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聽音環(huán)境里的聲學問題

 fjgsd 2023-04-16 發(fā)布于廣東
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環(huán)境影響聽感這點毋容置疑,所以適當?shù)母纳埔幌侣犚舡h(huán)境很有必要,不過這已經(jīng)超出器材范疇成為聲學問題了,相較于前者聲學要更復雜,也更難以定量。

好在萬變不離其宗,只要能抓住主要矛盾,找出影響聽感最大因素,搞清楚來龍去脈,至少可以找到正確的改善方向和方法。

1.駐波。這是一種形象化表述,其本質(zhì)是聲波干涉現(xiàn)象,當前進波與墻面反射波正面相遇,且路徑差半個波長時,正向與反向能量互為補充,聲波不再按原路徑傳播,而是原地駐留疊加形成類似梳狀濾波器的空氣共振,即為駐波。

可以看出,形成駐波有三個條件:平行墻面、間距和反射,三者缺一不可,所以減少駐波就應從這幾方面下手,反其道行之。

駐波有很多危害,只要房間內(nèi)有平行墻面就存在空氣共振頻率,波長為墻距離的兩倍,但這只是基頻,與之呈整數(shù)倍的一串頻率都是共振頻率,上下左右三組平行墻面就會有三串這樣不同的共振頻率。

當有激勵信號頻率接近其中任意頻點就有可能引發(fā)空氣共振,只是中高頻頻點較密集均衡,聽感影響并不明顯,但300Hz以下頻段就不同了,不僅共振頻點分散無規(guī)律且能量也大,間隔大掩蓋細節(jié)帶來音色失真,間隔近甚至簡并重疊又會明顯加強此處聲壓,形成響度峰谷,能量集中的墻角等處還可能成為新聲源向外輻射“嗡”或“隆”聲等。

減少駐波常見措施有:改變墻面角度或反射角度、吸收反射波特別是低頻段的、調(diào)節(jié)房間長寬高比(如5:3:2)避免共振頻點過度重疊、降低激勵信號強度不把音量開得過大等。

2. 混響。影響聽感的主要是混響時間,專業(yè)稱RT60,即聲音能量或聲壓級從穩(wěn)態(tài)到衰減60dB所需時間,室內(nèi)一般推薦0.3-0.5秒。這里有個經(jīng)驗公式可以估算:RT60=0.161V/S,式中V是房間容積、S是房間面積,條件是平均吸聲系數(shù)<0.25。

因為我們習慣了有混響環(huán)境下欣賞音樂,適度的混響有潤色和提升悅感效果,錄音如此,播放同樣如此,當然混響過度也有害,會致聲音含混不清。

改變混響時間主要是使用吸聲材料,也包括有類似功能的家具等,使用中盡量分散和多樣化布局,這比單一大面積效果要好,不推薦使用效果器等電聲手段。

3.聲像再現(xiàn)。聽覺上也有空間感,相關(guān)信息就隱藏在不同聲道的音樂之中,即音源位置響度差和時間差(相位),當這些信息與我們左右外耳固有聲學特征結(jié)合,大腦中就會即刻呈現(xiàn)出對應的虛擬聲像。

對于立體聲,聲像再現(xiàn)情景與兩只音箱擺位和C位選擇有關(guān)聯(lián),通常呈等腰三角形,具體的邊長和角度,與器材有關(guān),也與環(huán)境有關(guān)。

環(huán)境因素主要是受反射聲影響,如果說直達聲還原聲像,反射聲就是擴展空間,不過后者會牽扯到很多聲學問題,多少合適需要實踐驗證,但有一點可以肯定,即反射聲不得大過直達聲。

這里常用到一種聲學道具叫二次余數(shù)擴散板,它通過反射相位變化實現(xiàn)聲波水平方向的擴散,擴散起始頻率由板厚度決定,頻率上限由槽的數(shù)量(素數(shù))和寬度決定。擴散板能將反射波打散,使得環(huán)境響度分布更均衡,包圍感或臨場感效果更好,同時也能減少駐波的形成,但使用過度會降低聲音清晰度。

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總結(jié)一下,以上三個聽音環(huán)境里的聲學問題是常被提及也是影響較大的,不過這類問題都很難說清楚,因為變量多、維度多、干擾多,也因此改善聽音環(huán)境沒有樣板間,基本上屬于因地制宜探索,但有的放矢總會有驚喜。

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