小空間聲學(xué)設(shè)計與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)探索



  聲染色:
  普通小空間內(nèi)的空間尺寸較小,與低頻部分波長相近或者與低頻部分波長呈簡單的倍數(shù)關(guān)系的房間容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

  圖7中的實線為入射波,虛線為反射波,二者相向傳播。在t=0時,反射的聲波與入射聲波壓力相抵消,也就是聲壓的瞬時消失,用水平粗線表示;t=T/4時,入射聲波與反射聲波的疊加達(dá)到最大,同樣用粗實線表示;在t=T/2時,同t=0時刻;t=3T/4時,同t=T/4時刻。共振使某些頻率的聲音在空間分布上很不均勻,即某些固定位置被加強,某些固定位置被減弱。

  在一個矩形房間中,計算房間共振頻率(包括軸向、切向和斜向)的通用公式為:
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  例如,計算一個尺寸為7m×7m×7m的矩形房間的軸向共振頻率時,均為24Hz,這時,就會出現(xiàn)共振頻率重疊現(xiàn)象,或稱共振頻率的簡并。在出現(xiàn)簡并的共振頻率上,那些與共振頻率相當(dāng)?shù)穆曇魧⒈淮蟠蠹訌姡@會造成頻率的畸變,使人們感到聲音失真,產(chǎn)生聲染色。

  為了克服這種現(xiàn)象,就要選擇合適的房間尺寸、比例和形狀,并進(jìn)行室內(nèi)表面處理。圖8為認(rèn)證工作中,房間比例的推薦值。
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  注:黑粗線上為最佳比例,陰影區(qū)域內(nèi)均為合理范圍。

  聲聚焦
  像光一樣,當(dāng)比聲波波長大得多的凹弧面反射聲音時,聲能集中于某一點或某一區(qū)域致使聲音過響,而其他區(qū)域則聲音過低。
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  處理方法:應(yīng)避免凹的表面形狀。如果美學(xué)上需要凹型的反射面,最好先做吸聲或擴散材料(按照需要)之后再在這些材料上做凹形表面的透聲面層;蛘吒淖儼记嬖煨,并做好吸聲、擴散處理。


  3.2精準(zhǔn)的音色還原
  音色是反映復(fù)合聲聽感的一種特性,它主要是由復(fù)合聲中各種頻率成分及其強度而決定的,即通常所說的頻譜。

  精準(zhǔn)的音色還原是指聽者接收到的聲音的音色與聲源發(fā)出聲音的音色具有一致性(僅是響度的不同);例如,圖10中的圖(a)為某一聲源由100、200、400Hz三個頻率構(gòu)成,圖(b)各頻率之間強度的差值大小是不變的,僅有響度的不同,音色的還原是精準(zhǔn)的,圖(c)為聲源受房間聲反射形成了疊加諧頻的影響,產(chǎn)生了原來沒有的頻率300Hz,且原有頻率間的強度差值發(fā)生了改變,從人耳的主觀感受上,就是音色發(fā)生了改變。
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  從主觀聽音角度來講,對節(jié)目源的原始聲音和影院內(nèi)聽到的回放聲音進(jìn)行比對視聽時,音色應(yīng)是一致的。雖然響度不同會造成一定聽感上的差別,但可改變放大器音量進(jìn)行調(diào)整。理論上講,若響度相同,則兩者聽感上的音色就完全一樣了。

  房間中不同頻率的混響時間會對音色的還原產(chǎn)生影響,理想的音色還原應(yīng)是房間各個頻率上的混響感是相同的。因此精準(zhǔn)的音色還原要求房間混響時間頻率特性曲線盡可能保證平直,具體取值可參考“3.4混響時間頻率特性”。因此,在聲學(xué)材料布置時,應(yīng)注意高、中、低頻吸聲材料用量的控制。

  例如,節(jié)目源為小提琴和大提琴的合奏,小提琴以高頻為主,大提琴以中頻為主,那么房間為小提琴提供的混響感與為大提琴提供的混響感應(yīng)是一致的,不應(yīng)改變其頻率特性,以免使得小提琴或大提琴的聲音聽起來“變了味”;聲音的頻率特性,形成了人對音色的主觀感受,就像人對光譜顏色的主觀感受一樣,當(dāng)光譜發(fā)生變化,則“綠色”將不再是原先的“綠色”。

