你需要知道這10個(gè)聲學(xué)知識！
聲音在房間內(nèi)衰減的方式是影響聲音錄制的重要因素。混響對聲音的作用是兩面的，可以更好也可以更壞，混響時(shí)間是其中重要的條件。混響時(shí)間指的是從聲源停止發(fā)聲到聲音完全消失所間隔的時(shí)間。用更技術(shù)性的語言描述就是：聲音衰減60dB所需要的時(shí)間。
對語言和人聲的錄音來說，混響時(shí)間必須很短（“寂靜”的房間）?？刂剖业幕祉憰r(shí)間要相對短一些。而音樂收聲間的混響時(shí)間通常要視音樂類型而定。 一個(gè)房間的脈沖響應(yīng)（聲音取自一只爆炸的氣球），可以看到所有的獨(dú)立反射。
對于語言及人聲錄音，混響時(shí)間必須短(“干”房間)。在控制室，混響時(shí)間必須相對短。而在錄音室就要根據(jù)所錄制的音樂類型來確定最佳的混響值。
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房間里的脈沖響應(yīng)(氣球爆炸的聲波形狀)，可以看到所有單獨(dú)的反射。 |
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將聲音轉(zhuǎn)換為電平值（這樣可以以dB值讀?。?/span> |
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混響時(shí)間的頻率分析。信號已經(jīng)經(jīng)過濾波器處理。在這個(gè)例子中低頻（63Hz）的混響時(shí)間已經(jīng)超過了限制，這個(gè)采樣取自一個(gè)用于聲音編輯的小房間。 |
通常而言，關(guān)鍵的問題在于混響時(shí)間隨頻率不同的變化。如果低頻的混響時(shí)間超出中頻太多，就會造成很大的困擾。在錄音棚和控制室里，一般低于125Hz的低頻混響時(shí)間達(dá)到中頻的1.5倍是可以允許的。不過，在搖滾樂現(xiàn)場則更傾向于低頻的混響時(shí)間與中頻相近。 下面是不同應(yīng)用下一般會采用的混響時(shí)間（500Hz下）：
應(yīng)用場合 | 混響時(shí)間 （秒） | 說明 |
人聲房間 | 0.1 – 0.2 | 房間不要太小。太小的房間會帶來像盒子似的聲音，并且總會存在低頻的問題（低頻過重） |
控制室 | 0.2 – 0.3 | 如果你想要在控制室也演奏一些原聲樂器，那么混響時(shí)間也可以稍微再高一點(diǎn) |
錄音間 | 0.4 – 0.6 |
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起居室 | 0.4 – 0.5 | 如果你的房間只有五個(gè)音箱和一把木椅子，那么混響時(shí)間很可能會超過這個(gè)數(shù)值 |
報(bào)告廳 | 0.6 – 0.9 | 既要保證語言的音量，也要保證其可懂度 |
影院 | 0.7 – 1.0 | 要保證均衡的回放音質(zhì) |
搖滾樂現(xiàn)場（小型） | 0.6 - 1.6 | 要有均衡的頻率響應(yīng)。房間容積在 1.000 m3 至 10.000 m3. |
劇院 | 1.1 – 1.4 |
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歌劇院 | 大約1.6 | 混響時(shí)間要讓歌唱聲有足夠的延音，但還要保證一定的可懂度 |
古典音樂大廳 | 1.8 – 2.2 | 根據(jù)大廳的尺寸和音樂類型可有上下浮動 |
混響時(shí)間的選擇一般是根據(jù)空間的容積和功能定位來確定（點(diǎn)擊以下標(biāo)題即可查看）：
1、會議室、報(bào)告廳等以語言類空間如何選擇混響時(shí)間？
2、電影院如何選擇最佳混響時(shí)間？
