Statistik Difuser Residu Kuadratik (2026): 45+ Poin Data tentang Kedalaman Sumur, Koefisien Difusi, dan Kinerja Ruangan

Statistik difuser residu kuadratik 2026: QRD untuk 250 Hz butuh sumur sedalam 56 cm, sedangkan metadifuser 3 cm mencakup 250 Hz hingga 2 kHz. Plus ISO 17497 dan data ruangan.

Difuser residu kuadratik (QRD) yang dirancang untuk 250 Hz membutuhkan sumur sedalam sekitar 56 cm, sedangkan metadifuser akustik teroptimasi setebal hanya 3 cm mencakup 250 Hz hingga 2 kHz (Jiménez, Cox, Romero-García, dan Groby, Scientific Reports 2017). Pada panel yang diukur, QRD kayu lapis mencapai koefisien difusi 0,63 pada 1 kHz dan 2 kHz, dibandingkan sekitar 0,10 untuk pemantul datar saja (Tronchin dkk., Applied Sciences 2021). Uji medan bebas di balik angka-angka itu, ISO 17497-2, menempatkan sumber 10 m dari sampel dan penerima pada busur 5 m, sebuah susunan yang lebih mirip ruang anekoik daripada ruang tamu. Di Opera Lviv, gedung berkapasitas 998 kursi dengan volume 5.500 m³, difuser Schroeder yang dipasang pada 2012 mendifusikan suara terutama di atas sekitar 1 kHz (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012). Kami menghimpun data dari makalah JASA asli Schroeder, daftar ISO 17497 di BSI dan DIN Media, Universitas Parma, studi Acoustics dan Applied Sciences dari MDPI, Scientific Reports, Physical Review X, lembar data RPG Acoustical Systems, dan EBU Tech 3276.

TL;DR

  • Kedalaman sumur QRD mengikuti d_n = s_n x λ0 / 2N, dengan N bilangan prima ganjil (Stanford CCRMA, makalah jaring pandu gelombang QRD)
  • QRD 500 Hz dengan sumur 9,4 cm hanya dapat digunakan dari 375 Hz hingga 1.824,8 Hz (Khrystoslavenko dan Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019)
  • QRD N = 7 untuk 500 Hz hingga 5 kHz membutuhkan sumur terdalam 0,2 m (Pardo-Quiles dkk., Acoustics 2024)
  • ISO 17497-2, terbit pada Mei 2012, setebal 15 halaman dan mengukur koefisien difusi terarah di medan bebas (DIN Media, daftar ISO 17497-2)
  • Panel MDF datar mencatat koefisien hamburan 0,117 tetapi koefisien difusi 0,35 pada 1 kHz (Farina, Universitas Parma 2000)
  • Koefisien difusi QRD kayu lapis: 0,63 pada 1 kHz dan 2 kHz dibandingkan sekitar 0,10 untuk panel datar (Tronchin dkk., Applied Sciences 2021)
  • Panel akrilik berbasis QRD naik dari d = 0,10 pada 400 Hz menjadi 0,62 pada 2 kHz (lembar data RPG Diviewsor 79)
  • QRD 250 Hz membutuhkan kedalaman sekitar 56 cm; metadifuser 3 cm mencakup 250 Hz hingga 2 kHz (Jiménez dkk., Scientific Reports 2017)
  • Difuser Schroeder konvensional setebal sekitar satu panjang gelombang; versi metapermukaan sekitar satu orde besaran lebih tipis (Zhu dkk., Physical Review X 2017)
  • Difuser Opera Lviv menaikkan GL pada 4 kHz sekitar 0,7 dB di seluruh area kursi parter (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012)
  • Satu hingga tiga difuser di ruangan 25,2 m³ menaikkan C80 sebesar 3,3 hingga 12,4 dB pada 1 dan 2 kHz (Azad dkk., Acoustics 2019)

1. Frekuensi Rancangan, Kedalaman Sumur, dan Lebar Sumur

Schroeder pertama kali mengusulkan permukaan berbasis teori bilangan pada 1975 dengan urutan panjang maksimum (Schroeder, JASA 57, 149-150, 1975), dan perluasan pada 1979 beralih ke urutan residu kuadratik untuk memperlebar bandwidth. Daya tariknya, bandwidth ditentukan oleh dua dimensi yang bisa dibaca langsung dari gambar: kedalaman sumur menentukan batas bawah rentang yang berguna, dan lebar sumur menentukan batas atasnya. Sumur terdalamlah yang memakan ruang, karena kedalaman merupakan pecahan dari panjang gelombang rancangan.

