技术交流录演播厅

聽音室中音響的靚聲與建聲

靚聲與建聲,單聽一下讀音似乎非常相近,但兩者卻有很大的關聯。發燒音響要獲得靚聲,也就是說Hi-Fi,除了音響器材質素要保證之外,很重要的因素則依賴聽凌晨室內的建聲處理。“靚聲依賴於建聲,而建聲為了靚聲”,這就是玩發燒音響的真諦。

而發燒音響在器材上沒有什麼需要擺弄的,因為發燒音響系統從CD機至功放接線這麼簡單明了,除了CD機有各種操作鈕可選擇之外,功放簡潔到只有音量及電源開關,發燒音響系統的調試主要在房間的聲學處理,也就是說在確定了聽音室的位置后,必須對室內裝潢從建築學角度出發實施,而不是單純地從美學角度出發實施,而不是單純地從美學角度去作室內裝潢。在完成了聽音室房間的聲學處理之後,音箱的正確擺位才有實際意義,很多玩家不重視這點,因而聲音不發燒。

聆聽環境空間是聽Hi-Fi音樂的首要前提,如果沒有理想的聽音空間,即使有再發燒的音響器材也是徒勞的。要獲得高質量的聆聽效果,只靠提高音響器材的質量是遠遠不夠的,因為室內的聽音環境,對重放音質起決定性的影響。由此可知,高質量的器材若擺在一個很惡劣的環境里,地發揮不出它的超群素質的。當器材越是上檔次,房間越小,音箱的喇叭口徑越大時,對建聲處理要求就越高。Hi-End音響最高境界所涉及的透明度分析力,包括闊、深、高和樂器的聲像定位結像力以及音樂層次的音場感,樂器之間的比例間距,獨奏或聲合奏與其背後樂團之間的比例尺寸,音樂韻味等,這些聽感不僅僅受制於器材的檔級水平,更多受制於聽音室的建聲處理情況。隨着對Hi-Fi認識的深入,對聽音環境影響音質音色的認識也得到相當程度的改變。在一個建築聲學設計良好的家庭聽音室中聆聽音樂,會讓我們能完全置身於交響樂藝術的海洋中,這身臨其境的感受就是認識掌握Hi-Fi音響系統高保真還能力的基礎,隨着人們居住環境的改善,獨立設置家庭聽音室已由夢想變成現實。只有正確設計和處理聽音室(或家庭影院視聽室)的內部結構和建築表面,採取各種有效聲學處理措施才能獲得滿意的聽音效果,這些措施簡稱建聲處理。

由於聲音在傳播過程中遇到障礙物就會出現反射、衍射和散射的現象,通常,聲音有沿原來方向繼續傳播的傾向,但當它遇到障礙物時,障礙物的邊緣便成為第二聲源,當輻射出和該聲音頻率相同,但聲強較小的電報波,便形成反射。在實際使用中,由於聲音的衍射和反射的辦同作用,不論房間隔聲處理得多好,如果門留有門縫,那麼從處面傳播到聽音室中的聲音壓強幾乎和門打開時區別不太大。當聲源直接直接傳來的聲音和經初反射回來的聲音相繼到達人耳時,其延遲時間小於30MS時,人耳不能區分出來,僅能覺察到音色和響度的變化。但當直達聲和反射時差超過30-40MS時,人耳就能判別出它們來自不同方向的丙個獨立的聲音。這種稍後一來自反射面的聲音,就有可能成為回聲混響。回聲的感覺會妨礙語言和音樂的良好聽覺效果、影響清晰並度,因此必須加以控制。

人耳對回聲感覺的規律是由哈斯首先提出的,故稱哈斯效應(Hass Effect)。通過大量的主觀評價實驗提出了反射聲延遲時間與感覺到回聲百分率之間的關係。如果兩個不同聲源發出同樣的聲音,並在同一時刻以同樣強度到達聽着,則聲音表現的方向大約在兩個聲源之間。如果其中一個略有延遲,約5-30MS,則所有聲音聽起來似乎是來自同一個末延遲聲源,被延遲聲源是否在工作就不明顯。如果延遲在35-40MS之間,則延遲聲源的存可以被識別出來,但其方向感仍然不十分明確。只有延遲時間超過40MS時,第二聲源聽起來才像清晰的回聲。當反射強度減弱到直達聲10DB以下時,即使延時時間很長,也幾乎不能感覺到有回聲,如果把兩者的延遲時間壓縮得很短,就算反射聲的聲壓級高出直達聲10dB也不會有回聲現象出現。

