Una line array è un sistema di diffusione sonora è costituito da una rete di diffusori acustici unidimensionale ( "on line"), cosicché il suono spettacoli su larga scala, la diffusione di audio di alta potenza per un lungo intervallo.
Questo mezzo di diffusione della musica amplificata è apparso dalla necessità di aumentare il livello sonoro a grandi distanze, a causa dell'aumento del calibro di ascolto.
Si tratta quindi di una pila di contenitori che seguono una linea. I cosiddetti altoparlanti "line array" sono progettati per creare un campo di pressione costruttivo, ovvero più altoparlanti assembli, maggiore è la pressione sonora. Come promemoria, raddoppiando il numero di sorgenti aumenta il livello sonoro di 3 dB. Inoltre, sono progettati per essere assemblati e quindi incorporano un sistema meccanico che consente il loro collegamento.
La differenza tra un "array tradizionale" di tipo point-source e un "line array" è che nel primo caso l'assemblaggio viene eseguito in due dimensioni (orizzontalmente e verticalmente), mentre un line array assembla solo secondo una dimensione.
Il successo di questi sistemi deriva dalla relativa semplicità della loro implementazione rispetto ai tradizionali array bidimensionali, perché consentono di avere in modo più semplice e veloce un risultato molto omogeneo. In effetti, sono più semplici da simulare e regolare perché il numero di parametri e interazioni tra i diffusori è ridotto.
Un line array mette in gioco principi diversi.
Il principio di base è che più grande è una sorgente acustica, più è direttiva. Questa dimensione della sorgente è intesa in relazione alla lunghezza d'onda da riprodurre, vale a dire che minore è la frequenza, maggiore deve essere la sorgente, diversi metri (3,4 m di lunghezza d onda a 100 Hz , consideriamo controllata dal doppio circa o 6,8 m ).
Affinché una sorgente generi solo interferenze costruttive nella sua area del lobo principale e la maggior parte di quelle distruttive all'esterno, la distanza tra le sorgenti deve essere inferiore alla metà della lunghezza d'onda. Questa volta il limite è nelle alte frequenze, perché in queste condizioni ci vorrebbero componenti molto piccoli per riprodurre l'alto estremo, 17 cm corrispondenti a 1 kHz e circa il limite di dimensione per un altoparlante. », A 15 kHz il limite è vicino a un millimetro.
Fenomeni ondulatori interferenza sono descritti dalla Huygens del XVII ° secolo, e il modello ondulatorio date da Fresnel circa 1815 lascia aperta una porta per futuri teorica elettro-acustica, creando una lunghezza coerente fronte d'onda esteso da sorgenti puntiformi, che consentirà la creazione di un sorgente acustica direttiva da sorgenti omnidirezionali, gli altoparlanti (inventati nel 1877 da Siemens).
Questi principi erano ben conosciuti e descritti da un punto di vista acustico da Olson già nel 1957 e consentirono molti successi di rinforzo sonoro di luoghi molto riverberanti, ma a lungo limitati a una larghezza di banda ridotta riducendoli ad applicazioni non musicali come la voce annunci.
Un sistema che rispetti questi principi può essere considerato come una “sorgente quasi linea”, ovvero possiamo tracciare un parallelo con un altro fenomeno d'onda ma elettromagnetico: l'antenna acustica. Una sorgente di linea continua di lunghezza infinita si propaga in modo cilindrico, mentre quella proveniente da un punto sorgente infinitamente piccolo si propaga in una sfera. Il volume di una sfera aumenta più velocemente di quello di un cilindro, quindi anche l'energia si diffonde più velocemente: perdiamo 6dB di pressione sonora ogni volta che raddoppiamo la distanza dalla sorgente, mentre nel caso del cilindro sono solo 3dB, solo se uno lavora in uno spazio dove i primi riflessi sul terreno non sono creati da un materiale ad alto coefficiente di assorbimento. In ogni caso, infatti, al raddoppio della distanza si perdono 6dbs. Ovviamente, questa linea di origine teorica non esiste più di quanto il punto di origine, il recinto o l'array di recinto siano da qualche parte nel mezzo.
Se un sistema fosse una sorgente di linea avrebbe un'apertura zero, molto simile a un raggio laser, e questo non sarebbe l'ideale per sondare una superficie, poiché un laser non è l'ideale per illuminare una stanza.