3、歌劇、舞劇、戲曲、話劇劇院如何選擇最佳的混響時(shí)間
混響時(shí)間的計(jì)算
T = 0.161 * V / A
T 表示混響時(shí)間，以秒為單位 V 表示房間的容積，以立方米為單位
A 表示房間總吸聲系數(shù)總吸聲系數(shù)是根據(jù)房間內(nèi)每種材料的吸聲系數(shù)乘以該材料的總面積（平方米）得出。該公式適用于任何需要計(jì)算的聲音頻率。一般經(jīng)常采用的計(jì)算方式是使用從63到8kHz的八度帶通，或從50Hz到10kHz的 1/3八度帶通。
如何得到合適的混響時(shí)間？
房間內(nèi)總音量的大小和總的吸聲系數(shù)決定了混響時(shí)間。（見下文關(guān)于吸聲的段落）。應(yīng)當(dāng)知道的一點(diǎn)是，穿孔型吸聲材料是非常高效的——但只是在高頻端。這也是為什么需要很多的低頻吸聲來獲得整個(gè)頻段的自然混響。
隔聲也就是防止聲音從一個(gè)房間傳到另一個(gè)房間的方法?；旧弦_(dá)到隔聲效果的唯一有效方式就是用厚重的墻和地板/天花板把房間密封起來。要想使相鄰兩個(gè)房間的隔聲更為有效，那么兩個(gè)房間之間不應(yīng)該有固定的連接部分。一般來說，這意味著每一個(gè)房間都是建立在同一地基上的兩個(gè)獨(dú)立封閉的盒子。
錄音間內(nèi)放置隔板、聲屏障等裝置的效果取決于屏障的尺寸。為了避免低頻衍射繞過屏障，屏障必須非常的大。而在實(shí)際情況中，還是建立封閉的房間更為容易。
有時(shí)候失敗的隔聲原因來自于地板（或舞臺）。為確保不會拾取到麥克風(fēng)本身的噪聲，麥克風(fēng)應(yīng)該安裝在防震架上以避免產(chǎn)生問題。
如何獲得良好的隔聲？
低頻的隔聲唯一的辦法就是將聲源放置在獨(dú)立的房間內(nèi)。如果需要非常大的隔聲量，那么房間應(yīng)該有獨(dú)立的墻壁，每一面墻采用三層石膏板或類似的結(jié)構(gòu)制作。地板必須采取浮筑（floating）方式。 對于高一些的頻率（例如高于300-400Hz），可以通過聲屏障來獲得一些隔聲量。不過這樣做的效果是很有限的。如果只是在錄音間或舞臺上用于將樂器分隔開，采用聲屏障的方法可以避免直接聲竄入到相鄰樂器的拾音麥克風(fēng)中去。
我們通過使用吸聲材料的方式來實(shí)現(xiàn)對聲學(xué)的控制，比如控制混響時(shí)間。需要注意的是不同的材料對聲音各個(gè)頻段的不同作用效果。從技術(shù)上講，我們可以將吸聲系數(shù)界定為從0.00（完全沒有吸收，例如硬質(zhì)大理石表面，所有聲音都被反射）到1.00（例如敞開的窗，聲音傳出后不會有任何反射）。 通常而言，多孔吸聲體（泡沫，布料，礦棉，玻璃纖維等等）吸收較高的聲音頻率，并且吸聲效果很好，吸聲系數(shù)可以超過0.7。但是，如果多多孔吸聲材料安裝在與硬質(zhì)表面（墻面或地板）有一定距離（25至30cm）的位置，則吸聲范圍可以向下擴(kuò)招到100Hz。
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多孔吸聲材料的吸聲曲線 |
共振吸聲材料（穿孔板，帶狹縫的墻壁等）對于中頻部分（200Hz至5kHz）有很好的吸聲效果。
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共振吸聲材料的吸聲曲線 |
共振吸聲材料（穿孔板，帶狹縫的墻壁等）對于中頻部分（200Hz至5kHz）有很好的吸聲效果。
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薄膜吸聲體的吸聲系數(shù) |
如何得到正確的吸聲？
首先要確定你需要吸收那些頻段的聲音，例如在整個(gè)聲頻段中的某一部分混響時(shí)間太長，需要吸收一些。然后要選擇合適的吸聲體。記住無論吸聲裝置有多么新潮，我們需要的實(shí)際效果，因此在買這類產(chǎn)品的時(shí)候一定確保拿到可靠的參數(shù)說明。