在浴室中發出的聲音很清楚地說明了小房間中存在着諧振現象,唱歌會格處動聽,聽起來比其他環境更圓潤、渾厚和有力,這說明諧振作用使某些頻率的聲音得到加強,這些固有頻率是和房間的尺寸有關的。室內聲場地房間內由直達聲和混響聲兩部分組成的聲場;直達聲滿足聲音壓強隨距離成反比,而混響聲場則均勻分佈在室內邊角以外的空間。對於任一位置所接收到的聲音可以簡單的看作由直達聲、早期反射和混響聲3部分組成。如果室內各部分的聲壓相同,而且室內聲音是無規則地在各個方向傳播,那麼這種聲場可以說是均勻的,也可稱室內聲擴散。均勻的聲場分佈對加強音樂和語言本身的音色,以及避免出現某些音質缺陷是十分重要的。為便室內達到擴散聲場,可採用如下3種途徑:配置吸聲材料;把室內表面處理成不規則擴散體。

聽音室是普通公房的,可能過一些聲學處理手法改善,房子除門窗外、牆面、天花板均勻為粗裝修的灰屋,地面為水泥地面鋪木地板,若未作聲學處理時,語言話音顯得明亮,但由於混響時間過多,話音拖尾情況明顯,清晰度較差,放音樂時各點聲壓不同,差異較大,中低頻共鳴聲大,混濁無透明感,高頻清晰度下降過大。比較簡單的方法昌對這種聽音室空間進行聲學技術分析,處理好混響時間。這種處理方法可使室內的聲學效果在一定限度內得到改善,同時,它還能找出現有房間的聲學缺陷,並做適當的聲學處理。如果控制得當,這種“室內效果”會使室內重放的聲音更富有生氣和魅力,臨場感更好。

如何吸收聲音對視聽室有着相為重要的看接意義。被吸收的聲音能量和入射聲能量的比值稱為反射面的吸聲系統。石膏、磚石、玻璃、木頭、混凝土等堅硬的密質材料是非多孔表面,它們的吸聲係數小於0.05,即它們的吸聲係數可接近1.00,即這些材料基本上能大部分地吸收入射聲能。地毯、布料等纖維織物對於頻率比較高的聲音有較高的吸聲能力,這是因為聲音要在纖維和小孔中進行多次反射,而每一次反射都要引起能量消耗,許多吸聲材料都是纖維多孔材料。

當布置聽音室時,如果建築裝飾材料是吸聲係數很小的硬質材料,如花崗岩、大理石、鋁材料、玻璃等,就會在室內形成很多反射,此時在標準的聽音“皇帝”位聆聽時,除了能聽到來自前面的直達聲外,還有許多來自各個面(包括天花板)的反射聲,而這些反射聲隨不同頻率產生反射強度不同,就會影響聲像定位和聲音的清晰度。有些房間還會產生某些頻率點的共振,又稱之為駐波,其中主要是由於房間的音響效果造成的,當聲波無法散開,由播放出來的聲音反覆多次反射,於是成為駐波而又阻礙了立體聲的形成。室內空間的長、寬、高尺寸的比例要合適,才能避免產生駐波。由於聲波因房間內四周牆壁的條件而在某一頻率上產生共振,這樣會大大降低音響系統的清晰度,從聲學角度來說,這就是一種很明顯的駐波現象。一旦由於房間的特性而產生駐波,則十分難消除,顯著的駐波現象將會大大影響系統的低頻特性,一般10-30平方米的房間中出現駐波較高的頻率在80-200Hz,特別是小房間的聽音室駐波大致是100-300Hz之間的低頻,由於低頻幅波特長,其聲波反射后混成一團,嚴重影響其他頻率的均衡度,因而造成聲音沉悶、混濁,音箱明明是重播出大量的低頻能量,聽起來卻低頻單薄,這就是房間的聲學不良所引起的。而房間中代頻駐波最為厲害的地方就是發生在音箱後路左右上下的兩個夾角。可以用直徑8英寸-10英寸左右的聚乙烯硬膠管,長約2.2米-2.4米與室內高度相當,內放鬆軟的吸音礦棉或玻璃纖維,在管壁上鑽直徑10MM左右的孔洞,孔洞面積應是管壁面積的0.2%左右,能吸收牆角中低頻駐波,效果相當好,但是給室內低頻駐波,效果相當好,但是給室內裝飾帶來影響,因為對美觀不利。改善的另外方法是調整裝修後房間長、寬、高的比例關係,使之成為無理數,這對於在室內裝潢時要進行重新隔斷比較合理,而單獨的不能重新隔商業局的如14平方米房間作聽音室,則只能依賴傢具的擺放來實現,而最理想的傢具便是書櫃,並且放滿書之後還具有吸聲作用,室內物品放置也要避免對稱性。為了避免駐波現象,矩形房間長、寬、高之比應取無理數,常推薦的三邊之比可採用黃金分割法(1:0.618)。