Un sistema di diffusione sonora che si comporta come una linea sorgente permette di ottenere portate molto lunghe grazie ad una diminuzione del campo meno rapida rispetto a un piccolo altoparlante. Ciò consente di utilizzare meno potenza alla sorgente per la stessa distanza o di portare più lontano con la stessa potenza. Tuttavia, questa dimensione è relativa alla distanza di osservazione dalla sorgente, e da una certa distanza, tutte le linee di sorgente di dimensione "reale" finiscono per essere considerate come una sorgente di "piccola dimensione" e si irradiano sfericamente. Questa distanza di transizione dipende dalla frequenza e dalla dimensione della sorgente. Maggiore è la sorgente, maggiore è la distanza. Per analogia con la teoria di Fresnel, parliamo di "campo vicino" e "campo lontano".
Joseph D'appolito contribuisce intorno al 1983 ai principi che consentono l'accoppiamento verticale pur avendo un controllo di direttività fisso nel piano orizzontale.
Non è stato fino alla metà degli anni '90 che un ricercatore francese, il Dr. Christian Heil, ha costruito un sistema veramente in grado di produrre uno spettro musicale in queste condizioni. Insieme al suo collega Marcel Urban, ha descritto i compromessi tecnologici che ha ritenuto accettabili per considerare una pila di altoparlanti come una "sorgente quasi di linea" nei criteri ormai famosi della "WST" (Wavefront Sculpture Technology). Nel 1992, il dottor Heil ha lanciato V-DOSC, il primo sistema considerato "Line Source", che ha portato un grande successo alla sua azienda L-Acoustics. Questi sono stati ripresi da molti concorrenti, alcuni dei criteri del tempo sono ormai ampiamente superati.
Per il limite degli acuti, poiché è impossibile ottenere una vera sorgente di linea continua, ogni produttore sviluppa la propria tecnologia per trasformare il fronte d'onda in un "segmento di linea curva", mediante trombe guida tipo onda o "nastro" trasduttori, il più continui possibile.
La realizzazione è resa più semplice grazie all'utilizzo di un unico modello di involucro, ad ampia apertura, il cui accoppiamento acustico avviene su un unico piano.
Gli effetti dell'interferenza sono quindi limitati al piano di accoppiamento, nel piano perpendicolare sono nulli (esempio con un line array verticale, non c'è interferenza sul piano orizzontale, che è quello in cui l'orecchio ha la maggiore discriminazione). Nel piano di accoppiamento, un buon altoparlante line array deve soddisfare determinati criteri per migliorare l'accoppiamento, come il collegamento tra la distanza tra le sorgenti e la frequenza più alta riprodotta, e / o l'uso di una guida d'onda per creare un fronte coerente.
Questi array consentono di ottenere un livello di pressione sonora molto elevato per aggiunta e la dimensione della sorgente risultante offre un significativo controllo della direttività nel piano di accoppiamento, che consente di concentrare una quantità molto grande di energia in una piccola porzione di spazio. per raggiungere intervalli importanti. Il tecnico operatore determinerà infatti l'angolazione di ogni altoparlante in modo da adattare la direttività nel piano di accoppiamento alla geometria del pubblico. Angoli bassi tra i diffusori aumenteranno l'accoppiamento e il controllo della direttività, e quindi la portata, mentre gli angoli ampi aumenteranno l'apertura verticale e diminuiranno la pressione sonora. Ciò si traduce generalmente in angoli stretti nella parte superiore della matrice e gradualmente sempre più aperti verso il basso per coprire gli ascoltatori vicini, il che porta alla caratteristica forma a "J".
Questi sistemi sono generalmente utilizzati sospesi, che è il più grande contributo all'omogeneità della copertura del pubblico. Il guadagno in termini di omogeneità di pressione tra i primi ascoltatori vicini al sistema e quelli al limite di copertura nella parte posteriore del pubblico è vero per qualsiasi altoparlante o sistema sospeso, ma i line array impongono una sospensione, e hanno generalizzato questa pratica, a vantaggio delle orecchie e della salute pubblica.