單次反射是有害的。如果麥克風(fēng)同時(shí)拾取到直達(dá)聲音和一個(gè)單次反射聲，會造成梳狀濾波，即在整個(gè)頻譜范圍內(nèi)產(chǎn)生間隔的聲音加倍和聲音抵消。因此，單次反射永遠(yuǎn)是應(yīng)該杜絕的現(xiàn)象。 在控制室內(nèi)內(nèi)存在的各類反射（來自桌面和天花板）通常都會造成類似梳狀濾波的聲染色。雖然垂直反射一般很難被聽到，但過強(qiáng)的單次反射還是應(yīng)該避免的。 在錄音間或音樂廳，多次反射聲是散射聲場的一部分，它左右著聲音的走向，讓所有樂器都能被聽見?；祉懸部梢砸暈槎喾N反射聲的組合。
如何避免單次反射？
過強(qiáng)的單次反射可用下面幾種方法解決： 在反射面采用吸聲材料 在反射點(diǎn)放置散射器 控制反射方向，使其不會進(jìn)入耳朵或麥克風(fēng)在錄音時(shí)要適當(dāng)利用麥克風(fēng)的指向性原理，將麥克風(fēng)拾音的盲區(qū)指向反射聲來源方向。
聲散射通過使用散射器或者簡單的只是使用房間內(nèi)陳設(shè)的各類設(shè)備和家具來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)聲音打到物體表面時(shí)會被反射到多個(gè)不同方向。這個(gè)物理表面必須有足夠大的面積，以對應(yīng)需要被散射的聲波波長。這就是為什么很少會見到低頻散射器。為了防止聲反射會干擾立體聲聲場，散射器必須在一定頻率以上的范圍內(nèi)有效，例如600至800Hz。同樣還要注意的是通常有效的散射器還會起到一定的吸聲作用。在散射器的有效范圍內(nèi)，其吸聲系數(shù)大約在0.2左右。
施羅德散射器
如何散射聲音？
1. 大量的設(shè)備堆積和家具陳設(shè)通常會起到很好的散射作用
2. 堆滿書的書架會起到很好的效果（并且有很寬范圍的吸聲作用）
3. 散射器（施羅德型）可以很好的散射聲音，可以是垂直或水平方向，也可以是兩者同時(shí)。
在開放空間里，聲音會自然向各個(gè)方向傳播。而在房間里，當(dāng)聲音碰到墻壁時(shí)，它會被反射回房間內(nèi)。這樣聲音就會在兩面同樣的平行墻之間來回傳播，在角落里來回傳播，等等。低頻波長通常與房間的尺寸相近，尤其較小的房間。
一個(gè)有趣——但通常都不怎么受歡迎——的現(xiàn)象我們稱之為駐波。當(dāng)某個(gè)特定的波長正好與房間尺寸相近時(shí)，隨著你在房間內(nèi)錄音或聽音的位置不同，所得到的聲壓級差異會非常巨大。在房間交界處聲壓級會達(dá)到峰值——在房間墻角處最強(qiáng)。而在房間的其它位置，同樣的頻率可能會低上20到30dB。想象一個(gè)靠近墻壁擺放的音箱。聲源（也就是音箱）產(chǎn)生聲音，從音箱幅射出來，打到對面的墻壁并返回到聲源處。如果它恰好在音箱發(fā)出下一個(gè)同樣頻率聲音的波長周期時(shí)到達(dá)音箱位置，那么上一個(gè)反射聲和新的聲音處于同一相位位置。兩個(gè)聲音同時(shí)會向?qū)γ娴膲Ρ趥鞑?。到達(dá)墻壁后它們會同時(shí)被反射，同時(shí)到達(dá)音箱并與音箱發(fā)出的第三個(gè)波長周期混合，以此類推。
兩個(gè)平行墻壁之間所產(chǎn)生駐波的最低頻率，其波長等于墻間距離的兩倍。
舉例：兩面墻之間距離為2.5米，聲音的速度為340m/s，兩倍距離長度為5米。駐波波長的計(jì)算如下： λ = c / f
其中
λ 表示波長（米，m） c 表示聲音的速度（米每秒，m/s） f 表示頻率（赫茲，Hz） 在這里
5 = 340 / f
f = 340 / 5
68 Hz |
