(本篇文章節錄自大陸網站,故文章內有大陸習慣用語)
編者按:
聽音房間的聲學特性是高保真音響系統中極其重要的一環,這一點似乎尚未在廣大音響愛好者中引起足夠的重視。也許有些人已經從理論上知道了它的重要性,但不知道怎樣做,或因作法不對而未獲得應有的效果,甚至從此淡漠了對室內聲學的興趣。
為此,本刊特約記者採訪了我國著名室內聲學專家、現年57歲的查雪琴教授。她曾在廣電部設計院從事過多年室內聲學設 計,現在受聘於德國Fraunhofer建築材料研究所,擔任室內聲學部門的負責人。她的研究成果很多,對家庭聽音環境也很瞭解和關心。趁她最近回國休假 之機,本刊特約記者訪問了她,請她對聽音環境的重要性從理論和實踐兩方面作了深入的分析,並對搞好小房間聲學特性的基本原則作了詳細說明。
真正的Hi—End在哪裡?
渝:房間的聲學特性是非常重要的。但是對於一般家庭的聽音室問題,聲反饋問題似乎並不很突出,那麼,室內聲學設計的重要性表現在什麼地方呢?
查:同樣也是很重要的。整個音響系統就像一個鏈條,是由許多環節組成的:先是錄音製作,然後是CD唱機、功放、揚聲系統,還應該包括人的耳朵。揚聲系統發出的聲音要達到人的耳朵就必須經過房間,所以房間也是音響系統這個鏈條中的一 環,如果不考慮房間的聲學特性,那麼整個鏈條裡就缺少了一環。
渝:如果房間的聲學條件不好,會造成什麼影響?
查:先說頻率響應,當前要把CD唱機、功放及揚聲系統的頻響做到在20至 20000赫範圍內平直並不困難。但是房間也是一個共振器,也有它的共振頻率。由於房間的三維幾何尺寸不同等原因,共振頻率不是一個,而是許多個,分佈在 整個頻帶中,如果簡振振動頻率的密度比較大而且分佈均勻,整個房間的頻率響應就比較平直,反之就會出現許多峰谷。如果房間的簡振振動頻譜中沒有某個頻率, 那麼即使揚聲器系統發出了這個頻率的聲音,也不能激發房間的空氣作相應的振動,我們的耳朵也聽不到。
我曾在一間聲學特性很差的房間裡作過試驗:用掃頻儀發出連續變化的20—20000赫茲聲頻信號,再經功放和揚聲器播放出來,發現其中某些頻率的聲音沒有了。也就是說:本應連續的聲音變成了斷斷續續的,像人在喘氣。是功放的頻響問題嗎?不是。因為在整個播放過程中,功放的輸出指示表紋絲不動,說明由功放送到揚聲器系統的功率沒有變化。是揚聲系統的毛病嗎?我們立即把喇叭拆下來送到消聲室進行測量,結果也沒問題。
最終的結論是:在房間的頻率響應曲線上有許多峰谷,在谷點處的頻率就聽不到了。對這間房子進行適當的聲學處理後,問題就解決了。由此可見:如果房間的頻率響應不好,即使你的器材頻響再好,與房間的特性疊加後也會變成一條很壞的曲線。房間是音響系統中非常重要的一環,也是當前最薄弱的一環。一根鏈條的強度取決於其中強度最低的一環:如果其中一環一碰就斷,那麼其它環節作得再好也沒用。從這個意義上來看,可以說:房間是當前音響系統中最重要的一環。
渝:記得管善群教授在接受本刊記者採訪的時候曾經說過一段與您的意思相同的話。他說:現在的發燒友特別注重器材。總是在一個元件、一條線上下功夫,這只能說明他還是處於初級階段。進入高級階段的標誌是把注意力集中在聲場上,也就是房間的聲學特性。
查:我也曾經與管教授討論過這個問題。記得曾經看到過某雜誌上的一篇文章,說真正的Hi—End就是我的感覺。我認為這種說法是不對的,因為每個人的感覺是不一樣的,如果感覺就是Hi—End,那麼就無標準可循了。就當前設備生產所能達到的水平而言,與房間的不均勻性相比,設備的缺陷是很微弱的。所以我認為:真正的Hi—End不是器材,而是房間。如果置聽音室的聲學特性於不顧, 而只在器材上下功夫去尋找Hi—End,那是永遠也找不到的。
渝:換句話說,您是否認為:與房間的缺陷相比,對器材進行一些修改,也就是所謂摩機,其效果實在是微不足道的?
查:那當然是房間的影響要大得多了。
怎樣才算是一間好的聽音室?
渝:您能否再舉出一些實例來說明房間聲學特性的重要性?