  3.3均衡的音色
  人在房間內(nèi)聽到的聲音是經(jīng)過房間各個界面多次反射和散射后的疊加,由于聲音是一種波,疊加改變波動的振幅和相位。

  例如,在完全沒有任何界面反射的消聲室中,距離聲源不同位置聽音時,雖然聽到聲音的頻率分量(振幅和相位)不同,但聲音中這些分量的比例關(guān)系是與聲源一致的,完全地保持了原有音色的均衡性,即所說的原汁原味的音色。

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圖11均衡的音色——振幅

  圖11中,曲線(1)為聲源直達(dá)聲頻譜,曲線(2)雖然響度與(1)不同,但各頻率的變化程度是一致的,為均衡的音色;曲線(3)在各頻率上的響度與聲源相比變化程度是不同的,為不均衡的音色。影響振幅是否均衡的因素主要取決于房間的頻響曲線是否平直,越平直的頻響曲線,越能使音色被均衡地還原。在聲學(xué)設(shè)計時,應(yīng)注重室內(nèi)聲場的擴散處理。


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  聲音經(jīng)過房間界面作用后,聲音的相位與聲源相比會發(fā)生變化,造成相位失真。具體見圖12。

  例如,聽音室內(nèi)揚聲器背面的墻面(一般安裝有屏幕)聲學(xué)處理問題。有人主觀地認(rèn)為,為了增加近次聲反射,這一墻面應(yīng)布置成為強反射性。這種認(rèn)為在小房間中是不正確的。因為這一反射面離揚聲器很近,其反射聲強度與音箱輻射聲強度相當(dāng),但是相位卻不可能是一致,這就造成輻射聲與反射聲疊加后產(chǎn)生強烈的干涉作用,造成聲音失真。正確的做法是,或者揚聲器在墻面內(nèi)臥裝(使揚聲器的聲輻射表面與墻表面相同),以保證輻射聲與反射聲具有相同的相位,或者揚聲器背面的墻面做強吸聲處理,消除反射聲的影響。
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  圖13中,左右兩只音箱發(fā)出的聲波到達(dá)人耳的相位是不同的,容易造成相位失真,音色不均衡。在建筑聲學(xué)設(shè)計時,應(yīng)注意音箱及聽音位的布置。

  3.4清晰的語言對白
  清晰的語言對白是指語言可懂度高,每個音不拖泥帶水。

  小型影院體積較小,室內(nèi)聲能密度較大,而影片中70%以上為對白,因此清晰的語言對白是決定影院設(shè)計成功與否的重要指標(biāo)。

  人類的語言由元音和輔音構(gòu)成。輔音(如b、p、m、f、d、t等)由瞬時語言生成,持續(xù)時間短暫,高頻成分多,聲能低,在高噪聲環(huán)境下或房間聲場設(shè)計不理想的情況下非常容易被干擾,使聽音困難,因此,輔音聽音清晰是房間有清晰的語言對白的前提。

  保持清晰的語言對白的關(guān)鍵是混響時間不能過長(尤其是低頻混響聲對輔音的掩蔽性大),并保證低的背景噪聲。

  3.5明晰的音樂演奏
  明晰的音樂演奏是指音樂透明度好,能準(zhǔn)確表達(dá)出音樂的層次感,音調(diào)高低明顯,不渾濁。高音諧音豐富,清澈纖細(xì)而不刺耳;中音明亮突出,豐滿充實而不生硬;低音厚實。

  小型影院音樂明晰度的控制主要是要注意在高頻混響聲與中頻相比,既不能過多,也不能過少。高頻混響聲多,可能會形成一種金屬脆聲,聽音有一種不清澈的眩暈感;更多的情況是,高頻混響聲太少,這是由于影院中采用的很多流行材料(如纖維類、泡沫類等多孔吸聲材料)對中高頻吸聲較多,加之空氣吸聲主要在高頻范圍,造成高頻混響時間很短。高頻混響短會造成高頻聲被中低頻聲音掩蔽,形成一種如同聽覺遮蓋的感受(例如小提琴、鋼琴等高頻分量較多的聲音好像被其他聲音擋住了,穿透不出來)。歡迎光臨小強家庭影院導(dǎo)購網(wǎng)

  3.6 準(zhǔn)確的聲像定位
  準(zhǔn)確的聲像定位是指多軌錄音的節(jié)目源,在回放聆聽時,能夠良好地重現(xiàn)節(jié)目源中的聲源方位。