Studi rancangan dari VILNIUS TECH menunjukkan betapa sempitnya jendela itu. QRD 500 Hz dengan sumur 9,4 cm hanya berguna dari 375 Hz hingga 1.824,8 Hz, rasio 4,87, atau sekitar 2,3 oktaf (1.824,8 / 375 = 4,87; log2 dari 4,87 = 2,28). Mempertahankan lebar panel 1 m dan menaikkan bilangan prima N mempersempit sumur, yang menaikkan batas atas tetapi juga menarik frekuensi rancangan naik bersamanya (Khrystoslavenko dan Grubliauskas 2019). Rumus kedalaman itu sendiri dipaparkan dalam makalah QRD Stanford CCRMA.

MetrikNilaiSumber
Aturan kedalaman sumurd_n = s_n x λ0 / 2N, N bilangan prima ganjilStanford CCRMA, makalah QRD jaring pandu gelombang 2D (ICMC 2004)
Urutan residu kuadratik N = 70, 1, 4, 2, 2, 4, 1Pardo-Quiles, Rodríguez, dan Rodríguez-Rodríguez, Acoustics 2024
QRD N = 7 untuk 500 Hz hingga 5 kHzλ0 = 0,682 m, sumur terdalam 0,2 mPardo-Quiles dkk., Acoustics 2024
Rancangan 500 Hz, sumur 9,4 cmDapat digunakan dari 375 Hz hingga 1.824,8 HzKhrystoslavenko dan Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Panel selebar 1 m, N = 7 versus N = 23Rancangan 330 Hz (batas atas 1.204,4 Hz) versus 1.100 Hz (batas atas 4.014,6 Hz, sumur 4,3 cm)Khrystoslavenko dan Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Aturan lebar sumurw = λmin / 2Suyatno dan Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021
Awal pengalihan arah suaraSekitar 0,5 x f0Kamisiński, Archives of Acoustics 2012

Catatan konteks: aturan praktis yang dipublikasikan untuk ujung bawah saling bertentangan. Tabel VILNIUS TECH menetapkan batas bawah pada 0,75 x f0 (375 / 500 = 0,75 dan 247,5 / 330 = 0,75), sedangkan Kamisiński menyatakan bahwa difuser mulai mengalihkan arah suara pada 0,5 x f0. Perlakukan setiap angka “berguna mulai dari” sebagai angka yang spesifik pada metode rancangan.

2. Mengukur Difusi: ISO 17497 dan Koefisien AES

Ada dua angka terstandar untuk permukaan pendifusi, dan keduanya menjawab pertanyaan yang berbeda. ISO 17497-1 mengukur koefisien hamburan insiden acak di ruang gema: seberapa banyak energi yang meninggalkan arah spekular. ISO 17497-2 mengukur koefisien difusi terarah di medan bebas: seberapa merata energi pantulan tersebar pada respons polar. BSI menyatakan dengan jelas bahwa Bagian 1 tidak dimaksudkan untuk mencirikan keseragaman spasial hamburan (BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014).

Selisih antara keduanya bukan soal akademis. Panel MDF datar yang diukur pada 1 kHz memiliki koefisien hamburan 0,117 tetapi koefisien difusi 0,35, dan penulisnya menyimpulkan bahwa koefisien hamburan “pada umumnya merupakan besaran yang sangat berbeda dari koefisien difusi” (Farina, Universitas Parma 2000). Di sisi medan bebas, Hargreaves, Cox, Lam, dan D’Antonio membandingkan definisi-definisi medan bebas dan mengajukan koefisien berbasis autokorelasi sebagai yang terbaik (JASA 108, 1710-1720, 2000). Daftar ISO Bagian 2 ada di DIN Media.