房間面積越小，對錄音和聲音回放的影響就越大。小的語音間通常最嚴(yán)重。不過，在小型的控制室或作曲室可以調(diào)節(jié)監(jiān)聽音箱的低頻響應(yīng)。駐波在所有的房間內(nèi)都會存在，但可以采取措施將其影響控制在最小范圍。
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駐波 |
如何避免或?qū)Ω恶v波？
駐波是無法完全避免的。不過，其影響是可以控制的：
1 避免平行墻面在盒子形狀的房間里，其尺寸彼此不要成整數(shù)比。
使用有效的墻角吸聲裝置（多為膜式吸聲器）
盡量保持控制室對稱
讓音箱遠(yuǎn)離墻角。
房間尺寸會影響到許多聲學(xué)參數(shù)。較大的房間容積通常意味著較長的混響時(shí)間。不過對控制室和錄音棚來說，要確保有足夠的起始空間，尤其是要有足夠的房間高度。在設(shè)計(jì)好房間布置，加入吸聲材料，安裝好設(shè)備等等工作完成之后，你可能最終不剩下多少活動空間了。 房間的尺寸會影響到駐波的頻率。反射表面之間的距離總會有其特定的聲音特色，小房間的聲音總會是小房間的特點(diǎn)，除非你使用近距離麥克風(fēng)拾音。 用于排練的房間必須有足夠擺放各類設(shè)施的空間。
如果是音樂廳，劇院等等場合，可以將觀眾看作房間吸聲設(shè)施的一部分。如果房間容積過小，那么混響時(shí)間受到聽眾數(shù)量的影響因素較大。
如何得到正確的房間尺寸？
過大的房間總比太小的房間好得多；用于錄音和監(jiān)聽的房間天花板不宜過低；要考慮到房間內(nèi)的人數(shù)（錄音棚，控制室，排練室，小型音樂廳等等），保證足夠的聲學(xué)空間。
錄音棚的背景噪聲有可能會成為工作的阻礙，因?yàn)樗鼤钿浺魷啙?。如果對信號添加壓縮處理，情況還會更糟。噪聲可能來自于電腦的風(fēng)扇和硬盤，可能是交流聲，可能來自與隔壁房間，或者是大街上車來車往的噪聲。在新聞直播間里，經(jīng)常還會受到編輯室的噪聲干擾。
在設(shè)計(jì)不同類型的房間的時(shí)候可以采取不同的噪聲度量標(biāo)準(zhǔn)：NR-15/NC-15（SPL近似于SPL20dBA）或NR-20/NC-20（SPL近似于25dBA），取決于房間的用途。
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NR曲線的例子，采用1/1八度帶寬噪聲頂部標(biāo)示測量。測量結(jié)果為未超過的最低噪聲度量曲線（=NR-25） |
如何避免房間噪聲？
1. 移除所有的噪聲源（就是這么簡單）
2. 使用近距離（以及更近的）麥克風(fēng)錄音
3. 利用近距離麥克風(fēng)的近講效應(yīng)降低遠(yuǎn)距離聲源的低頻
建筑內(nèi)部的機(jī)械振動部分會產(chǎn)生可聽到的聲音。如果麥克風(fēng)架放置在振動的地面上，可能會讓麥克風(fēng)產(chǎn)生噪聲。同樣房間內(nèi)某些松動的機(jī)械部分也會造成麻煩。
如何避免機(jī)械振動？
1. 使用麥克風(fēng)防震架避免從麥克風(fēng)拾取到振動噪聲
2. 減震系統(tǒng)的共振頻率必須低于錄制聲音的最低頻率
3. 降低共振頻率，使用較厚和較軟的懸浮層
在很多時(shí)候耳機(jī)都是一個(gè)實(shí)用的辦法。它可以將你和周圍的聲源隔離開。不過，要注意耳機(jī)的音量不要太大（應(yīng)當(dāng)遵循一定的耳機(jī)音量標(biāo)準(zhǔn)）。要注意不要讓耳機(jī)的聲音漏出到麥克風(fēng)中。如果耳機(jī)用于個(gè)人監(jiān)聽或返聽，那么耳機(jī)信號應(yīng)當(dāng)與麥克風(fēng)信號處于同一相位。
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