Почему это работает на некалиброванном потребительском оборудовании? Потому что всё, кроме самой стены, присутствует в обеих записях и при делении сокращается:
- Динамик источника на одних частотах звучит громче, чем на других — одинаково в обеих записях. Взаимно уничтожается.
- Микрофон измеряющего телефона имеет свою амплитудно-частотную характеристику — одну и ту же в обеих записях. Взаимно уничтожается.
- Абсолютная громкость, погрешности расстояния, различия в моделях телефонов — всё это одинаково для обеих записей. Взаимно уничтожается.
Остается единственное различие между опорной записью и записью через преграду — сама преграда. Вот почему двум телефонам не нужны синхронизация времени, кабели и взаимная калибровка: сигнал идентифицирует сам себя, поэтому измеритель просто улавливает нужные тона, а приемник сравнивает данные только с собственными результатами.
Главное и единственное правило: обе записи должны производиться на один и тот же измеряющий телефон. Если поменять телефоны местами между опорной записью и записью через преграду, вы измерите разницу между двумя микрофонами плюс влияние стены, которые невозможно будет разделить. Эта активность устроена так, чтобы вы никогда не сделали этого случайно.
Та же идея, но со светом
Замените динамик мигающим экраном, а микрофон — камерой, и та же логика позволит измерить пропускание света: излучающий телефон мигает экраном с фиксированной частотой 2 Hz, а камера измеряющего телефона фиксирует это мерцание напрямую (отсчет) и сквозь окно, шторку или пленку (измерение). Частота мерцания служит идентификатором: камеру не обманет окружающий свет, ведь он не пульсирует с точно такой же частотой. То же отношение, то же взаимное исключение погрешностей, то же отсутствие калибровки.
Практические советы для получения надежных измерений
- Сохраняйте неизменное положение. Отношение компенсирует разницу устройств, а не геометрию — измеряйте опорное значение и значение сквозь препятствие с сопоставимых расстояний.
- Учитывайте обходные пути. Если звук доносится в обход стены (под дверью, через вентиляцию), вы измеряете самое слабое место помещения, а не саму стену. Часто именно этот ответ более полезен, но важно понимать, какой именно вопрос вы задали.
- Повторите замер. Два телефона и три минуты — и вы можете провести измерение дважды, чтобы сверить результаты. Такой роскоши разовый визит консультанта предоставить не может.
- Пусть один телефон управляет другим. С дополнительной функцией связи устройств телефон в вашей руке указывает установленному телефону, когда начинать излучение, чтобы вам не пришлось бегать между комнатами и нажимать кнопку воспроизведения. Эта связь создана лишь для удобства и никогда не является обязательной: само измерение выполняется независимо.
Почему такой подход к измерениям важен
Отношение показателей двух телефонов — чистейший пример правила проектирования, проходящего сквозь каждый инструмент платформы: никогда не стройте выводы на абсолютных уровнях. Абсолютные уровни зависят от аппаратного обеспечения, отношения же принадлежат реальному миру. Тот же принцип лежит в основе функции определения резонанса в тесте на простукивание и пар кадров с включенным и выключенным фонариком в инструментах измерения отражения — в обзоре инструментов представлены они все.