MetrikNilaiSumber
Penerbitan dan amendemen ISO 17497-1Terbit 22 Juli 2004, diamendemen pada 2014; status berlaku, sedang ditinjauBSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014
Penerbitan ISO 17497-2Mei 2012, 15 halaman, tercatat berlakuDIN Media, daftar ISO 17497-2:2012
Geometri medan bebas ISO 17497-2Sumber 10 m dari sampel, penerima pada radius 5 m, jarak maksimum 5°, setidaknya 80% penerima berada di luar zona spekularTronchin, Farina, Bevilacqua, Merli, dan Fiumana, Applied Sciences 2021
Ukuran difusi medan bebas yang direkomendasikanKoefisien berbasis autokorelasiHargreaves, Cox, Lam, dan D’Antonio, JASA 2000
Panel MDF datar, 1 kHzHamburan 0,117, difusi 0,35Farina, Universitas Parma 2000
Panel semisilinder diputar 90°, 1 kHzHamburan 0,20, difusi 0,52Farina, Universitas Parma 2000
Susunan mikrofon dalam model simulasi Farina37 mikrofon berjarak 5°, sumber 10 m, penerima 5 mFarina, Universitas Parma 2000

Catatan konteks: dokumen informasi AES tentang keseragaman hamburan permukaan (berkode AES-4id-2001) tidak dapat diunduh dari aes.org selama riset ini, sehingga isinya dijelaskan di sini hanya melalui makalah Hargreaves dkk. dan Tronchin dkk., yang mencatat bahwa AES “mengusulkan teknik pengukuran koefisien keseragaman difusi” dan bahwa kedua bagian ISO mengukur dari 100 Hz hingga 5 kHz dalam pita sepertiga oktaf.

3. Kinerja Terukur: QRD versus Panel Datar

Bahkan QRD yang dibuat dengan baik tidak mendekati koefisien difusi 1. QRD kayu lapis terbaik dalam uji Parma 2021 mencapai d = 0,63 pada 1 kHz dan 2 kHz, sekitar enam kali lipat dari kira-kira 0,10 milik pemantul datar saja (0,63 / 0,10 = 6,3). Di luar pita rancangannya, panel yang sama turun menjadi 0,23 pada 250 Hz, 37% dari puncak itu (0,23 / 0,63), dan orientasi sama pentingnya dengan konstruksi (Tronchin dkk., Applied Sciences 2021).

Panel komersial berbasis QRD menunjukkan pola yang sama: lemah di bawah rentang rancangannya dan tidak merata di dalamnya. Diviewsor 79 akrilik dari RPG naik dari 0,10 pada 400 Hz menjadi 0,48 pada 500 Hz, turun ke 0,30 pada 1,25 kHz, dan berakhir di 0,62 pada 2 kHz (RPG Acoustical Systems, Diviewsor 79). Penurunan seperti pada 1,25 kHz itulah alasan satu peringkat rata-rata bisa menyesatkan untuk kelas produk ini.

MetrikNilaiSumber
QRD kayu lapis, vertikal, tanpa penyangga, 1 kHz dan 2 kHzd = 0,63Tronchin dkk., Applied Sciences 2021
QRD yang sama pada 250 Hz / 8 kHzd ≈ 0,23 / 0,22Tronchin dkk., Applied Sciences 2021
Panel pemantul datar sajad ≈ 0,10 dari 1 kHz ke atasTronchin dkk., Applied Sciences 2021
Panel akrilik berbasis QRD, 400 Hz / 500 Hz / 2 kHzd = 0,10 / 0,48 / 0,62RPG Acoustical Systems, lembar data Diviewsor 79
Panel yang sama, penurunan pada 1,25 kHzd = 0,30RPG Acoustical Systems, lembar data Diviewsor 79
Difuser rongga Galav2 versus MDF datar, 1 kHzd = 0,86 versus 0,35Farina, Universitas Parma 2000
QRD hasil prediksi, rancangan 500 Hzd ternormalisasi puncak 0,61 pada 800 Hz (N = 11); hamburan hingga 0,99 (N = 23)Khrystoslavenko dan Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019

