一个完整的家庭影院是由视听器材和视听室组成的,房间的音频响应特性与器材的频响指标同等重要。美国Audio杂志上曾经说过,组建一套高品质的家庭影院 绝不是把诸如经DOLBY、THX注册的视听器材买来连上即可获得的。在介绍THX家庭影院时,它经常利用大量篇幅描述在营建家庭影院时该如何改造房间三 维尺寸和处理视听室的墙壁、地板、天花板、门窗等以及如何正确放置音箱、屏幕等,而视听器材的清单、指标等只是廖廖几笔带过。实际上,许多朋友也是花了大 量的人力、物力、财力在视听器材的频响、失真度等指标上下功夫,却忽略了房间的三维尺寸、内部装修形式及材料、家居摆设等对听音效果产生的很大影响,令花 费巨资营建的家庭影院效果不如人意。Hi-Fi发烧友通常讲的"高手玩房间,低手玩器材"说的就是这个道理。
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作为视听室,必须要有一个良好的声学特性,如混响时间、谐振模态、声染状态、声场均匀度等。这些指标与房间的三维尺寸和墙壁、地板、天花板等界面的材料质地以及音箱的摆位都是紧密相关的。
一、视听室的声学要求
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有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。
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为了避免或减弱这种有害的声染色,使共振频率均匀分布,避免出现突出的孤立的某段或某几段频率谐振模态,一种方法是合理改变房间的三维尺寸。可以考虑通过 适当的内部装修、制作隔断墙以及吊顶甚至拆除某部分非承重墙等方法来改变三维尺寸(这种合理改造也要同时考虑建筑物的结构安全因素,如打算拆除某段墙体, 最好征求一下建筑专业人士的意见)。简单地讲,这跟设计音箱时选择内部三维尺寸的原则是一致的,即长、宽、高不能成整数倍或太接近。具体的声场谐振模态、 计算公式及有关数据不再一一列举,必要时请参阅有关声学书籍。在此提供一个由国际电工委员会(IEC)参照欧洲的家庭听音室提出的IEC29-B家庭听音 室标准供参考,如表1及图1所示。
另外一种方法则较勉强,即可以在保持房间原有三维尺寸不变的情况下合理地布置,使用适当的吸声材料,以增加墙面、地板等的界面阻尼,使突出的某频段共振的 强度降低,将共振波峰拉平、拉宽,从而降低有害共振对整体音效的影响。但此方法效力有限,只适用于有害共振强度不大的情况。因为如要为降低较强的有害共振 而一味加强吸声材料的话,同时也会使混响时间大大缩短,同样会令听感恶化,使重放音效变得死气沉沉,缺乏色彩和生气。
http://www.chinabea.com/ 二、视听室的混响时间
这是视听室的另一个重要参数。混响是由房间内的声音多重反射特性产生的,它使室内的声压在声源停止发声后仍继续维持一段时间。混响时间是指声源停止发声起 室内声压衰减60dB所需的时间,即降低至原有声压稳定值的百万分之一的时间。视听室的混响时间如果过长,声源前面发出的声音还未消失后面的声音就出现, 容易使低音轰鸣,造成语言对白等集中在中高频段信号的清晰度下降,甚至方位感消失(因为声象定位是*左右主音箱的中高频直达声获得的,而反射产生的过于滞 后的混响声则来自多个方位,直接干扰直达声,影响声象的正确定位)。如果混响时间过短,则会使声音变得瘦弱、干涩、呆板,缺乏色彩和生气。只有混响时间适 中,整体音效才会显得丰满、生动、富于感染力和表现力。