混響時間是指從聲源停止發聲起。到室內聲能降低到原有穩定值的百萬分之一,即衰減60dB所需的時間T。T值越大,則廳堂的四壁反射功能強,聽聲小,聲間不斷反射逐漸變弱,餘音繞梁,經久不息。而立體聲定位靠的是各聲疲乏的直達聲,當各種反射回來的聲音即混響過多時會幹擾聲象的正確定位。那麼如何通過計算混響時間來改造房間呢?混響時間計算有常用公式,在房間的平均吸聲數小於0.2時,可用賽賓公式:T60=0.16V/Sa,式中:V為房間容積,單位:平方米:Sa稱為總吸聲量,可由平均吸聲係數a乘總內表面積或各個物體表面積乘各自吸聲係數后的總和,傢具的各個表面包括聽眾本身也都可計入總吸聲量。

一般未經處理的房間T值多在1秒左右,Hi-Fi聽音室的要求起碼要降到0.5-0.6秒以下,對現有環境的改造是否正確對音質影響很大。測試房間的聲不特性最簡單的辦法是播放《雨果發燒天碟(一)》中的頻率測試信號片斷。理想的效果是信號隨着頻率的上升、強度會均勻地增強。但在一般的房間里,通常會出現某些頻率特彆強、某些頻率又特別弱的情況。對於高頻反射太強的問題,鋪地毯、掛窗帘應取得不錯的效果,而低頻駐波比較難解決,要按下面方法改善。前方主音箱與聽眾之間地地面是最早的反射聲源,它會影響聲象的定位和聲源中空曠場所混響聲效果,必須首先加以克服。具體方法是鋪上地毯,若地面原是磨光硬石料(大理石、花崗岩、光滑瓷面磚等)的,地毯更需厚一些。音箱后牆的裝修方面,除了結實為主外,外形的處理也頗為重要。如將音箱牆角改為弧形或45度角,這樣也便音樂動態和能量更為自然順暢地向聆聽位。后牆處理可用一塊厚絲絨掛帘從天花頂掛至地板,厚絲絨寬度為牆寬的約2倍,后牆特別是離地面三分之二的牆面需用吸聲材料敷貼,也可以用絲絨做一個帳幕把整面后牆蒙起來,厚絲絨掛帘主要是吸收中的高頻。很多居室裝修時使用了護牆板,這種外形雖漂亮,但聲學特性不太好,容易引起某些頻率共振。改善方法是在護牆板內填充如礦物棉等吸音棉,同時在護牆板表面鑽孔,孔直徑為10mm左右,其孔距一般相隔20mm左右,最好再在外麵包上薄層裝飾布,這對吸中低頻很有效。另外一種處理方法是用空心板牆,採用的是厚度為5mm的密實性較好的優質五夾板,在牆上用結實堅硬的木龍骨50×50mm為木板條柵度,再將五夾板釘粘上去,左右側牆由地板到牆頂均是如此處理,若考慮美觀則護牆板至少做到離地1.2M高,空心板牆內填吸聲礦棉、玻璃棉、滌綸棉效果更好,比第一種鑽孔包軟織物方法經濟實用些。