Catatan pencilan: ruang pengukuran mengubah jawabannya. Tim Parma juga menguji di ruang semi-anekoik, tempat pantulan dinding yang tidak diinginkan membuat nilai “secara konsisten tinggi” dan hasilnya dinilai tidak valid. Uji yang valid memakai laboratorium bergema berukuran 16 x 20 x 7 m dengan penjendelaan waktu, 25 mikrofon berjarak 7,5°, dan panel 900 x 600 mm yang dibangun di atas bilangan prima 17 dan 13 untuk target 250 Hz hingga 2 kHz.

4. Kompromi Kedalaman, Bobot, dan Penyerapan

Setiap oktaf tambahan difusi bass menggandakan kedalaman yang dibutuhkan QRD klasik, karena kedalaman sumur mengikuti panjang gelombang rancangan, itulah sebabnya difuser Schroeder untuk rentang bass memakan begitu banyak kedalaman ruangan. QRD yang dirancang untuk 250 Hz membutuhkan kedalaman sekitar 56 cm, dan QRD N = 5 untuk 500 Hz sudah setebal 27,4 cm; melipat sumur hanya memangkasnya menjadi sekitar setengah (Jiménez, Cox, Romero-García, dan Groby, Scientific Reports 2017). Lini riset ini, celah bunyi lambat yang dibebani resonator Helmholtz, termasuk dalam bidang metamaterial akustik yang lebih luas.

Hasil metadifuser menunjukkan bahwa aturan kedalaman adalah sifat sumur, bukan sifat difusi. Makalah yang sama melaporkan panel dengan ukuran antara 1/46 dan 1/20 dari panjang gelombang rancangan, dan tim lain menggambarkan difuser Schroeder konvensional setebal “sekitar satu panjang gelombang” sebelum membuat versi metapermukaan yang kira-kira satu orde besaran lebih tipis (Zhu, Fan, Liang, Cheng, dan Jing, Physical Review X 2017). Sumur juga menyerap suara, yang penting ketika difuser menggantikan lapisan permukaan yang reflektif.

MetrikNilaiSumber
QRD konvensional untuk 250 HzSekitar 56 cm dalamnyaJiménez dkk., Scientific Reports 2017
QRD N = 5 untuk 500 HzTebal 27,4 cmJiménez dkk., Scientific Reports 2017
Metadifuser pita lebar teroptimasiTebal 3 cm, 250 Hz hingga 2 kHz, rata-rata d ternormalisasi sekitar 0,65, puncak 0,9Jiménez dkk., Scientific Reports 2017
Difuser Schroeder metapermukaanSekitar satu orde besaran lebih tipis daripada rancangan konvensional yang setebal sekitar satu panjang gelombangZhu dkk., Physical Review X 2017
QRD resonator membranSekitar 1 orde besaran lebih tipis daripada difuser berbasis sumurZhao dkk., Applied Physics Express 2021
Ukuran dan massa panel komersial berbasis QRDPersegi 23-5/8 in, dalam 9-1/8 in, sekitar 10 lb/ft²RPG Acoustical Systems, lembar data Diviewsor 79
Panel yang sama, peringkat penyerapanNRC 0,30, SAA 0,26RPG Acoustical Systems, lembar data Diviewsor 79
QRD siluet gedung hibrida resonator, cetak 3DKoefisien penyerapan puncak 0,9 di sekitar 2.000 Hz (tabung impedansi)Suyatno dan Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021

Catatan konteks: tindak lanjut 2020 dari kelompok metadifuser menggambarkan panel 3 cm sebagai 20 kali lebih tipis daripada rancangan tradisional (Jiménez dkk., Tecniacústica 2020). Mengenai penyerapan oleh kelompok QRD, Yang, Shen, dan Wang menemukan bahwa penyerapan bervariasi cukup nyata menurut bentuk pemasangan, terutama di bawah frekuensi rancangan, dengan dua puncak penyerapan (JASA 2006). Angka resonator membran hanya berasal dari abstrak makalah (Zhao dkk. 2021).

