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【「音响论坛」刘总编观点说】音响绵羊讲堂29:聆听空间处理10大简要原则

作者:刘汉盛 阅读数:3157 发布日期:2024-03-09

摘 要:想要适当处理聆听空间就会牵涉到建筑声学的理论、公式,还有声波转换为其他型态能量的种种复杂问题。


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音响迷将音响器材买回家之后,首先要面对的就是空间问题,到底聆听空间要怎么处理,音响听起来才

会好听?想要适当处理聆听空间就会牵涉到建筑声学的理论、公式,还有声波转换为其他型态能量的种

种复杂问题。在此,你不必管那么多,也不必了解那么透彻,只要记住以下几个大原则就可以了。


第一、 吸收(Absorption)、扩散(Diffusion)、扩散/吸收混合(Diffusion/Hybrid)是处理聆听空间三大

基本原则。


第二、 吸收通常用来对付高频段,扩散通常用来处理中频段。至于低频段,由于波长很长,虽然也可

以用吸收、扩散来处理,但会非常困难。通常会以Helmholtz Resonance的原理,制造一个低频共振

器来消除低频峰值,但那要请专业人士来做。或是以Diaphragmatic Absorption(隔膜吸音器)来吸低

频,简单说就是一个密闭的箱体,箱体前板会因为某低频而引起共振,借此将声能转换为机械能,但

这也需要专业。所以,要处理低频很困难,经常会白费力气。


第三、 想要让声波改变行进方向,不管是在天花板或墙面施作三角造型、圆弧造型、圆形、锯齿、斜

面等,其表面的长度一定要大过该想处理频率的波长才会有强效。例如,你请装潢师傅做了很多10公

分的小斜面想要扩散声波,那只会对3,440Hz(音速344公尺÷10公分)“以上”的频域有强效,3,440

Hz“以下”的频域效果很小。再举一个比较极端的例子,你想让100Hz的低频能够扩散,不要累积

产生低频峰值,那么就要请装潢师傅做一个至少3.4公尺(344公尺÷100Hz)的大斜面或大弧面才会

有强效。你的房间会有多大?能容纳一个3.4公尺的大斜面造型?


第四、 想知道聆听空间可能会有什么低频峰值?要先计算长、宽、高尺寸所引起的空间自然共振,

也就是Room Mode(二平行墙面所引起的驻波)。计算方法为音速344公尺除以长或宽或高,得到的

频率再除以2,那就是最低的第一个共振频率。例如高度3公尺,344公尺÷3公尺=114Hz,114Hz

÷2=57Hz(约)。房间高度3公尺的第一个共振频率是57H,第二个共振频率是倍频57Hzx2 =114Hz。

第三个共振频率是3倍频57Hzx3=171Hz。计算到这里就可以,再高的频率已经脱离低频峰值的范围,

没有太大影响。


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假设房间宽度是6公尺,那么宽度所引起的第一个共振频率是28.6Hz,将它当成28.5Hz好了,第二个共