最佳混响时间严格说来并非是一个定值,即使是具体到某个听音室也是如此。它是根据个人的主观体验和经验得出的,而且欣赏不同的节目类型所要求的混响时间也 不同。如欣赏影视节目时混响时间要求稍短些,音响效果会比较生动,人物对白清晰,声象定位也好。而欣赏纯音乐节目则需要稍长一些的混响时间,这样听起来才 能感到"较舒服",其中古典音乐节目要求的混响时间要比流行音乐稍长些。这是因为不同类型的节目其后期混音制作各方面的要求各有差异,在重放时也需要相应 适中的混响时间才能使音效最大程度地得到高保真还原。
中国建筑环境声学网 作为家庭视听室,一般采取折衷的办法来处理混响时间,然后通过拉开或收拢挂在墙壁上的活动幕布或挂毯作部分调整。大量的实验和资料表明,通常家庭视听室的 混响时间一般取在0.4~0.6s左右(500Hz处)较为适宜。混响时间的计算通常使用如下公式:t=0.16V/α,其中t是混响时间,单位为秒;V 是视听室内容积,单位为立方米;α是室内总吸声系数。表2是常用吸声材料的吸声系数。
例如一个视听室长6.2m,宽4.4m,高2.8m。天花板及地面均为平整的抹灰面,地面中间铺有一块4m×3m的化纤地毯,两侧墙上各挂一幅6m×3m 的丝绒幕布(离墙1cm),在屏幕对面墙上贴有4.4m×2.8m的化纤地毯。试估算一下该试听室的混响时间(500Hz处)。从表2查知,裸露的墙面、 地面的吸声系数α1为0.02,帷幕离墙1cm悬挂时α2为0.44,地毯的吸声系数α3为0.28,总的吸声系数为:
α总=1×4.4×2.8×α1+(2×6.2×4.4-4×3)×α1+2×6.2×2.8×α2+4×3
×α3+4.4×2.8×α3=23.184
视听室的净容积为:V=6.2×4.4×2.8=76.384m3则
本站版权所有!! 混响时间为:t=0.16V/α总=0.16×76.384/23.184=0.53s
可以讲,这个视听室的混响时间比较合适,如再考虑观众及家具等的吸声因素则混响时间还会略短一些。
三、音箱的摆位
当您花费了不少心思及不少钱把视听室按上面提到的几点要求装修到位之后,如果音箱的摆位不合适,那么结果只有4个字:"前功尽弃"。组建视听室的目的之一 就是为了更好地欣赏真实的音效,这和Hi-Fi欣赏有着许多相同之处。关于音箱的摆位在此只略提一些比较原则性的注意事项。
首先要求视听室左右两侧的空间声学特性应尽可能对称(并不一定是视觉上的对称),即左右两侧空间的声反射量或吸收量要尽量相等。两个主音箱之间的距离通常 要求在2.5m以上或左右主音箱与视听者之间的夹角至少大于30°(纯音乐欣赏的最佳角度为60°,而家庭影院因为要考虑声象的协调,一般要求在45°左 右),才能获得较好的立体感声场,但距离或角度也不能过大,否则可能会使图象与声象定位不一致。如屏幕左部或右部的声象定位远在屏幕之外,超出了近似合理 的范围,会造成听觉效果与视觉的不协调。
视听室的声学特性在一定程度上与音箱在室内的位置有着直接的关系。主音箱在房间中的位置主要根据试听感受来决定。将主音箱放在墙角、离开墙一段距离或远离 侧墙等多个位置试听,选择一个能得到较均匀的声场共振的位置放置主音箱。另外,再适当地将主音箱后仰几个角度以及将主音箱垫高一些试听一下,看效果是否会 更好一些(有时这种改变会很明显,可能会得到相当好的效果)。
给13亿中国人们更多听觉关怀!! 针对环绕声音箱指向性要求较低的特点,其具体摆放位置也不很严格,一般放在视听者后方左右两侧,但不能过分*近视听者,扬声器高度应适当高于人耳。两个环 绕音箱之间的间距一般要稍小于主音箱的间距。当环绕声音箱摆放到位后,一般还需要对AV功放环绕延时进行调节,使前后音箱的音效浑然一体、完美融合,获得 满意的整体效果。