5. QRD di Gedung Konser, Studio, Ruang Kelas, dan Ruang Dengar

Argumen difusi untuk gedung konser muncul lebih dahulu. Makalah Schroeder tahun 1979 berpendapat bahwa gedung modern berlangit-langit rendah memerlukan bentuk langit-langit dan struktur permukaan khusus untuk menjauhkan bunyi awal dari bidang median dan mengirimkannya ke samping (Schroeder, JASA 65, 958-963, 1979). Renovasi menyusul: pada 1986, QRD telah ditambahkan ke auditorium Universitas Idaho berkapasitas 750 kursi yang awalnya dirancang pada 1935, dengan hasil pengukuran yang sangat cocok dengan prediksi komputer (Graffy dan Paoletti, JASA 1986). Untuk metrik gedung yang menjadi sasaran perlakuan ini, lihat statistik reverberasi dan C80 gedung konser kami.

Di ruangan kecil, efeknya bisa tidak proporsional besar. Di ruang uji 25,2 m³, satu hingga tiga difuser piramida atau cembung menaikkan C80 sebesar 3,3 hingga 12,4 dB pada 1 dan 2 kHz, terutama dengan mengalihkan suara ke lantai dan langit-langit yang menyerap (Azad, Meyer, Lokki, dan Siebein, Acoustics 2019). Itu bukan QRD, dan para penulis mengingatkan bahwa aturan dari ruangan non-difus tidak bisa dipindahkan ke kasus lain. Rekomendasi ruang dengar EBU meminta difusi tetapi tidak sampai menetapkan jenis difuser (EBU Tech 3276, 1998); sisi frekuensi rendah dari ruangan yang sama dibahas dalam statistik penyerapan perangkap bass kami.

MetrikNilaiSumber
Renovasi QRD auditorium Universitas Idaho750 kursi, gedung awalnya dirancang pada 1935Graffy dan Paoletti, JASA 1986
Difuser Schroeder belakang di bawah balkon Opera Lviv (Mei 2012)Auditorium 5.500 m³, 998 kursi; GL pada 4 kHz naik sekitar 0,7 dB di seluruh area kursi parterKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Pita efektif difuser LvivDifusi di atas sekitar 1 kHz; penyerapan lebih besar daripada permadani lama di bawah 1 kHzKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Ruangan 25,2 m³, 1 hingga 3 difuser, 1 dan 2 kHzC80 +3,3 hingga +12,4 dB; T20 turun 0,19 hingga 0,80 sAzad, Meyer, Lokki, dan Siebein, Acoustics 2019
Difuser langit-langit ruang kelas pada sekitar 8% langit-langitC50 rata-rata +0,8 dB pada 1 kHz; +1,5 hingga +3,2 dB pada penerima belakang, 1 hingga 4 kHzArvidsson, Nilsson, Bard Hagberg, dan Karlsson, Acoustics 2020
Ruang dengar acuan EBUMedan gema cukup difus untuk menghindari gema getar; posisi dengar setidaknya 1,5 m dari dinding samping dan belakangEBU Tech 3276, edisi ke-2 1998
Bentuk difuser auditorium yang disimulasikanBerbentuk Y terbaik, persegi panjang QRD kedua, bentuk tepi terburukPardo-Quiles dkk., Acoustics 2024

Catatan konteks: studi ruang kelas (Arvidsson dkk., Acoustics 2020) memakai difuser papan keras melengkung, yang juga berfungsi sebagai penyerap resonan pada 125 hingga 250 Hz, dan selisih terkecil yang dapat dikenali sebesar 1 dB pada C50 (menurut ISO 3382-1) berarti bahwa kenaikan rata-rata dari langit-langit berada di bawah ambang pendengaran sementara kenaikan di kursi belakang tidak. Data Lviv berasal dari makalah Kamisiński di Archives of Acoustics. Data terbaru yang tersedia untuk panduan ruang dengar EBU: EBU Tech 3276, 1998.