查:好吧,先說說我在德國搞的一間聽音室。那其實不是一間專用聽音室,而是研究所所長的辦公室,面積35平米,體積大約100立方米,大概是為了對外宣傳的需要,要求在保持辦公室原貌及功能不變的情況下對其進行聲學處理,能夠兼作一個高質量的聽音間。我只對這間房子作了一些簡單的聲學處理,就獲得了很好的效果。測量結果表明:頻響曲線非常平直,一點也不比專業的聽音室差。有一家歷史很悠久、規模很大的私人錄音公司的負責人和兩個錄音師來到這裡一聽,說在這問屋子裡走來走去,各點的聲音怎麼都是一樣的?其實這就是聲學處理得當的結果。有些聲學特性很差的房間,最佳聽音位(也就是發燒友常說的「皇帝位」)的區域非常狹小,甚至只要頭歪一歪就不對了。人在聽音的時候怎麼可能把頭綁在那裡一動都不動呢?通過這個例子就可以知道:正確的聲學處理不僅可以改善頻響,而且可以擴大最佳聽音位的範圍,對音箱擺位的要求也可以鬆一些。後來他們又把自己錄製的帶子放出來聽,認為低音太重了。我告訴他:不是這間房子的低音太重,因為測量結果表明這問房子的頻響是非常平直的。這只能說明你的製作間的低音太不對了,你在那間房子裡覺得低音不足,就拚命把低音往上調,現在拿到正確的房間裡,低音就顯得多了。他反駁說:你們把房間的頻響作得如此平直,但實際上沒有一個房間的頻響能做到如此平直。我告訴他:你說得很對,我們的房間處理得水平非常高,實際的房間很少能做到。實際房間的頻響是什麼樣的呢?如果只測一個房間,那肯定有許多峰谷,但如果測量一千問、一萬間,然後把測量結果平均一下,那平均值一定是一條平直的曲線。製作間的頻響只能按照平均房間的情況來做,也就是說,頻響一定要平直。
渝:您對這個房間的處理方法很複雜嗎?業餘條件下能不能做到?
查:完全能做到,這叫做難者不會,會者不難。我改採用的辦法主要是加了一個十釐米厚的吊頂,吊頂的材料是我在德國研製的一種「複合板共振吸收器」。當然也採取了一些其它措施。如鋪地毯等等,但最主要的是這個吊頂。開始研製這個東西的時候,德國人提出要求:厚度不能超過十釐米。最初我覺得這不可能,因為我在國內的時候為搞一個錄音室,曾把吸音材料加到1.3米才解決問題。但是德國人非常死板:說十釐米就是十釐米,一釐米也不准超過。結果一咬牙也就搞出來了,在許多地方使用效果都很好,還申報了專利。
渝:這種吸音材料確實太好了,但那是德國產品,又申報了專利,國內的業餘愛好者恐怕很難弄到,價錢也不會太便宜吧?在我們現有的條件下,用什麼辦法才能把房間的聲學特性搞好呢?
查:好,我先介紹一些基本原則。我們聽音的房間從聲學上看都是「小房間」,所謂小房間是指與波長相比。例如50赫的聲波,波長是6.8米,房間的幾何尺寸與之相比就顯得小了。小房間的聲場肯定是不均勻的,不均勻就要處理它。
處理的基本原則是:
1.房間的體積絕對不要浪費
因為簡振振動頻率的密度取決於體積,體積浪費掉了簡振振動頻率的密度就小,聲場就不均勻。例如說房間的頻響曲線上50赫處有個谷,就說50赫附近沒有共振頻率,所以根本激發不起來,我們也就聽不到這個頻率的聲音。所以,不必要地浪費體積的東西千萬不要放。比方說:有的人為了增加低頻擴散,作了兩個低頻擴散體放在屋子裡,這是完全沒有用處的,因為擴散體要起作用,它的幾何尺寸必須與要擴散的波長相當,你的擴散體是不可能作得這麼大的。放進一個不起作用的擴散體,豈不白白浪費了體積?還有人把頂棚和牆做成曲折形,這對解決低頻的擴散問題也是沒有用的。當然,對解決回聲問題還是有好處的。
2.調整房間的幾何尺寸為一個合適的比例,可以使簡振振動頻率的均勻度得到改善,並能解決駐波問題。
3.如果房間的大小和尺寸已經確定,無法修改,那麼就要儘量加大低頻的阻尼和吸收。這對於大多數人來說恐怕是最現實的辦法。吸收材料加多少為好?說得極端一點:永遠不可能過份多,只怕不夠,你想過份都不可能。
我曾經作過一個試驗:
一個體積約100立方米的小房間,用揚聲器在裡面播放音樂信號,用假人頭接收,人退到屋子外面用耳機聽。同時還從聲源直接接出一個信號,這個信號是沒有經過房間的,兩種信號作A、B對比。我發現:隨著吸音材料越加越多,聽到的低頻也越來越多。最初聽不到的一些低頻信號如鼓聲之類。在吸音材料加多後也能聽到了。而且吸音材料越多,AB兩組信號就越一致,也就是說:通過房間的信號就越接近聲源中原有的聲音。為了測數據,我又把吸音材料全部去掉,搬進儀器,再把吸音材料重新一點點加上去。結果確實是這樣:隨著吸音材料的加多,房間的頻率響應越來越平直。總之一定要有足夠的吸收。有一種誤解:當低音不足的時候,就以為低音混響時間不夠,低音吸得太多了,實際上恰恰相反。
渝:能否更具體地說說:應該用些什麼材料,怎樣作法呢?過去曾見過有人介紹:在牆上貼泡沫塑料、掛壁毯等等辦法,這些方法有用嗎?