  由于聲源發(fā)出的聲波到達(dá)雙耳有一定的時間差、強度差和相位差,人們就可以據(jù)此來判斷聲源的方向和遠(yuǎn)近,進(jìn)行聲像定位。這種由雙耳聽聞而獲得的聲像定位能力,在頻率高于1400Hz時,主要取決于到達(dá)雙耳聲音的強度差;低于1400Hz時,則主要取決于聲音到達(dá)的時間差。房間中聲音的反射會影響雙耳聽聞的強度差和相位差。例如,來自兩側(cè)的聲能與來自頭頂聲音的比例關(guān)系會影響到聲音的定位感,設(shè)想一間頂棚完全反射而兩側(cè)墻卻完全吸聲的房間,人們會過多地感到來自頭頂?shù)姆瓷渎,干擾了人們左右聲音定位的能力。

  3.7真實的空間環(huán)繞感
  真實的空間環(huán)繞感是指場所印象逼真,空間感好,可準(zhǔn)確還原電影導(dǎo)演所想表達(dá)的聲場空間大小,清晰確定聲場特征,使人有被環(huán)繞聲場包圍的強烈感受。

  在影片或音樂的制作過程中,制作人頭腦中常有對其作品所表達(dá)或演奏的房間的親切度的考慮。親切度是指聽眾在尺寸較小的房間內(nèi)聽音的感覺,也即對廳堂大小的聽覺印象。

  環(huán)繞感則指聽眾被聲音包圍的感覺,主要取決于反射聲時間和空間的序列分布。如果這種混響聲能從四面八方到達(dá)聽眾,則聽眾感到仿佛被聲音所包圍而沉浸于音波之中。環(huán)繞感還與房間的聲擴散能有關(guān)。

  3.8  觀影區(qū)有生動的臨場感
  回放的聲音使人有“身臨其境”的感覺。在測試時播放一段具有良好的身臨其境的聲音片段,回放的聲場不應(yīng)破壞原有的身臨其境感,應(yīng)是聲音與視覺的完美結(jié)合。

  該指標(biāo)是對小型影院設(shè)計的總體把握,包括聲源的輪廓感、立體感以及聲源在橫向的拓寬感和縱向的延伸感,是需要聲源錄制、音響設(shè)備及其擺位、建聲設(shè)計聯(lián)合控制才能達(dá)到的聽音效果。

  3.9  裝修異味或刺激性
  無裝修異味或刺激性;觸摸材料對皮膚沒有傷害。

  3.10  通風(fēng)及溫控
  有無通風(fēng)換氣及室內(nèi)溫控系統(tǒng),以滿足室內(nèi)基礎(chǔ)的環(huán)境需求。

  3.11  裝飾效果
  1. 裝飾結(jié)構(gòu)規(guī)格和比例合理,裝飾布局及大小符合裝飾審美標(biāo)準(zhǔn)。
  2. 材料、質(zhì)感及色彩雅致,在符合原則前提下,滿足使用者對色彩的偏愛,符合使用者的心理要求。能正確地運用和處理色彩的統(tǒng)一和變化規(guī)律,符合色彩心理學(xué),室內(nèi)裝飾色彩基調(diào)應(yīng)滿足影院的視聽需求,不應(yīng)影響觀影的效果。
  3. 空間布局合理,符合人在空間的活動規(guī)律,空間布局人性化,以人為本,沙發(fā)、暖衛(wèi)、通風(fēng)、電氣設(shè)計合理。
  4. 做工精致細(xì)微,無瑕疵,隱蔽工程施工符合規(guī)范,施工尺寸符合設(shè)計要求。

  3.12  舒適度
  溫度適宜,相對溫度舒適;室內(nèi)應(yīng)根據(jù)使用人數(shù)設(shè)計適宜的新風(fēng)交換量,使人無呼吸憋悶感;室內(nèi)照明光線滿足人的視覺舒適度。

  編者按:以上主要從各項指標(biāo)的聲學(xué)原理及主觀感受來闡述,并提出了相應(yīng)的建筑聲學(xué)設(shè)計指導(dǎo)意見。為小型影院設(shè)計施工中提供可量化的指標(biāo)、方法和檢測手段,讓使用者得到最佳的觀影、音樂欣賞以及娛樂體驗。

  對于此文的發(fā)表,我們希望為影音行業(yè)人士提供更多的對于小型影院聲學(xué)設(shè)計的技術(shù)交流,共同探索與提高。因此,我們也十分歡迎大家能就此文提出寶貴建議,共同探討,以提高國內(nèi)家庭影院定制安裝的設(shè)計水平,增強行業(yè)人員的技術(shù)水準(zhǔn)。
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