小型视听室的声学控制

小型视听室的声学控制(上)

“视听室”被视为普通家庭的高传真音乐中心（或者是专业工作室的听音区）。录音间的控制室或监听室是一种非常特殊的听音室。本研究考虑的是在家中欣赏音乐的部分。有能力在家里拥有专门的音乐聆听室的人是幸福的。其余的人通常是在起居室听音乐。


家庭的所有成员在这样的设置上，必须在科技和美学之间做出妥协，而妥协点在那里？







声学联系



空间的声学是录音过程和重播过程的重要组成部分。在每个声学事件中，都有一个音源和某种接收设备，两者之间有声学的联系。串流音乐、光碟、或磁带录音具有录音环境声学的印记。



如果音源是交响乐团，录音是在表演厅或大教堂进行的，表演厅或大教堂的残响是管弦乐声音的重要组成部分。如果大厅或大教堂的残响时间为2秒，那么在每一个声音的脉冲和音乐的突然停止时，都会出现一个2秒的尾巴，它会影响到所有音乐的完整度。在我们家的听音环境播放音乐，什么样的房间特点才适合这种音乐？



如果音源是流行类型。音乐很可能是在一个吸音非常强势的录音室中，由多轨录音系统录制的。在这个吸音非常强势的录音室中录制的基本节奏组，在声学上有很好地分离度，他们录在各自单独的音轨上。在随后的录音中，人声和其他乐器被录制在其他音轨上。最后，所有这些音轨都混音在一起，并添加了一点“调味料”。每个音轨上的声音在立体音场中的位置，可由pan旋钮进行调整。在混音中，添加了许多效果，包括人工残响。那些视听室特性最适合播放此类录音？



如果高传真发烧友的品味是非常独特的，则我们可以针对单独一种类型的音乐处理视听室特性，以获得相对最佳的结果。如果口味是多元化的，视听室的声学处理，就需要针对不同类型的音乐做必要的调整。



视听室中再现音乐的动态范围，取决于扩大机功率、喇叭呈受功率的能力，以及家庭成员和邻居的容忍度。



社会限制的音量通常远低于音响设备可以发出的音量。动态范围的最小音量受噪音、环境或电子设备的限制，家居噪音通常决定下限。这两个极端之间，可用的动态范围远小于音乐厅管弦乐队的动态范围。






小房间声学的特点



音响频谱有十个倍频音程，当声音以波长去考虑房间大小时的表现时，小房间的声学分析与大房间的声学分析大不相同。20 Hz 到20 kHz 的音频频段覆盖了17.22 公尺到1.72 公分的声音波长。对于低于300 Hz频率（波长大于1.146 公尺），一般的视听室必须被视为一个谐振腔。引起共鸣的不是视听室，而是被视听室限制的空气。随着频率增加到300 Hz 以上，波长变得越来越小，结果声音可能被认为是一种雷射线和镜面反射的行为。



本章讨论的重点是视听室、音频工作室、控制室和工作室等小房间。大房间的设计，例如：音乐厅、剧院、礼堂等，就得由专业的声学顾问负责。

封闭式房间各表面的声音反射，在低频和高频区域都占主导地位。低频率反射导致驻波，视听室变成一个以多种不同频率共振的房间。来自视听室表面的声音反射，也影响到中频和更高的可听频率，但是不会产生空腔共振，是以镜面反射为主要特征。



对于专业的声学家和挑剔的发烧友来说，视听室与专业录音室的设计一样具有挑战性。所有主要的声学问题，都涉及到视听室和任何其他小型听音室的设计。因此，本章被视为小型视听室的声学介绍。





房间大小



房间太小，问题将不可避免存在空间中。BBC 研发部门Gilford 教授发表的Acoustic Design of Talks Studios and Listening Rooms的报告指出，视听室体积小于43立方公尺，很容易出现声音染色问题，不适合使用。比这更小的房间会产生稀疏的房间驻波频率和夸大的间距，这是听觉失真的来源。

注：:43立方公尺是什么状况？以台湾公寓高约2.5 m ~ 3 m 来说的尺寸，可能是：高x 宽x长这样的概念



2.5 mx 3.5 mx 4.91 m

2.6 mx 3.5 mx 4.73 m

2.7 mx 3.5 mx 4.55 m

2.8 mx 3.5 mx 4.38 m

2.9 mx 3.5 mx 4.23 m



房间比例



最有利房间驻波分布的房间比例如下表:





表1.最有利房间驻波分布的房间比例







图1 : bolt's范围

尺寸比要完全在图的“虚线区域”内才适当。



对于新建物，强烈建议使用这些比例作为参考，通过计算和仔细研究正轴驻波频率的间距，来任何认真确认适当的尺寸。

在家庭视听室中，房间的形状和大小，在大多数情况下已经是固定的。可按照表列的驻波，对现有房间尺寸进行正轴驻波计算。然后，检查这些驻波频率是否存在重合（有一个两个或多个相同的频率）或与相邻频率间隔25 Hz 或以上的孤立驻波。此类不好的现象都可能发生声音染色。



正轴驻波频率的研究





表2 正轴驻波频率依房间尺寸算到300 Hz以下。这些正轴驻波频率由小至大排列，右侧为相邻驻波的间距，没有相同：只有一对接近2 Hz。最大间隔24。



残响时间RT60



残响时间向来是评鉴房间声学质量的主要因素之一。在建立一般收听条件方面，视听室中的总吸音量仍然很重要。如果房间吸音过多，或反射严重和残响过多，听众会容易感到疲劳，音乐质量可能会下降。



计算残响时间的古老Sabine 方程式，



RT60=0.049V/Sa



RT60 = 残响时间

S = 房间体积立方英呎

a = 房间表面的平均吸音系数

Sa = 总吸音系数



可以估计出室内合理残响条件下，所需的吸音量(尽管，在考虑小房间时，残响时间因素未放在最重要的地方)。假设残响时间为0.3 秒。由此，可以估计沙宾吸音的总量，这将算出吸音材料的数量，达到预计的听音条件。仔细的听力测试，确定最适合的室内环境，以符合最喜欢的音乐类型。