打造理想的視聽空間:淺談視聽室設計中的幾項要求

 

隨著人們居住面積的增加以及現代音響設備的普及,在家中裝修壹個視聽室成了每個影音愛好者的共識。但是,要打造真正優秀的家庭影院視聽空間,獲取出衆的影音效果,遠遠沒有想象的那麽簡單。...



隨著人們居住面積的增加以及現代音響設備的普及,在家中裝修壹個視聽室成了每個影音愛好者的共識。但是,要打造真正優秀的家庭影院視聽空間,獲取出衆的影音效果,遠遠沒有想象的那麽簡單。

數十年來,國內外出現了針對小空間家庭視聽室房間的設計標准,現在絕大多數優秀的家庭影院視聽室的建立也都是基于這些標准之上的。那麽,到底什麽樣的視聽室才是優秀的呢?

其實,壹套家庭影院的組建成功與否,最直觀的表現就是所得到的音效。然而聲音好不好聽,除了使用的音響器材本身因素以外,還存在著器材搭配、調整和空間因素的影響。在這其中,空間因素是影響最大的,也是最難以克服的。其對聲音的主要影響是:1)引起反射聲;2)改變其音質;3)由于簡正振動的激發,增加聲能密度;4)使聲音在空間的分布發生變化。

下面,聲博士聲學就爲大家詳細介紹壹下打造理想視聽空間的幾項要求:

▎合理的房型設計



壹個房間有長、寬、高3個尺寸,這也決定了有3個基本的固有諧振頻率和與3個基本固有諧振頻率成整數倍頻率的諧波存在,這些聲波在房間內傳播時互相幹涉,産生繁雜的組合諧振頻率。

從聲學上講,房間可視爲壹個共鳴器,當聲源頻率與由房間三維尺寸決定的固有諧振頻率(簡正頻率)壹致時將會形成駐波,産生共振,這就是聲共振現象。視聽室內的聲場均勻度、聲染色和頻率不規則性都與聲共振有關。這種共振將給原始信號加上房間聲共振的色彩,造成聲染。

爲了避免或減弱這種有害的聲染色,使共振頻率均勻分布,避免出現突出的孤立的某段或某幾段頻率諧振模態,壹種方法是合理改變房間的三維尺寸。可以考慮通過適當的內部裝修、制作隔斷牆以及吊頂甚至拆除某部分非承重牆等方法來改變三維尺寸(這種合理改造也要同時考慮建築物的結構安全因素,如打算拆除某段牆體,最好征求壹下建築專業人士的意見)。

簡單地講,這跟設計音箱時選擇內部三維尺寸的原則是壹致的,即長、寬、高不能成整數倍或太接近。具體的聲場諧振模態、計算公式及有關數據不再壹壹列舉,必要時請參閱有關聲學書籍。



早期著名的視聽空間房間推薦比例

▎聲能均勻分布

當房間內原有的尺寸及實際中可調的尺寸不能滿足理想的比例要求時,爲消除室內可能産生的聲學缺陷,可采用另外壹種方法——在空間內部增加擴散體,通過對牆面進行凸凹的變化,使房間簡正模式均勻分布從而實現平滑的低頻相應,改善室內聲場。

對于由于發射聲引起的聲像定位偏移現象,可以在引起發射的牆面設置擴散體或強吸聲材料,消除反射聲的影響。對于較低頻率的共振引起的室內聲場分布不均勻的問題,調整室內空間效果並不明顯,建議通過電聲系統對其進行彌補。



聲場分布均勻,可保證整個廳堂內各點聲能分布均勻,各區域內觀衆聽到的響度基本壹致。通常,均勻的聲場分布應保證整個廳堂內最大聲壓級和最小壓級之間不超過6dB,最大/最小聲壓級與平均聲壓級之間最好不超過3dB。



▎足夠的響度(聲壓級)

聲音的強弱與振動的幅度大小有關,但發聲體(聲源)振動的幅度大時,單位時間內傳播的能量也大。單位時間內,聲波通過垂直于傳播方向上的能量,叫做聲強。聲強是聲音的客觀強度。而人感受聲音強弱的程度叫做響度,也就是說,響度是人的主觀感覺。