查:對於低頻而言,這些作法都是沒有用的。常規的辦法是在牆角、牆棱處加上牆角吸聲器。這種吸聲器在業餘條件下也可以作,比方說用紙箱板做成一個長盒子,打上孔,裡面放玻璃棉(用塑料薄膜包起來)。不願用玻璃棉也可以放泡沫塑料或其它織物,放衣服也可以。關鍵是尺寸一定要夠大,一般要求為待吸收頻率的1/4波長,而且一定要放在牆角。有些房間在頂角上有一排吊櫃,也可以利用起來,只需在櫃門上打孔或換成紗門,讓它能透氣,裡面仍然可以放衣服。當然,只用吊櫃有時還不夠,那就再想辦法加別的東西。還有人把吸聲器做成花架的形狀,放在牆角,上面仍然放一盆花,很美觀,聲學效果也不錯。
混響時間——長些好還是短些好?
渝:前面談了許多關於房間頻率響應的問題,房間聲學特性的另一項重要指標是混響時間,聽音室的混響時間應該調整到多少才算合適?
查:我們需要的是節目源中原有的混響,而不是房間所產生的混響。但任何房間都不可能沒有混響,我們所聽到的聲音是房間的混響與節目源的混響相疊加的結果,如果房間的混響時間過長,聽音效果當然會受影響。
渝:既然房間的混響是有害的,那麼是不是說:應該把混響時間調得越短越好呢?
查:不能這麼說。雖然從原則上說,混響時間越短,聽到的信號就越逼真,比方說在消聲室裡聽,這時完全沒有混響,聽到的信號就最逼真。當前國際上對理想聽音間的要求是「中性」,什麼叫「中性」?那就是要求在房間裡聽音等於沒有房間,換句話說就是沒有混響。但是人不可能在消聲室裡聽,而且如果房間做得太「乾」,會引起一系列其它問題,不易處理。例如設備面的反射問題:在一間很「乾」的房間裡,設備面的反射聲就會顯得很突出,再者,太乾的房間也不符合人的習慣。剛走進消聲室的時候,你會覺得「壓耳朵」,但十分鐘以後就好了,你會感到說話的聲音很清楚。前面提到的那間經過聲學處理的辦公室,人剛一走進去會覺得有些異樣,但在這個房間裡待一段時間後再到別的房間裡去,你就會覺得聲音發混,不如這間房子好。另一個問題是:把中、高頻的混響時間作得短一些是比較容易辦到的,低頻的混響時間則不可能作得很短。比方說:把中高頻的混響時間做到0.1或0.15秒,而低頻為0.5秒,聲音就會覺得非常難聽,非常悶。有人遇到這種情況就認為是中高頻混響時間太短造成的,我總是告訴他:這不是中高頻太短,而是因為低頻太長了。如果把低頻混晌時間也拉到0.1至0.15,甚至只要拉到0.2至0.3,馬上就會覺得一點也不悶。我們可以想一想:在室外聽聲音的時候,那可是一點混響也沒有的,可我們從來不會覺得悶,為什麼屋子裡面的中高頻混響時間一短就會覺得悶? 問題就是低頻混響時間太長了。
渝:怎樣做才能縮短低頻混響時間呢?
查:仍然是吸收。儘管無法做得很短,但要想盡辦法讓它短,還要注意在整個頻段上的線性平衡。
節錄自 大草音響論壇http://www.dc-av.com/bbs/dispbbs.asp?boardID=2&ID=1452&page=1
吸聲材料(擷取自 百度百科http://baike.baidu.com/view/310471.htm)
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