“卷积混响”是什么？“IR”又是什么？

“卷积混响”是什么？“IR”又是什么？ 

相信学习混音的同学们在平时干活的时候经常会接触到一类声称能产生“卷积混响”效果的混响效果器，但是对于这样的一个名词却不是很了解。

那么，“卷积混响”究竟是什么呢？

01

现实生活中的混响

我们知道，声音是需要介质来传播的。在室内传播时，声音在传播的过程中会被天花板、墙壁和地板等吸收和反射。我们听到的声音，其实是声源直达声和反射声的混合声。这种现象就叫做混响。

声源直达声和反射声在达到我们耳朵的时间点上会存在一定的距离，也就是说，混响不是某一时间点得到的效果，而是多个时间点的声音共同组成的音效。

在自然界中，混响无处不在，因为只要声源的周遭有物体存在，那么便会对声音进行吸收和反射。换句话说，如果没有障碍物对声音进行吸收和反射，那么就不会有混响。

这种情况是否存在呢？也许你在跳降落伞下来的时候大声喊叫就能体会到无混响的感受。因为这时你的身边除了空气之外就基本上没有障碍物了，你的声音不会被反射回来，而是会一直扩散到更远的地方。

另外，你在一些做了声学装修的录音棚里唱歌时，混响也基本上不会有。因为这里的墙壁、天花板和地板都有着很强的吸音功能，你发出去的声音在碰到它们之后绝大部分都会被吸收殆尽，只有少到可以忽略不计的部分会被反射回来。

当然，无混响基本上只是一种最理想的情况，因为自然界是由物质构成的，只要有声音就必然会有声音的传播、吸收和反射。在另一个方面，自然界中也不存在只对声音进行吸收或者只对声音进行反射的物体。

02

“IR”

那么，我们有没有一种方法可以用来模拟现实生活中的混响效果呢？

想象一下，如果我们在一个房间里和人交谈，那么我们发出的声音会有一部分直接进入对方的耳朵，一部分则会在碰到墙壁等障碍物之后在反射进入对方的耳朵，我们可以把这个情况简化下变成下面这样：

最先进入对方耳朵的直达声的能量是最大的，之后的反射声都会延迟于直达声进入对方的耳朵，并且能量会渐渐减少。

为了更直观地观察这种时间和能量上的差异，我们可以把说话声换成一种脉冲声，大概是下面这个效果：

以上这种情况就是一个超级简化版的混响实例，现实生活中的混响一般都会有无数条反射声的存在。

如果我们想要模拟某个空间的混响情况，只要知道这种空间里的直达声和后续各个反射声之间的各种时间上和能量上的关系是怎样的，即这个空间的混响特征就基本OK了。

在计算机领域，根据混响特征我们可以生成“IR”文件。“IR”是英文“Impulse Response（脉冲响应）”的缩写。在计算机系统中，“IR”文件保存了特定空间的混响特征。

基于这种文件，我们的混响效果器就可以通过某种计算方式得到原始的声音和反射声叠加之后的声音效果，也就可以模拟现实中的混响效果了。

03

“卷积”混响

而这种计算方式，就是我们的“卷积（Convolution）”计算，而所谓的“卷积混响”，就是一种基于特定的IR进行卷积计算所得到的混响。

这里提到的“卷积”，其实是一种被广泛应用的数学处理方式，其应用范围包括统计学、图像处理和电子工程学和音频处理。

对于非专业的人士来说，要想理解卷积的计算方式其实不是很容易。但，事实上，我们并不需要十分了解背后的理论也能很好地应用它。

我们可以把卷积简单地想象成将输入信号和IR进行乘法处理，得到的结果就是输入信号获取IR信号中关于空间中的声学特性之后的信号，也就是我们的“卷积混响”。

在目前的技术条件下，基于IR文件对原始声音进行卷积计算从而得到混响效果的方式，是模拟现实中的混响效果的最佳方式。