在沒有噪聲幹擾情況下,觀衆聽到的重放聲應既不感到費力,又不感到震耳。通常要求有85dB的平均聲壓級,考慮到音樂高潮的不失真重放,可再留有10dB余量,數字環繞聲系統更應有20-30dB動態余量。

▎混響時間控制的實現

混響時間是視聽室設計中的另壹個重要參數。混響時間是指聲源停止發聲起室內聲壓衰減60dB所需的時間,即降低至原有聲壓穩定值的百萬分之壹的時間。視聽室的混響時間如果過長,聲源前面發出的聲音還未消失,後面的聲音就出現,容易使低音轟鳴,造成語言對白等集中在中高頻段信號的清晰度下降,甚至方位感消失(因爲聲象定位是靠左右主音箱的中高頻直達聲獲得的,而反射産生的過于滯後的混響聲則來自多個方位,直接幹擾直達聲,影響聲象的正確定位)。

如果混響時間過短,則會使聲音變得瘦弱、幹澀、呆板,缺乏色彩和生氣。只有混響時間適中,整體音效才會顯得豐滿、生動、富于感染力和表現力。



最佳混響時間嚴格說來並非是壹個定值,即使是具體到某個聽音室也是如此。它是根據個人的主觀體驗和經驗得出的,而且欣賞不同的節目類型所要求的混響時間也不同。

如欣賞影視節目時混響時間要求稍短些,音響效果會比較生動,人物對白清晰,聲象定位也好。而欣賞純音樂節目則需要稍長壹些的混響時間,這樣聽起來才能感到“較舒服”,其中古典音樂節目要求的混響時間要比流行音樂稍長些。這是因爲不同類型的節目其後期混音制作各方面的要求各有差異,在重放時也需要相應適中的混響時間才能使音效最大程度地得到高保真還原。

▎頻率響應和有效頻率範圍

頻率響應是指將壹個恒電壓輸出的音頻信號與系統相連接時,産生的聲音隨頻率的變化而發生增大或衰減、相位隨頻率而發生變化的現象,這種聲壓和相位與頻率的相關聯的的變化關系稱爲頻率響應。也是指在振幅允許的範圍內音響系統能夠重放的頻率範圍,以及在此範圍內信號的變化量,也叫頻率特性。



壹個房間的頻率響應均勻會讓妳說話和聽到的聲音顯得自然無比。相反的,如果壹個房間的頻率響應有缺陷,就會讓妳的說話有障礙。例如房間低頻的響應過大,那麽妳說話就會嗡嗡的,感覺很渾濁。當然,房間的頻響是和混響時間緊密的結合起來的。

▎降低室內噪聲和隔聲設計

背景噪聲和人類的響度感知是緊密聯系在壹起的,較高的背景噪聲會掩蓋低電平的聲音信號和細節,對正常聽覺會産生幹擾和掩蔽作用。隔音的目標則是盡量減少視聽室和家庭中其他房間或者空間之間的聲音傳輸,以提高觀看電影時的體驗,並減少對于相鄰空間的影響。

而聲學處理的目標是盡量減少駐波的形成以及其他不必要的聲音反射,以制造壹個自然的空間,讓音響系統的重放正確執行,讓每壹個觀衆都擁有壹個愉快的觀影經驗。



壹個視聽室的聲學設計除了隔音、控制反射聲、混響時間之外,駐波處理也是壹項非常重要的措施。由于每個房間都存在駐波,而且駐波也不能完全消除,只能避開或者通過其他方法來抑制。而我們知道,控制駐波的方法有:

  1. 控制房間長寬高比例;2.改變超低音音箱的擺放位置(或聆聽位置);3.采用聲學處理材料(如低頻陷阱)等等。


良好的隔音能保證觀衆既能在不受外界幹擾的情況下觀看電影(或聽音樂),又不會幹擾到鄰居的正常生活。同時,確保房間有足夠高的信噪比,能讓觀衆聽到更多的聲音細節和更大的動態範圍。