Questi sistemi sono stati progettati per fornire suono per eventi all'aperto con un'area di pubblico ampia e molto profonda, il più delle volte piatta o leggermente in pendenza. Anche se oggigiorno questi sistemi sono utilizzati con successo anche nei teatri, dove grazie all'importante controllo della direttività (se la linea è di notevole lunghezza, diversi metri, si aumenta la direttività verticale) si riesce a migliorare il rapporto del campo diretto in relazione al campo riverberato; questo uso interno ha i suoi limiti a causa dell'apertura orizzontale generalmente troppo ampia (riflessione sulle pareti laterali)
Questi sono anche ottimi sistemi per i produttori di altoparlanti, poiché sono necessari molti piccoli altoparlanti per portare il suono in un luogo in cui un singolo altoparlante di grandi dimensioni costerebbe molto meno. Inoltre, la possibilità di fornire suono per eventi di grandi dimensioni, come l'aspetto “tecnologia avanzata”, aumenta l'impatto di marketing.
La costituzione di un sistema che offra una direttività costante adattata su tutto lo spettro audio richiede l'assemblaggio di un gran numero di altoparlanti. Si tratta quindi di un dispositivo molto costoso e pesante, che richiede di avere una struttura in grado di supportare il sistema.
La direttività non è controllata orizzontalmente, offre un'apertura "media" non sempre adatta al luogo da suonare.
L'area del campo vicino è disturbata, piuttosto collocheremo l'udito nel campo lontano per avere un timbro omogeneo. Purtroppo questo criterio non viene preso in considerazione e in campate medio-piccole, o con lunghezza di linea ridotta, il risultato può essere molto disomogeneo.
Inoltre, il numero di configurazioni coerenti, vale a dire che offrono una direttività costante su un'ampia gamma di frequenze, e la resa spettrale e dinamica compatibile con la trasmissione musicale è in realtà molto limitato. Ad esempio, se vogliamo avere molta apertura verticale con un line array, per coprire un'area di ascolto inclinata come ad esempio un tier, arriviamo rapidamente a una situazione paradossale: abbiamo bisogno di molti altoparlanti per avere una grande apertura nel alti, ma molti altoparlanti implicano una lunga linea di sorgente nel mezzo, quindi una direttività stretta in questo registro, paradossale, e il risultato sarà necessariamente molto disomogeneo nel timbro.
I line array sono quindi adatti per aree piane o molto leggermente inclinate di grande profondità, che richiedono una bassa apertura acustica nel piano di accoppiamento, e nessun o pochi vincoli rispetto alle riflessioni laterali. Non sono adatti, ad esempio, nel caso di ambienti “corridoio”, più profondi che larghi e che richiedono quindi un'apertura orizzontale stretta, o comprendenti terrazze, balconi, ecc. che richiedono un'ampia apertura verticale.
La qualità di restituzione dell'array dipende in gran parte dalla sua regolazione, che deve essere molto precisa (al grado più vicino: i laser a volte sono usati per un orientamento ottimale). È necessario un certo periodo di tempo per annotare le caratteristiche del sito, creare un modello di simulazione, assemblare i vari elementi e regolarli. Sebbene sia molto più semplice rispetto a un array bidimensionale, è più complicato rispetto a un singolo altoparlante a direzione fissa, che può essere ottimizzato dal produttore. Ogni produttore ha generalmente il proprio software di simulazione che consente, dopo la formazione, di ottenere il massimo dai propri prodotti. Può eventualmente fornire simulazioni già effettuate per le sedi e le sedi principali.
Il principale svantaggio è il fenomeno “fad”, che porta ad utilizzare questi sistemi per applicazioni dove non sono idonei, con risultati discutibili. Quando l'integrazione di questi sistemi è giustificata, si tratta di uno strumento straordinario, che consente una coerenza nella resa sonora prima inaccessibile.
Il sistema sorgente di prima linea, il V-DOSC di L-Acoustics era (ed è tuttora) un cosiddetto sistema a lungo raggio, per eventi e spettacoli su larga scala. Il principio stesso che il line array sia allo stesso tempo attraente, potente e alla moda, sono emersi sistemi meno imponenti, destinati a un pubblico più piccolo. La maggior parte dei fornitori è stata quindi in grado di attrezzarsi. Inoltre, abbiamo visto la comparsa di line array semplificati, praticamente privi di regolazioni e quindi molto semplici da implementare, line array a curvatura costante. Il loro principio generale è quello di legare l'angolo di diffusione al numero di elementi utilizzati, il corretto posizionamento essendo automaticamente garantito dalla forma degli elementi. Destinati a un pubblico più o meno ristretto, questi sistemi abbandonano l'adattabilità dei line array a curvatura variabile a favore della facilità d'uso e dell'implementazione. Si noti che è diventato comune anche l'uso di sistemi misti che combinano elementi di diversi sistemi line array di dimensioni diverse.