私家影院的声学处理

上期说了隔音,这期说说建声设计的另外一部分：声学处理.隔音而言,无论什么视听环境,理论和做法都差不多,隔断声桥.

而声学处理部分,则不同的环境讲究完全不同.我们会重点讲私家影院和会议室的声学处理.

这期,先讲私家影院.

首先为什么要做声学处理,不做声学处理的私家影院会怎么样?从小房间的声学特性讲起

这也可称为硬件要求.一个房间有长、宽、高3个尺寸,在每个方向都有一个最低谐振频率.房间内实际的最低谐振频率是由房间的长度决定的,其波长等于房间长度的两倍.如一间长为6m的房间,当声速为344m/s时(室温20℃),房间内最低谐振频率约为29Hz,这也是能在该房间内产生有效声响的最低频率.即便音响器材能发出低于最低谐振频率的声音,但由于在房间内不能形成半个波长,不满足共振的条件,因此不能产生谐振,也没有足够有效的声压,所以也得不到最佳效果.房间的三维尺寸决定了3个基本的固有谐振频率和与3个基本固有谐振频率成整数倍频率的谐波存在,这些声波在房间内传播时互相干涉,产生繁杂的组合谐振频率.

从声学上讲,房间可视为一个共鸣器,当声源频率与由房间三维尺寸决定的固有谐振频率(简正频率)一致时将会形成驻波,产生共振,这就是声共振现象.视听室内的声场均匀度、声染色和频率不规则性都与声共振有关.这种共振将给原始信号加上房间声共振的色彩,造成声染.一般表现为在中低频某段或某几段频率响度过度加强,"嗡嗡作响",造成该频段信号重放响度失衡,严重时将大大影响听音效果.至于高频段的谐振分布则较均匀,声染较小,不足以影响整体听音效果,因此重点应考虑中低频段谐振的影响.

从影院系统的构成,在一套私家影院系统里,少也有6个声道,多的话便是十几个声道,当这么多喇叭同时做为音源出声的时候,在没有经过专业声学处理的房间里面,直达声和反射声,多个不同地方的直达声反射声同时传入人耳,人耳只会有一种感觉,吵闹,极其吵闹.

声学处理的目的是什么?

·清晰度；对白,细节,空间信息

·声像定位

·包围感；没有间隙,声音转向自然

·频率响应；符合目标曲线

·动态范围；功率,背景噪音

·一致性；座位间差异很小

清晰度是声学设计的关键要素,因为其完美性取决于其他所有要素的完成度.影音系统中最重要的就是电影对白可懂度,同时观众也必须能够听懂歌词,体验轻微的细节音效和感受真实的声音.影响此项标准的因素包括设备的质量,房间混响时间,背景噪声电平和观众在声场中的所处的位置等.

声像定位是指在三维空间中精确定位声音位置的能力.很多唱片包含从左到右,从前到后将观众360度包围的声像.如果观众能清晰地定位视线前方声源的具体位置,那么该系统的声像定位是很准确的.如果系统的声像定位感很好,那么即使是唱片的质量不佳,听众也会很容易在众多的声像中察觉某个特别声像.

音响系统应当能够在三维的空间中还原出录音信号中的所有声像位置,听众们能很容易定位这些声像的位置.录音信号中的各个声像联合组成了一个环状的声场,将听众包围起来.正确的包围感要求声场是360度无缝衔接,在声场中没有因为扬声器电平设置不正确或者的摆位错误所引起的声音过高或者过低的区域.包围感要求体现三维立体声场,但最重要还是能真实营造出环境声场.

我们怎么做声学处理?

从音场定位上讲,我们有前置音场和环绕音场.

从混响时间时间上讲我们要处理高频,中频,低频.

最先到达人耳的声波是直达声,它的传播路径是最短的；是扬声器与听众之间的直线距离.声音清晰度和声像定位的质量主要是由直达声所决定的前期反射声加强了人声与音乐的深度（包围感）,前期反射声增强了直达声所产生的声像的空间感.

下面右侧图完美再现了前置扬声器在房间内的反射.

一、前置喇叭后墙应该强吸音

解决什么问题,首先拉深音场的纵深,其次减少后墙的声反射,更加重要的一点解决低频绕射的问题.

二、前置喇叭的第一,第二反射面

第一反射面以扩散加吸音为主,比例约为3：1,解决音场横向拉伸和声反射的问题

第二反射面以吸音加扩散为主,比例约为1：3,解决第一反射面的反射音吸收问题.

三、环绕声场处理

环绕声场处理在整个影院的声学处理中尤其重要,

在环绕喇叭周围及天花采用强扩散,目地是营造整个环绕包绕感

其他区域采用吸音为主,吸收反射面的反射音.

四、低频混响时间的处理

在整个影院的构筑过程中,最令人头疼的应该就是120hz以下的低频处理.低频每经过一次反射,声强增加6db,因其波长较长,在房间内基本不存在指向性.

从房间的低频波长分布图中不难看出各个波形的分布,当波峰叠加的时候就产生驻波.怎么有效的减少各个面的波峰叠加,就是我们处理的关键.

第一自然是减少低频声反射.在喇叭的前后左右采用薄板共振原理制作相应的低音吸收腔体处理,减少反射面的平行面同样可以减少低频驻波的产生.典型的是魔力空间的减震墙结构.

我们的目的尽量减少房间驻波,以便我们能更清晰的感受到低频的声波.

用什么材料来做吸音和扩散?

现在市面上有很多木质扩散板.本身为板拼接结构,采用杉木板,容易受潮变形,由于我国幅员辽阔,空气湿度不一样等问题,经常容易产生严重的爆裂问题.

市面销售的吸音材料,多数以聚酯纤维吸音棉为主,往往因为成本等原因限制,极少有高容重的吸音棉出现,多在500g容重左右.

而定好的吸音需求的是高容重的吸音棉.

经过初期一些惨痛的教训,我们现在对材料的要求非常高,我们写作专属扩散体,针对不同的使用位置我们有3d和2d两种不同扩散体.吸音,我们选择德国巴氏夫原厂写作的三聚氰胺吸音材料.低频采用减震结构结合巴氏夫吸音的方式处理.所有的声学处理,都采用阻燃的透声布外包.这个也不可忽视,非透声布,会让声学处理失去意义,非阻燃存在安全隐患.