中置音箱的摆位相对固定一些,应与屏幕中心在同一垂直线上,最好使主音箱、中置音箱的高音扬声器及视听者的耳朵保持在同一水平高度。如果条件不满足,中置 高音与主音箱高音扬声器的高低差距最好不超过30cm。如果相差过大,主音箱和中置音箱的声象高度将会明显不一致,造成屏幕上运动物体的声象变得杂乱,很 不自然,视听效果大打折扣。另外值得注意的是,选择中置音箱时其中、高音扬声器应尽量使用与主音箱相同的单元。这样才能使中置音箱与主音箱在频响曲线、指 向性、相位上得到较好的匹配,这也符合Dolby AC-3及THX的基本技术要求。
超低音音箱俗称"低音炮",由于它负责重放的频率一般集中在120~150Hz以下,所以它在视听室的摆放位置选择就要格外注意,一定要在室内多个位置摆 放进行试听,选择一个能最大程度降低室内声染和失真的适当位置来放置它。一般地讲,低音炮不宜放在墙角、紧贴墙边或视听室中心,因为这些位置都容易引起较 强的共振。
http://www.chinabea.com/ 实际上,本文指出的以上几个方面是比较"大众化"的原则。而各人有各人的欣赏口味,各家有各家实际的家具、房间结构布局情况,甚至不同结构的音箱也有不同的放置要求,所以说家庭影院的组建、布置实在是一件因人而异、因"地"制宜的事情。
·[第十篇]漫谈隔声
很多年以来,大凡是发烧友,或自命为发烧友的,都会为自己的听音环境作一些处理,为的是改善听音条件,以及把它搞得美观一点。于是有人在墙 挂上挂毡,在墙角放两根SOUND TUBE。也有一些买来几块贵价的SONEX左放右放。而一些又会买些"海马"海棉垫(当然便宜得多啦)却又能搞出差 不多的效果。更有一些,像笔者十多年前那样,拾来一大堆盛蛋用的纸卡,再把它们喷上不同的颜色,然后在墙身呀,天花呀,一一贴上,效果也相当不错。也有朋 友听我说,在家中不同位置,放几盆植物,如果弄得声音不错时,其它家庭成员的接受程度也会高一些。好了,这一切举措,基本上是起到调音的作用,极其量来 说,也只能是吸音作用,而决不能起到隔声的作用。为什么这样说?因为这确实是很多发烧友的错觉,大家一心以为既然把声音吸去了,它不就是跑不远了吗?但残 酷的现实却是这样:声音吸去了只是人们的一厢情愿,是的,上述的各项举措,真的会吸?quot;一点儿"声音,但吸去的量和余下的比较,却是微不足道。严 格来说吸去声音是把声音由声能转换成另一种能量(通常是热能),在听音室内,如果谈到吸去声音的能量,工程师会笑着对你说,这点可以不理了。
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但如果你是较认真的发烧友,隔声可能对你有深一层的意义。在专业的录音和鉴听场合,隔声是一个很重要的课题,里面也有很多大学问。这里我举一个简单的 例子,当我们用耳机鉴听音乐时,除了声场这一项指针外,大家会发现,无论是频域,或是瞬变、动态、音乐的纤细度等等都能够轻易胜过我们家里的音箱。这两者 为什么会这样大差别?里面牵涉很多原因,而其中一项,就是两者的隔音条件相距很大。
我们一般在家里听HiFi,声压一般维持在90到一百零几dB,再大声家人或邻居便会投诉。这里说的,一方面是放声的声压,接近110dB已是一般家 居的上限,在这个范围器材已很容易出现疲态,而另一方面,作为听音者可能自得其乐,但一旦较长时间暴露在强声压下,我们的耳朵已处于能承受声压的极限,这 样我们的听觉的灵敏度,诸如分析能力等,都会变得迟钝了。在一般的城市家居中,本身的环境噪声已不低,最小的也有大约40dB,如在香港这样繁华和人口稠 密的,就更不止此数。于是我们看看,如果我们在家听音乐,声压维持在100dB而邻居可以接受,减去噪声台阶(Noise Platform)40dB, 于是剩下的可用上动态就只有60dB了。