振频率是57Hz,第三个共振频率是85.5Hz,第四个共振频率是114Hz,第五个共振频率是142.5Hz。

再算长度引起的共振频率,假设长度是9公尺,第一个共振频率是19Hz,第二个共振频率是38Hz,第

三个共振频率是57Hz,第四个共振频率是76Hz,第五个共振频率是95Hz,第六个共振频率是114Hz,

第七个共振频率是133Hz,第八个共振频率是152Hz。


接下来我们检视长、宽、高三组共振频率有哪些重叠处?57Hz与114Hz,其他133Hz、142Hz与152Hz

虽然没有重叠,但很相近。所以,这个房间的自然共振Room Mode是57Hz与114Hz,这二处一定会有

低频大峰值。低频大峰值的坏处是什么?会掩盖过许多音乐细节,而且会让音场中原本在后面的低频乐

器往前冲。


第五、 聆听空间中不仅只有Room Mode会造成低频峰值,梳形滤波效应(声波相互抵消与增强产生波峰

波谷,排列起来有如梳子疏密状)也会。音箱摆放的位置造成的低频相位相反也会。


第六、 想要吸收高频很简单,只要多孔物质、软质材料都可以,最常用的就是吸音棉。吸音棉的厚度不

能乱用,要依照四分之一波长的吸音理论来做。声波的最强处是在该波的四分之一波长处,所以要四分

之一波长来计算吸音棉厚度。例如,假设1吋(2.54公分)是某频率的四分之一波长,那么10公分就是该频

率的波长,344公尺÷10公分=3,440Hz。所以,1吋厚吸音棉只能对3,440Hz以上的频域有强烈吸收作用,

3,440Hz以下的频域吸收能力很差。至于能吸多少?那要看这块1吋厚的吸音棉密度、重量,此处就不谈。


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前面不是说过,低频也可以用吸收来处理吗?我们按照上述的方法来计算。344公尺÷100Hz=3.44公尺

(波长)。3.44公尺÷4=86公分。换句话说,想要吸收100Hz低频,至少要用86公分厚度的吸音棉才会有效,

而这86公分厚的吸音棉不是仅会吸收100Hz,而且会以不同的吸音系数吸收100Hz以上的频域。你的房间

能施作86公分厚的吸音棉吗?你能控制100Hz以上的吸音系数吗?所以说,用这样的方式来吸收低频峰值

是不实际的作法。


第七、 想要扩散中频段,经过数学计算的造型都可以扩散声波,最常见的就是二次余数处理器,将声波

均匀扩散。为何中频段不吸收呢?中频段是大部分人声、乐器所发出的频域,如果吸收,很容易让声音

听起来变瘦,不够丰满,所以都以扩散来处理。为何说二次余数这类扩散器最有效呢?因为这类扩散器

可以处理300Hz-4000Hz之间频域的扩散,这段频域如果能够扩散均匀,将有助于降低梳形滤波效应所

产生的负面影响。有关声波扩散器,美国RPG公司在业界非常有名,他们设计出各种不同造型的声波扩

散器,适应各种不同需求。


第八、 想要处理低频峰值很困难,如前所述,不是需要专业来制造共振腔室,就是要用很大的面积、

体积来处理,这都不是一般聆听空间所能承受的。所以,最好的方式是以不会产生低频重叠的比例来

盖聆听空间,也就是所谓的“黄金比例”,利用黄金比例来“防患未然”。黄金比例的尺寸有多种,

上网查就知道。不过,即使以黄金比例来打造聆听空间,还是避免不了低频峰值,只是恶劣的情况

降低了。另一种方法是选取音箱摆位与聆听位置,来避开低频峰值,这是有效的做法,但音箱移动

的幅度要大,三、五公分的移动对低频峰值无效,几十公分以上的移动才能对低频峰值有效。


第九、 以上所述处理,最后的呈现就是聆听空间与音箱所形成的频率响应曲线。频率响应曲线是好

声要素之一,另外一个要素就是残响时间的结构。残响时间太长,音乐听起来像在空荡荡的房间中

唱歌,回音太强,声音混浊不够清晰;残响时间太短,音乐听起来会干会涩,缺乏光泽与甜味,不够

丰满。残响时间大大影响声音好不好听,这个题目我们以后再谈。好声要素还有没有其他?当然有!


第十、 所以,请不要在聆听空间中随便吊挂毯子、棉被、蛋盒,圆筒卫生纸;或东一块西一块吸音

棉乱贴;也不要施做一些无用的造型。那些处理乍听好像有点效果,事实上无助于大局,只是白花钱,

把聆听空间弄得像是乞丐窝一般。想要处理聆听空间,请先熟记这十项原则,再上网去查看美国RPG

声学公司的官网https://www.rpgacoustic.com/,他家的声学处理器都有测试数据,买他们的产品

来施作绝对比你随便想像还有效。


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