若聽音室面積僅10多平方米,不宜再將四周牆做護牆壁,那麼可在牆壁表面(考慮美觀僅在離地1.2M高度)做80×80MM左右的四梭體木板造型均勻分佈,其突起高度在20mm左右,形成均勻的擴散體,可將駐波打散,當然1.2M高度以上用軟織物包上則更佳,整體裝潢美觀,建聲效果又兼顧。對於軟墊沙發、地毯均是吸中頻為多,面積宜合適為好,最後還要考慮到人的吸聲係數,加上聆聽者人體對全頻均有較強的吸聲。這符合小房間的理想聽音特性。經過這樣處理後房子聲音往複反射較強引起的嚴重的諧波共振的弱點將得到改善,此時反射較小,共振減弱。另外音箱背靠牆體要夠結實堅硬,才能將音頻和動態迫向前方的聆聽位,鬆軟又單薄地牆體結構會形成消弱作用,把聲音中的能量抵消大半,特別是中低頻方面十分明顯。房間四邊的牆身要盡量做到紮實,如果諧振波過於強烈才將其吸收或打散,用打散的方法是使它變成泛音,而在打散之後,如果中低頻仍然存在駐波影響的,這時必須用較高密度的吸音裝置強吸硬管或者吸音柱將駐波吸去。大面積光滑平面的側牆和兩面窗戶玻璃、傢具表面也應用窗帘之類的軟織物遮擋起來。揚聲器兩側的牆壁十分堅硬也是產生駐波的原因,在這些地方吊上掛毯一類的東西防止反射的話,細緻的信息聽起來會更加明了清晰。不過地毯這類的織物對中高頻吸聲比較理想,而對中低頻的吸聲則較差。另外不有一種改善方法,採用凹凸海綿(約40-50MM厚)鑲在後牆上,防止主音箱的反射聲,四面牆體也可用此方法,市場上用於雞蛋包裝的防震墊,吸聲效果也佳,但外觀欠佳。這些建聲處理前提是要犧牲些廳室內的實際面積,因此面積小於15平方米聽音不能採用理想的建聲處理方法,否則有效面積太小。

天花頂是較難處理的,不少人在裝潢時想做吊頂,但吊頂材料選購比較薄,尤其是三夾板更容易引起共振。解決的方法可用輕質石膏做表面凹凸不平的曲折的板材裝於天花頂,這樣不易引起反射,又不降低房間的實際高度。當然層高超出3米可用均勻鑽孔的輕質石膏板(一種專用的穿孔吸聲板材)與表面凹凸不平的石膏鑲嵌而構成,既美觀又兼顧建聲。(圖2)也可以通過龍骨、超細玻璃、夾板做一個平面吊頂,同樣成為一個薄板共振吸音裝置來滿足建聲效果,但房間的實際高度降低較多。鋁合金、鋼玻璃窗前要用大面積的較厚質窗帘布來改善,如果牆的寬度為3米,即6米,讓其自然皺摺才能消除反射,但值得一提的是,鋁合金、塑鋼玻璃窗一定要安裝牢固,不能有左右晃動的撞擊聲,否則聲音大或低音深沉時會引出不協調的噪聲。

家庭室內聽音室的建聲處理,要將裝潢美觀、藝術風格、聲學特性最佳作的統一,因為再發燒的聽音室也是屬於家庭居室的一部份,若建聲搞得很專業發燒,但聽音室完全與現代居室背道而馳,那麼這種人也不能稱為完美的音響發燒友。