Ringkasan: Difuser Residu Kuadratik dalam Angka

MetrikNilaiSumber
Makalah pertama tentang difuser berbasis teori bilangan1975, JASA 57, 149-150Schroeder, JASA 1975
Aturan kedalaman sumur QRDd_n = s_n x λ0 / 2N, N bilangan prima ganjilStanford CCRMA, makalah jaring pandu gelombang QRD
QRD 500 Hz dengan sumur 9,4 cm, rentang yang dapat digunakan375 Hz hingga 1.824,8 HzKhrystoslavenko dan Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Batas atas QRD N = 23 selebar 1 m4.014,6 Hz dengan sumur 4,3 cmKhrystoslavenko dan Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
QRD N = 7 untuk 500 Hz hingga 5 kHz, sumur terdalam0,2 mPardo-Quiles dkk., Acoustics 2024
Penerbitan ISO 17497-2Mei 2012, 15 halamanDIN Media, daftar ISO 17497-2
Penerbitan ISO 17497-1Juli 2004, diamendemen 2014BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014
Ukuran difusi medan bebas yang direkomendasikanKoefisien berbasis autokorelasiHargreaves dkk., JASA 2000
Panel MDF datar, 1 kHzHamburan 0,117, difusi 0,35Farina, Universitas Parma 2000
QRD kayu lapis (konfigurasi terbaik) versus pemantul datard = 0,63 versus sekitar 0,10 pada 1 kHz dan 2 kHzTronchin dkk., Applied Sciences 2021
Panel akrilik berbasis QRD, 2 kHzd = 0,62RPG Acoustical Systems, lembar data Diviewsor 79
Penyerapan panel akrilik berbasis QRDNRC 0,30, SAA 0,26RPG Acoustical Systems, lembar data Diviewsor 79
QRD yang dirancang untuk 250 HzSekitar 56 cm dalamnyaJiménez dkk., Scientific Reports 2017
Metadifuser pita lebar3 cm, 250 Hz hingga 2 kHz, rata-rata d sekitar 0,65Jiménez dkk., Scientific Reports 2017
Difuser Schroeder metapermukaanSekitar satu orde besaran lebih tipisZhu dkk., Physical Review X 2017
Renovasi auditorium dengan QRD, 1986750 kursiGraffy dan Paoletti, JASA 1986
Difuser Opera Lviv, GL pada 4 kHzNaik sekitar 0,7 dBKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Kenaikan C80 ruangan kecil dari 1 hingga 3 difuser3,3 hingga 12,4 dB pada 1 dan 2 kHzAzad dkk., Acoustics 2019
Difuser langit-langit ruang kelas, penerima belakangC50 +1,5 hingga +3,2 dBArvidsson dkk., Acoustics 2020

Metodologi dan Sumber

Setiap angka di atas dibaca langsung dari makalah primer, daftar standar, atau lembar data produsen yang ditautkan di bawah. Hasil laboratorium dan simulasi diberi label sebagai demikian; data produsen diberi label sebagai data produsen.

Terakhir diperbarui: 18 Oktober 2026. Kami memperbarui rangkuman ini setiap kuartal, dan pembaruan berikutnya diperkirakan terjadi ketika ISO menyelesaikan peninjauan yang sedang berjalan atas ISO 17497-1.

Coba VoxBooster — uji coba gratis 3 hari.

Kloning suara real-time, soundboard, dan efek — di mana pun kamu sudah biasa bicara.

  • Tanpa kartu kredit
  • ~30ms latensi
  • Discord · Teams · OBS
Coba gratis 3 hari