一般来说有60dB的可用上动态已相当不错,只是器材,特别是音箱,在处于极限时往往有失准的表现,于是我们会感 觉到声音不太好。如果要提高上动态,譬如增加到65dB,这时声压上限便得提升到105dB了,这时候器材的非线性失真会以几何级数递增,而你的听觉在 105dB下变得更不灵光,这样两者加起来,你便会感觉到烦噪了。到这里,聪明的读者可能已经想到,为什么不能把噪声台阶降低?对,如果把噪声台阶降低 5dB,即35dB,这样维持100dB声压上限时,上动态就有65dB,这时和上例105dB相比,器材和我们的听觉并没有处于疲劳状态,所以听音质量 就会比在40dB噪音台阶和声压上限105dB时有起码一个数量级的改善。读者们也就很清楚在那种情况下声音会较好。要降低噪声台阶,便得要谈到隔声了。
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我们知道,在这个星球上,声音传导基本上是在空气中进行的。所以在没有空气的真空中一切都会变得死寂了。有读者会不同意,因为在他的 Dolby Digital 5.1体系,欣赏《星球大战》时是地动山摇。很抱歉,你给电影骗了。真正的星球大战,仍然只能默默地在死寂中进行。
要隔声,简单地说,就是要斩断声音传导的路径。这点,道理显浅易明,可要做得好,就不容易了。既然声音是*空气传导的,要隔音首要的条件是把听音室内的空气和外间的空气隔断,换言之就是把听音室密封起来。
分体空调应尽量安装匹数大一点的,这样机器长期在慢速的情况下都能应付裕如,因之而产生的机械噪声也会少一点,另一方面要维持听音室内的新鲜空气供应,空 调机的制冷量更要大一点。大家要注意,一般窗式空调都有鲜风供应设备,可是分体的就没有这种设备,更甚的是一般人家压根儿没有这样想过,故此为了你的健康 想,在安装分体空调时应叫师傅注意解决这问题。一般来说,师傅会在你苦苦要求下,勉为其难地在房间某处装上抽气扇,便向你收钱了。这样做,你的健康会有保 障,因为听音室有鲜风供应,发烧几小时不成问题。可是你花了大量金钱以期收到的隔音效果,就给这把小小的抽气扇破坏殆尽了。正确的做法是你要安装一个专业 级的抽风系统,它包括一台口径大却工作在慢速的抽气扇,这是为了确保它的噪声低,另外送/抽风管道要相当长和具有消声功能,它的结构会像迷宫式音箱的结 构,管璧粘上吸音材料,原理就跟汽车的消声器(死气喉)一样。最后,安装空调要注意的,是出风口应装在主音箱背后的墙,离听音者最远。
中国建筑环境声学网 跟着的是要把听音室的门换上不小于50mm厚的实心木门,最好不用金属门,而且门框要粘上密封胶条。如果条件许可的话,更可效法专业录音间的双门处 理,即推开外门只进入一个小储物间,要再推开内门才能进入听音室。接 谈的是墙的结构,这点在城市,只要是砖墙或混凝土墙都没有问题。作为听音室已完全可接受。当然专业的,墙身的结构还有一定的规定。
最后谈的是放音装置(主要是音箱)和听音室的退交连(de-coupling)。这点也很重要,原来声音在固体的传导比在空气中要来得快和效率更高, 如果你把音箱直接放在地上,你的邻居仍有机会受到骚扰。有朋友试过这样的经验,每晚睡上床时便听到吵耳的乐声,不能成寐,向管理处投诉楼上的住客,管理处 却回答楼上是空置的。最后苦苦追查,原来是三层楼上的一个和他的单位共用同一承力墙的单位发出来的声音。要把音箱退交连现在变得简单了,只要你用上由多重 材料造成的钉脚来垫起音箱便行了。你楼下的邻居会为此而多谢你。 当你把上面各项全办妥之后,会把噪声台阶下降多少?大约10dB吧?!这太昂贵了吧