音箱的擺位是音樂場中極重要的一環,再好的器材若擺位不好,播放的效果也不會理想,只有擺位正確,重放才會達到理想的效果。任何一對音箱只要擺位得當,均可獲得比較寬廣的音場。立體聲箱在房間內最佳的間距與試聽位置是左右音箱組成一個等邊三角形,根據房間的大小,音箱的間距在2-4M,而聆聽者距音箱連接中點的垂直2-4m處為最佳“皇帝”位。由雙揚聲器試驗可知,立體聲聲象定位取決於兩路揚聲器到達聆聽者處所產生的聲壓音區的位置。若音箱擴散角度不理想,可適當將音箱向內轉動一些,若音箱擴散角合適,音箱間距可適當加大。音箱的擺位對聲場的改善也有較大幫助。採用后倒相式的設計音箱,其倒相孔最好離牆面0.5M左右,如果視聽室面積較小,不宜選用后倒相孔式音箱。音箱不要直接放在地面的低音反射波很強,會使低音不自然地加重,它直接影響低音的厚度與質感。若離地面太遠,對低音重放是有利的,但低頻成分反射減少,使人感到低音不堅實。落地式音箱應將其底部墊高200MM,使低音揚聲器下沿離地距離為低音揚聲器直徑的1.5-0倍,這時低音放音效果最好,高音也基本能得到滿足。落地箱可鋪架空的原木地板,取其對低頻有良好的吸收作用,否則鋪複合木地板即可,地板上應鋪一張盡量大的厚地毯。如果條件允許,還應在四個牆角裝上圓弧形的擴散體,擴散體內塞滿捲成簡狀的玻璃棉。對低頻的吸收可通過在靠牆處做一排木質的大衣櫃或大書櫃來實現,衣櫃或書櫃應塞潢棉被、書籍等物品。音箱是書架式,一定要配上腳架,其總的高度(連腳架),使音箱的高音軸線與人耳(坐着)的軸線相一致。落地式音箱若擺放時感到地面不平,可用直徑25-30MM、2-3MM厚的軟質橡皮每個音箱各3塊墊於箱底部,使音箱穩當。如果是大理石地面,音箱底部可改用3個尖銳圓鋼釘支撐住,並仔細調節其高度,使3個點支撐住一個音箱底部平面最穩當為好。由於聽音室大理石地面對聲學特性不利,還要用整張較厚質地毯(在聽音區)鋪上,這樣大理石地面的反射聲將削弱較多,改善效果不錯,會將音象的聚焦力提高,高頻的噪音也減少了。

如果聽音室較小,僅12-15平方米,那麼很有可能音箱要貼近牆面而音箱貼近牆面部分要採用強吸聲方法,上述那種凹凸形的海綿體比較合適。當改變音箱的位置或者聆聽位置,可避開討厭的低頻駐波,最徹底地辦法就是將音箱或聆聽點的位置作大幅改變,例如音箱原先是擺在窄邊的,這時就不妨擺到寬邊試試。如果不允許,將音箱或聆聽位置距離后牆的間隔不應小於0.5米,因為造近牆壁角常常是駐波集中之處;二是把音箱往後牆靠時,雖然有利於重現低頻(特別是后倒式的書架音箱會有明顯的低頻增加),但可能會使音場變淺。如果音箱放在矮柜上時,就會產生有害的共振。解決辦法是在前置音箱(一般多採用書架式小音箱)底部添加10-20MM厚的、質地很重、有一定面積的大理石或花崗岩石板,大理石與低櫃之間可添3個30MM直徑橡皮避震薄片墊平。而音箱與大理石之間可用專用的圓錐體銅釘腳或木釘腳隔絕有害振動。當音箱發聲時,箱體的振動傳到腳釘便會衰減很多,再傳到質量很大的石材時,就不易產生共振,聲音就會變得很厚實有力,低頻會強勁得多,而且音樂感也較好,透明度增高。

改變室內傢具的布置,能在相當程度上改變聆聽室的聲學特性,使音質發生變化。如掛帘能改變室內中、高頻音質,較厚的掛帘能吸收大量的中、高音,從而增加聲音的柔順,並減少混晌,改用較薄的掛帘則可使聲音的中、高音變得生動。大型傢具能影響室內的低頻響應,特別是席夢思床墊、大型軟沙發等的位置變動,能明顯改變室內的低音效果。放滿書又滑有門的書架也能對聲音產生散射,對低頻吸聲效果不錯,對室內聲音的平均分佈有好處。

通過音箱的擺位后,聲音會有很多改善的聽音室內聆聽,其效果是更上一層樓。發燒音響系統的最後一個關鍵是必須選用正版的CD碟片,而且是錄音效果出色的,尤其應考慮發燒金碟之類的CD碟片試音。如果在幾萬乃至十幾萬的發燒極品(Hi-End)音響系統中,卻使用了劣質的甚至盜版CD碟,其聲音當然就背離了Hi-Fi原則,也就是說配置的如此高檔的發燒極品音響形同虛設,這是Hi-Fi發燒友往往容易忽略的問題,當然這種人也談不上是真正的音響發燒友。

相关的文章

菜单