“房中房”結構就是利用房間與房間牆壁之間的空隙來隔斷聲音的傳播,從而實現隔音的目的。雖然這種結構在造價上比較高,但效果卻是最顯著的,是公認的最佳隔音方式之壹。

▎視聽室的布置要求

房間整體的布置方式以及房間設施的擺放都會對實際現場的聲音産生壹定的影響,如果選擇不當,會直接導致視聽音質的下降。壹般在視聽室內,可根據實際情況布置壹些吸聲材料,如壁挂毛毯,地面地毯,軟包,松軟的木材等,避免大面積的玻璃、石材等鏡面材料出現;在側牆擺放碟架等裝飾架,能夠實現擴散體的作用;沙發的選擇靠背也不壹定要太高,壹般要低于視聽室內人正常的聽音高度。



值得壹提的是,決定視聽室的視聽效果的因素,音響設備與室內空間設計比重幾乎是等同的,這點是非常值得引起注意的。

▎音箱的擺位要求

當您花費了不少心思及不少錢把視聽室按上面提到的幾點要求裝修到位之後,如果音箱的擺位不合適,那麽結果只有4個字:“前功盡棄”。

關于音箱的擺位,首先要求視聽室左右兩側的空間聲學特性應盡可能對稱(並不壹定是視覺上的對稱),即左右兩側空間的聲反射量或吸收量要盡量相等。兩個主音箱之間的距離通常要求在2.5m以上或左右主音箱與視聽者之間的夾角至少大于30°(純音樂欣賞的最佳角度爲60°,而家庭影院因爲要考慮聲象的協調,壹般要求在45°左右),才能獲得較好的立體感聲場,但距離或角度也不能過大,否則可能會使圖象與聲象定位不壹致。

如屏幕左部或右部的聲象定位遠在屏幕之外,超出了近似合理的範圍,會造成聽覺效果與視覺的不協調。



ITU(國際電信聯盟)的5.1聲道建議

視聽室的聲學特性在壹定程度上與音箱在室內的位置有著直接的關系。主音箱在房間中的位置主要根據試聽感受來決定。將主音箱放在牆角、離開牆壹段距離或遠離側牆等多個位置試聽,選擇壹個能得到較均勻的聲場共振的位置放置主音箱。

另外,再適當地將主音箱後仰幾個角度以及將主音箱墊高壹些試聽壹下,看效果是否會更好壹些。(有時這種改變會很明顯,可能會得到相當好的效果)



針對環繞聲音箱指向性要求較低的特點,其具體擺放位置也不很嚴格,壹般放在視聽者後方左右兩側,但不能過分近視聽者,揚聲器高度應適當高于人耳。

兩個環繞音箱之間的間距壹般要稍小于主音箱的間距。當環繞聲音箱擺放到位後,壹般還需要對AV功放環繞延時進行調節,使前後音箱的音效渾然壹體、完美融合,獲得滿意的整體效果。



7.1聲道系統的建議

中置音箱的擺位相對固定壹些,應與屏幕中心在同壹垂直線上,最好使主音箱、中置音箱的高音揚聲器及視聽者的耳朵保持在同壹水平高度。如果相差過大,主音箱和中置音箱的聲象高度將會明顯不壹致,造成屏幕上運動物體的聲象變得雜亂,很不自然,視聽效果大打折扣。

另外值得注意的是,選擇中置音箱時,其中、高音揚聲器應盡量使用與主音箱相同的單元。這樣才能使中置音箱與主音箱在頻響曲線、指向性、相位上得到較好的匹配。



由于超低音音箱負責重放的頻率壹般集中在120~150Hz以下,所以它在視聽室的擺放位置選擇就要格外注意,壹定要在室內多個位置擺放進行試聽,選擇壹個能最大程度降低室內聲染和失真的適當位置來放置它。壹般地講,低音炮不宜放在牆角、緊貼牆邊或視聽室中心,因爲這些位置都容易引起較強的共振。

以上内容由声博士声学提供

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